Система контроля взлета или посадки самолета

 

Изобретение относится к индикаторным устройствам летательных аппаратов, предназначенным для обеспечения взлета или посадки. Система содержит связанную с проекционным индикатором видеокамеру, перископ и полупрозрачный экран. Видеокамера служит для передачи изображения поверхности аэродрома перед самолетом при взлете или посадке. Перископ имеет входной и по крайней мере один выходной отражатели для отображения поверхности аэродрома перед самолетом при взлете или посадке. Полупрозрачный экран расположен в кабине экипажа и предназначен для демонстрации проекционным индикатором изображения аэродрома и визуального совмещения с ним равномасштабного отображения аэродрома с выходного отражателя перископа. Система может быть снабжена дополнительными видеокамерой, проекционным индикатором, экраном, а перископ выполнен с двумя выходными отражателями. Расширенная визуальная информация о положении самолета относительно аэродрома существенно повышает надежность и безопасность пилотирования при отсутствии прямого визуального контакта пилота с аэродромом на режимах взлета и посадки. 13 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к индикационным устройствам летательных аппаратов, предназначенным для обеспечения взлета или посадки.

Преимущественной областью применения изобретения являются самолеты, контроль взлета или посадки которых экипажем затруднен из-за неудовлетворительной прямой видимости взлетно-посадочной полосы аэродрома вследствие особенностей размещения кабины экипажа либо повышенного угла атаки.

Из уровня техники известна система контроля взлета или посадки самолета пилотом, которая включает в себя чувствительный элемент, изображение с которого отображается на экран дисплея. Экран дисплея размещен на лобовом стекле (AVIATION WEEK & SPACE TECHNOLOGY, 1992, NOVEMBER 2, с. 55-59). Увеличенное отображение позволяет летчику видеть взлетно-посадочную полосу (ВПП) со значительного расстояния и производить посадку при неудовлетворительной прямой видимости ВПП. Однако данная система имеет недостаток, заключающийся в том, что на экране дисплея отображается плоское изображение.

Также известна система контроля взлета или посадки, с помощью которой поверхность ВПП отображают посредством зеркальной оптической системы (AVIATION WEEK & SPACE TECHNOLOGY, 1998, 6). Оптическая система дает объемное отображение, но только при хорошем освещении.

Предлагаемое изобретение направлено на обеспечение возможности контроля взлета или посадки самолета при отсутствии непосредственного визуального контакта экипажа с поверхностью аэродрома и повышение надежности указанного контроля.

Согласно изобретению система контроля взлета или посадки самолета содержит связанную с проекционным индикатором видеокамеру для передачи изображения поверхности аэродрома перед самолетом при взлете или посадке, перископ с входным и по крайней мере одним выходным отражателями для отображения поверхности аэродрома перед самолетом при взлете или посадке. В кабине экипажа расположен полупрозрачный экран для демонстрации проекционным индикатором изображения аэродрома и визуального совмещения с ним равномасштабного отображения аэродрома с выходного отражателя перископа.

В этом варианте выполнения система может быть снабжена средством формирования индикационного кадра навигационной и полетной информации и устройством включения индикационного кадра навигационной и полетной информации в изображение поверхности аэродрома, передаваемое видеокамерой.

Для самолетов, управляемых двумя пилотами, система согласно изобретению снабжена дополнительными видеокамерой и проекционным индикатором, связанными между собой для передачи изображения поверхности аэродрома перед самолетом при взлете или посадке, а также дополнительным полупрозрачным экраном. Перископ выполнен с промежуточными отражателями, обеспечивающими отражение двух одинаковых отображений поверхности аэродрома перед самолетом при взлете или посадке на соответствующие выходные отражатели. Полупрозрачные экраны разнесены в кабине экипажа для раздельной демонстрации каждому из пилотов изображения аэродрома соответствующим проекционным индикатором и визуального совмещения с ним равномасштабного отображения аэродрома с соответствующего выходного отражателя перископа.

