RU2370786C2 - Device for prevention of helicopter collision wit obstacles - Google Patents

Device for prevention of helicopter collision wit obstacles Download PDF

Info

Publication number
RU2370786C2
RU2370786C2 RU2007147059/09A RU2007147059A RU2370786C2 RU 2370786 C2 RU2370786 C2 RU 2370786C2 RU 2007147059/09 A RU2007147059/09 A RU 2007147059/09A RU 2007147059 A RU2007147059 A RU 2007147059A RU 2370786 C2 RU2370786 C2 RU 2370786C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
optical
helicopter
modules
obstacle
sector
Prior art date
Application number
RU2007147059/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007147059A (en
Inventor
Владимир Петрович Коннов (RU)
Владимир Петрович Коннов
Юрий Ехилевич Польский (RU)
Юрий Ехилевич Польский
Аркадий Сергеевич Фомкин (RU)
Аркадий Сергеевич Фомкин
Original Assignee
Закрытое Акционерное Общество "Научно-Производственное Предприятие "Мифотекс"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое Акционерное Общество "Научно-Производственное Предприятие "Мифотекс" filed Critical Закрытое Акционерное Общество "Научно-Производственное Предприятие "Мифотекс"
Priority to RU2007147059/09A priority Critical patent/RU2370786C2/en
Publication of RU2007147059A publication Critical patent/RU2007147059A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2370786C2 publication Critical patent/RU2370786C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: transportation.
SUBSTANCE: directions to obstacle and distance to it are defined in field of view with flat angle of 360° with the help of device, which comprises "k" identical transceiver modules, which include optical receiver, inlet of which is connected to receiving non-scanning astigmatic optical system, which receives in sector with flat angle 360°/k and low vertical angle, transmitting system of each module comprises modulator with its modulation law, which, through control unit, generates signals "m" of optical pulse transmitters, every of which is connected to its transmitting non-scanning astigmatic optical system, which radiates in sector with flat angle 360/mk, sectors of transmitting and receiving optical systems inside and between modules are coupled and create a flat circular system of view with angle of 360°. Outlets of optical receivers of modules are connected to "k" inlets of information processing system, to which information is also supplied from "mxk" inlets of optical module transmitters control. Outlet of information processing system is connected to system of pilot warning, which, with the help of light and sound alarms, informs about availability, direction and distance to obstacle.
EFFECT: provision of circular view for system of helicopter pilot warning about availability of obstacles.
2 dwg

Description

Устройство относится к оптическим локационным системам обеспечения безопасности полета вертолета в сложных условиях, например при проведении строительно-монтажных и спасательных работ, полетов в горных и городских условиях, где существует опасность столкновения с препятствиями, зачастую малоразмерными и плохо различаемыми.The device relates to optical location systems for ensuring helicopter flight safety in difficult conditions, for example, during construction and rescue operations, flights in mountain and urban conditions, where there is a danger of collision with obstacles, often small and poorly distinguishable.

Известны устройства для обеспечения безопасности полета летательных аппаратов, использующие оптические и радиолокационные (99122795/09, кл. G01S 13/93; 5005389/22 и 5047611/09, кл. G01S 17/00), а также тепловизионные и комбинированные системы (разработка НПО ГИПО г.Казань), предназначенные для предупреждения столкновения при полете по маршруту.Known devices for ensuring flight safety of aircraft using optical and radar (99122795/09, class G01S 13/93; 5005389/22 and 5047611/09, class G01S 17/00), as well as thermal imaging and combined systems (development of NGOs GIPO Kazan), designed to prevent collisions during flight en route.

К недостаткам этих устройств относятся применение методов сканирования окружающего пространства, ведущее к увеличению сложности устройств для обеспечения безопасности полетов и, как следствие, ухудшению их массогабаритных показателей и повышению стоимости, и сложные, избыточные системы выдачи и отображения информации, которые затрудняют работу пилотов.The disadvantages of these devices include the use of methods of scanning the surrounding space, leading to an increase in the complexity of devices for ensuring flight safety and, as a consequence, to a deterioration in their overall dimensions and cost, and complex, redundant systems for issuing and displaying information that impede the work of pilots.

