RU2410719C2 - Способ предотвращения столкновений вертолета с высоковольтными линиями электропередач - Google Patents
Способ предотвращения столкновений вертолета с высоковольтными линиями электропередач Download PDFInfo
- Publication number
- RU2410719C2 RU2410719C2 RU2009107495/09A RU2009107495A RU2410719C2 RU 2410719 C2 RU2410719 C2 RU 2410719C2 RU 2009107495/09 A RU2009107495/09 A RU 2009107495/09A RU 2009107495 A RU2009107495 A RU 2009107495A RU 2410719 C2 RU2410719 C2 RU 2410719C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- helicopter
- power transmission
- distance
- transmission line
- finder
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к радиолокационной технике и может использоваться для предупреждения столкновений вертолетов с высоковольтными линиями передач. Сущность изобретения заключается в приеме электромагнитных колебаний, отраженных от опор линии передачи электроэнергии в диапазоне радиоволн первым и вторым пеленгаторами, размещенными на вертолете и расположенными по фронту на расстоянии Б друг от друга, каждый из пеленгаторов сканирует пространство по направлению полета вертолета, причем первый пеленгатор осуществляет сканирование против часовой стрелки, а второй - по часовой стрелке, определяют углы пеленга каждой из двух опор линии электропередач каждым пеленгатором, причем α1 и α2 - углы пеленга, определяемые первым пеленгатором первой и второй опор линии электропередач, a β1 и β2 - углы пеленга, определяемые вторым пеленгатором первой и второй опор линии электропередач относительно строительной оси вертолета, определяют дальность до проводов линии электропередач по направлению строительной оси вертолета из выражения
где Б - расстояние между пеленгаторами, µ - угол между линией электропередач и строительной осью вертолета, определяют дальность до проводов линии электропередач по направлению строительной оси вертолета с учетом скорости ветра из выражения:
где αсн - угол сноса (угол между плоскостью курса и плоскостью пути), исходя из значения дальности, принимают решение по корректировке направления полета вертолета. Достигаемым техническим результатом изобретения является повышение надежности обеспечения предотвращения столкновений вертолета с линиями электропередач. 2 ил.
Description
Изобретение относится к радиолокационной технике и может использоваться для обеспечения безопасных полетов вертолетов, а именно для предупреждения их столкновений с высоковольтными линиями электропередач.
Известен способ предотвращения столкновений вертолета с высоковольтными линиями электропередач, заключающийся в том, что принимают электромагнитные колебания с помощью приемного устройства, размещаемого на вертолете, прием электромагнитных колебаний осуществляют в диапазоне радиоволн, излучаемых высоковольтными линиями электропередач, при этом прием излучаемых высоковольтными линиями электропередач электромагнитных колебаний ведут с различных направлений с помощью нескольких приемных антенн, максимумы диаграмм направленности которых ориентированы в разных угловых секторах плоскости полета вертолета, и по наличию сигнала в одной из приемных антенн определяют угловое положение проводов высоковольтной линии электропередач относительно корпуса вертолета, сравнивают значения принятого сигнала с опорными напряжениями, соответствующими величинам напряженности электромагнитного поля, излучаемого высоковольтной линией электропередачи на известном расстоянии от нее, и по результатам сравнения принимают решение по корректировке направления полета вертолета (Патент РФ на изобретение №2156985, G01S 13/93, G08G 5/04, опубл. 27.09.2000).
Недостатками данного способа предотвращения столкновений вертолета с высоковольтными линиями электропередач является зависимость результатов измерения от погодных условий. Так, уровни напряженности электромагнитного поля, излучаемого линией электропередач, вызванные высокочастотными переходными процессами, могут быть на 10-20 дБ больше при высокой влажности, тумане или дожде, чем при сухой погоде (Дональд Р.Ж. Уайт. Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств и непреднамеренные помехи. Выпуск 1. Общие вопросы ЭМС. Межсистемные помехи. М., Советское радио, 1977), в результате чего при обработке сигнала растет ошибка определения кратчайшего расстояния до линии электропередач. Кроме того, способ не работоспособен при выключении напряжения в линии электропередач. Способ не учитывает ошибку, вызванную влиянием ветра на направление полета вертолета.
