CN108172029A - 一种空中加油机机载防撞系统的加油模式实现方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及空中加油机加油领域，尤其是一种空中加油机机载防撞系统的加油模式实现方法及装置。本发明中受油机加装具有ADS‑B OUT功能的S模式应答机，并在其控制面板中，增加“加油模式”选项；当飞行员驾驶该机准备进入受油区域时，控制ACAS系统设置S模式应答机工作在“受油模式”，并通过ADS–B数据链广播其S模式地址及其“作为受油机的属性标志”；加油机通过ACAS收发主机的定线天线监视受油机的广播信息，获取其S模式地址并通过受油机属性标志确认其身份；当加/受油机互相之间通过ADS‑B广播信息确认身份信息后，进行加油。

Description

一种空中加油机机载防撞系统的加油模式实现方法及装置

技术领域

本发明涉及空中加油机加油领域，尤其是一种空中加油机机载防撞系统的加油模式实现方法及装置。

背景技术

(1)空中加油机

空中加油机是专门用来在飞行中为其它飞机补充燃油的飞机。加油机多由大型运输机、战略轰炸机改装而成。空中加油机可使受油机增大航程，延长续航时间，增加有效载重，以提高航空兵的作战能力。加油设备大多装在机身尾部或机翼下吊舱内，由飞行员或加油员操纵。空中加油技术出现于1923年。在第二次世界大战后，空中加油机大量装备部队。80年代初，美国研制了新型的KC-10A空中加油机，机上装有伸缩管加油设备，主管长8米，套管长6米多，全长14米，总载油16.1万千克，可同时给3架飞机进行加油，该机在海湾战争中发挥了重要作用。

(2)机载防撞系统

机载防撞系统(即ACAS-Airborne Collision Avoidance System，又称TCAS-Traffic Alert and Collision Avoidance System)由美国联邦航空局(FAA)定义，目前军民航使用的一般为TCASII型防撞系统，可提供交通告警(TA)和决断告警(RA)。TCAS是防止空中飞机危险接近和相撞事故发生的必不可少的设备，可独立于地面交通管制系统的进行工作。主要用于为飞机提供空中安全分隔保证.系统采用二次雷达的方式探测附近空域的接近飞机，必要时，提醒飞行员采取规避措施与以其它飞机保持适当的安全间距，达到防碰撞的目的。通过近几年的飞行实践证明，该系统是防止飞机空中相撞的最后一道防线，也是目前最有效的手段之一，它克服了地面空中交通管制的局限性，能提供超出地面交通管制所能提供的飞行安全保证能力，对应付空中突发的危险接近，避免空中相撞有巨大的作用。

系统的ACAS收发主机是实现防撞功能的关键，其通过控制天线波束指向，对飞机前、后、左、右4个区域进行扫描询问，附近装有空管应答机(S模式/ATCRBS应答机)的飞机(以下称为目标机)会做出应答。ACAS收发主机根据收到的应答信号，获得目标机的高度、相对距离、方位等信息，并进而计算其高度变化率，相对距离变化率并结合本机的位置和运动信息，评估出目标机的威胁级别(OT：其它飞机，PT：接近飞机，TA：交通告警，RA：决断告警)，并将不同目标机以相应的图形方式进行显示。

机载防撞系统可提高其对空域态势感知能力，增强探测空中威险接近的能力，并具备防撞规避提示能力，从而提高其飞行的安全性。但是，由于加油机客观上需要与受油机进行近距离会和、对接，并在完成加油后分离。加油机机载防撞系统对附件空域进行监视，当受油机接近时，加油机机载防撞系统不能识别受油机身份，因而亦会发出交通、决断告警等告警功能，影响飞行员飞行操作。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的问题，提供一种空中加油机机载防撞系统的加油模式实现方法及装置。机载防撞系统应用于空中加、受油机必须针对加油过程及其工作特点进行适应性设计改进,必须考虑对加、受油机之间进行身份识别进而屏蔽互相之间的告警，并考虑受油机对TCAS定向天线的反射、遮挡等因素。

空中加油机在加油过程中，飞行员通过选择机载防撞系统加油模式，实现对附近空域的监视以及交通、决断告警等功能，同时能够通过识别受油机身份，仅保持对受油机的监视功能而屏蔽对受油机不必要的告警。

本发明采用的技术方案如下：

一种空中加油机机载防撞系统的加油模式实现方法包括：

受油机加装具有ADS-B OUT功能的S模式应答机，并在其控制面板中，增加“加油模式”选项；

当飞行员驾驶该机准备进入受油区域时，控制ACAS系统设置S模式应答机工作在“受油模式”，并通过ADS–B数据链广播其S模式地址及其“作为受油机的属性标志”；

加油机通过ACAS收发主机的定线天线监视受油机的广播信息，获取其S模式地址并通过受油机属性标志确认其身份；

当加/受油机互相之间通过ADS-B广播信息确认身份信息后，进行加油。

进一步的，所述加油机给受油机加油时，仅对受油机监视而不产生交通告警和决断告警。

进一步的，所述加油机在给受油机加油同时，屏蔽加油机对受油机的角度测角功能。

进一步的，加油机和受油机在进行空中加油操作时，作为一个“加油编队”，

其中加油机的ACAS系统工作加油状态；有如下两个功能：

1)保持原有ACASII系统的功能；

2)对非编队飞机进行告警后，将该告警信息通过数据链路发送给编队内的其它飞机。

进一步的，受油机的ACASII系统工作在仅应答机模式下，接收加油机的RA告警信息，实现对空域其它飞机的防撞避让。

进一步的，通过七段式旋钮开关控制ACAS系统设置S模式应答机工作在“受油模式”。

进一步的，所述加油机和受油机的传输协议中，定义RTCADO-181A中下行链路DF11/17中CA字段中第二比特位、第三比特位，来区分加油机还是受油机。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

