Способ визуальной посадки летательных аппаратов (ла)

Авторы патента:

B64F1/18 - оптические или акустические средства обеспечения посадки (оптические или акустические сигнальные устройства вообще G08)

Владельцы патента RU 2546024:

Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Экран" (RU)

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.

Способ визуальной посадки летательных аппаратов (ЛА) (изобретение) относится к оптической навигации с применением лазерных источников излучения и может быть использован для определения положения ЛА относительно плоскости глиссады и посадочного курса, определения соответствия текущей скорости ЛА заданной и управления ЛА для обеспечения заданного режима полета на завершающем этапе посадки, воспринимаемого пилотом ЛА, и повышения тем самым безопасности при посадке летательных аппаратов.

Известен способ ориентации в пространстве движущегося транспорта по световому лучу и устройство для его реализации [1] (патент РФ № 2322371, МПК B64F1/18; G01S17/50). Способ заключается в том, что в заданную зону пространства в определенном направлении посылают лазерный луч, положение проекции которого с помощью оптической системы формируют на видеоэкране и сравнивают с направлением движения транспорта, а скорость на траектории снижения определяют по показаниям внутрикабинного прибора.

Недостатком способа [1] является снижение концентрации при переключении внимания на контроль скорости по внутрикабинному прибору на завершающем этапе посадки ЛА.

Известен способ визуальной ориентации пилота ЛА по лазерным ориентирам [2] (Зуев В.Е., Фадеев В.Я. Лазерные навигационные системы. М.: Радио и связь, 1987. с. 89-90), суть которого заключается в том, что после вывода ЛА в посадочный коридор определяют положение летательного аппарата относительно плоскостей глиссады и посадочного курса по внекабинным ориентирам (по лазерным ориентирам), а соответствие текущей скорости ЛА заданной скорости для обеспечения заданного скоростного режима посадки - по показаниям внутрикабинного прибора.

Недостатком способа [2] является необходимость переключения внимания пилота с визуальных ориентиров (по лазерным лучам) контроля курса и глиссады снижения на контроль посадочной скорости по внутрикабинному прибору, что приводит к снижению безопасности совершения посадки из-за потерь времени на адаптацию зрения.

Целью предлагаемого способа посадки является повышение безопасности посадки ЛА, за счет выполнения контроля и скорости, и положения ЛА на завершающем этапе посадки по визуальным внекабинным ориентирам.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе посадки ЛА [2] контроль соответствия или отклонения текущей скорости ЛА от заданной определяют по виду лазерного луча, который направляют под углом к плоскости глиссады сбоку от ЛА и изменяют угловое положение луча в функциональной зависимости от заданного скоростного режима посадки.

Способ визуальной посадки летательных аппаратов (ЛА) отличается от известного технического решения, заключающегося в выводе ЛА в посадочный коридор, определении положения относительно плоскостей глиссады и посадочного курса, определении соответствия текущей скорости ЛА заданной и обеспечении заданного режима посадки тем, что соответствие текущей скорости ЛА заданной определяют по виду лазерного луча, который направляют под углом к плоскости глиссады сбоку от ЛА и изменяют угловое положение луча в функциональной зависимости от заданного скоростного режима посадки.

Совокупность существенных признаков, отличающих изобретение от известных технических решений, при реализации позволяет:

- обеспечить одновременный контроль положения ЛА относительно глиссады и курса и соответствие текущей скорости ЛА заданной по внекабинным ориентирам;

- повысить безопасность посадки ЛА.

Сущность способа визуальной посадки летательных аппаратов (ЛА) поясняется рисунками фиг.1, фиг.2 и фиг.3. На фиг.1 изображена схема посадки летательного аппарата по заявляемому способу. На фиг.2 - взлетно-посадочная полоса (ВПП) и вид лазерного луча из кабины ЛА. На фиг.3 - схема расчета функциональной зависимости угла между лазерным лучом и плоскостью ВПП от времени и заданной посадочной скорости.