Технической задачей изобретения является устранение указанных недостатков.
Технический результат изобретения достигается тем, что в способе предотвращения столкновений вертолета с высоковольтными линиями электропередач, заключающемся в том, что осуществляют прием сигналов в диапазоне радиоволн, дополнительно излучение и прием осуществляют первым и вторым пеленгаторами, установленными на вертолете и расположенными по фронту на расстоянии Б друг от друга, каждый из пеленгаторов сканирует пространство по направлению полета вертолета, причем первый пеленгатор осуществляет сканирование против часовой стрелки, а второй - по часовой стрелке, определяют углы пеленга каждой из двух опор линии электропередач каждым пеленгатором, причем α1 и α2 - углы пеленга, определяемые первым пеленгатором первой и второй опор линии электропередач, а β1 и β2 - углы пеленга, определяемые вторым пеленгатором первой и второй опор линии электропередач относительно строительной оси вертолета, определяют дальность до проводов линии электропередач по направлению строительной оси вертолета из выражения:
где Б - расстояние между пеленгаторами, µ - угол между линией электропередач и строительной осью вертолета,
определяют дальность до проводов линии электропередач по направлению строительной оси вертолета с учетом скорости ветра из выражения:
где αсн - угол сноса (угол между плоскостью курса и плоскостью пути),
исходя из значения дальности, принимают решение по корректировке направления полета вертолета.
На фиг.1 представлена схема дополнительных построений для вывода формулы определения расстояния до линии электропередач, где:
CD - высоковольтная линия электропередач;
С - точка размещения первой опоры линии электропередач;
D - точка размещения второй опоры линии электропередач;
А - точка размещения первого пеленгатора;
В - точка размещения второго пеленгатора.
Для пояснения предлагаемого способа как процесса выполнения действий над материальным объектом с помощью материальных средств и подтверждения возможности осуществления заявляемого изобретения, на фиг.2 представлена функциональная схема устройства для реализации способа предотвращения столкновений вертолета с высоковольтными линиями электропередач, где 1, 2 - пеленгаторы; 3 - вычислитель; 4 - индикатор.
Устройство для предотвращения столкновений вертолета с высоковольтными линиями электропередач содержит последовательно соединенные первый 1 пеленгатор, вычислитель 3 и индикатор 4, причем второй вход вычислителя 3 соединен с выходом второго 2 пеленгатора.
В качестве первого 1 и второго 2 пеленгаторов могут быть использованы радиолокационные сканирующие пеленгаторы, осуществляющие излучение и прием электромагнитной энергии и выдающие на выходе пеленг обнаруженного объекта.
Устройство работает следующим образом.
На фиг.1 в точках С и D расположены опоры линии электропередач (ЛЭП). Прямая, проходящая через указанные точки, - провода ЛЭП.
Вертолет находится в точке О и выполняет полет в направлении линии OF. Из чертежа видно, что отрезок OF является дальностью проводов ЛЭП до вертолета - DЛЭП. На вертолете в точках А и В размещены два пеленгатора (радиолокационного типа либо оптико-электронного). Пеленгаторы разнесены друг относительно друга на расстояние АВ, которое обозначим Б.
Каждый из пеленгаторов сканирует пространство, причем пеленгатор, расположенный в точке А, осуществляет сканирование против часовой стрелки, а пеленгатор, расположенный в точке В, - по часовой стрелке. Пеленги объектов - α1, α2, β1, β2, измеряемые пеленгаторами, отсчитываются от линии, проходящей через пеленгатор, которая параллельна строительной оси вертолета.
Правило знаков для пеленгов следующее. Для пеленгатора, расположенного в точке А, пеленг считается положительным, если направление его отсчета совпадает с положительным движением часовой стрелки. На фиг.1 пеленг опоры ЛЭП - D - α2 положителен, пеленг опоры С - α1 отрицателен. Для пеленгатора, расположенного в точке В, пеленг считается положительным, если направление его отсчета совпадает с обратным движением часовой стрелки.