根据本发明，对机载防撞系统增加加油模式，加、受油机通过身份识别，确认对方身份，可有效屏蔽接近和加油过程中不期望的交通告警和决断告警，同时，加、受油机对空域中其它接近飞机的监视和告警是正常的，保障其加、受油期间的空域态势监视和告警。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明流程图。

图2是七段式旋钮开关示意图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

一种空中加油机机载防撞系统的加油模式实现方法包括：

受油机加装具有ADS-B OUT功能的S模式应答机，并在其控制面板中，增加“加油模式”选项；

当飞行员驾驶该机准备进入受油区域时，控制ACAS系统设置S模式应答机工作在“受油模式”，并通过ADS–B数据链广播其S模式地址及其“作为受油机的属性标志”；

加油机通过ACAS收发主机的定线天线监视受油机的广播信息，获取其S模式地址并通过受油机属性标志确认其身份；

当加/受油机互相之间通过ADS-B广播信息确认身份信息后，进行加油。

进一步的，所述加油机给受油机加油时，仅对受油机监视而不产生交通告警和决断告警。

进一步的，受油机的ACASII系统工作在仅应答机模式下，接收加油机的RA告警信息，实现对空域其它飞机的防撞避让。

进一步的，通过七段式旋钮开关控制ACAS系统设置S模式应答机工作在“受油模式”；

其中，七段式旋钮开关的7个模式分别是：“待机”模式、“高度关”模式(高度关模式指的是应答机在收到高度询问时，应答信号中不含高度码)、“仅应答机”模式(“仅应答机”模式指的是只有应答机处于工作模式，主机处于待机模式)、“TA”模式、“TA/RA”模式、“加油”模式以及“受油”模式。

加受油机身份的指定通过控制盒的工作模式控制的七段式旋钮开关进行选择。

通过一个七段式旋钮开关控制ACAS系统的工作，新增加油和受油模式，控制加油机进入加油工作模式，或者控制受油机进入受油工作模式。在该工作模式下，对应的S模式应答机断续振荡信号DF11和DF17中的CA字段按照定义的模式进行设置。即所述加油机和受油机的传输协议中，按照RTCADO-181A(ATCRBS/S模式应答机最低工作性能要求协议)标准定义下行链路格式DF11/17(定义下行链路DF；DF指的是downlink format，下行链路，用于空中应答机对地和对空应答；DF11/17中11/17是格式号)中CA字段中第二比特位、第三比特位，来区分加油机还是受油机。

例如：CA字段中从MSB到LSB的顺序，010代表加油机；001代表受油机(例如图1中便对机组号，CA＝2，代表加油机)。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (8)

1.一种空中加油机机载防撞系统的加油模式实现方法，其特征在于包括：

受油机加装具有ADS-B OUT功能的S模式应答机，并在其控制面板中，增加“加油模式”选项；

当飞行员驾驶该机准备进入受油区域时，控制受油机ACAS系统设置S模式应答机工作在“受油模式”，并通过ADS–B数据链广播其S模式地址及其“作为受油机的属性标志”；

加油机通过ACAS收发主机的定线天线监视受油机的广播信息，获取其S模式地址并通过受油机属性标志确认其身份；

当加、受油机互相之间通过ADS-B广播信息确认身份信息后，进行加油。

2.根据权利要求1所述的加油模式实现方法，其特征在于所述加油机给受油机加油时，仅对受油机监视而不产生交通告警和决断告警。

3.根据权利要求1或2所述的加油模式实现方法，其特征在于所述加油机在给受油机加油同时，屏蔽加油机对受油机的角度测角功能。

4.根据权利要求3所述的加油模式实现方法，其特征在于加油机和受油机在进行空中加油操作时，作为一个“加油编队”，其中加油机的ACAS系统工作加油状态；有如下两个功能：

1)保持原有ACASII系统的功能；

2)对非编队飞机进行告警后，将该告警信息通过数据链路发送给编队内的其它飞机。

5.根据权利要求1、2或4所述的加油模式实现方法，其特征在于受油机的ACASII系统工作在仅应答机模式下，接收加油机的RA告警信息，实现对空域其它飞机的防撞避让。

6.根据权利要求5所述的加油模式实现方法，其特征在于通过七段式旋钮开关控制ACAS系统设置S模式应答机工作在“受油模式”。

7.根据权利要求6所述的加油模式实现方法，其特征在于所述加油机和受油机的传输协议中，定义RTCADO-181A中下行链路DF11/17中CA字段中第二比特位、第三比特位，来区分加油机还是受油机。

8.基于权利要求6所述加油模式实现方法的加油模式实现装置，其特征在于包括：

加油模式设置模块，用于受油机加装具有ADS-B OUT功能的S模式应答机，并在其控制面板中，增加“加油模式”选项；

当飞行员驾驶该机准备进入受油区域时，控制ACAS系统设置S模式应答机工作在“受油模式”，并通过ADS–B数据链广播其S模式地址及其“作为受油机的属性标志”；

加油机通过ACAS收发主机的定线天线监视受油机的广播信息，获取其S模式地址并通过受油机属性标志确认其身份；

当加、受油机互相之间通过ADS-B广播信息确认身份信息后，进行加油。