RU2104229C1 - Aircraft in-flight fuelling system - Google Patents
Aircraft in-flight fuelling system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2104229C1 RU2104229C1 RU96115366A RU96115366A RU2104229C1 RU 2104229 C1 RU2104229 C1 RU 2104229C1 RU 96115366 A RU96115366 A RU 96115366A RU 96115366 A RU96115366 A RU 96115366A RU 2104229 C1 RU2104229 C1 RU 2104229C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aircraft
- refueling
- sna
- output
- cone
- Prior art date
Links
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 238000003032 molecular docking Methods 0.000 description 9
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 7
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000001191 orthodromic effect Effects 0.000 description 3
- 239000010755 BS 2869 Class G Substances 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- -1 hydraulic Substances 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D39/00—Refuelling during flight
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Radio Relay Systems (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к авиации, а более конкретно к оборудованию, обеспечивающему заправку топливом самолетов в полете, и может быть использовано в системе самолетов-танкеров и дозаправляемых самолетов с целью повышения эффективности их применения. The invention relates to aviation, and more specifically to equipment that provides fueling aircraft in flight, and can be used in the system of tanker aircraft and refueling aircraft in order to increase the efficiency of their use.
Известно устройство заправки в воздухе для летательных аппаратов фирмы Messerschmitt - Bolkow - BLOHM GMBH. (см. заявку Франции N 2569652, кл. B 64 D 39/00, 1986). Устройство содержит установленную на самолете-танкере заправочную штангу с оперением, выполненную в виде телескопических раздвигаемых труб, пульт управления заправочной штангой, систему датчиков и вычислительное устройство, определяющее оптимальные параметры и регулирующее положение штанги путем подачи команд исполнительным механизмам. Known device refueling in the air for aircraft Messerschmitt - Bolkow - BLOHM GMBH. (see French application N 2569652, CL B 64 D 39/00, 1986). The device comprises a fueling rod mounted on a tanker aircraft in the form of telescopic extendable pipes, a control panel for the filling rod, a sensor system and a computing device that determines the optimal parameters and adjusts the position of the rod by issuing commands to the actuators.
Кроме того, имеется телекамера, позволяющая наблюдать за процессом заправки. Оператор может управлять уборкой - выпуском штанги. Такое устройство, однако, не может обеспечить надежное соединение с приемной штангой заправляемого самолета и безопасность заправки, особенно при плохих погодных условиях. In addition, there is a camera that allows you to observe the refueling process. The operator can control the cleaning - the release of the boom. Such a device, however, cannot provide a reliable connection with the receiving rod of a refueling aircraft and the safety of refueling, especially in bad weather conditions.
Более того, отсутствуют устройства, которые могли бы обеспечить выход заправляемого самолета к месту встречи, сближение и его стыковку с самолетом-танкером. Moreover, there are no devices that could provide the exit of the refueling aircraft to the meeting point, rapprochement and its docking with the tanker aircraft.
Известно дальнейшее развитие системы заправки, выполненное упомянутой фирмой (см. заявку ФРГ N 3440812, кл. B 64 D 39/00, 1986). Устройство заправки дополнительно снабжается телевизионным приемником, на котором индицируется информация, выдаваемая радиолокатором, о разности скоростей и взаимном удалении обоих самолетов. Кроме того, имеются устройства для передачи беспроводной и оптической информации для пилота заправляемого самолета. Further development of the refueling system made by the aforementioned company is known (see German Application No. 3440812, class B 64 D 39/00, 1986). The refueling device is additionally equipped with a television receiver, which displays information issued by the radar, about the speed difference and the mutual removal of both aircraft. In addition, there are devices for transmitting wireless and optical information for the pilot of a refueling aircraft.
Тем не менее, такая система также не обеспечивает надежный стыковки заправляемого самолета. Кроме того, отсутствуют устройства, позволившие обеспечить надежный выход к месту заправки заправляемого самолета. However, such a system also does not provide reliable docking of a refueling aircraft. In addition, there are no devices that provide reliable access to the refueling site of the refueling aircraft.
Известен патент США N 5131438, кл. B 64 D 39/00 "Способ и устройство для заправки в полете беспилотного самолета". Known US patent N 5131438, CL. B 64 D 39/00 "Method and device for refueling an unmanned aircraft in flight."
Устройство содержит на беспилотном самолете выдвижной заправочный шланг, снабженный заправочным конусом, устройство управления шлангом, управляемое из танкера, снабженного заправочной штангой. Кроме того, устройство снабжено передающим средством, установленным на танкере, и приемным средством, установленным на беспилотном самолете, принимающим сигналы от передающего средства и управляющим устройством управления шлангом. При этом приемное и передающее средства выполнены в виде индуктивных катушек самовозбуждения, установленных на конусе и заправочной штанге. The device comprises on an unmanned aircraft a retractable filling hose equipped with a filling cone, a hose control device controlled from a tanker equipped with a filling rod. In addition, the device is equipped with transmitting means mounted on the tanker, and receiving means mounted on an unmanned aircraft, receiving signals from the transmitting means and a control device for controlling the hose. In this case, the receiving and transmitting means are made in the form of inductive self-excitation coils mounted on a cone and a fuel rod.
