Система индикации высоты летательного аппарата (ла) над порогом взлетно - посадочной полосы (впп)



Система индикации высоты летательного аппарата (ла) над порогом взлетно - посадочной полосы (впп)
Система индикации высоты летательного аппарата (ла) над порогом взлетно - посадочной полосы (впп)
Система индикации высоты летательного аппарата (ла) над порогом взлетно - посадочной полосы (впп)

 


Владельцы патента RU 2518891:

Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Экран" (RU)

Изобретение относится к системам посадки летательных аппаратов (ЛА), в частности к светосигнальным системам. Система индикации высоты ЛА над порогом взлетно-посадочной полосы (ВПП), включает установленные в конце ВПП на оси два лазерных излучателя видимого диапазона спектра с коллимированными лучами, направленными в сторону движущегося объекта под углом наклона к плоскости ВПП, меньшим угла траектории снижения ЛА при посадке, при этом лучи разведены под небольшими (до 5º) равными углами симметрично относительно вертикальной плоскости, проходящей через ось ВПП. Достигается повышение точности посадки и расширение диапазона индикации высоты пересечения порога ВПП. 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к светотехнике, в частности к светосигнальным системам посадки, предназначенным для визуальной индикации высоты пересечения порога ВПП в процессе совершения посадки летательного аппарата в ночное время, в сумерках и сложных метеоусловиях.

Известны требования Международного стандарта ИКАО к запасу высоты колес шасси над порогом ВПП [1] (Приложение 14 к Конвенции о международной гражданской авиации. Аэродромы. - Том I. - Проектирование и эксплуатация аэродромов. Издание четвертое. - М.: Авиаиздат, 2004. - 272 с. - Глава 5, Таблица 5-2, Стр.5-36), в которых, в зависимости от вертикального расстояния между уровнем глаз пилота и колесами шасси для конкретных типов ЛА, приведены значения желательного и минимального запасов высоты колес шасси над порогом ВПП при его пресечении.

Известна система визуальной посадки типа T-VASIS [2] (Басов Ю.Г. Светосигнальные устройства. - М.: Транспорт, 1993. - Стр.142), которая состоит из 20 глиссадных огней, симметрично расположенных относительно оси ВПП. Система обеспечивает (создает) при посадке дискретную ИНФОРМАЦИЮ (индикацию) о нахождении ЛА в одной из световых зон. При пресечении порога ВПП пилот ЛА может определить, в какой из четырех зон с высотой (13…17) м, (17…22) м, (22…28) м или (28…54) м над порогом ВПП находится ЛА ([1] Стр.5-29).

Недостатками данной системы являются: дискретность и невысокая точность индикации высоты пересечения порога ВПП, а также невысокая эргономичность системы из-за расположения огней сбоку от ВПП за пределами области резкого изображения (6-8°) зрительного анализатора человека [3] (Сомов Е.Е. Офтальмоэргономика операторской деятельности летного состава. - СПб.: Политехника, 1992. - Стр.51), а также конструктивная сложность системы.

Известна система визуальной посадки типа PAPI [2] (Басов Ю.Г. Светосигнальные устройства. - М.: Транспорт, 1993. - Стр.144), которая состоит из 4-х огней, расположенных с левой стороны от боковой границы ВПП перпендикулярно ее продольной оси, в виде огней фланговых горизонтов. Система PAPI формирует 3 световые зоны, отличающиеся цветом и количеством огней каждого цвета, по которым пилот определяет нахождение ЛА в определенной зоне с угловыми размерами 2°30'…2°50', 2°50'…3°10' и 3°10'…3°30'. При пересечении порога ВПП пилот ЛА получает визуальную индикацию о нахождении ЛА в одной из 3-х зон с высотой (13…15) м, (15…17) м или (17…19) м над порогом ВПП.