На рисунках фиг.1, фиг.2, фиг.3 приняты следующие обозначения:

1 - плоскость ВПП; 2 - лазер; 3 - лазерный луч; 4 - плоскость перемещения лазерного луча; 5 - плоскость глиссады; 6 - траектория снижения ЛА; 6^* - проекция траектории снижения ЛА на плоскость перемещения лазерного луча (4); O - начальная точка пересечения плоскости глиссады лазерным лучом; O^* - проекция точки O на траекторию снижения ЛА (6); 7 - линия на плоскости глиссады, проходящая через точки O - O^*;

8 - летательный аппарат (ЛА); 9 - линия пересечения плоскости перемещения лазерного луча с плоскостью ВПП (1); 10 - ось ВПП; 11 - линия пересечения плоскости глиссады (5) с плоскостью ВПП (1); 12 - точка приземления ЛА; - заданная скорость посадки ЛА; - угол наклона плоскости глиссады к плоскости ВПП; - начальный угол между лазерным лучом и плоскостью ВПП; - высота (заданная) начала визуальной индикации заданной скорости ЛА; А - точка пересечения лазерного луча (3) с плоскостью ВПП (1); В - проекция точки приземления ЛА (12) на плоскость перемещения лазерного луча (4); D - проекция точки O на плоскость ВПП; - расстояние от места установки лазера (2) до линии пересечения плоскости глиссады с плоскостью ВПП (11);

_o- расстояние от линии пересечения плоскости глиссады с плоскостью ВПП до проекции точки O на плоскость ВПП.

На рисунке фиг.2 дополнительно введены следующие обозначения:

а - вид лазерного луча при текущей скорости ЛА меньше заданной;

б - вид лазерного луча при текущей скорости ЛА равной заданной;

в - вид лазерного луча при текущей скорости ЛА больше заданной.

На рисунке фиг.3 дополнительно введены следующие обозначения:

I - текущая точка пересечения плоскости глиссады лазерным лучом;

C - проекция на плоскость ВПП текущей точки пересечения плоскости глиссады лазерным лучом;

3* - лазерный луч (текущее положение);

_i - текущее расстояние от линии пересечения плоскости глиссады с плоскостью ВПП до проекции точки I на плоскость ВПП;

- текущее значение угла наклона лазерного луча к плоскости ВПП;

h_i - текущая высота ЛА над плоскостью ВПП.

Сущность способа визуальной посадки летательных аппаратов (ЛА) заключается в следующем:

На некотором расстоянии L (фиг.1) от линии пересечения 11 плоскости глиссады 5 с плоскостью ВПП вблизи от боковой границы ВПП устанавливают лазер 2 с возможностью изменения углового положения луча 3, который в исходном состоянии установлен под начальным углом и пересекает плоскость глиссады на заданной высоте .

Выполнение посадки осуществляют следующим образом.

После захода на посадку и вывода ЛА в посадочный коридор по штатному навигационному оборудованию, пилот на высоте переходит к управлению ЛА, используя визуальные ориентиры. В этот момент, по команде диспетчера посадки (или автоматически), начинают изменять угловое положение луча 3 по зависимости, функционально связанной с заданной скоростью конкретного типа ЛА, совершающего посадку. При этом точка пересечения лазерного луча с плоскостью глиссады начинает перемещаться по плоскости глиссады в сторону ВПП со скоростью, равной скорости, заданной для конкретного ЛА. Видимая пилотом проекция луча 3 на фронтальную плоскость представляет собой визуальный линейный ориентир (отрезок линии) и, в момент начала индикации (при нахождении ЛА сбоку от точки пресечения О), имеет горизонтальное положение. В дальнейшем, в зависимости от текущей скорости ЛА конфигурация (вид) отрезка может изменяться и принимать положения, указанные на рисунке фиг.2 поз. а, б или в, по которым пилот определяет соответствие или отклонение текущей скорости ЛА от заданной. Для выполнения посадки ЛА с заданной скоростью пилоту достаточно поддерживать горизонтальное положение отрезка луча (поз. б фиг.2) средствами управления ЛА.