Такое устройство не решает задач выхода самолетов к точке встречи и их сближения. Кроме того, система создает большие психофизические нагрузки на пилота танкера, ввиду отсутствия у него точных координат о взаимном положении конуса и штанги, действует только при малом расстоянии между ними, что снижает надежность и безопасность заправки. Such a device does not solve the problems of aircraft exit to the meeting point and their rapprochement. In addition, the system creates great psychophysical loads on the pilot of the tanker, due to the lack of exact coordinates on the relative position of the cone and the rod, it acts only at a small distance between them, which reduces the reliability and safety of the refueling.
Известна "Микроволновая систем для встречи и заправки самолетов в воздухе" - патент США N 4763861, кл. B 64 D 39/00, 1987. Known "Microwave systems for meeting and refueling aircraft in the air" - US patent N 4763861, cl. B 64 D 39/00, 1987.
Система снабжена микроволновым передатчиком, установленным на самолете-танкере, который обеспечивает передачу сигналов в заднюю полусферу на расстояние до 20 миль. The system is equipped with a microwave transmitter mounted on a tanker aircraft, which provides signals to the rear hemisphere up to 20 miles away.
Недостатками данной системы являются:
- система не обеспечивает встречу самолетов при их удалении друг от друга на расстояние более 20 миль и при полетах на встречных курсах;
- система не обеспечивает пилота дозаправляемого самолета информацией об относительной скорости сближения самолетов, что в сильной степени осложняет выполнение этапа стыковки.The disadvantages of this system are:
- the system does not ensure the meeting of aircraft when they are removed from each other at a distance of more than 20 miles and when flying at heading courses;
- the system does not provide the pilot of the refueling aircraft with information about the relative approach speed of the aircraft, which greatly complicates the implementation of the docking stage.
Известны системы спутниковой навигации, позволяющие точное определение местонахождения самолетов, судов и других транспортных средств. Такие системы позволяют решать вопросы навигации транспортных средств, в том числе и в районах, не оборудованных наземными радиотехническими средствами навигации. (см. патенты: США N 5099245, кл. G 01 S 5/14, НКИ - 342/357, 1992; ФРГ N 4136136, кл. G 01 S 5/02, 1993.) Однако известные спутниковые системы не предназначены для решения задач заправки самолетов в воздухе. Known satellite navigation systems that allow accurate location of aircraft, ships and other vehicles. Such systems make it possible to solve the problems of vehicle navigation, including in areas not equipped with ground-based radio navigation aids. (see patents: US N 5099245, class G 01 S 5/14, NKI - 342/357, 1992; Germany N 4136136, class G 01 S 5/02, 1993.) However, the known satellite systems are not designed to solve refueling aircraft in the air.
Ближайшим аналогом изобретения является "Устройство заправки топливом в полете" (см. патент Великобритании N 223725, кл. B 64 D 39/00, 1991). The closest analogue of the invention is the "In-flight fueling device" (see UK Patent N 223725, CL B 64 D 39/00, 1991).
Устройство включает, установленные на самолете-танкере, заправочный шланг с конусом, устройство управления выпуском-уборкой заправочного шланга и заправочную штангу, установленную на заправляемом самолете. Кроме того, имеются датчик положения конуса и датчик положения заправочной штанги, выполненные в виде источников света, установленных соответственно на конусе и заправочной штанге, и взаимодействующие с приемной камерой, установленной на самолете-танкере. Приемная камера, подсоединена к вычислителю, определяющему параметры взаимного положения конуса и заправочной штанги и вырабатывающему сигнал оптимального положения конуса. Изменение положения конуса достигается как с помощью устройства управления выпуском-уборкой заправочного шланга, так и помощью аэродинамических поверхностей на конусе. The device includes, mounted on a tanker aircraft, a filling hose with a cone, a control device for the release and cleaning of the filling hose and a filling rod mounted on the refueling aircraft. In addition, there is a cone position sensor and a fuel rod position sensor made in the form of light sources mounted on the cone and the fuel rod, respectively, and interacting with a receiving camera mounted on a tanker aircraft. The receiving chamber is connected to a calculator that determines the parameters of the relative position of the cone and the filling rod and generates a signal for the optimal position of the cone. Changing the position of the cone is achieved both with the help of a control device for the outlet-cleaning of the filling hose, and with the help of aerodynamic surfaces on the cone.