Недостатками известной системы визуальной посадки типа PAPI [2] являются дискретность информации о высоте ЛА над порогом ВПП и ограниченный диапазон индикации высоты пересечения порога ВПП, что не в полной мере согласуется с рекомендациями ИКАО для высоты пересечения порога ВПП различными типами ЛА. Кроме того, недостатком системы типа PAPI [2] является невысокая эргономичность обозначения высоты над порогом ВПП из-за расположения ее сбоку от ВПП за пределами области резкого изображения (6-8°) зрительного анализатора человека [3] (Сомов Е.Е. Офтальмоэргономика операторской деятельности летного состава. - СПб.: Политехника, 1992. - Стр.51), что отвлекает внимание пилота от визуальной ориентации вдоль оси ВПП, на которой расположена разметка и (или) световые индикаторы зоны приземления.

Целью изобретения является обеспечение визуальной информации о высоте летательного аппарата над порогом взлетно-посадочной полосы (ВПП) на завершающем этапе посадки, повышение точности и расширение диапазона индикации высоты пересечения порога ВПП, а также устранение дискретности индикации и повышение эргономичности визуальной системы.

Поставленная цель достигается применением известного технического решения, а именно системы ориентации движущегося объекта относительно оси взлетно-посадочной полосы (ВПП) [4] (патент РФ №2434791, кл. B64F 1/18, G08G 5/02, 2010), в которой два лазерных излучателя установлены в начале ВПП в "одной точке" на оси ВПП с одинаковым углом наклона лазерных лучей к плоскости ВПП, при этом лучи лазерных излучателей симметрично разведены относительно вертикальной плоскости, проходящей через ось ВПП под небольшими (до 5 градусов) равными углами.

Сущность изобретения на применение по новому назначению известного технического решения, а именно "Системы ориентации движущегося объекта относительно оси взлетно-посадочной полосы (ВПП)" (патент РФ №2434791, кл. B64F 1/18, G08G 5/02, 2010), для целей индикации высоты летательного аппарата (ЛА) над порогом взлетно-посадочной полосы (ВПП) в процессе посадки поясняет фиг.1, фиг.2 и фиг.3 (а, б, в).

На фиг.1-2 приведена схема расположения лазерных излучателей относительно плоскости ВПП и направление лазерных лучей в пространстве. На фиг.3 (а, б, в) показаны проекции лазерных лучей на фронтальную плоскость, зрительно воспринимаемые пилотом при различных высотах ЛА в момент пересечения порога ВПП.

На фиг.1, фиг.2 и фиг.3 (а, б, в) приняты следующие обозначения: 1 - первый лазерный излучатель; 2 - второй лазерный излучатель; h - высота установки лазерных излучателей; 3 - луч первого излучателя; 4 - луч второго излучателя; 5 - плоскость ВПП; Θ - угол наклона плоскости расположения лазерных лучей к плоскости ВПП; 6 - летательный аппарат; 7 - порог ВПП; Hиi - заданная высота пересечения порога ВПП для ЛА i-типа; 8 - геометрическая продольная ось ВПП; 9 - продольные границы ВПП; γ1, γ2 - углы лазерных лучей относительно осевой вертикальной плоскости; L - длина ВПП.

Кроме того, на фиг.3 (а, б, в) дополнительно имеются следующие обозначения: 10 - проекция на плоскость визирования первого (левого) лазерного луча, зрительно воспринимаемая пилотом ЛА; 11 - проекция на плоскость визирования второго (правого) лазерного луча, зрительно воспринимаемая пилотом ЛА; 12 - вертикаль, проходящая через точку установки лазерных излучателей; 13 - горизонталь, проходящая через точку установки лазерных излучателей; α1 - угол между проекцией левого лазерного луча на фронтальную плоскость и горизонталью 13; α2 - угол между проекцией правого лазерного луча на фронтальную плоскость и горизонталью 13;

Как видно из фиг.1-2, лазерные излучатели 1 и 2 установлены вблизи конца ВПП за ее пределами на высоте h (h не более 0.5 м). Лучи лазерных излучателей 1 и 2 направлены под углом Θ к плоскости ВПП 5 и разведены симметрично относительно осевой вертикальной плоскости на равные углы γ1 и γ212).

Угол наклона лазерных лучей к плоскости ВПП Θ в соответствии с известным техническим решением (патент РФ №2434791, кл. B64F 1/18, G08G 5/02, 2010) должен быть меньше угла траектории снижения ЛА, то есть меньше 2,5…3 градусов.