В этом варианте исполнения рассматриваемая система снабжена средством формирования индикационного кадра навигационной и полетной информации и двумя устройствами включения индикационного кадра навигационной и полетной информации в изображение поверхности аэродрома, передаваемое видеокамерами.

Перископ выполнен с одним или двумя импульсными оптическими затворами, установленными после входного отражателя.

В другом варианте выполнения системы контроля взлета или посадки для самолета, управляемого двумя пилотами, упомянутая система также имеет дополнительные видеокамеру и проекционный индикатор, связанные между собой для передачи изображения поверхности аэродрома перед самолетом при взлете или посадке, дополнительные полупрозрачный экран и перископ. Перископ выполнен аналогично основному и установлен для отражения совместно с основным перископом двух одинаковых отображений поверхности аэродрома перед самолетом при взлете или посадке на соответствующие выходные отражатели. Полупрозрачные экраны как и в предыдущем варианте разнесены в кабине экипажа для раздельной демонстрации каждому из пилотов изображения аэродрома соответствующим проекционным индикатором и визуального совмещения с ним равномасштабного отображения аэродрома с выходного отражателя соответствующего перископа.

Для этого варианта исполнения системы она также может содержать средство формирования индикационного кадра навигационной и полетной информации и два устройства включения индикационного кадра навигационной и полетной информации в изображение поверхности аэродрома, передаваемое видеокамерами.

Применительно к самолету, управляемому двумя пилотами, система имеет два управляемых переключателя видеосигналов, установленных в линиях связи видеокамер с проекционными индикаторами перед устройствами включения индикационного кадра навигационной и полетной информации в изображение поверхности аэродрома, передаваемое видеокамерами, и за указанными устройствами.

Каждая видеокамера снабжена регулируемым объективом с переменным фокусным расстоянием.

Каждая видеокамера и каждый входной отражатель перископа/перископов установлены на общей, т.е. одной или раздельных выдвижных платформах, каждая из которых может быть установлена в нише передней опоры шасси.

Устройство включения привода каждой выдвижной платформы связано со средствами выпуска и уборки передней опоры шасси для их синхронизации.

Предлагаемое изобретение поясняется примерами его выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображены: на фиг.1 - структурная схема системы контроля взлета или посадки для самолета, управляемого одним пилотом; на фиг. 2 - структурная схема предлагаемой системы для самолета, управляемого двумя пилотами; на фиг.3 - схема расположения элементов патентуемой системы на самолете, вид сбоку; на фиг.4 - схема расположения элементов предлагаемой системы на самолете, вид на двухместную кабину экипажа спереди.

В варианте для самолета, управляемого одним пилотом, система контроля взлета или посадки содержит одну видеокамеру 1 (см.фиг.1), один перископ 2 и один полупрозрачный экран 3.

Видеокамера 1 установлена для передачи через соответствующий проекционный индикатор 4 видеоизображения поверхности аэродрома перед самолетом при его взлете или посадке. Указанной видеокамерой 1 может быть телевизионная камера, тепловизионная камера или радиолокационная станция.

Перископ 2 включает в себя один входной отражатель 5 и один выходной отражатель 6, а также линзовую систему (не показана). Перископ 2 установлен таким образом, чтобы иметь возможность отображать поверхность аэродрома перед самолетом при его взлете или посадке через входной 5 и выходной 6 отражатели.

Полупрозрачный экран 3 описываемой системы расположен в кабине экипажа и необходим для демонстрации на нем проекционным индикатором 4 изображения аэродрома, передаваемого видеокамерой 1. Кроме того, полупрозрачный экран 3 установлен относительно выходного отражателя перископа 2 с возможностью визуального совмещения пилотом отображения поверхности аэродрома с этого выходного отражателя, наблюдаемого через полупрозрачный экран 3, с равномасштабным изображением той же поверхности аэродрома, проецируемым на экран 3 проекционным индикатором 4.