Недостатком приведенной выше системы заправки является то, что у пилота заправляемого самолета отсутствует точная информация о параметрах взаимного положения конуса и заправочной штанги, в частности об относительной скорости сближения, что очень важно при выполнении этапа стыковки. Пилоту в этом случае приходится управлять самолетом по визуальной информации. Кроме того, надежность работы системы снижается в неблагоприятных погодных условиях и в темное время суток. The disadvantage of the refueling system described above is that the pilot of the refueling aircraft does not have accurate information about the relative position of the cone and the refueling rod, in particular, the relative approach speed, which is very important when performing the docking phase. In this case, the pilot has to control the aircraft according to visual information. In addition, the reliability of the system decreases in adverse weather conditions and in the dark.
Все это приводит к увеличению психофизической нагрузки на пилота, снижению вероятности и безопасности стыковки и всего процесса заправки. Более того, очевидно, что для решения вопросов выхода к месту встречи и встречи самолетов, пилотам самолета-танкера и заправляемого самолета остается надеяться на штатные радионавигационные средства, которые не обеспечивают получения надежной информации о взаимном положении самолетов, особенно на расстояниях свыше 300 км или на встречных курсах, не решают поставленную задачу в условиях отсутствия наземных радионавигационных средств (например, над океанами, обширными арктическими районами). Это приводит к увеличению времени поиска и сближения самолетов, перерасходу топлива, и, в конечном итоге, к снижению эффективности дозаправки в воздухе. All this leads to an increase in the psychophysical load on the pilot, a decrease in the probability and safety of the docking and the entire refueling process. Moreover, it is obvious that in order to resolve issues of reaching the meeting and meeting places for aircraft, pilots of a tanker aircraft and a refueling aircraft can only rely on regular radio navigation aids that do not provide reliable information on the relative position of the aircraft, especially at distances over 300 km or oncoming courses do not solve the problem in the absence of ground-based radio navigation aids (for example, over the oceans, vast Arctic regions). This leads to an increase in the search and rapprochement times of aircraft, fuel overruns, and, ultimately, to a decrease in the efficiency of air refueling.
В основу данного изобретения положена задача создания автономной системы дозаправки самолетов топливом в полете, которая бы обеспечивала поиск и встречу самолетов на всех курсах и на расстоянии не менее 300 км, и кроме того обеспечивала бы эффективное выполнение этапа стыковки конуса самолета-танкера со штангой дозаправляемого самолета за счет измерения и выдачи пилоту дозаправляющего самолета информации об относительной скорости сближения и взаимном положении конуса относительно штанги. The basis of this invention is the creation of an autonomous system for refueling aircraft with fuel in flight, which would provide for the search and meeting of aircraft at all courses and at a distance of at least 300 km, and in addition would ensure the efficient implementation of the stage of docking the cone of a tanker aircraft with a refueling aircraft rod by measuring and issuing to the pilot of the refueling aircraft information about the relative approach speed and the relative position of the cone relative to the boom.
Кроме того, система заправки должна быть достаточно простой в эксплуатации, иметь минимальную массу, обеспечивать безопасность процесса заправки при минимальной психофизической нагрузке на пилота. In addition, the refueling system should be quite simple to operate, have a minimum weight, ensure the safety of the refueling process with a minimum psychophysical load on the pilot.
Более того, система должна обеспечивать выполнение процесса дозаправки с минимальными временными затратами для экономии топлива и повышения эффективности заправки. Moreover, the system must ensure that the refueling process is performed with minimal time to save fuel and increase the efficiency of refueling.
Согласно изобретению, поставленная задача достигается тем, что в систему заправки самолета топливом в полете, включающую заправочный шланг с конусом, установленный на самолете-танкере, устройство выпуска-уборки заправочного шланга, заправочную штангу, установленную на заправляемом самолете, датчики положения конуса и заправочной штанги, средства определения относительной скорости сближения и взаимного положения конуса и заправочной штанги, содержащие вычислитель, введены первый и второй приемники спутниковой навигационной системы (СНС) с антеннами СНС, первая и вторая радиостанции ультракоротковолнового диапазона (УКВ), установленные соответственно на самолете-танкере и заправляемом самолете. Кроме того, самолет-танкер снабжен дополнительной антенной СНС, установленной на конусе и переключателем. При этом первый приемник СНС связан своим выходом с выходом первой радиостанции УКВ, а входом - с выходом переключателя, первый и второй входы которого подсоединены к антенне первого приемника СНС и дополнительной антенне СНС, вычислитель связан первым и вторым входом второй радиостанции УКВ и выходом второго приемника СНС, а выходом вычислитель связан с индикатором, установленным в кабине заправляемого самолета. According to the invention, the task is achieved in that in an aircraft fueling system in flight, including a fueling hose with a cone mounted on a tanker aircraft, a fueling hose outlet-cleaning device, a fueling rod mounted on the fueling aircraft, cone and fuel rod position sensors , means for determining the relative rapprochement speed and the relative position of the cone and the fuel rod containing the calculator, the first and second receivers of the satellite navigation system ( SNA) with SNA antennas, the first and second ultra-short-wave (VHF) radio stations installed respectively on a tanker aircraft and a refueling aircraft. In addition, the tanker aircraft is equipped with an additional SNA antenna mounted on a cone and a switch. In this case, the first SNA receiver is connected by its output to the output of the first VHF radio station, and by the input to the output of a switch, the first and second inputs of which are connected to the antenna of the first SNA receiver and an additional SNA antenna, the computer is connected by the first and second input of the second VHF radio station and the output of the second receiver SNA, and the output of the computer is connected to an indicator installed in the cockpit of a refueling aircraft.
