RU2496131C1 - Method of aircraft control in landing approach - Google Patents
Method of aircraft control in landing approach Download PDFInfo
- Publication number
- RU2496131C1 RU2496131C1 RU2012129080/08A RU2012129080A RU2496131C1 RU 2496131 C1 RU2496131 C1 RU 2496131C1 RU 2012129080/08 A RU2012129080/08 A RU 2012129080/08A RU 2012129080 A RU2012129080 A RU 2012129080A RU 2496131 C1 RU2496131 C1 RU 2496131C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aircraft
- runway
- landing
- bearing
- coordinates
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Traffic Control Systems (AREA)
- Navigation (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемый способ предназначен для применения в области авиационного приборостроения, в частности в пилотажно-навигационном оборудовании летательных аппаратов (ЛА).The proposed method is intended for use in the field of aeronautical instrumentation, in particular in flight control and navigation equipment of aircraft (LA).
В целом, полет любого ЛА можно разделить на такие этапы:In general, the flight of any aircraft can be divided into the following stages:
- взлет;- take off;
- полет по маршруту;- flight along the route;
- посадка.- landing.
Управление полетом ЛА при выполнении любого из этих этапов - это сложный процесс, в ходе которого решается широкий круг задач, связанных с определением навигационных параметров полета, а также выдерживания необходимого пространственного положения. Эффективность действий при решении перечисленных задач определяется большим количеством условий, основными из которых есть своевременность, точность и связанные с ними вопросы построения траекторий движения, которые обеспечивают наиболее эффективное и безопасное достижение цели текущего этапа полета.The flight control of an aircraft during any of these stages is a complex process, during which a wide range of tasks related to determining the navigation parameters of the flight, as well as maintaining the required spatial position, is solved. The effectiveness of actions in solving the above problems is determined by a large number of conditions, the main of which is the timeliness, accuracy and related issues of constructing motion paths that provide the most effective and safe achievement of the goal of the current phase of the flight.
Этап посадки является наиболее ответственным и напряженным участком полета. Именно на этом этапе, в соответствии с мировой статистикой, происходит больше трети всех летных происшествий. Близость земли и контакт с поверхностью взлетно-посадочной полосы (ВПП) требует высокой точности управления угловыми, скоростными и траекторными параметрами полета.The landing phase is the most critical and stressful part of the flight. It is at this stage, in accordance with world statistics, more than a third of all flight accidents occur. The proximity of the earth and contact with the surface of the runway (runway) requires high precision control of angular, speed and trajectory flight parameters.
Теоретические и практические аспекты функционирования бортового и наземного оборудования, обеспечивающего выполнение посадки ЛА, приведены в следующих работах:Theoretical and practical aspects of the functioning of airborne and ground-based equipment ensuring the performance of aircraft landing are given in the following works:
1. Авиационная радионавигация. Справочник. Под редакцией Сосновского А.А., М.: Транспорт, 1990. 264.1. Aviation radio navigation. Directory. Edited by A. Sosnovsky, Moscow: Transport, 1990.264.
2. Белогородский С.Л. Автоматизация управления посадкой самолета, М.: Транспорт, 1972. 352.2. Belogorodsky S.L. Automation of aircraft landing control, Moscow: Transport, 1972.352.
3. Воробьев Л.М. Воздушная навигация, М.: Машиностроение, 1984. 256.3. Vorobyov L.M. Air Navigation, Moscow: Engineering, 1984. 256.
4. Гуськов Ю.П. Дискретно-непрерывное управление программным выведением самолетов, М.: Машиностроение, 1987. 128.4. Guskov Yu.P. Discrete-continuous control of the program output of aircraft, Moscow: Mashinostroenie, 1987.128.
5. И.И. Помыкаев, В.П. Селезнев, Л.А. Дмитроченко "Навигационные приборы и системы", М.: Машиностроение, 1983.5. I.I. Pomykaev, V.P. Seleznev, L.A. Dmitrochenko "Navigation Devices and Systems", Moscow: Engineering, 1983.
6. О.А. Бабич "Обработка информации в навигационных комплексах", М.: Машиностроение, 1991.6. O.A. Babich "Information processing in navigation systems", Moscow: Engineering, 1991.
7. Рогожин В.О., Синеглазов В.М., Фiляшкiн М.К. Пiлотажно-навiгацiйни комплекси повiтряних суден, К.: Книжкове видавництво НАУ, 2005. 316 (на украинском языке).7. Rogozhin V.O., Sineglazov V.M., Fileshkin M.K. Flight and Navigation Complexes of the Secondary Ships, K.: Knizhkov vidavnitsvo of the NAU, 2005. 316 (in Ukrainian).
8. С.С. Ривкин, Р.И. Ивановский, А.В. Костров "Статистическая оптимизация навигационных систем". Л.: Судостроение, 1976.8. S.S. Rivkin, R.I. Ivanovsky, A.V. Kostrov "Statistical optimization of navigation systems." L .: Shipbuilding, 1976.
9. Справочник пилота и штурмана гражданской навигации. Под редакцией Васина И.О., М.: Транспорт, 1988. 320.9. Reference pilot and navigator of civil navigation. Edited by Vasin I.O., M .: Transport, 1988.320.
10. Ф.В. Репников, Г.П. Сачков, А.И. Черноморский "Гироскопические системы", М.: Машиностроение, 1983.10. F.V. Repnikov, G.P. Sachkov, A.I. Black Sea "Gyroscopic systems", M .: Engineering, 1983.
На большинстве современных аэродромов траектория захода на посадку формируется равносигнальными зонами электромагнитных излучений наземных курсового (КРМ) и глиссадного (ГРМ) радиомаяков, пересечение которых представляет заданную траекторию захода на посадку.At most modern aerodromes, the approach path is formed by the equal-signal zones of electromagnetic radiation of ground directional (CRM) and glide path (GRM) beacons, the intersection of which represents a given approach path.
Подробное описание процессов и процедур формирования заданной траектории захода на посадку с помощью КРМ и ГРМ приведено в главах 7, 8 справочника [1], главе 2 книги [2], разделе 2.7 книги [7], разделе 7.1 справочника [9].A detailed description of the processes and procedures for the formation of a given approach path using CRM and timing is given in chapters 7, 8 of the manual [1], chapter 2 of the book [2], section 2.7 of the book [7], section 7.1 of the reference [9].
Описание особенностей функционирования бортового пилотажно-навигационного оборудования при заходе на посадку приведено в главе 3 книги [2], главах 2 и 8 книги [7], главе 4 книги [4].A description of the features of the functioning of the flight navigation equipment during the approach is given in chapter 3 of the book [2], chapters 2 and 8 of the book [7], chapter 4 of the book [4].
Для автоматического и ручного управления ЛА на этапе посадки необходима разнообразная информация о параметрах его движения: курсе, крене, тангаже, скорости, координатах, высоте, угловых скоростях, ускорениях. Для измерения этих параметров на борту современных ЛА наибольшее применение нашли инерциальные навигационные системы (ИНС), системы воздушных сигналов (СВС) и спутниковые навигационные системы (СНС).For automatic and manual control of the aircraft at the landing stage, diverse information on the parameters of its movement is required: course, roll, pitch, speed, coordinates, altitude, angular speeds, accelerations. Inertial navigation systems (ANS), airborne signal systems (AHS) and satellite navigation systems (SNA) have found the greatest application for measuring these parameters on board modern aircraft.
Теоретические и практические аспекты функционирования ИНС, СВС и СНС отражены в книгах [3, 5, 7, 10].Theoretical and practical aspects of the functioning of the ANN, SHS and SNA are reflected in the books [3, 5, 7, 10].
Для повышения точности и надежности определения навигационных данных, в том числе на этапе посадки, в настоящее время широко используются методы комплексной обработки данных от различных по физическому принципу действия систем, в частности: от ИНС, СВС и СНС.To increase the accuracy and reliability of determining navigation data, including at the landing stage, methods of integrated data processing from various systems that are physically different in principle are currently used, in particular, from ANNs, SHS, and SNSs.
Различные аспекты применения некоторых методов комплексной обработки навигационных данных отражены в книгах [5, 6, 7, 8].Various aspects of the application of some methods of complex processing of navigation data are reflected in books [5, 6, 7, 8].
Известны способы управления, реализующие полет ЛА по заданной траектории посадки. Эти способы обеспечивают выработку управляющих сигналов, подаваемых на органы управления угловым положением ЛА с целью вывода ЛА в заданную малую область воздушного пространства с заданными параметрами пространственного положения ЛА, где экипажем принимается решение о приземлении или о совершении повторного захода на посадку.Known control methods that implement the flight of an aircraft along a predetermined landing path. These methods provide for the generation of control signals supplied to the controls of the angular position of the aircraft in order to output the aircraft into a given small area of airspace with the given parameters of the spatial position of the aircraft, where the crew makes a decision to land or to make a second approach.
Из известных способов наиболее близким по технической сущности является способ, описанный в вышеупомянутой книге [7] "Пилотажно-навигационные комплексы воздушных судов" в параграфах 2.7 и 8.2. Данный способ выбирается в качестве прототипа.Of the known methods, the closest in technical essence is the method described in the aforementioned book [7] "Flight-navigation systems of aircraft" in paragraphs 2.7 and 8.2. This method is selected as a prototype.
В данном способе для захода на посадку используется траектория, формируемая равносигнальными зонами наземных КРМ и ГРМ, пересечение которых представляет заданную траекторию посадки. Рисунки, иллюстрирующие процесс формирования заданной траектории посадки излучением КРМ и ГРМ, изображены на стр.52 книги [7] (рис.2.6) и стр.152 справочника [1] (рис.7.2), копии которых представлены на фиг.1 и фиг.2 материалов заявки.In this method, the approach path is used, formed by the equal-signal zones of ground-based CRM and timing, the intersection of which represents a given landing path. Figures illustrating the process of forming a given landing trajectory by radiation of CRM and timing are shown on page 52 of the book [7] (Fig. 2.6) and page 152 of the reference book [1] (Fig. 7.2), copies of which are presented in Fig. 1 and Fig. .2 application materials.
Особенностью прототипа является использование для управления не линейных, а угловых отклонений от траектории: εг - угловое отклонение ЛА от плоскости глиссады, εк - угловое отклонение ЛА от плоскости посадочного курса. Рисунок, иллюстрирующий процесс следования ЛА по заданной траектории посадки в вертикальной плоскости, изображен на стр.254 книги [7] (рис.8.7), а его копия представлена на фиг.3 материалов заявки.A prototype feature is the use of angular deviations from the trajectory rather than linear, for control: ε g is the angular deviation of the aircraft from the plane of the glide path, ε k is the angular deviation of the aircraft from the plane of the landing course. A figure illustrating the process of following an aircraft along a given landing path in a vertical plane is shown on page 254 of the book [7] (Fig. 8.7), and a copy of it is presented in FIG. 3 of the application materials.
Как следует из содержания книги [7], в целом, способ-прототип, с учетом только существенных для предлагаемого изобретения признаков, включает измерение курса, крена, тангажа, угловой скорости, горизонтальной и вертикальной скорости, координат и высоты ЛА, формирование курса взлетно-посадочной полосы (ВПП), измерение дальности до ближнего торца ВПП, измерение углов отклонения по курсу и глиссаде от сформированной, с помощью электромагнитного излучения наземных курсового и глиссадного радиомаяков, траектории посадки, формирование сигнала управления угловым положением ЛА по крену с учетом угла отклонения по курсу, формирование сигнала управления угловым положением ЛА по тангажу с учетом угла отклонения по глиссаде и изменение, в автоматическом или ручном режиме, углового положения ЛА в соответствии со сформированными сигналами управления.As follows from the contents of the book [7], in general, the prototype method, taking into account only the features essential for the present invention, includes measuring heading, roll, pitch, angular velocity, horizontal and vertical speed, coordinates and altitude of the aircraft, formation of the take-off course landing strip (runway), measuring the distance to the near end of the runway, measuring deviation angles along the course and glide path from the formed, using electromagnetic radiation of ground directional and glide path beacons, landing path, signal generation systematic way the angular position of the aircraft on a roll with the angle of deflection at the rate formation aircraft pitch attitude angular position control signal with the deviation angle and the glide path change in the automatic or manual mode, the angular position of the aircraft in accordance with the generated control signals.
В целях выполнения посадки с помощью ИНС измеряют угловые скорости, курс, крен, тангаж, горизонтальную и вертикальную скорость относительно поверхности земли, координаты местоположения ЛА.In order to perform a landing using ANN, angular velocities, heading, roll, pitch, horizontal and vertical speed relative to the earth’s surface, and aircraft location coordinates are measured.
В целях выполнения посадки помощью СВС измеряют высоту ЛА относительно уровня моря и высоту ЛА относительно уровня аэродрома.In order to complete the landing using SHS, the aircraft’s height relative to sea level and the aircraft’s height relative to the level of the airfield are measured.
ИНС и СВС являются автономными системами и обеспечивают непрерывное измерение указанных параметров. Однако в их сигналах могут присутствовать достаточно существенные погрешности. Для повышения точности, данные от ИНС и СВС корректируют по данным от СНС.ANN and SHS are autonomous systems and provide continuous measurement of these parameters. However, quite significant errors may be present in their signals. To increase accuracy, data from the ANN and SHS are adjusted according to data from the SNA.
СНС являются неавтономными радиотехническими системами. С их помощью можно измерить скорость относительно поверхности земли и координаты местоположения ЛА с высокой точностью. Однако СНС не могут обеспечить непрерывность указанных измерений, и их сигналы подвержены помехам естественного и искусственного характера.SNAs are non-autonomous radio systems. With their help, you can measure the speed relative to the surface of the earth and the coordinates of the location of the aircraft with high accuracy. However, the SNA cannot ensure the continuity of these measurements, and their signals are subject to interference of a natural and artificial nature.
Поэтому, как правило, на борту современных ЛА сигналы ИНС и СВС в целях решения задач навигации корректируют по данным от СНС с использованием одного из современных методов комплексной обработки информации, например метода оптимальной фильтрации случайных сигналов Калмана (ОФК). Данный метод позволяет при наличии достоверных сигналов от СНС осуществлять оценивание погрешностей корректируемых систем, а при пропадании сигналов от СНС осуществлять прогноз изменения погрешностей корректируемых систем. Метод ОФК подробно описан в книгах [6, 7, 8].Therefore, as a rule, onboard modern aircraft, the ANN and SHS signals are corrected in order to solve navigation problems according to data from the SNA using one of the modern methods of complex information processing, for example, the optimal Kalman random signal filtering method (OFK). This method allows, in the presence of reliable signals from the SNA, to evaluate the errors of the corrected systems, and if the signals from the SNA disappear, to make a forecast of the change in the errors of the corrected systems. The OFC method is described in detail in the books [6, 7, 8].
Для измерения отклонения ЛА от заданной излучением КРМ и ГРМ траектории посадки на борту ЛА используется специальная радиотехническая аппаратура [1, 2].To measure the deviation of the aircraft from the radiation path set by the radiation of the SRM and the GRM, special radio-technical equipment is used on board the aircraft [1, 2].
В процессе реализации автоматического режима захода на посадку используют известные законы управления движением центра масс через контуры управления креном и тангажом ЛА. В книге [7] на стр.255-256 приведены примеры законов автоматического управления ЛА по крену и тангажу, в которых, наряду с другими сигналами, используются сигналы отклонения ЛА от заданной траектории по курсу εк и глиссаде εг.In the process of implementing the automatic approach mode, the well-known laws of controlling the motion of the center of mass through the aircraft roll and pitch control loops are used. The book [7] on pages 255-256 gives examples of the laws of automatic control of aircraft by roll and pitch, in which, along with other signals, the signals are used to deviate the aircraft from a given path along the course ε to and the glide path ε g .
Для реализации ручного режима захода на посадку на соответствующих индикационных приборах одновременно индицируют в виде вертикально и горизонтально ориентированных планок сигналы отклонения от заданной траектории по курсу εк и по глиссаде εг.To implement the manual approach mode on the corresponding indicating instruments, simultaneously, in the form of vertically and horizontally oriented planks, deviation signals from a given trajectory are displayed along the course ε to and along the glide path ε g .
Наземное радиомаячного оборудование для формирования посадочной траектории достаточно дорого стоит. Для его поддержания в работоспособном состоянии требуется регулярно проводить дорогостоящие работы по проверке, калибровке и регулировке. Поэтому, как показывает практика, например, катастрофа самолета Ту-154 польского президента, далеко не все аэродромы оснащаются наземным радиотехническим посадочным оборудованием, а уже установленное оборудование временно может быть в неработоспособном или неисправном состоянии.Terrestrial beacon equipment for forming the landing path is quite expensive. To maintain it in working condition, it is regularly necessary to carry out expensive work on verification, calibration and adjustment. Therefore, as practice shows, for example, the crash of a Tu-154 plane by the Polish president, far from all airfields are equipped with ground-based radio-technical landing equipment, and already installed equipment may be temporarily inoperative or malfunctioning.
Сигналы, излучаемые наземными КРМ и ГРМ, в силу своей радиотехнической природы подвержены искажениям и помехам, связанными с характером подстилающей поверхности, состоянием атмосферы, работой внешних электрических и радиотехнических устройств и т.п. Для парирования влияния таких помех на процесс захода на посадку в системах управления ЛА применяют соответствующие меры, как правило осуществляют их фильтрацию. Однако наличие, в конкретный момент времени, значительных, нерасчетных помех в сигналах КРМ и ГРМ может привести к ухудшению характеристик всего контура управления ЛА и даже к аварийной ситуации.The signals emitted by ground-based SRMs and timing, due to their radio-technical nature, are subject to distortions and interference associated with the nature of the underlying surface, the state of the atmosphere, the operation of external electrical and radio devices, etc. To counter the effect of such interference on the approach process in aircraft control systems, appropriate measures are applied, as a rule, they are filtered. However, the presence, at a particular point in time, of significant, non-calculated interference in the SRM and timing signals can lead to a deterioration of the characteristics of the entire aircraft control loop and even to an emergency.
Известным недостатком этого способа (стр.254 [7]) также является нестационарность динамических характеристик режима посадки при использовании угловых параметров отклонения центра масс ЛА от заданной траектории (εг εк). На разных расстояниях до радиомаяка, при одинаковых линейных отклонениях от заданной траектории посадки, угловые отклонения имеют разные значения и соответственно, при стационарных коэффициентах усиления, вносят различный вклад в результирующий управляющий сигнал. Это, в свою очередь, может привести к ухудшению характеристик всего контура управления, и в контуре могут появиться колебания, которые будут увеличиваться по мере приближения к радиомаяку. Особенно это актуально для контура управления по глиссаде, т.к. ГРМ размещается у ближнего к ЛА торца ВПП (см. фиг.3).A known disadvantage of this method (p. 254 [7]) is also the non-stationary dynamic characteristics of the landing mode when using the angular parameters of the deviation of the center of mass of the aircraft from a given trajectory (ε g ε k ). At different distances to the beacon, with the same linear deviations from the given landing path, the angular deviations have different values and, accordingly, at stationary amplification factors, make a different contribution to the resulting control signal. This, in turn, can lead to a deterioration in the characteristics of the entire control loop, and oscillations can appear in the circuit, which will increase as you approach the beacon. This is especially true for the glide path control loop, because The timing is located at the runway end closest to the aircraft (see Fig. 3).
К недостаткам прототипа также может быть отнесена невозможность оперативного управления экипажем наклоном траектории посадки, т.к. ее наклон задается настройками наземных радиомаяков. В некоторых ситуациях возникает необходимость совершить посадку с более крутым наклоном траектории по сравнению с задаваемой наземными радиомаяками.The disadvantages of the prototype can also be attributed to the impossibility of operational control of the crew by tilting the landing path, because its slope is set by the settings of terrestrial beacons. In some situations, there is a need to make a landing with a steeper slope of the trajectory compared to a given terrestrial beacons.
Целью предлагаемого изобретения является, прежде всего, повышение надежности и безопасности совершения посадки ЛА, расширение функциональных возможностей по управлению наклоном траектории посадки, а также увеличение точности формирования заданной траектории посадки.The aim of the invention is, first of all, increasing the reliability and safety of landing aircraft, expanding the functionality to control the slope of the landing path, as well as increasing the accuracy of the formation of a given landing path.
Данные цели достигаются тем, что построение траектории посадки осуществляется не с помощью наземных радиотехнических устройств (КРМ и ГРМ), а полностью на борту ЛА с использованием задаваемого экипажем угла наклона траектории посадки, точных данных о координатах и высоте ЛА, полученных путем комплексной обработки информации от ИНС, СВС и СНС, а также параметров так называемого "виртуального курсо-глиссадного радиомаяка" (ВКГРМ).These goals are achieved by the fact that the construction of the landing trajectory is carried out not using ground-based radio engineering devices (RCMs and timing), but completely on board the aircraft using the crew pitch angle set by the crew, accurate data on the coordinates and altitude of the aircraft obtained by complex processing of information from ANN, SHS and SNS, as well as the parameters of the so-called "virtual heading-glide path beacon" (VKGRM).
Необходимость ввода в процедуру формирования заданной траектории посадки ВКГРМ объясняется, прежде всего, необходимостью обеспечения взаимодополняемости и взаимозаменяемости на борту ЛА используемого в настоящее время и предлагаемого способов. С этой точки зрения в предлагаемом способе, по отношению к прототипу, обеспечивается идентичность интерфейса для систем автоматического управления и систем индикации на множестве уже разработанных и эксплуатируемых ЛА, а также учитываются теоретические и практические навыки работающего в настоящее время летного состава.The need to enter into the procedure for the formation of a predetermined landing trajectory VKGRM due primarily to the need to ensure complementarity and interchangeability on board the aircraft used at the present time and the proposed methods. From this point of view, in the proposed method, with respect to the prototype, the interface is identical for automatic control systems and display systems on the set of already developed and operated aircraft, and the theoretical and practical skills of the currently operating flight crew are taken into account.
Схема размещения ВКГРМ относительно ВПП в горизонтальной плоскости полностью соответствуют стандартной схеме размещения реальных КРМ на аэродроме, а в вертикальной плоскости ВКГРМ размещается под реальным КРМ на продолжении траектории посадки.The arrangement of the VKGRM relative to the runway in the horizontal plane is fully consistent with the standard layout of the real ASF at the aerodrome, and in the vertical plane, the VKGM is located under the real ASO on the continuation of the landing trajectory.
В соответствии со стандартной схемой оснащения аэродромов радиотехническим оборудованием, КРМ размещается на продолжении оси ВПП на некотором удалении от дальнего торца ВПП. Для разных аэродромов величина удаления ΔDКРМ варьируется, но как правило она равна 1000 м (см. фиг.1).In accordance with the standard scheme for equipping aerodromes with radio equipment, the CRM is located at the extension of the runway axis at some distance from the far end of the runway. For different aerodromes, the distance ΔD of the ASM varies, but as a rule it is equal to 1000 m (see figure 1).
Как показывает практика, в бортовых устройствах памяти современных ЛА могут храниться следующие наборы данных, характеризующие конкретную ВПП на конкретном аэродроме:As practice shows, in the on-board memory devices of modern aircraft, the following data sets can be stored that characterize a particular runway at a specific aerodrome:
- координаты центра ВПП φЦ, λЦ, длина ВПП ΔD и курс ВПП ψВПП;- coordinates of the center of the runway φ C , λ C , the length of the runway ΔD and the course of the runway ψ runway ;
- координаты двух торцов ВПП φТ1, λТ1 и φТ2, λТ2.- the coordinates of the two ends of the runway φ T1 , λ T1 and φ T2 , λ T2 .
С информационной точки зрения оба набора идентичны и в полной мере характеризуют геометрическую схему конкретной ВПП, например для первого набора данных координаты торцов ВПП являются производными параметрами от φЦ, λЦ, ΔD и ψВПП и, наоборот, для второго набора данных координаты центра ВПП, длина ВПП и курс ВПП являются производными параметрами от φТ1, λТ1 и φT2, λТ2. С учетом этого факта, в предлагаемом изобретении осуществляется привязка схемы размещения ВКГРМ к дальнему торцу ВПП.From an information point of view, both sets are identical and fully characterize the geometric scheme of a particular runway, for example, for the first data set, the coordinates of the ends of the runway are derived from φ C , λ C , ΔD and ψ of the runway, and, conversely, for the second set of data, the coordinates of the center of the runway , runway length and runway course are derived from φ T1 , λ T1 and φ T2 , λ T2 . Given this fact, in the present invention, the VKGRM placement scheme is linked to the far end of the runway.
В результате процедура построения и управления траекторией захода ЛА на посадку не будет зависеть от наличия/исправности на конкретном аэродроме КРМ и ГРМ, наличия в сигналах КРМ и ГРМ случайных помех, будет повышена устойчивость процесса управления ЛА в вертикальной плоскости на малых расстояниях до точки посадки, а экипажу будет обеспечена возможность по управлению наклоном траектории посадки.As a result, the procedure for constructing and controlling the aircraft approach path will not depend on the presence / serviceability of a specific airfield and timing, the presence of random interference in the airfield and timing signals will increase the stability of the aircraft control process in the vertical plane at short distances to the landing point, and the crew will be provided with the opportunity to control the inclination of the landing trajectory.
Таким образом, с учетом только существенных для предлагаемого изобретения признаков, в способе управления ЛА при заходе на посадку, включающем измерение с помощью ИНС, СВС, СНС курса, крена и тангажа ЛА, угловой скорости ЛА, горизонтальной и вертикальной скорости ЛА, координат и высоты ЛА, формирование, с помощью методов комплексной обработки информации от ИНС, СВС, СНС, уточненных сигналов координат и высоты ЛА, формирование, на основе уточненных координат, высоты ЛА и координат, высоты взлетно-посадочной полосы (ВПП) курса ВПП, длины ВПП, дальности до ближнего торца ВПП, высоты ЛА относительно ВПП, формирование сигналов управления угловым положения ЛА по крену и тангажу и изменение, в автоматическом или ручном режиме, углового положения ЛА в соответствии со сформированными сигналами управления, траекторию посадки, с заданным экипажем углом наклона и совпадающую по направлению с курсом ВПП, формируют виртуальным образом непосредственно на борту ЛА относительно ВКГРМ, который, в соответствии со стандартной схемой расположения на аэродроме посадочного радиотехнического оборудования, размещают под точкой стандартного размещения КРМ на продолжении траектории посадки, определяют координаты и высоту ВКГРМ, формируют пеленг и угол места ВКГРМ относительно ЛА, причем сигнал управления угловым положением ЛА по крену формируют с учетом рассогласования пеленга ВКГРМ относительно ЛА и курса ВПП, а сигнал управления угловым положением ЛА по тангажу формируют с учетом рассогласования угла места ВКГРМ относительно ЛА и заданного экипажем угла наклона траектории посадки.Thus, taking into account only the features essential for the present invention, in an aircraft control approach approach approach, which includes measuring with the ANN, SHS, SNA course, roll and pitch of the aircraft, angular velocity of the aircraft, horizontal and vertical speed of the aircraft, coordinates and altitude LA, the formation, using the methods of complex processing of information from the ANN, SHS, SNA, the adjusted coordinate signals and the height of the aircraft, the formation, based on the adjusted coordinates, the height of the aircraft and coordinates, the height of the runway runway course, the length of the runway, Yes to the near end of the runway, aircraft altitude relative to the runway, generating control signals for the angular position of the aircraft in roll and pitch, and changing, in automatic or manual mode, the angular position of the aircraft in accordance with the generated control signals, the landing path, with the angle of inclination set by the crew and matching in the direction with the runway course, they are formed in a virtual manner directly on board the aircraft relative to the VKGRM, which, in accordance with the standard location scheme at the aerodrome of the landing radio equipment udovaniya, placed under the standard location of the CRM on the continuation of the landing trajectory, determine the coordinates and height of the ECGS, form the bearing and elevation angle of the ECGM relative to the aircraft, and the control signal for the angular position of the aircraft along the roll is formed taking into account the mismatch of the direction of the ECGM relative to the aircraft and the runway course, and the signal control the angular position of the aircraft in pitch is formed taking into account the mismatch of the elevation angle VKGRM relative to the aircraft and the angle of inclination of the landing path set by the crew.
Рисунки, иллюстрирующие работу способа представлены на фиг.4 и 5.Figures illustrating the operation of the method are presented in figure 4 and 5.
В процессе подготовки ЛА к полету или непосредственно в полете экипаж, с помощью имеющегося на бору ЛА задатчика, формирует угол наклона заданной траектории посадки α0. По умолчанию, на выходе задатчика формируется стандартное значение угла, например α0=3°.In the process of preparing the aircraft for flight or directly in flight, the crew, using the setpoint available on the aircraft bore, forms the angle of inclination of the given landing path α 0 . By default, a standard angle value is generated at the output of the setter, for example, α 0 = 3 °.
С помощью имеющейся на бору ЛА ИНС измеряют сигналы ускорения, угловые скорости, курс, крен, тангаж, скорость, координаты местоположения. С помощью СВС измеряют сигнал высоты ЛА относительно уровня моря и, после компенсации в нем высоты аэродрома относительно уровня моря, формируют сигнал высоты ЛА относительно аэродрома. С помощью СНС измеряют с высокой точностью сигналы скорости, координат местоположения, высоты ЛА и используют их для оценки погрешностей ИНС и СВС.With the help of the ANN available on the aircraft bore, acceleration signals, angular velocities, heading, roll, pitch, speed, location coordinates are measured. Using SHS, the aircraft altitude signal is measured relative to sea level, and after compensation in it of the aerodrome altitude relative to sea level, an aircraft altitude signal is generated relative to the airfield. Using the SNA, they measure with high accuracy the signals of speed, location coordinates, aircraft altitude and use them to estimate the errors of the ANN and SHS.
Оценку погрешностей ИНС и СВС по данным от СНС осуществляют с использованием одного из современных методов комплексной обработки информации, например оптимального фильтра Калмана (ОФК). Метод ОФК, при наличии достоверных сигналов от СНС, позволяет производить оценивание погрешностей ИНС и СВС, а при пропадании сигналов от СНС осуществлять прогноз изменения погрешностей ИНС и СВС.The errors of the ANN and SHS according to the data from the SNA are estimated using one of the modern methods of complex information processing, for example, the optimal Kalman filter (OFK). The OFC method, in the presence of reliable signals from the SNA, makes it possible to estimate the errors of the ANN and SHS, and if the signals from the SNA disappear, make a forecast of the changes in the errors of the ANN and SHS.
При переходе в режим посадки на борту ЛА, с использованием точных значений координат и высоты ЛА φЛА, λЛА, НЛА, полученных комплексированием данных ИНС, СВС и СНС, хранящихся в бортовых устройствах памяти, координат и высот торцов ВПП φТ1, λТ1, НТ1, φТ2, λТ2, НТ2, параметров схемы размещения посадочного радиотехнического оборудования на конкретном аэродроме, в частности удаления КРМ от торца ВПП ΔDКРМ, и заданного экипажем угла наклона траектории посадки α0, формируют все параметры, характеризующие положение ВКГРМ, заданную экипажем траекторию посадки и положение ЛА относительно этой траектории.When switching to the landing mode on board the aircraft, using the exact values of the coordinates and altitude of the aircraft φ LA , λ LA , N LA obtained by combining the data of ANN, SHS and SNA stored in the on-board memory devices, coordinates and heights of the runway ends φ T1 , λ T1 , N T1 , φ T2 , λ T2 , N T2 , the parameters of the layout of the landing radio equipment at a particular aerodrome, in particular the distance between the CRM and the runway end ΔD CRM , and the crew angle α 0 set by the crew, form all parameters characterizing the position VKGM set by the crew raektoriyu fit and position of the aircraft relative to that path.
Курс и длина ВПП:Runway heading and length:
, ,
, ,
где ΔφА=(φТ2-φT1)·R, ΔλA=(λT2-λT1)·R·cosφT1, R - радиус Земли, который для данной задачи, с достаточным уровнем точности, может быть принят равным 6371 км.where Δφ A = (φ T2 -φ T1 ) · R, Δλ A = (λ T2 -λ T1 ) · R · cosφ T1 , R is the radius of the Earth, which for this task, with a sufficient level of accuracy, can be taken equal to 6371 km
Горизонтальная дальность до ближнего торца ВПП:Horizontal distance to the near end of the runway:
, ,
где Δφ1=(φT1-φЛА)·R, Δλ1=(λT1-λЛА)·R·cosφT1.where Δφ 1 = (φ T1 -φ LA ) · R, Δλ 1 = (λ T1 -λ LA ) · R · cosφ T1 .
Пеленг и горизонтальная дальность до ВКГРМ:Bearing and horizontal range to VKGRM:
, ,
, ,
где Δφ2=(φТ2-φЛА)·R+ΔDКРМ·cosψВПП, Δλ2=(λТ2-λЛА)·R·cosφT2+ΔDКРМ·cosψВПП.where Δφ 2 = (φ T2 -φ LA ) · R + ΔD CRM · runway cosψ, Δλ 2 = (λ T2 -λ LA ) · R · cosφ T2 + ΔD CRM · runway cosψ.
Угол места ВКГРМ:Elevation angle
, ,
где НВКГРМ=НТ2-(ΔDВПП-δDТП)·tgα0 - высота ВКГРМ относительно уровня моря, δDТП - удаление расчетной точки посадки от ближнего торца ВПП, равное, например, 100 м.where N VKGRM = N T2 - (ΔD runway -δD TP ) · tgα 0 - height of the VKGRM relative to sea level, δD TP - removal of the calculated landing point from the near end of the runway, equal to, for example, 100 m.
Угловые отклонения ЛА аппарата от заданной траектории посадки:Angular deviations of the aircraft from a given landing path:
εКВ=РВКГРМ-ψВПП,ε KV = P VKGRM -ψ runway ,
εГВ=αВКГРМ - α0.ε GW = α VKGRM - α 0 .
Сигналы отклонений от заданной траектории посадки по курсу εКВ и глиссаде εГВ подаются на соответствующие индикационные приборы для обеспечения посадки в ручном режиме и в систему автоматического управления ЛА для обеспечения посадки в автоматическом режиме.Signals of deviations from a given landing path along the course ε HF and glide path ε GW are fed to the appropriate indicating devices to ensure landing in manual mode and to the automatic control system of the aircraft to ensure landing in automatic mode.
Для обеспечения идентичности интерфейса для систем автоматического управления и систем индикации на уже разработанных и эксплуатируемых ЛА сигналы угловых отклонений от заданной траектории посадки по курсу εКВ и глиссаде εГВ, при необходимости, преобразуют к формату сигналов εК и εГ, поступающих от бортовой аппаратуры ЛА, взаимодействующей с реальными КРМ и ГРМ (см. рис.7.8б и 7.9а на стр.159, 160 справочника [1]).To ensure the identity of the interface for automatic control systems and display systems on already developed and operated aircraft, signals of angular deviations from a given landing path along the course εHF and glide path εGW, if necessary, convert to the signal format εTO and εGcoming from the onboard equipment of the aircraft, interacting with real ASF and timing (see Fig. 7.8b and 7.9a on page 159, 160 of the reference [1]).
Таким образом, на примерах реализации показано достижение технических результатов.Thus, the implementation examples show the achievement of technical results.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012129080/08A RU2496131C1 (en) | 2012-07-10 | 2012-07-10 | Method of aircraft control in landing approach |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012129080/08A RU2496131C1 (en) | 2012-07-10 | 2012-07-10 | Method of aircraft control in landing approach |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2496131C1 true RU2496131C1 (en) | 2013-10-20 |
Family
ID=49357280
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012129080/08A RU2496131C1 (en) | 2012-07-10 | 2012-07-10 | Method of aircraft control in landing approach |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2496131C1 (en) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2544482C1 (en) * | 2014-02-04 | 2015-03-20 | Виктор Леонидович Семенов | Method of finding of direction and value of plane deviation from course and glide path and device for its implementation |
CN104590576A (en) * | 2014-12-04 | 2015-05-06 | 南京航空航天大学 | Flight control system and method for ship-borne unmanned aerial vehicle autonomous landing |
CN104670666A (en) * | 2015-02-27 | 2015-06-03 | 中国民航大学 | Aircraft landing attitude alarming system and alarming control method |
RU2598111C2 (en) * | 2014-12-30 | 2016-09-20 | Акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро" (АО "РПКБ") | Method of aircraft control during landing approach |
RU2668597C1 (en) * | 2017-11-30 | 2018-10-02 | Андрей Викторович Тельный | Method of troubleshooting and failures of aircraft measurement parameters of movement and satellite navigation systems of moving objects |
CN111210668A (en) * | 2019-12-30 | 2020-05-29 | 四川函钛科技有限公司 | Landing stage flight trajectory offset correction method based on time sequence QAR parameter |
RU2725891C1 (en) * | 2019-04-02 | 2020-07-07 | Николай Иванович Войтович | Method and device for controlling deviation of descending aircraft from axis of airstrip |
CN111930136A (en) * | 2020-08-21 | 2020-11-13 | 中国工程物理研究院总体工程研究所 | Engineering method for flight parameter adjustment |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1990004795A1 (en) * | 1988-10-26 | 1990-05-03 | The Marconi Company Limited | Aircraft landing approach system |
RU2303796C1 (en) * | 2006-01-26 | 2007-07-27 | Владимир Тарасович Артемов | Method for independent forming of landing information for flight vehicle and on-board radar for its realization (modifications) |
RU2353552C1 (en) * | 2007-09-17 | 2009-04-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Радар ммс" | Aircraft landing method |
US20100156758A1 (en) * | 2007-12-21 | 2010-06-24 | John Thomas Anders | Apparatus and method for landing a rotary wing aircraft |
-
2012
- 2012-07-10 RU RU2012129080/08A patent/RU2496131C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1990004795A1 (en) * | 1988-10-26 | 1990-05-03 | The Marconi Company Limited | Aircraft landing approach system |
RU2303796C1 (en) * | 2006-01-26 | 2007-07-27 | Владимир Тарасович Артемов | Method for independent forming of landing information for flight vehicle and on-board radar for its realization (modifications) |
RU2353552C1 (en) * | 2007-09-17 | 2009-04-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Радар ммс" | Aircraft landing method |
US20100156758A1 (en) * | 2007-12-21 | 2010-06-24 | John Thomas Anders | Apparatus and method for landing a rotary wing aircraft |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2544482C1 (en) * | 2014-02-04 | 2015-03-20 | Виктор Леонидович Семенов | Method of finding of direction and value of plane deviation from course and glide path and device for its implementation |
CN104590576A (en) * | 2014-12-04 | 2015-05-06 | 南京航空航天大学 | Flight control system and method for ship-borne unmanned aerial vehicle autonomous landing |
RU2598111C2 (en) * | 2014-12-30 | 2016-09-20 | Акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро" (АО "РПКБ") | Method of aircraft control during landing approach |
RU2598111C9 (en) * | 2014-12-30 | 2016-10-20 | Акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро" (АО "РПКБ") | Method of aircraft control during landing approach |
CN104670666A (en) * | 2015-02-27 | 2015-06-03 | 中国民航大学 | Aircraft landing attitude alarming system and alarming control method |
RU2668597C1 (en) * | 2017-11-30 | 2018-10-02 | Андрей Викторович Тельный | Method of troubleshooting and failures of aircraft measurement parameters of movement and satellite navigation systems of moving objects |
RU2725891C1 (en) * | 2019-04-02 | 2020-07-07 | Николай Иванович Войтович | Method and device for controlling deviation of descending aircraft from axis of airstrip |
CN111210668A (en) * | 2019-12-30 | 2020-05-29 | 四川函钛科技有限公司 | Landing stage flight trajectory offset correction method based on time sequence QAR parameter |
CN111210668B (en) * | 2019-12-30 | 2022-02-15 | 四川函钛科技有限公司 | Landing stage flight trajectory offset correction method based on time sequence QAR parameter |
CN111930136A (en) * | 2020-08-21 | 2020-11-13 | 中国工程物理研究院总体工程研究所 | Engineering method for flight parameter adjustment |
CN111930136B (en) * | 2020-08-21 | 2022-07-12 | 中国工程物理研究院总体工程研究所 | Engineering method for flight parameter adjustment |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2496131C1 (en) | Method of aircraft control in landing approach | |
EP2589930B1 (en) | Methods for adjusting a relative navigation system | |
EP2560152B1 (en) | Aircraft vision system including a runway position indicator | |
US9233761B2 (en) | Display apparatus, control support system, and display method | |
US4825374A (en) | Aircraft descent guide system and method for creating descent guidance information | |
RU2173660C2 (en) | Three-dimensional lateral deviation display | |
US9274529B2 (en) | Safe emergency landing of a UAV | |
EP1254445B1 (en) | Flight control system and method for an aircraft circle-to-land manoeuvre | |
EP3432110B1 (en) | A landing system for an aerial vehicle | |
EP3364154A1 (en) | Cockpit display systems and methods for generating cockpit displays including direct approach energy management symbology | |
US20140114506A1 (en) | Method for assisting in the piloting of an aircraft during a landing and piloting assistance system suitable for implementing this method | |
RU2549506C2 (en) | Method of aircraft path control in landing approach | |
US11535394B2 (en) | Aircraft landing assistance method and memory storage device including instructions for performing an aircraft landing assistance method | |
RU2546550C1 (en) | Control over aircraft landing path at landing on nonprogrammed airfield | |
RU2520872C2 (en) | Complex system for controlling aircraft trajectory during approach landing | |
US2502721A (en) | Instrument landing indicator | |
RU2549145C1 (en) | Method of control of aircraft landing path at landing on programmed airfield | |
RU2585204C1 (en) | Method of controlling aircraft when approaching navigation point from given direction | |
RU2242800C2 (en) | Method for approach landing | |
RU2478523C2 (en) | Method of aircraft control in landing approach | |
RU2598111C2 (en) | Method of aircraft control during landing approach | |
RU2364943C1 (en) | Way of landing approach | |
RU2450312C1 (en) | Method of controlling aircraft when returning to ship | |
RU2240589C1 (en) | Method for automatic control of aircraft at approach to runway line | |
Klein et al. | A smart flight director for emergency landings with dynamical recalculation of stable glide paths |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
HE4A | Change of address of a patent owner |
Effective date: 20210514 |