Для определения функциональной связи между угловым перемещением лазерного луча и заданной скоростью посадки ЛА рассмотрим плоскость перемещения лазерного луча, ограниченную треугольником AOD (фиг.1, фиг.3). На указанной плоскости (фиг.3) показано два положения лазерного луча. В первом положении луч 3 пересекает плоскость глиссады в точке O - начала индикации заданной скорости посадки_. Во втором - луч 3* пересекает плоскость глиссады в текущей точке I пересечения плоскости глиссады лазерным лучом по истечении времени .

Решая уравнение движения, получим зависимость =f( _, ) изменения углового положения лазерного луча от времени начала индикации заданной посадочной скорости в виде:

- текущее время с момента перехода пилота ЛА к ориентации по виду лазерного луча;

_, , , , , - соответствуют условным обозначениям на фиг.1 и фиг.3.

Полученная зависимость подтверждает функциональную связь между угловым перемещением лазерного луча и заданной скоростью посадки.

Заявленное изобретение “Способ визуальной посадки летательных аппаратов (ЛА)” предоставляет возможность пилоту ЛА, по внекабинному ориентиру - виду лазерного луча, получать информацию о заданной посадочной скорости. Таким образом, в самое напряженное время полета (при выполнении посадки) пилот ЛА получает информацию не только о положении летательного аппарата с помощью штатных визуальных ориентиров, но и о текущей скорости ЛА (относительно заданной) по визуальной внекабинной информации и концентрирует свое внимание на основных факторах, способствующих обеспечению безопасной посадки.

Источники информации

1. Патент РФ № 2322371, МПК B64F1/18; G01S17/50).

2. Зуев В.Е., Фадеев В.Я. Лазерные навигационные системы. - М.: Радио и связь,

1987. - 160 с. (прототип).

3. Басов Ю.Г. Светосигнальные устройства. - М., Транспорт, 1993.- С. 111.

Способ визуальной посадки летательного аппарата (ЛА), заключающийся в выводе ЛА в посадочный коридор, определении положения относительно плоскостей глиссады и посадочного курса, определении соответствия текущей скорости ЛА заданной скорости и обеспечение заданного режима посадки, отличающийся тем, что соответствие текущей скорости ЛА заданной определяют по виду лазерного луча, который направляют под углом к плоскости глиссады сбоку от ЛА и изменяют угловое положение луча в функциональной зависимости от заданного скоростного режима посадки.

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.

Способ посадки летательного аппарата // 2542820

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.

Осветительный прибор для освещения летного поля // 2530737

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.

Система визуальной посадки летательных аппаратов (ла) // 2522766

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.

Система индикации высоты летательного аппарата (ла) над порогом взлетно - посадочной полосы (впп) // 2518891

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.

Способ формирования оптической посадочной траектории летательного аппарата // 2494932

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.

Лазерная система посадки летательных аппаратов (ла) на малоразмерные взлетно-посадочные площадки (впп) // 2494018

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.

Способ посадки летательного аппарата // 2483987

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.

Система посадки летательных аппаратов // 2483986

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.

Система ориентации движущегося объекта относительно оси взлетно-посадочной полосы (впп) // 2434791

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).

Лазерная система посадки летательных аппаратов (ла) на малоразмерные взлетно-посадочные площадки (впп) // 2547157

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.

Способ посадки воздушного судна с помощью ультрафиолетовых приемников и излучателей (2 варианта) // 2550907

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.

Оптическая система определения координат летательного аппарата, основанная на монофотонной уф-с технологии для навигационного обеспечения захода на посадку воздушного судна // 2564934

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.

Лазерная система посадки воздушных судов // 2570921

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 (ла) // 2575554

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.

Способ определения параметров движения самолета при его посадке // 2584067

Изобретение относится к способам посадки самолета. Для определения параметров движения самолета при его посадке размещают одну телевизионную камеру около курсового радиомаяка на оси взлетно-посадочной полосы, а вторую около глиссадного радиомаяка, осуществляют слежение телевизионными камерами за выбранным фрагментом самолета путем поворота камер в горизонтальной и вертикальной плоскостях, измеряют углы поворота камер. По измеренным значениям вычисляют пространственные координаты самолета относительно взлетно-посадочной полосы и его отклонения от заданной глиссады в каждый момент времени. Передают вычисленные данные на борт самолета. Обеспечивается точность определения пространственных координат самолета. 1 ил.