Более того, целесообразно систему выполнять с соединением выхода первой радиостанции УКВ с управляющим входом переключателя и пультом управления устройства выпуска-уборки заправочного шланга. Moreover, it is advisable to carry out the system by connecting the output of the first VHF radio station with the control input of the switch and the control panel of the filling hose exhaust-cleaning device.
Использование предлагаемой системы заправки топливом в полете позволяет:
- обеспечить высокую вероятность выхода самолета-танкера и заправляемого самолета к месту встречи в условиях отсутствия наземных средств навигации,
- обеспечить высокую вероятность и надежность стыковки самолетов,
- снизить психофизическую нагрузку на пилотов.Using the proposed in-flight fueling system allows you to:
- to ensure a high probability of an exit of a tanker aircraft and a refueling aircraft to the meeting place in the absence of ground-based navigation aids,
- provide a high probability and reliability of aircraft docking,
- reduce the psychophysical load on the pilots.
На фиг.1 изображена блок-схема оборудования самолета-танкера; на фиг.2 - блок-схема оборудования заправляемого самолета; на фиг.3 - взаимодействие самолета-танкера и заправляемого самолета в процессе выхода к месту встречи и сближения самолетов. Figure 1 shows a block diagram of the equipment of an aircraft tanker; figure 2 is a block diagram of the equipment refueling aircraft; figure 3 - the interaction of the tanker aircraft and the refueling aircraft in the process of reaching the meeting point and the approach of the aircraft.
Система заправки самолета топливом в полете, выполненная в соответствии с изобретением, включает оборудование, установленное на самолете-танкере, и оборудование, установленное на дозаправляемом самолете. An in-flight fueling system for an aircraft made in accordance with the invention includes equipment mounted on a tanker aircraft and equipment mounted on a refueling aircraft.
Оборудование самолета-танкера 1 включает (см. фиг.1.):
заправочный шланг 2 с конусом 3, устройство выпуска-уборки заправочного шланга 4, первый приемник СНС (спутниковой навигационной системы) 5, первую радиостанцию УКВ (ультра-коротковолнового диапазона) 6, переключатель 7, антенну СНС 8, антенну УКВ-9 первой радиостанции УКВ-9, дополнительную антенну СНС-10.The equipment of the tanker aircraft 1 includes (see figure 1.):
refueling
Оборудование дозаправляемого самолета 19 включает (см. фиг.2, 3):
заправочную штангу 12, второй приемник СНС 13, вторую радиостанцию УКВ 14, вычислитель 15, индикатор 16, антенну СНС 17, антенну УКВ 18.Equipment refueling
a
В системе используются известные приемники СНС, предназначенные для приема информации от спутников, обработки ее и определения координат и скоростей транспортного средства. The system uses well-known SNA receivers designed to receive information from satellites, process it, and determine vehicle coordinates and speeds.
Радиостанции УКВ также известной конструкции, включающие приемник, передатчик и антенну УКВ, связанную с антенным входом антенным кабелем, и предназначены для приема и передачи цифровой и речевой информации. VHF radio stations of also known design, including a receiver, a transmitter and a VHF antenna connected to the antenna input by an antenna cable, are intended for receiving and transmitting digital and voice information.
Переключатель 7 представляет собой электромеханическое устройство на основе реле, управляющая обмотка которого связана с управляющим входом переключателя, а два рабочих контакта реле связаны соответственно с первым и вторым входом переключателя, а выходной контакт реле является выходом переключателя (не показано). Switch 7 is an electromechanical device based on a relay, the control winding of which is connected to the control input of the switch, and two working contacts of the relay are connected respectively to the first and second input of the switch, and the relay output contact is the output of the switch (not shown).