Для индикации высоты пересечения порога ВПП по предлагаемому техническому решению необходимо, чтобы лучи 3 и 4 пересекали порог ВПП либо на стандартной высоте (15 м), либо перед посадкой ЛА устанавливались на высоте, соответствующей нормам ИКАО или иным стандартами и технической характеристике ЛА, выполняющего посадку. Нетрудно посчитать, что данное условие не ограничивает применение предлагаемого технического решения (патент РФ №2434791, кл. B64F 1/18, G08G 5/02, 2010), даже при минимальной длине ВПП, равной 800 м, и высоте пересечения порога ВПП - 15 м, угол для индикации высоты летательного аппарата (ЛА) над порогом ВПП Θ будет около одного градуса.

Для точной посадки конкретных типов ЛА угол наклона плоскости расположения лазерных лучей к плоскости ВПП Θ выбирается из расчета заданной высоты пересечения порога ВПП для конкретного типа ЛА (Ниi) с учетом длины (L) ВПП из очевидного соотношения:

Θ=arctg Ниi/L.

Такое расположение лучей позволяет пилоту ЛА ночью, в сумерках и сложных метеоусловиях при совершении посадки в момент пересечения порога ВПП видеть проекции лазерных лучей на фронтальную плоскость в виде линейных ориентиров 10 и 11 (фиг.3 а, б, в).

На фиг.3 (а, б, в) схематично показаны три варианта проекций лазерных лучей на плоскость визирования, зрительно воспринимаемых пилотом ЛА в момент пересечения порога ВПП:

а - ЛА пересекает порог ВПП выше заданной высоты;

б - ЛА пересекает порог ВПП на заданной высоте;

в - ЛА пересекает порог ВПП ниже заданной высоты.

По виду линейных ориентиров 10 и 11 (фиг.3 а, б, в), образованных лучами 3 и 4, пилот определяет положение ЛА в момент пересечения порога ВПП, то есть пересечение порога прошло на заданной высоте (фиг.3б), выше (фиг.3а) расчетной высоты или ниже (фиг.3б) расчетной высоты пересечения порога ВПП. По величине углов α1 и α2 пилот оценивает высоту, на которую отклонился ЛА. Возможность управления направлением лазерных лучей в пространстве позволяет устанавливать лазерные излучатели для любой ВПП на высоте, соответствующей техническим характеристикам ЛА, выполняющего посадку и рекомендациям стандартов. Управление оптическими и пространственными параметрами лучей выполняется по заранее заданному алгоритму с помощью функционально связанного контроллера и блока управления.

Возможность управления оптическими и пространственными параметрами лучей по заранее заданному алгоритму с помощью функционально связанного контроллера и блока управления позволяет адаптировать видимость правого и левого лучей при изменении фона, метеоусловий, времени года, внешних засветок и т.п, а также передавать информацию об изменении алгоритма посадки в случае возникновения нештатной ситуации.

Возможность управления направлением лазерных лучей в пространстве позволяет для конкретных категорий ВПП и типов ЛА оптимизировать величину углов разведения (γ1 и γ2) лазерных лучей относительно осевой вертикальной плоскости с целью улучшения видимости лучей при изменении метеовидимости.

Возможность амплитудной модуляции мощности излучения позволяет улучшать видимость лучей при изменении погодных условий или освещенности путем увеличения мощности излучателей и (или) путем импульсной модуляции, параметры которой могут нести дополнительную информацию с указанием о необходимости изменения режима посадки.

Возможность изменения спектрального состава (цвета) излучения, например, в область более коротких длин волн позволяет улучшить видимость лучей в условиях особо высокой метеовидимости при малом количестве рассеивающих частиц в атмосфере, а изменения спектрального состава в область более длинных длин волн - в условиях плохой метеовидимости (высокой степени рассеивания оптического излучения).