Способ обеспечения посадки ла в сложных метеоусловиях и система его реализации // 2601511

Группа изобретений относится к способу и системе обеспечения посадки ЛА в сложных метеоусловиях. Для обеспечения посадки устанавливают на уровне земли симметрично от оси ВПП вдоль заданной траектории посадки N- пар оптических излучателей с лучами малой расходимости в качестве визуальных ориентиров на линиях, образованных проекциями на уровень земли правой и левой боковых границ допустимых траекторий посадки, лучи направляют перпендикулярно плоскости глиссады, определяют отклонения ЛА от заданной траектории по изменению расстояний и углов между линейными ориентирами. Система обеспечения посадки содержит дальнюю и ближнюю приводные радиостанции, N-пар оптических излучателей, выполненных с возможностью амплитудной модуляции мощности излучения, или изменения спектрального состава, или на основе лазерных излучателей, или на основе светодиодных излучателей, расположенных определенным образом. Обеспечивается увеличение участка визуальной ориентации для посадки в сложных метеоусловиях. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ ориентации по лазерному лучу и устройство для его реализации // 2602290

Группа изобретений относится к способу и устройствам ориентации транспортных средств по лазерному лучу. Для ориентации транспортного средства направляют лазерный луч в сторону транспортного средства параллельно или под небольшим углом к траектории его движения, формируют линейную поляризацию излучения, устанавливают положение плоскости поляризации перпендикулярно плоскости, проходящей через лазерный луч и траекторию движения, определяют отклонение от заданной траектории движения. Устройство (варианты) для ориентации по лазерному лучу содержит лазерный излучатель с линейной поляризацией излучения, либо с неполяризованным излучением, либо с эллиптически поляризованным излучением, либо с циркулярно поляризованным излучением, механизм поворота плоскости поляризации. Обеспечивается видимость луча для ориентации транспортных средств. 3 н.п. ф-лы, 2 ил.

Способ ориентации по лазерному лучу // 2607723

Изобретение относится к области ориентации при движении транспортных средств. Способ ориентации по лазерному лучу заключается в том, что формируют удлиненное поперечное сечение лазерного луча с отношением длин большой и малой осей 2…5, поворачивают лазерный луч относительно его продольной оси до установления большой оси поперечного сечения луча в плоскости, проходящей через продольную ось луча и заданную траекторию, и направляют в сторону транспортного средства лазерный луч параллельно или под небольшим углом к заданной траектории движения. По положению лазерного луча определяют отклонение транспортного средства от заданной траектории движения и дополнительно оценивают величину отклонения по увеличению поперечного размера лазерного луча. Технический результат заключается в повышении информативности визуальной ориентации. 3 ил.

Способ отображения информации о вертикальном перемещении корабельной взлетно-посадочной площадки при посадке вертолета на корабль // 2612942

Изобретение относится к способам отображения информации о вертикальном перемещении корабельной площадки при посадке вертолета на корабль. Устанавливают на ангаре или иной надстройке корабля в положении, близком к вертикальному, лицевой стороной в сторону захода вертолета на посадку, многофункциональный индикатор вертикального перемещения взлетно-посадочной площадки (ВППл), на котором находятся два информационных поля со световыми элементами на основе цветных сверхъярких светодиодов, на втором из которых параллельно длинной стороне индикатора обеспечивается отображение амплитуды вертикальной качки и текущего положения центра ВППл в виде столбчатой диаграммы, меняющей цвет в зависимости от движения вверх или вниз, а на первом – отображается символ индикации положения ВППл, безопасного для причаливания вертолета при движении вниз, причем отображение символа индикации и столбчатой диаграммы исполнены различными цветами. Обеспечивается безопасность посадки вертолета на палубу корабля в сложных метеоусловиях. 3 ил.