Наблюдая на полупрозрачном экране изображение аэродрома перед самолетом, проецируемое проекционным индикатором, пилот имеет возможность одновременно видеть через экран равномасштабное отображение того же аэродрома на выходном отражателе перископа, визуально совмещенное с проецируемым изображением. Возможный отказ одного из используемых приборов не повлияет на уверенность пилота в наличии надежной информации о положении самолета относительно аэродрома при взлете или посадке.

Для повышения надежности система контроля может быть снабжена средством 18 формирования индикационного кадра навигационной и полетной информации и устройством 19 включения этого кадра в видеоизображение поверхности аэродрома. Наблюдая изображение аэродрома на экране, пилот одновременно получает дополнительную навигационную и полетную информацию, которая может быть для него полезной при управлении самолетом при взлете или посадке.

В некоторых вариантах выполнения системы контроля перископ 2 может быть оборудован импульсным оптическим затвором 16, установленным после входного отражателя 5. Импульсный режим отображения аэродрома обеспечивает более эффективное воздействие его на зрение пилота.

Надежность контроля во многом определяется равномасштабностью видеоизображения и отображения аэродрома, которая в некоторых случаях требует специального обеспечения. Для этого видеокамера 1 имеет регулируемый объектив 17 с переменным фокусным расстоянием для приведения масштаба видеоизображения на полупрозрачном экране 3 к масштабу отображения с соответствующею выходного отражателя 6 перископа 2.

Видеокамера 1 в описываемом варианте системы контроля взлета или посадки установлена на одной выдвижной платформе 11. Входной отражатель 5 перископа 2 установлен на другой выдвижной платформе 12. При других компоновках системы платформы 11 и 12 могут быть объединены. Выдвижные платформы 11 и 12 могут быть установлены как в нише передней опоры шасси самолета (не показано), так и в носовой части фюзеляжа. Указанные платформы имеют соответственно механизмы 14 и 15 выдвижения и уборки. Приводы механизмов 14 и 15 выдвижения и уборки соединены с устройством 13 их включения. При размещении выдвижных платформ 11, 12 при их убранном положении в нише передней опоры шасси упрощается расположение передающей видеокамеры 1 и входного отражателя 5 перископа 2 в нерабочем состоянии и обеспечение отображения аэродрома в рабочем положении выдвижных платформ. Выдвижные платформы 11, 12 с передающей видеокамерой 1 и входным отражателем 5 перископа 2 при взлете или посадке самолета выдвигаются в положение, позволяющее соответственно передавать видеоизображение аэродрома перед самолетом и отображение аэродрома перед самолетом посредством перископа. На других режимах полета выдвижные платформы убраны внутрь самолета. При этом ни передача видеоизображения, ни отображение аэродрома перископом не осуществляются.

При любом размещении выдвижных платформ 11, 12 устройство 13 включения приводов механизмов 14 и 15 связано со средствами (не показаны) выпуска и уборки передней опоры шасси (не показана) для их синхронизации, а также с импульсным оптическим затвором 16 перископа 2 также для синхронизации включения и выключения последних с выдвижением и уборкой платформ 11 и 12.

Описанная выше связь устройства 13 включения приводов выдвижных платформ 11, 12 обеспечивает выдвижение платформ при выпуске шасси и уборку платформ при уборке шасси автоматически без специальной команды, что отчасти разгружает пилота при взлете или посадке, повышая надежность их контроля.

В некоторых случаях для предотвращения возможного разрушения или загрязнения видеокамеры 1 и входного отражателя 5 перископа 2 при взлете или посадке выдвижные платформы 11 и 12 оборудованы средствами (не показаны) защиты передающей видеокамеры 1 или входного отражателя 5 перископа 2 от механическою воздействия.