Устройство выпуска-уборки заправочного шланга включает:
пульт оператора, шланговую лебедку с барабаном, шлангоукладчиком, блоком приводов лебедки и устройством аварийного перерезания заправочного шланга, блок автоматического управления процессом выпуска-уборки и подачи топлива, гидравлическую, топливную системы, систему электрооборудования и сигнализации, систему подсветки конуса, заправочный шланг с конусом (не показано).The filling hose exhaust-cleaning device includes:
operator panel, hose winch with a drum, hose stacker, winch drive unit and emergency cutting device for the filling hose, automatic control unit for the process of exhausting, cleaning and supplying fuel, hydraulic, fuel systems, electrical equipment and alarm systems, cone lighting system, filling hose with cone ( not shown).
Конус состоит (не показано) из шарового наконечника, хвостовик которого закреплен на штанге, установленной на заправочном шланге, замков заправочной штанги с гидроцилиндрами управления, обеспечивающих надежность соединения заправочной штанги дозаправляемого самолета с конусом самолета-танкера при условии нахождения скорости сближения самолетов (относительной скорости) в строго заданном диапазоне (0,4 - 0,8 м/с). Выход из заданного диапазона может привести к выбросу топлива из самолета-танкера, т.е. к аварийной ситуации. The cone consists (not shown) of a spherical tip, the shank of which is mounted on a rod mounted on the filling hose, locks of the filling rod with control hydraulic cylinders, ensuring reliable connection of the filling rod of the refueling aircraft with the cone of the tanker aircraft, provided that the aircraft converges (relative speed) in a strictly specified range (0.4 - 0.8 m / s). Exiting the specified range can lead to the release of fuel from a tanker aircraft, i.e. to an emergency.
Первый приемник СНС 5 своим входом связан с выходом переключателя 7, а выходом - с входом первой радиостанции УКВ 6, связанной антенным выходом с антенной УКВ 9. Переключатель 7 своим первым входом связан с антенной 8 СНС первого приемника СНС, а вторым входом - с дополнительной антенной СНС 10, установленной на конусе 3. При этом антенный кабель 11 установлен (см.фиг. 1) на заправляемом шланге 2, подсоединен к пульту оператора устройства выпуска-уборки заправочного шланга 4, выход которого подсоединен к второму входу переключателя 7. Целесообразно командный выход первой радиостанции УКВ связать с управляющим входом переключателя и системой сигнализации пульта оператора. The first SNA receiver 5 with its input is connected to the output of the switch 7, and the output is connected to the input of the first VHF radio 6 connected by the antenna output to the
На заправляемом самолете 19 выходы второй радиостанции УКВ 14 и второго приемника СНС 13 подсоединены к входам вычислителя 15, первый и второй выходы которого подсоединены к командному входу второй радиостанции УКВ 14 и индикатору 16 соответственно. On a
Антенный вход-выход второй радиостанции УКВ связан антенным кабелем с антенной УКВ 18, расположенной на внешней поверхности хвостового оперения. Второй приемник СНС 13 связан антенным кабелем с антенной СНС 17, которая расположена на внешней поверхности самолет вблизи заправочной штанги 12 и является по сути датчиком положения заправочной штанги 12 и заправляемого самолета. The antenna input-output of the second VHF radio station is connected by an antenna cable to the
Датчиком положения конуса 3 при измерении параметров взаимного положения конуса и заправочной штанги является дополнительная антенна СНС 10, установленная на конусе 3. The position sensor of the
Система работает следующим образом. При удалении самолета-танкера 1 от заправляемого самолета 19 (см. фиг.3) на расстоянии более 3-х км конус 3 со шлагом 2 находится под фюзеляжем самолета-танкера и следовательно дополнительная антенна СНС 10 не принимает сигналы от спутников 20. В этом случае первый приемник СНС 5 соединен через переключатель 7 с антенной СНС 8, установленной на фюзеляже самолета. The system operates as follows. When the tanker aircraft 1 is removed from the refueling aircraft 19 (see FIG. 3) at a distance of more than 3 km, the
Первый и второй приемники СНС через антенны 8 и 17 принимают от спутников 20 соответствующую информацию, на основании которой вычисляют псевдодальности и псевдоскорости для каждого из самолетов. The first and second SNA receivers, through
Параметры движения самолета-танкера 1 (псевдодальности и псевдоскорости) через радиоканал, включающий первую радиостанцию УКВ 6 с антенной 9 и вторую радиостанцию УКВ 14 с антенной 18, поступают на вход вычислителя 15 одновременно с аналогичными параметрами, вычисленными вторым приемником СНС 13, установленным на заправляемом самолете 19. The motion parameters of the tanker aircraft 1 (pseudorange and pseudo-speed) through the radio channel, including the first VHF 6 radio station with
Вычислитель 15, обрабатывая информацию о псевдодальностях и псевдоскоростях самолетов, вычисляет их относительные координаты (относительное положение) и скорости (скорость сближения) и выдает на индикатор 16, установленный в кабине заправляемого самолета 19. The
В процессе сближения самолетов в вычислителе 15 происходит непрерывное сравнение условий:
,
где Xотн., Zотн., Yотн. - расстояние между самолетами по горизонтали, боковой и вертикальной координатах в метрах соответственно.In the process of rapprochement of aircraft in the
,
where X rel. , Z rel. , Y rel. - the distance between the aircraft horizontally, lateral and vertical coordinates in meters, respectively.
