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

Авторы патента:

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

Владельцы патента RU 2547157:

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

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 системам оптической навигации, в частности к системам с применением лазерных и оптических источников излучения, и может быть использовано для визуальной индикации глиссады снижения, а также конечного торца ВПП и прицельной точки посадки при выполнении посадки летательных аппаратов (ЛА) на малоразмерные посадочные площадки вертодромов, авианесущих кораблей и буровых платформ.

Известен вертодромный комплекс «Синева» [1] (Басов Ю.Г. Светосигнальные устройства. - М., Транспорт, 1993. - Стр.226-230), состоящий из приводного светомаяка; четырех огней приближения, установленных перед посадочной площадкой на продолжении ее оси; четырех ограничительных огней; четырех посадочных огней; заградительных огней; глиссадных огней и прожекторов подсвета.

Недостатками вертодромного комплекса «Синева» являются отсутствие индикации прицельной точки посадки, сложность из-за наличия сравнительно большого количества компонентов (многокомпонентность), высокое энергопотребление. Кроме того, система малоэффективна при использовании в сложных метеоусловиях, и, кроме того, имеются ограничения при ее установке на пересеченной местности, на вертопалубах и в городской местности.

Известны комплексы светосигнального оборудования для посадки вертолетов на корабли и буровые площадки [1] (Басов Ю.Г. Светосигнальные устройства. - М., Транспорт, 1993. - Стр.265-270), состоящие из контурных, посадочных и ограничительных огней; светового знака «Т», как индикатора прицельной точки посадки; кодовых импульсных огней; приводных импульсных огней; углубленных боковых и осевых огней; глиссадных огней.

Недостатками комплекса светосигнального оборудования для посадки вертолетов на корабли и буровые площадки являются сложность из-за наличия сравнительно большого количества компонентов, высокое энергопотребление. Кроме того, система малоэффективна при использовании в сложных метеоусловиях.

Наиболее близким техническим решением является лазерная система посадки воздушных судов [2] (патент РФ №2369532, МПК B64F 1/18), содержащая, по крайней мере, три лазерных излучателя, установленных вблизи взлетно-посадочной полосы (ВПП) со стороны захода воздушного судна на посадку, два из которых - глиссадные - расположены по краям ВПП и предназначены для формирования лучей, определяющих плоскость глиссады, а третий - курсовой - расположен перед порогом (торцом) на продолжении осевой линии ВПП и предназначен для формирования луча, определяющего курс посадки.

Недостатком системы [2] является ограниченная информативность из-за отсутствия визуальной индикации прицельной точки посадки на ВПП и индикации конечного торца ВПП.

Целью изобретения является повышение информативности и, соответственно, повышение безопасности при посадке ЛА на малоразмерные посадочные площадки за счет индикации прицельной точки посадки и конечного торца ВПП при низком энергопотреблении системы посадки и конструктивной простоте, что позволяет оперативно оборудовать малоразмерные взлетно-посадочные площадки (ВПП) с использованием компактного энергооборудования. Применение заявленного технического решения особенно актуально в чрезвычайных ситуациях, когда выбор оптимальной площадки ограничен особенностями географического расположения и (или) рельефом местности.

Поставленная цель достигается тем, что индикация прицельной точки посадки на малоразмерной посадочной площадке обеспечивается за счет локального рассеивания пересекающихся лазерных лучей аэрозольным облаком, создаваемым генератором аэрозолей в области точки посадки, а индикация глиссады и конечного торца ВПП - за счет видимости лазерных лучей в коридоре посадки после их поворота в плоскость глиссады оптическими устройствами, установленными вблизи конечного торца и боковых границ ВПП.

Лазерная система посадки летательных аппаратов (ЛА) на малоразмерные взлетно-посадочные площадки (ВПП) отличается от известного технического решения, содержащего два лазерных излучателя, тем, что дополнительно содержит установленные у конечного торца справа и слева от оси ВПП оптические устройства с возможностью поворота направления лучей лазерных излучателей в плоскость глиссады в сторону захода ЛА на посадку, причем лучи левого и правого лазерных излучателей расположены в плоскости, параллельной плоскости ВПП, и направлены соответственно в сторону правого и левого оптического устройства, и, кроме того, на ВПП вблизи точки пересечения лазерных лучей установлен генератор аэрозолей.

Сущность изобретения поясняется фиг.1, фиг.2 и фиг.3. На фиг.1 приведена схема расположения лазерных излучателей, оптических устройств и генератора аэрозолей при виде сверху на взлетно-посадочную полосу (ВПП) и показано направление распространения лазерных лучей.

На фиг.2 показан "вид сбоку" на ВПП - проекция на вертикальную плоскость с сечением А-А, а на фиг.3 - вид на ВПП при заходе ЛА на посадку.

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

1п, 1 л - правый и левый лазерные излучатели; 2п, 2л - лучи правого и левого лазерных излучателей; 3п, 3л - правое и левое оптические поворотные устройства; 4п, 4л - правый и левый глиссадные лучи; 5 - летательный аппарат (ЛА); 6 - генератор аэрозолей; 7 - конечный торец (порог) ВПП; 8 - продольная ось ВПП; 9 - продольные границы ВПП; 10 - входной порог ВПП; 11 - аэрозольное облако; γ_п, γ_л - углы между проекциями на плоскость ВПП соответственно правого и левого глиссадных лучей и продольной осью ВПП;

Дополнительные обозначения на фиг.2 и фиг.3:

h - высота зависания ЛА над точкой приземления; φ - угол наклона плоскости глиссады к плоскости ВПП, b - точка зависания ЛА (точка глиссадной плоскости над точкой приземления), "а", "б" и "в" - варианты видимых пилотом положений глиссадных лучей 4п и 4л при заходе ЛА на посадку