При одном из вариантов выполнения системы контроля взлета или посадки для самолета, пилотируемого двумя летчиками, система включает две видеокамеры 1 (см. фиг. 2), два проекционных индикатора 4, один перископ 2 с одним входным отражателем 5 и двумя выходными отражателями 6, а также два полупрозрачных экрана 3. Каждая из видеокамер 1 установлена для передачи через соответствующий проекционный индикатор 4 видеоизображения поверхности аэродрома перед самолетом при его взлете или посадке.

Как и в первом описанном выше варианте видеокамерой 1 может быть телевизионная камера, тепловизионная камера или радиолокационная станция.

При наличии двух выходных отражателей 6 перископ 2 включает в себя также промежуточные отражатели 7, 8 и 9, 10, а также линзовую систему (не показана). Перископ 2 установлен с возможностью отображения поверхности аэродрома перед самолетом при его взлете или посадке через входной 5 и выходные 6 отражатели. Промежуточные отражатели 7, 8 и 9, 10 (см. фиг.4) перископа 2 установлены так, чтобы от входного отражателя 5 перископа 2 на его выходные отражатели 6 отражалось два одинаковых отображения поверхности аэродрома перед самолетом.

Полупрозрачные экраны 3 предлагаемой системы находятся в кабине экипажа, но при этом разнесены для раздельной демонстрации каждому из двух пилотов изображения аэродрома соответствующим проекционным индикатором 4. Каждый из полупрозрачных экранов 3 установлен относительно соответствующего выходного отражателя 6 перископа 2 с возможностью визуального совмещения пилотом отображения поверхности аэродрома с этого выходного отражателя, наблюдаемого через полупрозрачный экран 3, с равномасштабным изображением той же поверхности аэродрома, проецируемым на экран соответствующим независимым проекционным индикатором 4.

Каждая видеокамера 1 передает на соответствующий проекционный индикатор 4 изображение аэродрома независимо от другой передающей видеокамеры и проекционного индикатора. Отказ одного из видеоканалов не лишает экипаж полноценной информации о положении самолета относительно аэродрома. Если один из пилотов почему-то не сможет управлять самолетом при взлете или посадке, это сможет сделать другой пилот, обладая полной информацией о положении самолета.

Промежуточные отражатели 7, 8 и 9, 10 перископа 2 дублируют отображение аэродрома с входного отражателя 5 на выходные. Получаемые отображения аэродрома идентичны, вследствие чего идентично и аппаратурное обеспечение дублирования управления самолетом при взлете и посадке.

Раздельная демонстрация пилотам визуально совмещенных равномасштабных видеоизображения аэродрома и его оптического отображения обеспечивает возможность полноценного дублирования управления самолетом при взлете или посадке.

В данном варианте система контроля имеет средство 18 формирования индикационного кадра навигационной и полетной информации, как и в описанном раннее варианте, но в отличие от него имеет два устройства 19 включения этого кадра в видеоизображения поверхности аэродрома для повышения надежности. Пилоты одновременно получают дополнительную навигационную и полетную информацию, которая может быть для них полезной при управлении самолетом при взлете или посадке.

Перископ 2 может быть оборудован двумя импульсными оптическими затворами 16, установленными после входного отражателя 5 для эффективного воздействия оптического отображения аэродрома на зрение пилота.

Для надежности контроля каждая видеокамера 1 имеет регулируемый объектив 17 с переменным фокусным расстоянием для приведения масштаба видеоизображения на полупрозрачном экране 3 к масштабу отображения с соответствующего выходного отражателя 6 перископа 2.

Видеокамеры 1 в описываемом варианте системы контроля взлета или посадки могут быть установлены на одной выдвижной платформе 11, а входной отражатель 5 перископа 2 в этом случае установлен на другой выдвижной платформе 12. Однако в некоторых вариантах исполнения выдвижные платформы 11 и 12 могут быть объединены. Расположение выдвижных платформ, связь их с другими элементами системы управления и самолета аналогичны сведениям, описанным в предыдущем варианте.