При достижении этого условия (т.е. при сближении самолетов) вычислитель формирует сигнал на выпуск заправочного шланга с конусом. Этот сигнал второй радиостанции УКВ через антенну УКВ 18 передается на борт самолета-танкера 1, где принимается через антенну УКВ 9 первой радиостанцией УКВ 6. на выходе которой формируется управляющий сигнал для срабатывания переключателя 7 и срабатывания сигнализации на пульте оператора устройства выпуска-уборки заправочного шланга 4. По команде оператора происходит выпуск заправочного шланга с конусом. When this condition is reached (i.e. when aircraft approach), the calculator generates a signal to release the filling hose with a cone. This signal of the second VHF radio station through the
После выпуска шланга с конусом первый приемник СНС 5 начинает работать с дополнительной антенной СНС 10, которая принимает сигналы от спутников 20. After releasing the hose with a cone, the first SNA 5 receiver starts working with an
В этом случае вычислитель 15 вычисляет взаимное положение (относительные координаты) и скорость сближения (относительную скорость) между конусом 3 и заправочной штангой 12 заправляемого самолета 19 и выдает информацию пилоту на индикатор 16. In this case, the
Благодаря наличию на экране высокоточной информации о взаимном положении и скорости сближения конуса и штанги пилот заправляемого самолета производит управление самолетом до попадания заправочной штанги в конус и производства стыковки. Due to the presence on the screen of high-precision information about the relative position and speed of convergence of the cone and the rod, the pilot of the refueling aircraft controls the aircraft until the filling rod enters the cone and makes docking.
Измерение относительных координат и скоростей между дозаправляющимся самолетом и самолетом-танкером производится следующим образом. The measurement of the relative coordinates and speeds between the refueling aircraft and the tanker aircraft is as follows.
Первый приемник СНС 5, установленный на самолете-танкере измеряет псевдодальности D
Кроме того, со спутников на приемник СНС поступает следующая информация об их параметрах:
Xj, Yj, Zj - координаты спутников в прямоугольной геоцентрической системе координат XYZ;
θм, θаз - углы места и азимута, определяемые в системе координат XYZ;
с/ш - соотношение сигнала к шуму;
ti - московское время;
j = 1 -12 - номера спутников.In addition, the following information about their parameters is received from satellites to the SNA receiver:
X j , Y j , Z j - satellite coordinates in a rectangular geocentric coordinate system XYZ;
θ m , θ az - elevation and azimuth angles defined in the coordinate system XYZ;
s / w - signal to noise ratio;
t i - Moscow time;
j = 1 -12 - satellite numbers.
Перечисленная выше информация с приемника СНС поступает на вход первой радиостанции УКВ, установленной на самолете-танкере и с помощью передатчика передается на борт дозаправляющего самолета. Данная информация принимается второй радиостанций УКВ, установленной на дозаправляющемся самолете и с выхода приемника поступает на вычислитель 15, который установлен на дозаправляющемся самолете. The above information from the SNA receiver is fed to the input of the first VHF radio station installed on a tanker aircraft and transmitted via the transmitter to the refueling aircraft. This information is received by the second VHF radio station installed on a refueling aircraft and from the output of the receiver goes to a
Одновременно, т. е. в момент времени ti вторым приемником СНС, установленном на дозаправляющем самолете, измеряются псевдодальности D
Указанная информация с второго приемника СНС поступает также в вычислитель 15. The specified information from the second receiver of the SNA is also supplied to the
В вычислителе 15 в первую очередь производится селекция спутников, т.е. выбираются общие спутники с которыми одновременно функционируют оба приемника СНС. In the
После селекции спутников вычисляются координаты обоих самолетов в геоцентрической системе координат OXYZ. After satellite selection, the coordinates of both aircraft are calculated in the OXYZ geocentric coordinate system.