Практическая проверка обоснованности применения известной "Системы ориентации движущегося объекта относительно оси взлетно-посадочной полосы (ВПП)" по новому назначению - в качестве визуальной системы индикации высоты ЛА над порогом взлетно-посадочной полосы (ВПП) дала положительные результаты. При испытании системы подтверждена информационность известного устройства в части индикации высоты ЛА над порогом взлетно-посадочной полосы (ВПП).

Литература

1. Приложение 14 к Конвенции о международной гражданской авиации. Аэродромы. - Том I. - Проектирование и эксплуатация аэродромов. Издание четвертое. - М.: Авиаиздат, 2004. - 272 с.

2. Басов Ю.Г. Светосигнальные устройства. - М.: Транспорт, 1993. - 309 с.

3. Сомов Е.Е. Офтальмоэргономика операторской деятельности летного состава. - СПб.: Политехника, 1992. - 151 с.

4. Патент РФ №2434791, кл. B64F 1/18, G08G 5/02, 2010.

1. Система индикации высоты летательного аппарата (ЛА) над порогом взлетно-посадочной полосы (ВПП) включает установленные в конце ВПП на оси два лазерных излучателя видимого диапазона спектра с коллимированными лучами, направленными в сторону движущегося объекта под углом наклона к плоскости ВПП, меньшим угла траектории снижения ЛА при посадке, при этом лучи разведены под небольшими (до 5°) равными углами симметрично относительно вертикальной плоскости, проходящей через ось ВПП.

2. Система индикации по п.1, отличающаяся тем, что лазерные излучатели выполнены с возможностью управления направлением лазерных лучей в пространстве.

3. Система индикации по п.1, отличающаяся тем, что лазерные излучатели выполнены с возможностью амплитудной модуляции мощности излучения.

4. Система индикации по п.1, отличающаяся тем, что лазерные излучатели выполнены с возможностью изменения спектрального состава (цвета) излучения.

5. Система индикации по п.2, отличающаяся тем, что лазерные излучатели выполнены с возможностью амплитудной модуляции мощности излучения.

6. Система индикации по п.2, отличающаяся тем, что лазерные излучатели выполнены с возможностью изменения спектрального состава (цвета) излучения.

7. Система индикации по п.3, отличающаяся тем, что лазерные излучатели выполнены с возможностью изменения спектрального состава (цвета) излучения.

8. Система индикации по п.5, отличающаяся тем, что лазерные излучатели выполнены с возможностью изменения спектрального состава (цвета) излучения.

9. Система индикации по п.1, отличающаяся тем, что угол наклона лучей к плоскости ВПП определяется высотой расположения лучей над порогом ВПП, соответствующей заданной высоте пересечения порога ВПП для конкретного типа ЛА.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области авиационной техники, в частности к светотехническим средствам обеспечения посадки летательных аппаратов. Способ включает использование одного излучателя света для формирования трех участков посадочной траектории, при этом на начальном этапе посадки формируют участок траектории пробивания облачности, для этого излучатель света разворачивают относительно плоскости горизонта так, чтобы угол отклонения его светового пучка от плоскости горизонта был равен требуемому для текущих метеоусловий углу пробивания облачности θпр и фиксируют излучатель света в этом положении.

Изобретение относится к области авиации, в частности к системам светооптической навигации с применением лазерных источников и оптических устройств. Изобретение предназначено для обеспечения точной посадки летательных аппаратов на малоразмерные посадочные площадки вертодромов, авианесущих кораблей и буровых платформ.

Изобретение относится к области авиационного приборостроения и позволяет осуществить поиск в автоматическом режиме взлетно-посадочной полосы и обеспечить автоматическое управление посадкой летательного аппарата независимо от метеоусловий и времени суток.

Изобретение относится к области авиации, в частности к системам посадки летательных аппаратов, и предназначено для обеспечения визуальной пространственной ориентации пилота при заходе на посадку в условиях ограниченной видимости.

Изобретение относится к светотехнике, в частности к светосигнальным системам, предназначенным для ориентации в ночное время, в сумерках и сложных метеоусловиях пилотов летательных аппаратов (ЛА) при взлете, посадке и пробеге относительно оси взлетно-посадочной полосы (ВПП).