Выдвижные платформы 11 и 12 могут быть оборудованы средствами (не показаны) защиты передающей видеокамеры 1 или входного отражателя 5 перископа 2 от механического воздействия.

В другом варианте исполнения системы контроля взлета или посадки самолета, управляемого двумя пилотами, для повышения надежности упомянутая система может содержать два независимых перископа, имеющих соответственно два независимых входных отражателя, посредством которых обеспечивается отражение двух одинаковых отображений поверхности аэродрома перед самолетом при взлете или посадке на соответствующие выходные отражатели. Указанные отображения подаются на полупрозрачные экраны, где совмещаются с изображениями аэродрома, поступающими с соответствующих проекционных индикаторов.

Аналогично описанному выше второму варианту выполнения системы она включает средство 18 формирования индикационного кадра навигационной и полетной информации и два устройства 19 включения этого кадра в видеоизображение поверхности аэродрома. Для описываемого варианта в систему введены два управляемых переключателя 20 и 21 видеосигналов. Переключатели 20 и 21 установлены в линиях связи видеокамер 1 с проекционными индикаторами 4 перед устройствами 19 и за ними. Наблюдая изображение аэродрома на экране, пилоты одновременно получают дополнительную навигационную и полетную информацию, которая может быть для них полезной при управлении самолетом при взлете или посадке.

Каждый перископ 2 может быть снабжен импульсным оптическим затвором 16, установленным после входного отражателя 5.

Для обеспечения равномасштабности видеоизображения и отображения аэродрома оптической системой (перископом 2) на полупрозрачном экране каждая видеокамера 1 снабжена регулируемым объективом 17 с переменным фокусным расстоянием.

Видеокамеры 1 могут быть установлены на одной выдвижной платформе 11, а входные отражатели 5 перископов 2 установлены на другой выдвижной платформе 12. При других компоновках системы платформы 11 и 12 могут быть совмещены. Выдвижные платформы 11 и 12 могут быть размещены как в нише передней опоры шасси самолета, так и носовой части фюзеляжа (не показано). Указанные выдвижные платформы 11 и 12 имеют соответственно механизмы 14 и 15 выдвижения и уборки. Приводы механизмов 14 и 15 выдвижения и уборки соединены с устройством 13 их включения. Последнее устройство 13 связано со средствами (не показаны) выпуска и уборки передней опоры шасси (не показана) для их синхронизации, а также с импульсными оптическими затворами 16 перископов 2 для синхронизации включения и выключения последних с выдвижением и уборкой платформ 11 и 12. Выдвижные платформы 11 и 12 могут быть оборудованы средствами (не показаны) защиты видеокамер 1 и входного отражателя или входных отражателей 5 от механического воздействия.

В процессе взлета или посадки пилот наблюдает через полупрозрачный экран 3 отображение аэродрома перед самолетом с выходного отражателя 6 перископа. Одновременно пилот видит на полупрозрачном экране 3 видеоизображение аэродрома перед самолетом, проецируемое на экран проекционным индикатором 4. На видеоизображение аэродрома наложен индикационный кадр с пилотажной и командной информацией, формируемой средством 18. Указанные оптическое отображение и видеоизображение равномасштабны и визуально совмещены.

Поскольку поле зрения видеокамеры 1 шире поля зрения входного отражателя 5 перископа 2, пилот получает дополнительно видеоинформацию к естественному оптическому отображению с выходного отражателя 6 перископа. Расширенная визуальная информация о положении самолета относительно аэродрома существенно повышает надежность и безопасность пилотирования при отсутствии прямого визуального контакта пилота с аэродромом на режимах взлета и посадки.

Формула изобретения

1. Система контроля взлета или посадки самолета, характеризующаяся наличием связанной с проекционным индикатором видеокамеры для передачи изображения поверхности аэродрома перед самолетом при взлете или посадке, перископа с входным и по крайней мере одним выходным отражателями для отображения поверхности аэродрома перед самолетом при взлете или посадке, расположенного в кабине экипажа полупрозрачного экрана для демонстрации проекционным индикатором изображения аэродрома и визуального совмещения с ним равномасштабного отображения аэродрома с выходного отражателя перископа.