Вычисление координат самолета-танкера Xт, Yт, Zт и дозаправляющегося самолета Xз, Yз, Zз осуществляется на основании выражений:
,
где
Xjni, Yjni, Zjni -координаты спутников в геоцентрической системе координат, при этом индекс "jn" обозначает номера обоих спутников, а индекс "i" обозначает единое фиксированное время;
X
X
D
,
Where
X jni , Y jni , Z jni are the coordinates of the satellites in the geocentric coordinate system, with the index "jn" denoting the numbers of both satellites, and the index "i" denoting a single fixed time;
X
X
D
На основании выражений (1) определяются координаты самолета-танкера X
,
где
ΔXi, ΔYi, ΔZi - разности геоцентрических координат.Based on expressions (1), the coordinates of the tanker aircraft X are determined
,
Where
ΔX i , ΔY i , ΔZ i are the differences of geocentric coordinates.
С целью уменьшения методических ошибок вычисление относительных координат производится в ортодромической системе координат
X0Y0Z0, для чего используются следующие выражения:
(X
где
.In order to reduce methodological errors, the calculation of relative coordinates is performed in the orthodromic coordinate system
X 0 Y 0 Z 0 , for which the following expressions are used:
(X
Where
.
В выражениях (3) -(5) приняты следующие обозначения:
λоп - опорная долгота ортодромии;
- геоцентрическая широта вертекса ортодромии;
- геоцентрическая ортодромическая широта и долгота самолета-танкера;
X
λ op - reference longitude of the orthodrome;
- geocentric latitude of the vertex of the orthodrome;
- geocentric orthodromic latitude and longitude of the tanker aircraft;
X
Взаимное положение дозаправляющегося самолета относительно самолета-танкера определяется в системе координат, связанной с вектором путевой скорости танкера. The relative position of the refueling aircraft relative to the tanker aircraft is determined in the coordinate system associated with the tanker ground speed vector.
В этом случае система координат X
- ось OX
- ось OY
- ось OZ
- axis OX
- axis OY
- axis OZ
Начало системы X
В этом случае относительные горизонтальные координаты будут определяться на основании следующих выражений;
.In this case, the relative horizontal coordinates will be determined based on the following expressions;
.
В выражениях (6)-(8) приняты следующие обозначения:
X
X
α
Алгоритмы вычисления относительных скоростей V
Таким образом, на основании измерений приемниками СНС псевдодальностей и псевдоскоростей в вычислителе 15, установленном на дозаправляющемся самолете вычисляются компоненты вектора состояния, определяющего относительное положение X
С целью определения точностных характеристик предлагаемой системы заправки топливом самолетов в полете были проведены мобильные испытания, которые показали ее высокие точностные характеристики. Так при удалении друг от друга движущихся на расстояние 50 м ошибки измерения предлагаемой системы составили:
- относительных координат - 0,5 м (2σ) ;
- относительных скоростей - 0,003 м/с (2σ) .In order to determine the accuracy characteristics of the proposed aircraft fueling system in flight, mobile tests were carried out that showed its high accuracy characteristics. So when moving away from each other moving at a distance of 50 m, the measurement errors of the proposed system amounted to:
- relative coordinates - 0.5 m (2σ);
- relative speeds - 0.003 m / s (2σ).
Таким образом, применение предлагаемой системы заправки топливом самолетов в полете позволит следующее:
- повысить безопасность контактирования на этапе стыковки;
- обеспечить поиск и встречу самолетов на всех курсах и расстоянии не менее 300 км;
- существенно снизить психофизические нагрузки летчиков;
- сократить время заправки и расход топлива.Thus, the application of the proposed aircraft fueling system in flight will allow the following:
- increase the safety of contacting at the docking stage;
- to provide search and meeting aircraft at all courses and at least 300 km distance;
- significantly reduce the psychophysical load of pilots;
- reduce refueling time and fuel consumption.