Более близкой к задаче, решаемой данным изобретением, является радиолокационная система предупреждения столкновений летательного аппарата с препятствиями, описанная в патенте РФ №2150752(1), кл. G01S 13/93 и выбранная нами в качестве прототипа. В этой системе для расширения углов обзора в горизонтальной плоскости используются «…дополнительные каналы, идентичные первому (курсовому), при этом приемная и передающая антенны каждого канала выполнены в виде планарной микроэлектронной фазированной антенной решетки (ПМФАР), размещенной на соответствующем участке поверхности корпуса летательного аппарата заподлицо с его обшивкой таким образом, что направление максимума диаграммы направленности ПМФАР в вертикальной плоскости совпадает с плоскостью полета летательного аппарата, а направление максимума в горизонтальной плоскости обеспечивает просмотр передней полусферы». Каждый из дополнительных каналов отвечает за просмотр своего сектора передней полусферы. Для просмотра каждого сектора используется метод линейной частотной модуляции, когда при изменении частоты передатчика изменяется направление максимума диаграммы направленности ПМФАР в горизонтальной плоскости. Эта же частотная модуляция используется для измерения расстояния до препятствия.Closer to the problem solved by this invention is a radar system for preventing collisions of an aircraft with obstacles, described in RF patent No. 2150752 (1), cl. G01S 13/93 and selected by us as a prototype. In this system, to expand the viewing angles in the horizontal plane, “... additional channels identical to the first (course) are used, while the receiving and transmitting antennas of each channel are made in the form of a planar microelectronic phased antenna array (PMFAR) located on the corresponding surface section of the aircraft’s hull flush with its skin in such a way that the direction of the maximum of the PMFAR radiation pattern in the vertical plane coincides with the plane of flight of the aircraft, and The direction of the maximum horizontal view provides the forward hemisphere. " Each of the additional channels is responsible for viewing its sector of the front hemisphere. To view each sector, the linear frequency modulation method is used, when the direction of the maximum of the PMFAR radiation pattern in the horizontal plane changes when the transmitter frequency changes. The same frequency modulation is used to measure the distance to an obstacle.

К недостаткам прототипа, препятствующим его использованию в указанных выше целях, следует отнести:The disadvantages of the prototype that impede its use for the above purposes include:

1. Использование ПМФАР, обладающей малым углом раскрыва диаграммы направленности, что потребовало «просмотра» сектора обзора.1. The use of PMFAR, which has a small aperture of the radiation pattern, which required the “viewing" of the viewing sector.

2. Использование для «просмотра» частотной модуляции, что неизбежно приведет к изменению положения максимума диаграммы направленности в вертикальной плоскости и сделает невозможным применение системы при полетах на малых высотах, так как она будет квалифицировать в качестве препятствия поверхность земли.2. Use for “viewing” frequency modulation, which will inevitably lead to a change in the position of the maximum radiation pattern in the vertical plane and will make it impossible to use the system when flying at low altitudes, since it will qualify the surface of the earth as an obstacle.

3. Необходимость размещения ПМФАР «заподлицо» с обшивкой летательного аппарата во многих местах делает возможным ее установку только в заводских условиях, что лишает данную систему «автономности» с точки зрения ее установки и демонтажа в аэродромных условиях.3. The need to place the PMFAR “flush” with the skin of the aircraft in many places makes it possible to install it only in the factory, which deprives this system of “autonomy” from the point of view of its installation and dismantling in aerodrome conditions.

4. Применение ПМФАР не позволяет системе эффективно работать на малых расстояниях, где в ближней зоне не «успевает» сформироваться узкая диаграмма направленности, что приводит к существенному увеличению минимальных рабочих дистанций и делает ее неприемлемой для вертолетных систем безопасности.4. The use of PMFAR does not allow the system to work efficiently at short distances, where a narrow radiation pattern does not "manage to" form in the near zone, which leads to a significant increase in minimum working distances and makes it unacceptable for helicopter security systems.