2. Система по п. 1, характеризующаяся тем, что она снабжена средством формирования индикационного кадра навигационной и полетной информации и устройством включения индикационного кадра навигационной и полетной информации в изображение поверхности аэродрома, передаваемое видеокамерой.

3. Система по п. 1 или 2, характеризующаяся тем, что видеокамера и входной отражатель перископа установлены на общей или раздельных выдвижных платформах.

4. Система по п. 1, характеризующаяся тем, что она снабжена дополнительными видеокамерой и проекционным индикатором, связанными между собой для передачи изображения поверхности аэродрома перед самолетом при взлете или посадке, а также дополнительным полупрозрачным экраном, перископ выполнен с промежуточными отражателями, обеспечивающими отражение двух одинаковых отображений поверхности аэродрома перед самолетом при взлете или посадке на соответствующие выходные отражатели, при этом полупрозрачные экраны разнесены в кабине экипажа для раздельной демонстрации каждому из пилотов изображения аэродрома соответствующим проекционным индикатором и визуального совмещения с ним равномасштабного отображения аэродрома с соответствующего выходного отражателя перископа.

5. Система по п. 4, характеризующаяся тем, что она снабжена средством формирования индикационного кадра навигационной и полетной информации и устройствами включения индикационного кадра навигационной и полетной информации в изображение поверхности аэродрома, передаваемое видеокамерами.

6. Система по п. 4 или 5, характеризующаяся тем, что видеокамеры и входной отражатель перископа установлены на общей или раздельных выдвижных платформах.

7. Система по любому из пп. 1, 3, 4, 6, характеризующаяся тем, что перископ снабжен одним или двумя импульсными оптическими затворами, установленными после входного отражателя.

8. Система по п. 1, характеризующаяся тем, что она снабжена дополнительными видеокамерой и проекционным индикатором, связанными между собой для передачи изображения поверхности аэродрома перед самолетом при взлете или посадке, а также дополнительными полупрозрачным экраном и перископом с входным и выходным отражателями, обеспечивающим совместно с основным перископом отражение двух одинаковых отображений поверхности аэродрома перед самолетом при взлете или посадке, при этом полупрозрачные экраны разнесены в кабине экипажа для раздельной демонстрации каждому из пилотов изображения аэродрома соответствующим проекционным индикатором и визуального совмещения с ним равномасштабного отображения аэродрома с выходного отражателя соответствующего перископа.

9. Система по п. 8, отличающаяся тем, что она снабжена средством формирования индикационного кадра навигационной и полетной информации и устройствами включения индикационного кадра навигационной и полетной информации в изображение поверхности аэродрома, передаваемое видеокамерами.

10. Система по п. 8 или 9, характеризующаяся тем, что видеокамеры и входные отражатели перископов установлены на общей или раздельных выдвижных платформах.

11. Система по п. 5 или 9, характеризующаяся тем, что она снабжена двумя управляемыми переключателями видеосигналов, установленными в линиях связи видеокамер с проекционными индикаторами перед устройствами включения индикационного кадра навигационной и полетной информации в изображение поверхности аэродрома, передаваемое видеокамерами, и за указанными устройствами.

12. Система по любому из пп. 1, 3, 4, 6, 8, 10, характеризующаяся тем, что каждая видеокамера снабжена регулируемым объективом с переменным фокусным расстоянием.

13. Система по любому из пп. 3, 6, 10, характеризующаяся тем, что каждая выдвижная платформа установлена в нише передней опоры шасси.

14. Система по п. 13, характеризующаяся тем, что устройство включения привода каждой выдвижной платформы связано со средствами выпуска и уборки передней опоры шасси.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4