Изобретение относится к навигационным системам аэродромов и предназначено для обеспечения пространственной ориентации. .

Изобретение относится к оптическим системам передачи световой информации. .

Изобретение относится к области регулирования движения воздушного транспорта и предназначено для использования при предупреждении столкновений низко летящего воздушного транспорта с линией электропередачи.

Изобретение относится к авиационной технике. .

Изобретение относится к области авиации, в частности к системам оптической посадки (ОСП) палубных летательных аппаратов (ЛА). .

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к системам оптической навигации. Система визуальной посадки летательных аппаратов состоит из двух глиссадных лазерных излучателей, курсового и двух боковых лазерных излучателей, лазерной подсистемы визуальной индикации оси ВПП, подсистемы начального торца ВПП, подсистемы конечного торца ВПП и подсистемы конечного участка боковых границ ВПП. Достигается повышение информативности системы визуальной посадки, повышение мобильности системы посадки, сокращение временных затрат на монтаж/демонтаж оборудования. 6 з.п ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к осветительному прибору для освещения летного поля аэродрома, в частности для подачи сигналов летательному аппарату. Техническим результатом является создание прибора, обладающего высокой отказоустойчивостью, уменьшение эксплуатационных затрат на монтаж и техническое облуживание. Прибор содержит источник света, имеющий по меньшей мере один светодиод (4), электрические компоненты (5) для подачи питания на источник света и для управления им, оптические компоненты (7) для оказания воздействия на свет, генерируемый источником света, и наружный корпус (11, 12) для размещения в нем источника света, а также электрических (5) и оптических компонентов. В наружном корпусе предусмотрено светопропускное отверстие (14), через которое проходит свет, подвергшийся воздействию оптических компонентов (7). Технический результат достигается за счет того, что указанный источник света с оптическими и электрическими компонентами (5, 7) установлен в герметически закрытом кассетном модуле (1). При этом кассетный модуль встроен в наружный корпус, который также герметически закрыт, вследствие чего расположенные в кассетном модуле компоненты имеют двойную защиту, обеспечивающую герметичность. 13 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ посадки летательного аппарата, при котором используется штатные приводные радиолокационные и навигационные системы, а также лазерная система автоматического управления посадкой, содержащая два полусферических, сферический, четыре цилиндрических датчика лазерного излучения, контроллер лазерной системы, лазерный излучатель, включающий лазер и два электромеханических преобразователя, объединенные в двухкоординатный модуль поворота мощного лазера. Статор электромеханических преобразователей по продольной оси ортогонально прикреплен к несущему основанию летательного аппарата. Датчики лазерного излучения включают контроллер, имеющий многоканальный вход, радиоприемопередатчик, контроллер радиоприемопередатчика, контроллер лазера, фотодиоды, расположенные на поверхности датчика с дискретным шагом по углам пеленга и места. Обеспечивается надежность посадки летательных аппаратов в экстремальных метеоусловиях, ближнее и дальнее выравнивание при подлете к взлетно-посадочной полосе. 6 ил.

Изобретение относится к области авиационного приборостроения, а именно к оборудованию для автоматического управления посадкой летательного аппарата. Лазерная система автоматического управления посадкой летательного аппарата состоит из двух полусферических датчиков лазерного излучения, имеющих встроенные лазеры и радио-приемопередатчики, и четырех цилиндрических датчиков лазерного излучения, содержащих встроенные радио-приемопередатчики, и радио-приемопередатчика, сферического датчика лазерного излучения и лазерного излучателя. Два полусферических датчика лазерного излучения установлены по продольной линии в начале и в конце, а четыре цилиндрических датчика лазерного излучения установлены по бокам в начале и в конце взлетно-посадочной полосы, а на летательном аппарате размещены радио-приемопередатчик, сферический датчик лазерного излучения и излучатель луча лазера. Излучатель состоит из двух электромеханических преобразователей, на концах валов которых укреплено зеркало, контроллера лазера, параболоида вращения с внутренней зеркальной поверхностью, внутри которого между его фокусом и вершиной установлена видеокамера, а основание вершины параболоида вращения жестко соединено с телескопической стойкой двухкоординатного стола. Достигается повышение надежности посадки летательного аппарата на взлетно-посадочную полосу. 11 ил.