Целью изобретения является обеспечение кругового обзора для системы предупреждения пилота вертолета о наличии препятствий и повышение ее эффективности за счет упрощения представления информации о наличии препятствия, направлении и расстояния до него.The aim of the invention is to provide a circular view for the warning system of the pilot of the helicopter about the presence of obstacles and increase its effectiveness by simplifying the presentation of information about the presence of obstacles, direction and distance to it.

Цель изобретения достигается тем, что предлагаемая система содержит «k» идентичных приемо-передающих модуля, включающих в себя оптический приемник, вход которого подключен к приемной несканирующей астигматической оптической системе, принимающей в секторе с плоским углом 360°/k и малом вертикальном угле, передающая система каждого модуля содержит модулятор со своим законом модуляции, который через блок управления формирует сигналы «m» оптических импульсных передатчиков, каждый из которых подключен к своей передающей несканирующей астигматической оптической системе, излучающей в секторе с плоским углом 360°/mk, сектора передающих и приемных оптических систем внутри и между модулями сопряжены и образуют плоскую круговую систему обзора с углом 360°. Выходы оптических приемников модулей подключены к «k» входам системы обработки информации, на которую также поступает информация с «mxk» выходов блоков управления оптическими передатчиками модулей. Выход системы обработки информации подключен к системе предупреждения пилота, которая с помощью световых и звуковых сигналов сообщает о наличии, направлении и расстоянии до препятствия.The aim of the invention is achieved by the fact that the proposed system contains "k" identical transceiver modules, including an optical receiver, the input of which is connected to a receiving non-scanning astigmatic optical system, receiving in the sector with a flat angle of 360 ° / k and a small vertical angle, transmitting the system of each module contains a modulator with its own modulation law, which through the control unit generates signals “m” of optical pulse transmitters, each of which is connected to its transmitting non-scanning astig To the optical optical system emitting in a sector with a flat angle of 360 ° / mk, the sectors of the transmitting and receiving optical systems inside and between the modules are conjugated and form a flat circular viewing system with an angle of 360 °. The outputs of the optical receivers of the modules are connected to the “k” inputs of the information processing system, which also receives information from the “mxk” outputs of the control units of the optical transmitters of the modules. The output of the information processing system is connected to the pilot warning system, which with the help of light and sound signals reports the presence, direction and distance to the obstacle.

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 изображено: приемо-передающие модули 1i, оптические приемники излучения 2i, оптические приемные системы 3i, модуляторы 4i, блоки управления 5i, импульсные оптические передатчики 6ij, передающие оптические системы 7ij, где i=1…k, j=1…m, система обработки информации 8 и система отображения информации 9. На фиг.2 показано взаимное расположение секторов излучения и приема оптических сигналов в модуле.Figure 1 shows: transceiver modules 1i, optical radiation receivers 2i, optical receiving systems 3i, modulators 4i, control units 5i, pulse optical transmitters 6ij, transmitting optical systems 7ij, where i = 1 ... k, j = 1 ... m, the information processing system 8 and the information display system 9. FIG. 2 shows the mutual arrangement of the sectors of radiation and reception of optical signals in the module.

Устройство обеспечения безопасности полета вертолета работает следующим образом.A safety device for a helicopter flight operates as follows.