В предлагаемом техническом решении лазерные излучатели 1п, 1л (фиг.1, фиг.2) установлены перед входным порогом ВПП (10) вблизи правой и левой продольных боковых границ (9) (вертодрома или посадочной палубы) на высоте не более 0.25 м (в соответствии с рекомендациями ИКАО [3]) и формируют коллимированные правый 2п и левый 2л лазерные лучи, расположенные в одной плоскости, параллельной плоскости ВПП. Лучи направлены к конечному торцу ВПП (7) по диагонали соответственно в сторону левого оптического устройства 3л и правого оптического устройства 3п, пересекаясь над местом посадки. В "точке" посадки установлен генератор аэрозолей 6, создающий аэрозольное облако, в котором происходит интенсивное локальное рассеяние лазерного излучения и тем самым лучи, проходящие через облако, становятся видимыми в виде коротких пересекающихся отрезков при наблюдении их под любыми углами.

Правый (2п) и левый (2л) лазерные лучи, пересекаясь над местом приземления ЛА, попадают соответственно на левое (3л) и правое (3п) оптические поворотные устройства, которые осуществляют поворот направления лучей лазерных излучателей в плоскость глиссады (лучи 4п, 4л) в сторону заходящего на посадку ЛА, а точка расположения оптических устройств становится видимой из-за рассеивания части энергии лазерного излучения от границ выходной оптики. Глиссадные лучи (4л) и (4п) с помощью оптических поворотных устройств формируются под углом φ к плоскости ВПП, причем могут быть либо параллельны, либо разведены под небольшими равными углами γ_п=γ_л относительно продольной оси ВПП (8).

Описанное расположение лазерных излучателей, оптических поворотных устройств и сформированное направление лучей обеспечивают:

- индикацию точки посадки в виде пересекающихся отрезков лучей в месте установки генератора аэрозолей 6.

- индикацию глиссады снижения (лучи 4п, 4л) и конечного торца ВПП (7) видимыми отрезками лучей 4п, 4л, начало которых совпадает с местами расположения оптических устройств (свечением апертуры оптики).

Ориентация относительно глиссады снижения осуществляется пилотом ЛА по виду лучей 4п и 4л (положение лучей "а", "б" и "в" на фиг.3). При нахождении ЛА в плоскости глиссады лучи 4п и 4л расположены горизонтально (положение лучей "б"). При смещении ЛА относительно глиссады вверх или вниз видимое пилотом положение лучей относительно горизонтали изменяется и соответствует с положениям лучей в вариантах "а" и "в". Таким образом, пилот ЛА однозначно определяет смещение ЛА относительно заданной глиссады и выполняет управляющие действия по возврату ЛА на заданную траекторию, т.е. на траекторию, при которой отрезки лучей 4п и 4л будут расположены горизонтально (лучи "б").

При достижении ЛА точки b (фиг.2), находящейся над пересечением видимых отрезков лучей 2л, 2п (фиг.3), пилот уменьшает скорость ЛА до нуля, при этом ЛА зависает над точкой приземления на высоте h, после чего пилот выполняет посадку.

Заявленное техническое решение на практике может быть реализовано на основе лазерных излучателей видимого спектрального диапазона и оптических устройств. Оптические устройства размещаются на стандартных арматурах, а оптические элементы устройств могут быть выполнены в виде оптических зеркал, клиньев или призм с устройствами их юстировки. В качестве генераторов аэрозолей можно использовать ультразвуковые генераторы или диспергаторы жидкостей.

Источники информации

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

2. Патент РФ №2369532, МПК B64F 1/18.

3. Приложение 14 к Конвенции о международной гражданской авиации. Аэродромы. - Том II - Вертодромы. Издание второе. - М.: ИКАО, 1995. - 68 с.

Лазерная система посадки летательных аппаратов (ЛА) на малоразмерные взлетно-посадочные площадки (ВПП), содержащая установленные вблизи взлетно-посадочной полосы со стороны захода ЛА на посадку два лазерных излучателя (левый и правый), отличающаяся тем, что у конечного торца справа и слева от оси ВПП установлены оптические устройства с возможностью поворота направления лучей лазерных излучателей в плоскость глиссады в сторону захода ЛА на посадку, а лучи левого и правого лазерных излучателей расположены в плоскости, параллельной плоскости ВПП, и направлены соответственно в сторону правого и левого оптического устройства, кроме того, на ВПП вблизи точки пересечения лазерных лучей установлен генератор аэрозолей.

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.

Способ посадки летательного аппарата // 2543144

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.

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.

Способ отображения информации о вертикальном перемещении корабельной взлетно-посадочной площадки при посадке вертолета на корабль // 2613124

Изобретение относится к способам отображения информации о вертикальном перемещении корабельной площадки при посадке вертолета на корабль. Устанавливают на надстройке корабля в положении вертикально, в сторону захода вертолета на посадку, многофункциональный индикатор вертикального перемещения ВППл, на котором находятся два информационных поля со световыми элементами на основе цветных сверхъярких светодиодов, на первом из которых отображается определенным цветом символ индикации положения ВППл, безопасного для посадки вертолета, на втором – обеспечивается отображение информации о вертикальной качке в виде столбчатой диаграммы двух других разных цветов в зависимости от движения вверх или вниз, размер диаграмм которых пропорционален расчетной величине времени движения центра ВППл вверх или вниз в каждый момент времени. Обеспечивается безопасность посадки вертолета на палубу в сложных метеоусловиях. 3 ил.