Claims (2)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96115366A RU2104229C1 (en) | 1996-08-19 | 1996-08-19 | Aircraft in-flight fuelling system |
PCT/RU1997/000263 WO1998007623A1 (en) | 1996-08-19 | 1997-08-18 | In-flight aircraft refuelling system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96115366A RU2104229C1 (en) | 1996-08-19 | 1996-08-19 | Aircraft in-flight fuelling system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2104229C1 true RU2104229C1 (en) | 1998-02-10 |
RU96115366A RU96115366A (en) | 1998-05-20 |
Family
ID=20183832
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96115366A RU2104229C1 (en) | 1996-08-19 | 1996-08-19 | Aircraft in-flight fuelling system |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2104229C1 (en) |
WO (1) | WO1998007623A1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2548653C2 (en) * | 2009-06-04 | 2015-04-20 | СЕЛЕКС ГАЛИЛЕО С.п.А. | Auxiliary in-flight refuelling system |
RU2745725C2 (en) * | 2019-01-17 | 2021-03-31 | Александр Александрович Горшков | Method of refueling aircraft in air |
RU2777576C1 (en) * | 2021-06-23 | 2022-08-08 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | System for refuelling an unmanned aerial vehicle in flight |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU2001291570A1 (en) * | 2000-09-21 | 2002-04-02 | Richard Lawrence Ken Woodland | Roll on - roll off, portable aerial spraying, particulate dispersal, and refueling systems apparatus |
US7188807B2 (en) | 2005-03-11 | 2007-03-13 | The Boeing Company | Refueling booms with multiple couplings and associated methods and systems |
US7213787B2 (en) | 2005-06-07 | 2007-05-08 | The Boeing Company | Valves for annular conduits including aircraft fuel conduits and associated systems and methods |
US7293741B2 (en) * | 2005-06-09 | 2007-11-13 | The Boeing Company | System and methods for distributing loads from fluid conduits, including aircraft fuel conduits |
US7458543B2 (en) | 2005-06-10 | 2008-12-02 | The Boeing Company | Aerial refueling system |
US8868256B2 (en) | 2006-05-15 | 2014-10-21 | Honeywell International Inc. | Relative navigation for aerial refueling of an unmanned aerial vehicle |
US8757548B2 (en) | 2007-04-30 | 2014-06-24 | The Boeing Company | Apparatus for an automated aerial refueling boom using multiple types of sensors |
US7769543B2 (en) | 2007-04-30 | 2010-08-03 | The Boeing Company | Fault detection and reconfiguration of an automated refueling boom |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4398685A (en) * | 1981-03-11 | 1983-08-16 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Aerial day/night refueling stations |
US4763861A (en) * | 1985-07-19 | 1988-08-16 | The Boeing Company | Microwave rendezvous system for aerial refueling |
SU1728087A1 (en) * | 1989-09-25 | 1992-04-23 | А.А.Таранцев | Refueling system for helicopters in the air |
GB2237251A (en) * | 1989-10-27 | 1991-05-01 | Plessey Co Plc | In-flight refueling apparatus |
US5326052A (en) * | 1991-10-02 | 1994-07-05 | Enig Associates, Inc. | Controllable hose-and-drogue in-flight refueling system |
RU2055784C1 (en) * | 1992-07-02 | 1996-03-10 | Летно-исследовательский институт им.М.М.Громова | In-flight re-fueling automated control system |
-
1996
- 1996-08-19 RU RU96115366A patent/RU2104229C1/en active
-
1997
- 1997-08-18 WO PCT/RU1997/000263 patent/WO1998007623A1/en active Application Filing
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2548653C2 (en) * | 2009-06-04 | 2015-04-20 | СЕЛЕКС ГАЛИЛЕО С.п.А. | Auxiliary in-flight refuelling system |
RU2745725C2 (en) * | 2019-01-17 | 2021-03-31 | Александр Александрович Горшков | Method of refueling aircraft in air |
RU2777576C1 (en) * | 2021-06-23 | 2022-08-08 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | System for refuelling an unmanned aerial vehicle in flight |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO1998007623A1 (en) | 1998-02-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8886373B2 (en) | System and method for assisting in the decking of an aircraft | |
RU2602833C2 (en) | Near-field navigation system | |
US5867119A (en) | Precision height measuring device | |
CN111429758B (en) | Multisource perception detection system for airport scene operation elements | |
US7592955B2 (en) | Airborne turbulence location system and methods | |
US8354951B2 (en) | Short baseline helicopter positioning radar for low visibility | |
RU2104229C1 (en) | Aircraft in-flight fuelling system | |
US11763687B2 (en) | Survey-augmented navigation system for an aircraft | |
EP0267238A1 (en) | Passive radio altimeter | |
CN101203774A (en) | Radar system for aircraft | |
US8768542B2 (en) | Method and system for assisting in the landing or the decking of a light aircraft | |
US2968034A (en) | Doppler frequency position fixing method | |
JPH11139396A (en) | Formation flying control device | |
RU2561496C1 (en) | Radar station for facilitating safe helicopter landing in conditions without or with limited visibility | |
RU187275U1 (en) | Unmanned Aircraft Complex | |
RU190804U1 (en) | Device for providing navigation and landing of shipboard aircraft | |
RU2282867C1 (en) | Method for determination of object spatial attitude | |
WO2001002875A2 (en) | System and method for locating and maintaining objects in free space | |
RU120077U1 (en) | ON-BOARD RADIOTECHNICAL COMPLEX OF NAVIGATION AND LANDING OF MARINE BASING AIRCRAFT | |
US4763861A (en) | Microwave rendezvous system for aerial refueling | |
JPH11345399A (en) | Landing guide system | |
JP3689744B1 (en) | Ship monitoring system near aircraft entry and exit, and ship monitoring method near aircraft entry and exit | |
JP3638582B2 (en) | Civil aircraft position recognition system | |
Waters et al. | Test results of an F/A-18 automatic carrier landing using shipboard relative GPS | |
Dou et al. | Research and design of navigation interference source positioning system based on unmanned aerial vehicle |