Оптические передатчики 6ij модуля 1i по закону, задаваемому блоком управления 5i, излучают короткие световые импульсы с частотой модулятора 4i через оптическую систему 7ij, в секторе с плоским углом 360°/mk, при этом совокупность всех оптических передатчиков излучает в плоском угле 360° в плоскости, перпендикулярной вертикальной оси вертолета. Оптический сигнал, отраженный препятствием, находящимся в секторе передающей оптической системы 7ij, через приемную оптическую систему 3i поступает на оптический приемник излучения 2i. Сигнал с приемника излучения передается в систему обработки информации 8, куда одновременно поступают сигналы со всех «m×k» выходов блоков управления 5i оптических передатчиков. Система обработки информации 8 проводит идентификацию секторов излучения и приема сигналов от препятствия путем сравнения сигналов с «m×k» выходов блоков управления 5i оптических передатчиков и «k» оптических приемников, а также определяет интервалы расстояний до препятствия. На основе этой информации с помощью системы отображения информации 9 формируются световые и звуковые сигналы для предупреждения пилота о направлении и расстоянии до препятствия. При этом обеспечивается сведение информации об источниках опасности к минимуму, необходимому и достаточному пилоту для принятия решения.The optical transmitters 6ij of module 1i, according to the law specified by the control unit 5i, emit short light pulses with a modulator frequency of 4i through the optical system 7ij in a sector with a flat angle of 360 ° / mk, while the totality of all optical transmitters emits in a flat angle of 360 ° in the plane perpendicular to the vertical axis of the helicopter. The optical signal reflected by an obstacle in the sector of the transmitting optical system 7ij, through the receiving optical system 3i is fed to the optical radiation receiver 2i. The signal from the radiation receiver is transmitted to the information processing system 8, which simultaneously receives signals from all the "m × k" outputs of the control units 5i of the optical transmitters. The information processing system 8 identifies the sectors of emission and reception of signals from an obstacle by comparing the signals from the “m × k” outputs of the control units 5i of the optical transmitters and the “k” optical receivers, and also determines the distance intervals to the obstacle. Based on this information, using the information display system 9, light and sound signals are generated to warn the pilot of the direction and distance to the obstacle. This ensures that information about the sources of danger is minimized to the minimum necessary and sufficient for the pilot to make a decision.

Состав устройства, его автономность от стандартной авионики вертолета позволяют сформировать систему кругового обзора с использованием идентичных конструктивных модулей, включающих в себя приемник оптического излучения, модулятор, блок управления, излучающие и приемную оптические системы, оптические импульсные передатчики, которые для удобства монтажа и обслуживания могут быть размещены на внешней подвеске вертолета.The composition of the device, its autonomy from the standard avionics of the helicopter allows you to create a system of all-round visibility using identical structural modules, including an optical radiation receiver, a modulator, a control unit, emitting and receiving optical systems, optical pulse transmitters, which for ease of installation and maintenance can be placed on the outside of the helicopter.

Claims (1)

Устройство обеспечения безопасности полета и посадки вертолета, состоящее из «k» идентичных модулей, каждый из которых содержит приемную и передающие оптические системы, модулятор, приемник оптических сигналов и «т» оптических импульсных передатчиков, а также из системы обработки информации, идентифицирующей сектора излучения и приема сигналов от препятствия и определяющей интервалы расстояний до препятствия, и системы предупреждения, отличающееся тем, что приемник оптических сигналов каждого модуля подключен к несканирующей астигматической оптической системе, принимающей в плоскости вертолета в секторе с плоским углом 360°/k и в малом вертикальном угле, «т» выходов оптических импульсных передатчиков каждого модуля соединены со своими передающими оптическими системами, которые также выполнены несканирующими астигматическими, излучающими в плоскости вертолета в секторе с плоским углом 360°/mk, поля зрения «m» передающих оптических систем каждого модуля совмещены с полем зрения приемной оптической системы и полностью перекрывают его, поля приема «k» модулей сопряжены и образуют в плоскости вертолета угол обзора 360°, выход модулятора каждого модуля подключен к блоку управления, предназначенному для задания оптическим импульсным передатчикам закона излучения коротких световых импульсов с частотой модулятора, «m» выходов которого подключены к входам импульсных оптических передатчиков, «k» выходов оптических приемников модулей соединены с «k» входами системы обработки информации, на еще «mxk» входов которой подаются также сигналы с «mxk» выходов блоков управления, выход системы обработки информации подключен к системе отображения информации, которая с помощью звуковых и световых сигналов предупреждает пилота вертолета о расстоянии до препятствия и секторе, в котором оно находится. A helicopter flight safety and landing safety device consisting of “k” identical modules, each of which contains a receiving and transmitting optical system, a modulator, an optical signal receiver and “t” optical pulse transmitters, as well as an information processing system that identifies radiation sectors and receiving signals from an obstacle and determining intervals of distances to an obstacle, and a warning system, characterized in that the optical signal receiver of each module is connected to non-scanning astigma optical system receiving in the plane of the helicopter in a sector with a flat angle of 360 ° / k and a small vertical angle, the “t” of the outputs of the optical pulse transmitters of each module are connected to their transmitting optical systems, which are also made by non-scanning astigmatic radiating in the plane of the helicopter in sector with a flat angle of 360 ° / mk, the field of view "m" of the transmitting optical systems of each module are aligned with the field of view of the receiving optical system and completely overlap it, the field of reception of "k" modules are conjugated and form a 360 ° viewing angle in the plane of the helicopter, the modulator output of each module is connected to a control unit designed to set the optical pulse transmitters the law of emission of short light pulses with a modulator frequency, “m” of outputs of which are connected to the inputs of pulse optical transmitters, “k” outputs optical receivers of the modules are connected to the “k” inputs of the information processing system, the signals from the “mxk” outputs of the control units, the output of the information processing system under for prison system to display the information via sound and light signals warns the helicopter pilot of the distance to the obstacle and the sector in which it is located.
RU2007147059/09A 2007-12-17 2007-12-17 Device for prevention of helicopter collision wit obstacles RU2370786C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007147059/09A RU2370786C2 (en) 2007-12-17 2007-12-17 Device for prevention of helicopter collision wit obstacles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007147059/09A RU2370786C2 (en) 2007-12-17 2007-12-17 Device for prevention of helicopter collision wit obstacles

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007147059A RU2007147059A (en) 2009-06-27
RU2370786C2 true RU2370786C2 (en) 2009-10-20

Family

ID=41026551

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007147059/09A RU2370786C2 (en) 2007-12-17 2007-12-17 Device for prevention of helicopter collision wit obstacles

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2370786C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2578202C1 (en) * 2014-10-21 2016-03-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" Method for helicopter navigation, takeoff and landing

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2578202C1 (en) * 2014-10-21 2016-03-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" Method for helicopter navigation, takeoff and landing

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007147059A (en) 2009-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9207319B2 (en) Collision-avoidance system for ground crew using sensors
EP2669704B1 (en) Airport surface collision-avoidance system (ASCAS)
KR100434747B1 (en) System to enhance operation and monitoring functions at low cost
US9581692B2 (en) Collision-avoidance system for ground crew using sensors
US8576112B2 (en) Broadband multifunction airborne radar device with a wide angular coverage for detection and tracking, notably for a sense-and-avoid function
US7479925B2 (en) Airport runway collision avoidance system and method
US7783427B1 (en) Combined runway obstacle detection system and method
AU2006253148B2 (en) Radar system for aircraft
CA2893091C (en) Enhanced rf detection system
US6097315A (en) Multi-indicator aviation pilot collision alert
US11513214B2 (en) Radar system for internal and external environmental detection
Schulz et al. Hellas: Obstacle warning system for helicopters
RU190804U1 (en) Device for providing navigation and landing of shipboard aircraft
US5861846A (en) Aviation pilot collision alert
RU2370786C2 (en) Device for prevention of helicopter collision wit obstacles
RU2322683C2 (en) Arrangement for recurring safety of flight of helicopter
US11635523B2 (en) Aircraft laser collision detection system
US5748136A (en) Electronic landmark enhancement to GPS based navigation systems
RU2384862C2 (en) Method of ensuring helicopter flight and landing safety and device for realising said method
CN113820721B (en) Laser radar system with separated receiving and transmitting
RU2150752C1 (en) Radar system which alarms aircraft against collision
RU2564934C1 (en) Optical system for determination of aircraft coordinates based on monophoton uv-c technology for navigation support for aircraft landing approach
JP2003149336A (en) Airport monitoring system
JPH0519049A (en) Device for detecting obstacle in approach path for take-off and landing of aircraft
US20230221413A1 (en) Separated type receiving device for lidar, transmitting device for lidar and lidar system thereof

Legal Events

Date Code Title Description
TK4A Correction to the publication in the bulletin (patent)

Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -BZ1A- IN JOURNAL: 18-2009 FOR TAG: (72)

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20091218