При сканировании пространства пеленгаторами, расположенными в точках А и В, измеряются пеленги опор ЛЭП. Пеленги опоры С - α1, β1, a опоры D - α2, β2. Кроме того, известна база - Б - расстояние между пеленгаторами.
Дальность до проводов ЛЭП по направлению полета летательного аппарата, согласно фиг.1, определим как:
Из фиг.1 видно, что:
γ1=α1+β1
γ2=α2+β2
Рассмотрим определение линейных координат опоры С (СМ и МА) в системе координат, связанной с первым пеленгатором.
Используя теорему синусов, получим:
или
Координата опоры С - СМ определится с учетом формулы (3):
Из фиг.1 видно, что ОК=СМ.
Координата опоры С - МА определится:
Аналогично получим формулы для координат опоры D - DN и BN в системе координат, связанной со вторым пеленгатором:
Угол µ определяет направление ЛЭП по отношению к направлению полета вертолета.
Тангенс этого угла, согласно фиг.1, определяется как:
или
Тогда дальность до проводов ЛЭП будет определяться формулой:
После преобразований получим:
Используя формулу (13), можно определить дальность до проводов ЛЭП в направлении строительной оси вертолета (она лежит в плоскости курса вертолета).
Влияние скорости перемещения воздушных масс (скорость ветра) приводит к тому, что вертолет будет двигаться со скоростью
где - вектор путевой скорости вертолета, - вектор воздушной скорости вертолета, - вектор скорости ветра.
Вектор путевой скорости лежит в плоскости пути вертолета. Предположим, что плоскость пути проходит через линию ОР (фиг.1).
В этом случае вертолет будет перемещаться не вдоль линии OF, a вдоль линии ОР и расстоянием до проводов ЛЭП - D, будет являться отрезок ОР. Рассмотрим треугольник OPF (фиг.1). Используя теорему синусов, получим:
Тогда дальность определится:
Из фиг.1 видно, что
где αсн - угол сноса (угол между плоскостью курса и плоскостью пути).
Угол сноса измеряется бортовыми системами вертолета.
С учетом выражений (16), (17) выражение (15) после преобразований примет вид:
Угол сноса отсчитывается от плоскости курса и считается отрицательным, если направление отсчета совпадает с положительным движением часовой стрелки, и положительным в противном случае.
Угол µ определится с учетом выражения (10) как:
При полете вертолета может возникнуть необходимость определить дальность до проводов ЛЭП при изменении курса на произвольный угол - αк.
Рассмотрим треугольник OFS (фиг.1). Тогда при отсутствии ветра:
После преобразований получим:
Угол αк считается отрицательным, если изменение курса идет в направлении движения часовой стрелки, и положительным в противном случае.
Если скорость ветра не равна нулю, то дальность определится как:
Способ позволяет осуществлять измерение дальности до проводов ЛЭП по направлению полета объекта с учетом скорости ветра.
Claims (1)
- Способ предотвращения столкновений вертолета с высоковольтными линиями электропередач, заключающийся в том, что осуществляют прием сигналов в диапазоне радиоволн, отличающийся тем, что излучение и прием осуществляют первым и вторым пеленгаторами, установленными на вертолете и расположенными по фронту на расстоянии Б друг от друга, каждый из пеленгаторов сканирует пространство по направлению полета вертолета, причем первый пеленгатор осуществляет сканирование против часовой стрелки, а второй - по часовой стрелке, определяют углы пеленга каждой из двух опор линии электропередач каждым пеленгатором, причем α1 и α2 - углы пеленга, определяемые первым пеленгатором, первой и второй опор линии электропередач, a β1 и β2 - углы пеленга, определяемые вторым пеленгатором, первой и второй опор линии электропередач относительно строительной оси вертолета, определяют дальность до проводов линии электропередач по направлению строительной оси вертолета из выражения
, Б - расстояние между пеленгаторами, µ - угол между линией электропередач и строительной осью вертолета, определяют дальность до проводов линии электропередач по направлению строительной оси вертолета с учетом скорости ветра из выражения
,
где αСН - угол сноса (угол между плоскостью курса и плоскостью пути), исходя из значения дальности принимают решение по корректировке направления полета вертолета.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009107495/09A RU2410719C2 (ru) | 2009-03-02 | 2009-03-02 | Способ предотвращения столкновений вертолета с высоковольтными линиями электропередач |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009107495/09A RU2410719C2 (ru) | 2009-03-02 | 2009-03-02 | Способ предотвращения столкновений вертолета с высоковольтными линиями электропередач |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009107495A RU2009107495A (ru) | 2010-09-10 |
RU2410719C2 true RU2410719C2 (ru) | 2011-01-27 |
Family
ID=42800105
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009107495/09A RU2410719C2 (ru) | 2009-03-02 | 2009-03-02 | Способ предотвращения столкновений вертолета с высоковольтными линиями электропередач |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2410719C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2497175C1 (ru) * | 2012-05-11 | 2013-10-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственный комплекс "ЭЛАРА" имени Г.А. Ильенко" (ОАО "ЭЛАРА") | Система визуализации полета и когнитивный пилотажный индикатор одновинтового вертолета |
-
2009
- 2009-03-02 RU RU2009107495/09A patent/RU2410719C2/ru active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2497175C1 (ru) * | 2012-05-11 | 2013-10-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственный комплекс "ЭЛАРА" имени Г.А. Ильенко" (ОАО "ЭЛАРА") | Система визуализации полета и когнитивный пилотажный индикатор одновинтового вертолета |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2009107495A (ru) | 2010-09-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7903023B2 (en) | Obstacle detection system notably for an anticollision system | |
CN107783133B (zh) | 毫米波雷达的固定翼无人机防撞系统及防撞方法 | |
US10324190B2 (en) | Wind measuring apparatus | |
CN110730913B (zh) | 退化可视环境的分布式多节点低频雷达系统的方法和设备 | |
JP5122536B2 (ja) | レーダ装置 | |
CN107783128B (zh) | 基于毫米波雷达的固定翼无人机多目标防撞系统 | |
WO2023024669A1 (zh) | 基于架空输电线电磁场探测的飞行防撞方法及装置 | |
JP5875492B2 (ja) | 風計測装置 | |
RU2665032C2 (ru) | Устройство распознавания воздушно-космических объектов в двухдиапазонных радиолокационных комплексах с активными фазированными антенными решетками (афар) | |
RU2410719C2 (ru) | Способ предотвращения столкновений вертолета с высоковольтными линиями электропередач | |
CN110531378A (zh) | 一种风电机组连续波激光相干测风雷达系统 | |
US9041594B2 (en) | RF based tracker for rotating objects | |
RU2403591C2 (ru) | Способ предотвращения столкновений вертолета с высоковольтными линиями электропередач | |
RU2410718C2 (ru) | Способ предотвращения столкновений вертолета с высоковольтными линиями электропередач | |
CN113671992B (zh) | 基于架空输电线磁场强度的飞行防撞方法及装置 | |
RU109869U1 (ru) | Устройство для определения параметров движения цели | |
de la Vega et al. | Simplified characterization of Radar Cross Section of wind turbines in the air surveillance radars band | |
RU2410720C1 (ru) | Способ предотвращения столкновений вертолета с высоковольтными линиями электропередач | |
US11585656B2 (en) | Sensor control device | |
Rzewuski et al. | Drone detectability feasibility study using passive radars operating in WIFI and DVB-T band | |
JP2014174068A (ja) | レーダ装置 | |
JP7143552B2 (ja) | 風検出装置、風検出方法及び観測装置 | |
JP2005114416A (ja) | 擾乱検出装置 | |
RU112755U1 (ru) | Устройство формирования параметра рассогласования в радиоэлектронной системе управления самолетом в горизонтальной плоскости | |
JP2019109064A (ja) | アクティブセンサーの信号処理システム、信号処理方法及び信号処理プログラム |