Способ визуальной посадки летательного аппарата (ЛА) заключается в выводе ЛА в посадочный коридор, определении положения ЛА относительно плоскости глиссады и посадочного курса, определении соответствия текущей скорости ЛА, заданной по виду лазерного луча, направленного под углом к плоскости глиссады сбоку от ЛА. Угловое положение луча меняется в зависимости от заданного скоростного режима посадки. Обеспечивается безопасность посадки за счет визуализации информации о скорости снижения. 3 ил.

Лазерная система посадки летательных аппаратов (ЛА) на малоразмерные взлетно-посадочные площадки (ВПП) содержит два лазерных излучателя слева и справа вблизи ВПП со стороны захода на посадку, лучи которых направлены параллельно плоскости ВПП в сторону двух оптических устройств, выполненных с возможностью поворота направления лучей лазерных излучателей в плоскость глиссады. На ВПП вблизи точки пересечения лазерных лучей установлен генератор аэрозолей. Обеспечивается повышение безопасности посадки за счет повышения информативности. 3 ил.

Изобретение относится к области авиации, в частности к системам посадки воздушных судов. Способ посадки воздушного судна на взлетно-посадочную полосу осуществляется при помощи ультрафиолетовых приемников. Воздушное судно обнаруживается ультрафиолетовыми приемниками фотонного излучения до подлета к зоне привода на посадочную полосу. Обнаружение производится с помощью двух групп ультрафиолетовых приемников, синхронно и синфазно механически вращающихся вокруг своих осей в азимутальной плоскости на наземных мачтах. Мачты разнесены друг от друга на базовое расстояние. Каждая из групп мачт осуществляет обнаружение во всех направлениях угломестной плоскости. После обработки полученного сигнала воздушному судну отдаются команды на маневр. Достигается повышение безопасности полетов воздушных судов. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области авиации, в частности к аэродромному и бортовому самолетному оборудованию. Оптическая система определения координат летательного аппарата содержит наземный оптический излучатель-маяк, расположенный в начале взлетно-посадочной полосы и устройство для приема излучения, размещенное на борту воздушного судна. По обе стороны от взлетно-посадочной полосы размещено не менее двух приемников излучения с известными заранее координатами в виде монофотонных устройств. На воздушном судне размещен как минимум один приемник излучения, в качестве которого применено монофотонное устройство и как минимум один излучатель-маяк ультрафиолетового излучения, сигналы от которого регистрируются наземными приемниками излучения и используются для определения углов места и азимута воздушного судна. Достигается повышение надежности и безопасности посадки воздушного судна. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области авиации, в частности к системам посадки летательных аппаратов. Лазерная система посадки содержит электросиловой агрегат, курсовой лазерный излучатель, два боковых лазерных излучателя и оптический формирователь. Первый боковой лазерный излучатель расположен вблизи одной из боковых сторон ВПП и формирует первый глиссадный луч. Оптический формирователь расположен с другой стороны ВПП и формирует второй глиссадный луч, симметричный первому. Второй боковой излучатель расположен рядом с первым и его луч направлен на оптический формирователь. Первый боковой лазерный излучатель может быть дополнительно оснащен светоделительным устройством для формирования луча, направленного на оптический формирователь. Достигается сокращение времени на монтаж или демонтаж системы. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Лазерная система посадки летательных аппаратов содержит курсовой, глиссадные, боковые и маркерные лазерные излучатели, расположенные определенным образом на взлетно-посадочной полосе (ВПП). Лучи каждого маркерного излучателя направлены под небольшим углом к плоскости глиссады и пересекают плоскость глиссады вблизи боковой границы посадочного коридора над маркерной точкой. Лучи маркерных излучателей отличаются спектральным составом от глиссадных и курсового излучателей и выполнены с возможностью амплитудной модуляции мощности излучения, доступной для зрения в целях различия индикации маркерных точек в зависимости от их удаления от порога ВПП. Обеспечивается точность ориентации летательного аппарата при движении по глиссаде. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх