RU2510082C2 - Method of controlling distance between lead aircraft and trail aircraft during flight on route with altitude separation - Google Patents

Method of controlling distance between lead aircraft and trail aircraft during flight on route with altitude separation Download PDF

Info

Publication number
RU2510082C2
RU2510082C2 RU2012104050/11A RU2012104050A RU2510082C2 RU 2510082 C2 RU2510082 C2 RU 2510082C2 RU 2012104050/11 A RU2012104050/11 A RU 2012104050/11A RU 2012104050 A RU2012104050 A RU 2012104050A RU 2510082 C2 RU2510082 C2 RU 2510082C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
aircraft
lead
distance
trail
ors
Prior art date
Application number
RU2012104050/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012104050A (en
Inventor
Галина Николаевна Акиньшина
Михаил Федорович Волобуев
Валерий Анатольевич Демчук
Михаил Александрович Замыслов
Александр Михайлович Мальцев
Сергей Борисович Михайленко
Сергей Владимирович Орлов
Сергей Викторович Нуждюк
Original Assignee
Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации
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 Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации filed Critical Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации
Priority to RU2012104050/11A priority Critical patent/RU2510082C2/en
Publication of RU2012104050A publication Critical patent/RU2012104050A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2510082C2 publication Critical patent/RU2510082C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.
SUBSTANCE: invention is intended for use when solving the task of controlling distance between lead aircraft and trail aircraft in both emergency situations, associated with failure of standard equipment for measuring distance, and in conditions when said equipment is not turned on for security reasons. Distance is controlled using the radar warning receiver (RWR) systems of the aircraft and onboard radio sources (ORS) installed on the lead and trail aircraft. Frequencies of the ORS are entered into the RWR databank in advance and their spread should be 500-1000 MHz. When controlling distance onboard the trail aircraft, the ORS on the lead aircraft are turned on to emit signals and ORS power is turned off on the trail aircraft and the ORS of the lead aircraft, parameters of which were entered into the RWR databank in advance, are set as the priority target for the RWR. Signals of the ORS transmitter are received onboard the trail aircraft and transmitted to the RWR direction-finding equipment. Angular directions to the ORS on the lead aircraft are determined in the vertical and horizontal planes and the lead aircraft is identified from the values of the measured frequency. The distance and interval to the lead aircraft are calculated using the angular positions of the ORS of the lead aircraft in the horizontal and vertical planes determined from the RWR indicator and the difference in flight altitude of the lead and trail aircraft. Values of the flight altitude of the lead aircraft needed to calculate difference in altitude are transmitted to the trail aircraft at the request thereof. When controlling distance onboard the lead aircraft, angular coordinates of the trail aircraft are determined using the RWR of the lead aircraft based on signals of the ORS of the trail aircraft.
EFFECT: method provides accuracy of determining linear distances between lead and trail aircraft which is sufficient for safe air navigation on a route.
2 dwg

Description

Изобретение относится к области систем управления летательными аппаратами и может быть использовано при решении задачи обеспечения контроля дистанции между ведущим и ведомым самолетами при полете по маршруту как в аварийных ситуациях, связанных с отказом штатных бортовых средств измерения дистанций (бортовых радиолокационных станций), так и в условиях, когда по соображениям скрытности бортовые радиолокационные станции (БРЛС) не могут быть включены на излучение. Выдерживание заданных дистанций между самолетами при полетах в составе группы днем в сложных метеорологических условиях и ночью является важнейшим условием обеспечения безопасности полетов по маршруту. С этой целью между самолетами должны устанавливаться, контролироваться и поддерживаться дистанции не меньше безопасных. Эффективность любых способов контроля дистанций между самолетами зависит от вида используемых средств измерения фактических дистанций между самолетами и их работоспособности. Работоспособность средств измерения может быть нарушена в результате отказов технических средств и их элементов. Поэтому задача обеспечения контроля дистанций между самолетами при аварийных ситуациях, связанных с отказом штатных бортовых средств измерения дистанции между самолетами является важнейшей задачей обеспечения безопасности полетов самолетов в любых видах авиации. При этом задачи контроля дистанций между самолетами при полете по маршруту в случае отказов бортовых средств измерения дистанции следует решать, в первую очередь, за счет использования другого штатного оборудования, способного заменить вышедшие из строя средства и обеспечить контроль дистанций между самолетами. В военно-воздушных силах в качестве такого оборудования может использоваться станция предупреждения о радиолокационном облучении (СПО) самолета, устанавливая на все типы самолетов [Станция предупреждения о радиолокационном облучении, Интернет сайт ЦКБА /main.php? id=23]The invention relates to the field of aircraft control systems and can be used to solve the problem of ensuring control of the distance between the leading and the driven aircraft during flight along the route both in emergency situations associated with the failure of standard onboard distance measuring devices (airborne radar stations), and in conditions when, for reasons of secrecy, airborne radar stations cannot be switched on to radiation. Maintaining the given distances between aircraft during flights as part of a group during the day in difficult weather conditions and at night is the most important condition for ensuring flight safety along the route. For this purpose, no less than safe distances should be established, controlled and maintained between the aircraft. The effectiveness of any means of monitoring distances between aircraft depends on the type of means used to measure the actual distances between aircraft and their performance. The performance of measuring instruments may be impaired as a result of failures of technical equipment and their elements. Therefore, the task of ensuring control of distances between aircraft in emergency situations associated with the failure of regular on-board means of measuring the distance between aircraft is the most important task of ensuring the safety of aircraft flights in any type of aviation. At the same time, the tasks of controlling distances between aircraft during flight along the route in the event of failure of on-board distance measuring devices should be solved, first of all, by using other standard equipment capable of replacing failed means and ensuring control of distances between aircraft. In the air force, such equipment can be used for an aircraft radar warning (STR) station, installed on all types of aircraft [Radar Warning Station, TsKBA website /main.php? id = 23]

Известен способ контроля дистанции между самолетами при полете по маршруту, заключающийся в периодическом уточнений фактической дистанции между самолетами путем определения момента пролета заранее заданного рубежа (контрольного ориентира) всеми самолетами группы, при этом замер дистанции ведомыми самолетами, как правило, производится относительно ведущего самолета по его командам [Справочник летчика и штурмана. Под ред. засл. воен. штурмана СССР генерал-лейтенанта авиации М.В. Лавского. - М.: Воениздат, 1974 г, с.389].There is a method of controlling the distance between planes when flying along a route, which consists in periodically updating the actual distance between planes by determining the time of flight of a predetermined boundary (reference point) by all the planes of the group, while the distance measurement by slave planes is usually carried out relative to the leading plane using teams [Reference pilot and navigator. Ed. merit military man. navigator of the USSR aviation lieutenant general M.V. Lavsky. - M .: Military Publishing House, 1974, p. 389].

Недостатком этого способа контроля дистанции между самолетами является то, что в сложных метеорологических условиях и при выходе из строя (отказе) бортовых средств наблюдения контрольных ориентиров (радиолокационных станций (РЛС), оптико-электронных визиров и т.д.) он не может быть реализован.The disadvantage of this method of controlling the distance between aircraft is that in difficult weather conditions and in the event of failure (failure) of on-board monitoring aids of reference points (radar stations, optical-electronic sights, etc.) it cannot be implemented .

Наиболее близким по сущности и достигаемому эффекту является способ контроля дистанций между ведущим и ведомым самолетами при полете по маршруту с эшелонированием по высоте, заключающийся в периодическом определении линейной дистанции между самолетами [Справочник летчика и штурмана, под ред. засл. воен. штурмана СССР генерал-лейтенанта авиации М.В. Лавского. - М.: Воениздат, 1974 г, с.389] с использованием бортового оборудования самолетов. В качестве такого оборудования, как правило, используются БРЛС или лазерные дальномеры, позволяющие непосредственно измерять линейные дистанции между самолетами. Это способ принят в дальнейшем за прототип.The closest in essence and the achieved effect is a method of controlling the distances between the leading and the driven aircraft during flight along the route with separation in height, which consists in periodically determining the linear distance between the aircraft [Reference pilot and navigator, ed. merit military man. navigator of the USSR aviation lieutenant general M.V. Lavsky. - M .: Military Publishing House, 1974, p. 389] using onboard equipment of aircraft. As such equipment, as a rule, radars or laser range finders are used, which make it possible to directly measure the linear distances between aircraft. This method is adopted in the future as a prototype.

Основным недостатком этого способа является то, что его невозможно выполнить при отказах БРЛС самолета. Кроме того, данный способ контроля дистанций между самолетами при использовании БРЛС может демаскировать боевые порядки самолетов из-за высокой мощности излучаемых сигналов этих БРЛС.The main disadvantage of this method is that it cannot be performed in case of aircraft radar failures. In addition, this method of controlling distances between aircraft when using radar can unmask the battle formations of airplanes due to the high power of the emitted signals from these radars.

Технической задачей настоящего изобретения является обеспечение возможности выполнения контроля дистанций между ведущим и ведомым самолетами при полете по маршруту с эшелонированием по высоте при отказах БРЛС ведомого самолета или при невозможности применения РЛС для измерения дистанции до ведущего самолета.The technical task of the present invention is to provide the ability to control distances between the leading and the driven aircraft during flight along the route with separation in height in case of radar failures of the driven aircraft or when it is impossible to use the radar to measure the distance to the leading aircraft.

Поставленная задача решается за счет того, что в известном способе контроля дистанций между ведущим и ведомым самолетами при полете по маршруту с эшелонированием по высоте, заключающемся в периодическом определении линейной дистанции между самолетами с использованием бортового оборудования самолетов, новым является то, что для периодического определения линейной дистанций между самолетами измеряют угловые направления на ведущий самолет и определяют дистанцию и интервал между самолетами в горизонтальной плоскости с помощью штатной станции предупреждения о радиолокационном облучении (СПО) ведомого самолета, имеющей азимутальный и угломестный каналы пеленгования, и маломощных бортовых источников радиоизлучения (БИРИ), размещенных на ведущем и ведомым самолетах и работающих в частотном диапазоне СПО на разнесенных частотах, значения которых заранее заносят в банк данных СПО, причем на борту ведомого самолета с помощью СПО идентифицируют ведущий самолет по значению частоты БИРИ, измеренной СПО, определяют угловое направление в секторах обзора СПО по азимуту 0±60 град, и по углу места 0±30 град на БИРИ, размещенный на ведущем самолете, и вычисляют дистанцию (Д) и интервал (И) до ведущего самолета в горизонтальной плоскости с использованием, определенных по индикатору СПО, угловых положений его БИРИ в горизонтальной (αг) и вертикальной (αв) плоскостях по формуламThe problem is solved due to the fact that in the known method of controlling distances between the leading and the driven aircraft during flight along the route with separation in height, which consists in periodically determining the linear distance between the aircraft using the aircraft's onboard equipment, it is new that for periodic determination of the linear the distance between the planes measure the angular directions to the leading aircraft and determine the distance and interval between the planes in the horizontal plane using the standard radar warning (STR) stations for a driven aircraft with azimuth and elevation direction finding channels and low-power on-board radio emission sources (BIRI) located on the host and slave aircraft and operating in the STR frequency range at separated frequencies, the values of which are pre-recorded in the data bank STR, moreover, on board the slave aircraft using the STR, the leading aircraft is identified by the BIRI frequency measured by the STR, the angular direction in the sectors of the STR overview is determined from the azimuth of 0 ± 60 degrees , and according to the elevation angle of 0 ± 30 degrees on the BIRI, placed on the leading aircraft, and calculate the distance (D) and the interval (I) from the leading aircraft in the horizontal plane using, based on the STR indicator, the angular positions of its BIRI in horizontal (α g ) and vertical (α in ) planes by the formulas

Д = Δ Н t g α B cos α Г ,

Figure 00000001
И = Δ Н t g α B sin α Г
Figure 00000002
где D = Δ N t g α B cos α G ,
Figure 00000001
AND = Δ N t g α B sin α G
Figure 00000002
Where

ΔН - разность высот полета ведущего и ведомого самолетов, при этом ΔН определяют путем вычитания из значения высоты, индицируемой на высотомере самолета, летящего на большей высоте, значения высоты самолета, индицируемой на высотомере самолета, летящего на меньшей высоте, причем значения высоты полета ведущего самолета, необходимые для вычисления величины ΔН, передают на ведомый самолет по его запросу.ΔН is the difference in the flight heights of the leading and the driven aircraft, while ΔН is determined by subtracting from the altitude displayed on the altimeter of the aircraft flying at a higher altitude, the height of the aircraft indicated on the altimeter of the airplane flying at a lower height, and the values of the altitude of the leading aircraft necessary for calculating ΔН are transmitted to the slave aircraft upon request.

Таким образом, предлагаемый способ контроля дистанции обеспечивает возможность определения дистанции и интервала между ведущим и ведомым самолетами при отказах БРЛС ведомого самолета или при невозможности применения БРЛС для измерения дистанции до ведущего самолета.Thus, the proposed method of distance control provides the ability to determine the distance and interval between the leading and the driven aircraft in case of radar failure of the driven aircraft or when it is impossible to use the radar to measure the distance to the leading aircraft.

Решение обладает новым свойством - возможностью обеспечения контроля дистанции и интервала между самолетами при отказах их бортовых РЛС или невозможности их применения за счет использования для определения дистанции штатной СПО и двух непрерывно работающих на разнесенных частотах, перекрываемых частотным диапазоном СПО, бортовых источников радиоизлучения, размещаемых на самолетах и специального алгоритма определения дистанции и интервала до ведущего самолета, реализуемого в бортовом вычислителе.The solution has a new property - the ability to provide control of the distance and interval between planes in the event of failure of their onboard radars or the inability to use them due to the use of the standard STR and two continuously operating at separated frequencies, covered by the frequency range of the STR, of the onboard radio emission sources placed on the planes and a special algorithm for determining the distance and interval to the leading aircraft, implemented in the on-board computer.

При этом использование БИРИ, размещаемых на ведущем и ведомом самолетах, позволяет выполнять контроль дистанций между самолетами с борта как ведомого, так и ведущего самолетов, причем в последнем случае угловые координаты ведомого самолета определяют с помощью СПО ведущего самолета по сигналам БИРИ ведомого самолета, принимаемым из задней полусферы ведущего самолета и индицируемым в хвостовом секторе его СПО..In this case, the use of BIRI, placed on the lead and slave aircraft, allows you to control the distance between the aircraft from the side of both the slave and the leading aircraft, and in the latter case, the angular coordinates of the slave aircraft are determined using the STR of the leading aircraft according to the BIRI signals of the slave aircraft received from the rear hemisphere of the leading aircraft and displayed in the tail sector of its STR.

На фиг.1 представлена структурная схема системы для реализации предлагаемого способа. На фиг.2 приведена схема, показывающая пространственное положение самолетов, параметры, характеризующие взаимное положение самолетов и угловые параметры, определяемые СПО ведомого самолета.Figure 1 presents the structural diagram of a system for implementing the proposed method. Figure 2 shows a diagram showing the spatial position of the aircraft, the parameters characterizing the relative position of the aircraft and the angular parameters determined by the STR of the slave aircraft.

Схема системы для реализации предлагаемого способа состоит из ведущего самолета 1, ведомого самолета 2 и размещенных на этих самолетах 1, 2: станции предупреждения о радиолокационном облучении (СПО) - 3.1, 3.2 ведущего и ведомого самолетов, соответственно, антенны СПО задней полусферы (AЗ) ведущего и ведомого самолетов, соответственно - 4.1, 4.2, антенны СПО передней полусферы (АП)) ведущего и ведомого самолетов, соответственно - 5.1, 5.2, устройства управления (УУ) ведущего и ведомого самолетов, соответственно - 6.1, 6.2, передающие антенны (ПАБ) бортового источника радиоизлучения (БИРИ)) ведущего и ведомого самолетов, соответственно - 7.1, 7.2, БИРИ ведущего и ведомого самолетов, соответственно - 8.1, 8.2. Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленных изобретений, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналогов, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам предлагаемого способа контроля дистанций между ведомым и ведущим самолетами. Выбор из перечня выявленных аналогов прототипов, как наиболее близких по совокупности существенных признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к сформулированному техническому результату признаков в заявленном способе, которые изложены в формуле изобретения. Поэтому заявленное изобретение соответствует критерию «новизна».The system diagram for the implementation of the proposed method consists of a leading aircraft 1, a driven aircraft 2 and located on these aircraft 1, 2: radar warning station (STR) - 3.1, 3.2 of the leading and driven planes, respectively, antennas of the STR of the rear hemisphere (AZ) master and slave aircraft, respectively - 4.1, 4.2, antennas STRs of the front hemisphere (AP) of the master and slave aircraft, respectively - 5.1, 5.2, control devices (CU) of the master and slave aircraft, respectively - 6.1, 6.2, transmitting antennas (PAB ) airborne chnika radio emission (Beery)) master and slave aircraft, respectively - 7.1, 7.2, Beery master and slave aircraft, respectively - 8.1 and 8.2. The analysis of the prior art, including a search by patent and scientific and technical sources of information, and identification of sources containing information about analogues of the claimed inventions, allowed us to establish that the applicant did not find analogues characterized by features identical to all the essential features of the proposed method for controlling distances between the slave and leading aircraft. The selection from the list of identified analogues of prototypes, as the closest in the aggregate of the essential features of the analogue, allowed to identify the set of essential in relation to the formulated technical result of the features in the claimed method, which are set forth in the claims. Therefore, the claimed invention meets the criterion of "novelty."

Для проверки соответствия заявленного изобретения критерию «изобретательский уровень» проведен поиск и анализ известных технических решений с целью выявления признаков, совпадающих с признаками предлагаемого способа контроля дистанций между ведомым и ведущим самолетами. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает явным образом из известного уровня техники, определенного заявителем. Заявленным изобретением не предусматриваются следующие преобразования:To verify the compliance of the claimed invention with the criterion of "inventive step", a search and analysis of known technical solutions was carried out in order to identify signs that match the features of the proposed method for controlling distances between the slave and the leading aircraft. The search results showed that the claimed invention does not follow explicitly from the prior art determined by the applicant. The claimed invention does not provide for the following transformations:

дополнение известного средства каким-либо известным блоком, присоединяемым к нему по известным правилам, для достижения технического результата;supplementing the known means with any known unit attached to it according to known rules to achieve a technical result;

замена какой-либо части известного средства другой известной частью для достижения технического результата;replacing any part of the known means with another known part to achieve a technical result;

увеличение однотипных элементов для достижения сформулированного технического результата;the increase in the same type of elements to achieve the formulated technical result;

создание средства, состоящего из известных частей, выбор которых и связь между ними осуществлен по известным правилам, а достигнутый при этом технический результат обусловлен только известными свойствами частей этого средства и связями между ними.the creation of a tool consisting of known parts, the choice of which and the relationship between them is carried out according to well-known rules, and the technical result achieved in this case is due only to the known properties of the parts of this tool and the relationships between them.

Следовательно, заявленное изобретение соответствуют критерию «Изобретательский уровень».Therefore, the claimed invention meets the criterion of "Inventive step".

Предлагаемое решение соответствует критерию «промышленная применимость», так как совокупность характеризующих его признаков обеспечивает возможность его существования, работоспособность и воспроизводимость, так как для реализации заявляемого решения могут быть использованы известные материалы и оборудование.The proposed solution meets the criterion of "industrial applicability", since the combination of characteristics characterizing it provides the possibility of its existence, performance and reproducibility, since well-known materials and equipment can be used to implement the proposed solution.

Способ контроля дистанций между ведущим и ведомым самолетами при полете по маршруту с эшелонированием по высоте реализуется следующим образом.The method of controlling distances between the leading and the driven aircraft during flight along the route with separation in height is implemented as follows.

Для контроля дистанций между ведущим и ведомым самолетами при отказах БРЛС или невозможности ее применения используются СПО 3.1, 3.2 и два БИРИ 8.1, 8.2, работающих на разнесенных частотах, перекрываемых частотным диапазоном СПО, и размещаемых на ведущем 1 и ведомом 2 самолетах. Причем частоты БИРИ 8.1, 8.2 заранее заносятся в банк данных СПО 3.1, 3.2 и их разнос должен составлять 500-1000 МГц (например частота БИРИ 8.1, размещаемого на ведущем самолете 1, может быть 8 ГГц, а БИРИ 8.2, размещаемого на ведомом самолете 2-9 ГГц).To control the distances between the leading and the slave aircraft in case of radar failures or the impossibility of its application, STRs 3.1, 3.2 and two BIRI 8.1, 8.2 are used, operating at separated frequencies, overlapped by the STR frequency range, and placed on the leading 1 and slave 2 aircraft. Moreover, the frequencies of BIRI 8.1, 8.2 are pre-recorded in the database of STRs 3.1, 3.2 and their separation should be 500-1000 MHz (for example, the frequency of BIRI 8.1, placed on the lead aircraft 1, may be 8 GHz, and BIRI 8.2, placed on the driven aircraft 2 -9 GHz).

При этом использование БИРИ 8.1 и 8.2, размещаемых на ведущем 1 и ведомом 2 самолетах соответственно, позволяет выполнять контроль дистанций до самолета с борта как ведомого 2, так и ведущего 1 самолета, причем в последнем случае угловые координаты ведомого самолета 2 определяются с помощью СПО 3.1 ведущего самолета 1 по сигналам БИРИ 8.2 ведомого самолета 2, принимаемым из задней полусферы ведущего самолета 1 антенной СПО задней полусферы AЗ 4.1 и индицируемым в хвостовом секторе его СПО 3.1. Для конкретности ниже рассматривается только контроль дистанции с борта ведомого самолета 2. В этом случае с помощью УУ 6.1 на ведущем самолете 1 производят включение БИРИ 8.1 на излучение сигналов, а на ведомом самолете 2 по командам с УУ 6.2 выключается питание БИРИ 8.2 и в качестве приоритетной цели для СПО 3.2 задается БИРИ 8.1, параметры которого уже ранее внесены в банк данных СПО 3.2.Moreover, the use of BIRI 8.1 and 8.2, placed on the leading 1 and slave 2 aircraft, respectively, allows you to control the distances to the aircraft from both the slave 2 and the leading 1 aircraft, and in the latter case, the angular coordinates of the slave aircraft 2 are determined using STR 3.1 leading aircraft 1 by the signals BIRI 8.2 of the driven aircraft 2, received from the rear hemisphere of the leading aircraft 1 by the antenna STR of the rear hemisphere AZ 4.1 and indicated in the tail sector of its STR 3.1. For concreteness, only control of the distance from the board of the slave aircraft 2 is considered below. In this case, using the UI 6.1 on the host aircraft 1, BIRI 8.1 is turned on to emit signals, and on the slave aircraft 2, the power of BIRI 8.2 is turned off and, as a priority The goals for STR 3.2 are set by BIRI 8.1, the parameters of which have already been entered into the database of STR 3.2.

На борту ведомого самолета 2 при полете по маршруту с эшелонированием по высоте антенна СПО передней полусферы АП 5.2 принимает сигналы передатчика БИРИ 8.1, излучаемые ПАБ 7.1 и передает их в пеленгационную аппаратуру СПО 3.2 с помощью которой определяются угловые направления в вертикальной и горизонтальной плоскости на БИРИ 8.1, размещенный на ведущем самолете 1, в секторах обзора СПО 3.2 по азимуту 0±60 град, и по углу места 0±30 град., а по значениям измеренной частоты идентифицируется (распознается) ведущий самолет 1… Направления на БИРИ 8.1 отображаются на соответствующих секторах индикатора СПО 3.2 и соответствуют угловому положению БИРИ 8.1 в секторе 60 град, в передней и задней полусфере с точностью 2 град (СКО пеленгования) [Станция предупреждения о радиолокационном облучении, Интернет сайт ЦКБА /main, php? id=23]. С использованием, определенных по индикатору СПО 3.2, угловых положений БИРИ 8.1 ведущего самолета 1 в горизонтальной (αг) и вертикальной (αв) плоскостях и разности высот ДН полета ведущего и ведомого самолетов вычисляют дистанцию (Д) и интервал (И) до ведущего самолета 1 по формуламOn board a slave aircraft 2, when flying along a route with a vertical separation, the HF antenna of the front hemisphere AP 5.2 receives the BIRI 8.1 transmitter signals emitted by PAB 7.1 and transmits them to direction finding equipment of HSS 3.2, which determines the angular directions in the vertical and horizontal plane to BIRI 8.1 , located on the lead aircraft 1, in the sectors of the observation of STR 3.2 in azimuth 0 ± 60 degrees, and in elevation 0 ± 30 degrees, and the leading aircraft 1 is identified (recognized) by the measured frequency values ... Directions to BIRI 8.1 display are located on the corresponding sectors of the indicator of ACT 3.2 and correspond to the angular position of BIRI 8.1 in the sector of 60 degrees, in the front and rear hemispheres with an accuracy of 2 degrees (direction finding) [Radar warning station, TsKBA website / main, php? id = 23]. Using the angular positions of BIRI 8.1 of the leading aircraft 1 defined in the indicator of STRs 3.2 in the horizontal (α g ) and vertical (α in ) planes and the difference in the flight heights of the flight of the leading and driven aircraft, the distance (D) and the interval (I) to the leading are calculated airplane 1 according to the formulas

Д = Δ Н t g α B cos α Г , И = Δ Н t g α B sin α Г

Figure 00000003
D = Δ N t g α B cos α G , AND = Δ N t g α B sin α G
Figure 00000003

при этом разность высот ΔН полета самолетов определяют путем вычитания из значения высоты, индицируемой на высотомере самолета, летящего на большей высоте, значения высоты самолета, индицируемой на высотомере самолета, летящего на меньшей высоте, причем значения высоты полета ведущего самолета 1, необходимые для вычислении величины ΔН, передаются на ведомый самолет 2 по его запросу.the height difference ΔH of the flight of the aircraft is determined by subtracting from the altitude displayed on the altimeter of the aircraft flying at a higher altitude, the altitude of the aircraft indicated on the altimeter of the airplane flying at a lower height, and the values of the height of the leading aircraft 1 necessary to calculate the value ΔН are transmitted to slave aircraft 2 upon request.

Таким образом, заявленный способ контроля дистанций между ведомым и ведущим самолетами обеспечивает решение задачи определения дистанции и интервала между самолетами при отказах их бортовых РЛС или невозможности применения РЛС за счет использования для определения дистанций штатной СПО и двух непрерывно работающих на разнесенных частотах, перекрываемых частотным диапазоном СПО, бортовых источников радиоизлучения, размещаемых на самолетах, и специального алгоритма определения дистанции и интервала до ведущего самолета, который может быть реализован в бортовом вычислителе.Thus, the claimed method of controlling the distances between the slave and the leading aircraft provides a solution to the problem of determining the distance and interval between the aircraft in the event of failure of their onboard radars or the inability to use the radar due to the use for determining the distances of standard STR and two continuously spaced frequencies overlapped by the frequency range of STR , on-board sources of radio emission placed on airplanes, and a special algorithm for determining the distance and interval to the leading aircraft, which can t be implemented in the onboard computer.

Проведем количественный анализ точностных характеристик предложенного способа контроля дистанций между ведущим и ведомым самолетами при полете по маршруту с эшелонированием по высоте. Учитывая известные ограничения угломестного метода определения дальности до радиоизлучающего объекта, в частности относительно небольшую дальность, в пределах которой может быть обеспечена удовлетворительная точность местоопределения с учетом реально достижимой погрешности измерения угловых координат, оценим погрешности (среднюю квадратическую ошибку (СКО)) определения дистанции до ведущего самолета с помощью СПО ведомого самолета для типовых значений характеристик СПО [Станция предупреждения о радиолокационном облучении, Интернет сайт ЦКБА /main, php? id=23]] и дистанций между самолетами [Справочник летчика и штурмана, под ред. засл. воен. штурмана СССР генерал-лейтенанта авиации М.В.. Лавского. - М.: Воениздат, 1974 г, с.389]. СКО определения дистанции до ведущего самолета угломестным способом может быть вычислена по формуле [Мельников Ю.П., Попов С.В. Радиотехническая разведка. Методы оценки эффективности местоопределения источников излучения. - М.: «Радиотехника», 2008. - 271 с: ил]Let us conduct a quantitative analysis of the accuracy characteristics of the proposed method for controlling distances between the leading and the driven aircraft during flight along the route with separation in height. Considering the known limitations of the elevation method for determining the distance to a radiating object, in particular the relatively small range within which satisfactory accuracy of positioning can be ensured, taking into account the actually achievable error in measuring angular coordinates, we estimate the errors (mean square error (RMS)) of determining the distance to the leading aircraft with the help of a driven aircraft STR for typical values of the characteristics of the STR [Radar Warning Station, Inter a site CKBA / main, php? id = 23]] and distances between airplanes [Pilot and Navigator Handbook, ed. merit military man. navigator of the USSR aviation lieutenant general M.V. Lavsky. - M .: Military Publishing House, 1974, p. 389]. The standard deviation for determining the distance to the leading aircraft by the elevation method can be calculated by the formula [Melnikov Yu.P., Popov SV Radio intelligence. Methods for assessing the effectiveness of the determination of radiation sources. - M .: "Radio Engineering", 2008. - 271 s: silt]

σ д = σ у D н 2 Δ Н ,                                                                               (1)

Figure 00000004
σ d = σ at D n 2 Δ N , (one)
Figure 00000004

где σу, Dн, ΔН - СКО определения угловых координат ведущего самолета с помощью СПО ведомого самолета, наклонная дальность до ведущего самолета и разность высот полета самолетов, соответственно.where σ y , D n , ΔН - standard deviation for determining the angular coordinates of the leading aircraft using the STR of the driven aircraft, the slant range to the leading aircraft and the difference in the flight heights of the aircraft, respectively.

Расчеты по формуле (1) показывают, что для типовых параметров боевых порядков самолетов (дистанции между самолетами (300…500) м, эшелонирование по высоте (200…300) м. и при СКО пеленгования СПО ведомого самолета излучения БИРИ ведущего самолета в горизонтальной и вертикальной плоскости, равной 2 град., значения СКО определения дистанции до ведущего самолета составят (15.3-10.2) м. на дальности 300 м от ведущего самолета и (42.5-28.3) м. на дальности 500 м. При этом относительная ошибка определения дальности не будет превышать (5-8.5)% от фактической дальности до ведущего самолета, что позволит, в условиях отказа БРЛС, поддерживать безопасные дистанции и интервалы до ведущего самолета с использованием результатов их контроля по данным от СПО ведомого самолета.Calculations by the formula (1) show that for typical parameters of the combat order of aircraft (distances between aircraft (300 ... 500) m, separation in height (200 ... 300) m. And with the standard deviation of direction finding of the STR of the driven aircraft, BIRI radiation of the leading aircraft in horizontal and a vertical plane equal to 2 degrees, the RMS values for determining the distance to the lead aircraft will be (15.3-10.2) m at a distance of 300 m from the lead aircraft and (42.5-28.3) m at a distance of 500 m. will exceed (5-8.5)% of the actual range to uschego aircraft, which will, in the context of non-radar, maintain a safe distance and spacing to the lead aircraft using their inspection results on the data from the ACT driven aircraft.

Анализ полученных результатов показывает, что предлагаемый способ контроля дистанций между ведущим и ведомым самолетами в аварийных ситуациях (при отказах бортовых РЛС) обеспечивает достаточную для безопасного самолетовождения по маршруту точность определения линейных дистанций между ведущим и ведомым самолетами и может рассматриваться как резервный способ контроля дистанции для многих типов самолетов ВВС.An analysis of the results shows that the proposed method for monitoring distances between the lead and slave aircraft in emergency situations (in case of onboard radar failures) provides sufficient accuracy for determining the linear distances between the lead and slave aircraft for safe navigation along the route and can be considered as a backup way to control the distance for many types of air force aircraft.

Изложенные сведения свидетельствуют о возможности выполнения при реализации заявленного способа контроля дистанции между ведущим и ведомым самолетами следующей совокупности условий:The above information indicates the possibility of the implementation of the claimed method of controlling the distance between the leading and the driven aircraft of the following set of conditions:

предлагаемый способ контроля дистанций между ведущим и ведомым самолетами при его реализации позволит обеспечить определение дистанции и интервала между самолетами при отказах их бортовых РЛС или невозможности применения РЛС в целях повышения скрытности боевых порядков самолетов;the proposed method of controlling distances between the leading and the driven aircraft during its implementation will allow determining the distance and interval between the aircraft in the event of failure of their airborne radar or the inability to use the radar in order to increase the secrecy of the combat formation of aircraft;

показана возможность реализации на практике заявленного способа контроля дистанций между ведущим и ведомым самолетами в том виде, как он охарактеризован в формуле изобретения, с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;the possibility of implementing the claimed method for controlling distances between the leading and the driven aircraft in the form described in the claims using the means and methods described in the application or known prior to the priority date is shown;

предлагаемый способ контроля дистанций между ведущим и ведомым самолетами, при его разработке способен обеспечить достижение технического результата.the proposed method of controlling distances between the leading and the driven aircraft, with its development is able to ensure the achievement of a technical result.

Claims (1)

Способ контроля дистанций между ведущим и ведомым самолетами при полете по маршруту с эшелонированием по высоте, заключающийся в периодическом определении линейной дистанции между самолетами, отличающийся тем, что для периодического определения линейной дистанции между самолетами измеряют угловые направления на ведущий самолет и определяют дистанцию и интервал между самолетами в горизонтальной плоскости с помощью штатной станции предупреждения о радиолокационном облучении (СПО) ведомого самолета, имеющей азимутальный и угломестный каналы пеленгования, и маломощных бортовых источников радиоизлучения (БИРИ), размещенных на ведущем и ведомом самолетах и работающих в частотном диапазоне СПО на разнесенных частотах, значения которых заранее заносят в банк данных СПО, причем на борту ведомого самолета с помощью СПО идентифицируют ведущий самолет по значению частоты БИРИ, измеренной СПО, определяют угловое направление в секторах обзора СПО по азимуту 0±60°, и по углу места 0±30° на БИРИ, размещенный на ведущем самолете, и вычисляют дистанцию (Д) и интервал (И) до ведущего самолета в горизонтальной плоскости с использованием, определенных по индикатору СПО, угловых положений его БИРИ в горизонтальной (αг) и вертикальной (αв) плоскостях по формулам
Д = Δ Н t g α B cos α Г , И = Δ Н t g α B sin α Г
Figure 00000005

где ΔН - разность высот полета ведущего и ведомого самолетов,
при этом ΔН определяют путем вычитания из значения высоты, индицируемой на высотомере самолета, летящего на большей высоте, значения высоты самолета, индицируемой на высотомере самолета, летящего на меньшей высоте, причем значения высоты полета ведущего самолета, необходимые для вычисления величины ΔН, передают на ведомый самолет по его запросу.
The method of controlling the distances between the leading and the driven aircraft during flight along the route with separation in height, which consists in periodically determining the linear distance between the aircraft, characterized in that for periodically determining the linear distance between the aircraft, measure the angular directions to the leading aircraft and determine the distance and the interval between the aircraft in a horizontal plane with the help of a standard radar exposure warning (STR) station of a slave aircraft with azimuth and elevation direction finding channels, and low-power on-board sources of radio emission (BIRI), located on the host and slave aircraft and operating in the frequency range of STRs on spaced frequencies, the values of which are pre-recorded in the STR database, and on board the slave plane, the leading plane is identified using the STR the value of the BIRI frequency measured by the STR, determine the angular direction in the sectors of the survey of the STR in the azimuth of 0 ± 60 °, and the elevation angle of 0 ± 30 ° on the BIRI, located on the lead aircraft, and calculate the distance (D) and the interval (I) to the lead myself flight in the horizontal plane using, determined by the STR indicator, the angular positions of its BIRI in the horizontal (α g ) and vertical (α in ) planes according to the formulas
D = Δ N t g α B cos α G , AND = Δ N t g α B sin α G
Figure 00000005

where ΔН - the difference in altitude of the leading and driven aircraft,
while ΔН is determined by subtracting from the altitude displayed on the altimeter of an airplane flying at a higher altitude, the altitude of the airplane indicated on the altimeter of an airplane flying at a lower altitude, and the altitude of the leading aircraft needed to calculate ΔН is transmitted to the slave aircraft upon request.
RU2012104050/11A 2012-02-06 2012-02-06 Method of controlling distance between lead aircraft and trail aircraft during flight on route with altitude separation RU2510082C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012104050/11A RU2510082C2 (en) 2012-02-06 2012-02-06 Method of controlling distance between lead aircraft and trail aircraft during flight on route with altitude separation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012104050/11A RU2510082C2 (en) 2012-02-06 2012-02-06 Method of controlling distance between lead aircraft and trail aircraft during flight on route with altitude separation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012104050A RU2012104050A (en) 2013-08-20
RU2510082C2 true RU2510082C2 (en) 2014-03-20

Family

ID=49162330

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012104050/11A RU2510082C2 (en) 2012-02-06 2012-02-06 Method of controlling distance between lead aircraft and trail aircraft during flight on route with altitude separation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2510082C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2692306C2 (en) * 2014-09-05 2019-06-24 Эйрбас Дефенс Энд Спэйс Гмбх Tracking system for unmanned aerial vehicles
RU2802050C1 (en) * 2023-03-14 2023-08-22 Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" Method for local radio navigation of a moving object

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2134911C1 (en) * 1996-09-13 1999-08-20 Летно-исследовательский институт им.М.М.Громова Collision avoidance system for flight tests
EP1450331A1 (en) * 2001-10-24 2004-08-25 Electronic Navigation Research Institute, an Independent Administrative Institution Method of displaying position of aircraft in display device for air traffic control
WO2008001117A1 (en) * 2006-06-30 2008-01-03 Nats (En Route) Public Limited Company Air traffic control
WO2008001122A1 (en) * 2006-06-30 2008-01-03 Nats (En Route) Public Limited Company Air traffic control

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2134911C1 (en) * 1996-09-13 1999-08-20 Летно-исследовательский институт им.М.М.Громова Collision avoidance system for flight tests
EP1450331A1 (en) * 2001-10-24 2004-08-25 Electronic Navigation Research Institute, an Independent Administrative Institution Method of displaying position of aircraft in display device for air traffic control
WO2008001117A1 (en) * 2006-06-30 2008-01-03 Nats (En Route) Public Limited Company Air traffic control
WO2008001122A1 (en) * 2006-06-30 2008-01-03 Nats (En Route) Public Limited Company Air traffic control

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Справочник летчика и штурмана /Под ред. М.В. Лавского. - М.: Воениздат, 1974, с.389. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2692306C2 (en) * 2014-09-05 2019-06-24 Эйрбас Дефенс Энд Спэйс Гмбх Tracking system for unmanned aerial vehicles
RU2802050C1 (en) * 2023-03-14 2023-08-22 Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" Method for local radio navigation of a moving object

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012104050A (en) 2013-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9851724B2 (en) Automatic take-off and landing control device
Kayton et al. Avionics navigation systems
EP2533068A1 (en) Near field navigation system
RU2303796C1 (en) Method for independent forming of landing information for flight vehicle and on-board radar for its realization (modifications)
Skrypnik Radio Navigation Systems for Airports and Airways
US8768542B2 (en) Method and system for assisting in the landing or the decking of a light aircraft
Kutsenko et al. Unmanned aerial vehicle position determination in GNSS landing system
RU2489325C2 (en) Aircraft landing multistage system
US20080150785A1 (en) Method and device for determining a decision height during an autonomous approach of an aircraft
JPH039211A (en) Navigation system for aircraft and method of assisting navigation of aircraft during sortie
Kelly et al. Distance measuring equipment and its evolving role in aviation
RU2584689C1 (en) Multistage system for determining location of aircraft
Grzegorzewski Navigation an Aircraft by means of a Position potential in three dimensional space
Grabbe et al. Geo-location using direction finding angles
RU113243U1 (en) RADIOTECHNICAL COMPLEX OF NAVIGATION AND MANAGEMENT OF FLIGHTS OF AIRCRAFT MARINE BASING
RU2562060C1 (en) Method of external radar detection of trajectory flight instabilities of aircraft using structure of its pulse response characteristic
CN113739799A (en) Global positioning denied navigation
RU2510082C2 (en) Method of controlling distance between lead aircraft and trail aircraft during flight on route with altitude separation
RU2386176C2 (en) Aircraft landing system
Lin et al. Conflict detection and resolution model for low altitude flights
Świerczynski et al. Determination of the position using receivers installed in UAV
Ostroumov Navaids facility for aircraft positioning
RU113242U1 (en) MULTIPOSITION AIRCRAFT LANDING SYSTEM "LEMZ"
US11385073B2 (en) Method and system for aircraft navigation
RU2558412C1 (en) Multiposition system for aircraft landing

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150207