RU2558524C1 - Method of aircraft position indication to pilot relative to specified glide path at ship landing approach - Google Patents

Method of aircraft position indication to pilot relative to specified glide path at ship landing approach Download PDF

Info

Publication number
RU2558524C1
RU2558524C1 RU2014137958/11A RU2014137958A RU2558524C1 RU 2558524 C1 RU2558524 C1 RU 2558524C1 RU 2014137958/11 A RU2014137958/11 A RU 2014137958/11A RU 2014137958 A RU2014137958 A RU 2014137958A RU 2558524 C1 RU2558524 C1 RU 2558524C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ship
aircraft
landing
virtual
pilot
Prior art date
Application number
RU2014137958/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Кирилл Васильевич Захаров
Олег Иванович Ткаченко
Владимир Иванович Желонкин
Михаил Владимирович Желонкин
Константин Станиславович Смирнов
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России)
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 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России)
Priority to RU2014137958/11A priority Critical patent/RU2558524C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2558524C1 publication Critical patent/RU2558524C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Traffic Control Systems (AREA)

Abstract

FIELD: aviation.
SUBSTANCE: mutual position of an aircraft and a ship is determined by means of a global or ship's positioning system and an onboard digital computing system. Magnified images of a virtual ship and a virtual optic landing system are shaped and displayed on the indicator on the windscreen or on a multi-purpose indicator in the cabin in order to determine deviations as to altitude relative to glide path and lateral deviation relative to the axis of the landing deck till the zone of observability of the stationary real optic landing system is reached. With that, magnification depends on the distance to the ship and can be controlled by the pilot. The aircraft control is performed by means of control levers in the same way as at close distance to the ship.
EFFECT: safe landing of the aircraft on a small-size landing runway of the ship.
4 dwg

Description

Изобретение относится к области приборного оборудования летательных аппаратов (ЛА) и исследований устойчивости, управляемости и динамики посадки самолетов и может быть использовано для повышения безопасности полета ЛА при посадке на малоразмерные взлетно-посадочные полосы (ВПП), корабль или плавучую платформу.The invention relates to the field of instrumentation of aircraft (LA) and stability studies, controllability and dynamics of aircraft landing and can be used to improve flight safety when landing on small runways (runways), a ship or a floating platform.

Одним из способов ручной посадки на корабль является управление ЛА по сигналам визуальных оптических систем посадки. Для обеспечения посадки на авианесущие корабли в США разработаны визуальные системы посадки, которые обеспечивают летчика информацией о положении ЛА в вертикальной и горизонтальной плоскостях относительно заданной глиссады. Эти системы визуальной посадки имеют различные зоны действия по удалению до корабля.One of the ways to manually land on a ship is to control the aircraft using signals from visual optical landing systems. To ensure landing on aircraft carriers in the United States, visual landing systems have been developed that provide the pilot with information about the position of the aircraft in the vertical and horizontal planes relative to a given glide path. These visual landing systems have different reach ranges to the ship.

В ближней зоне (на удалении от 0 до 0,75…1,25 морских миль) используются хорошо зарекомендовавшие себя оптические системы посадки (ОСП) типа FLOLS (Improved Fresnel Lens Optical Landing System) или IFLOLS (Improved Fresnel Lens Optical Landing System). На большом удалении сигнал ОСП различим плохо. В дальней зоне (на удалении от 4 до 10 морских миль) применяются системы LGI (Laser Glideslope Indicator), которая обеспечивает летчика цветовой информацией о положении самолета в вертикальной плоскости, и LCL (Laser Centerline Localizer), которая обеспечивает летчика цветовой информацией о положении самолета в горизонтальной плоскости. В средней зоне (на удалении от 0,75…1,25 до 4 морских миль) предлагаются системы Fore & Aft (Laser Glideslope Indicator), которая обеспечивает летчика цветовой информацией о положении самолета в вертикальной плоскости, и система CrossBar, которая обеспечивает летчика цветовой и позиционной информацией о положении самолета в горизонтальной плоскости. (1. Navy Test Lasers To Help Carrier Pilots, Bruce D. Nordwall/Naval Air Engineering Center, Lakehurt, NJ, 2. Beyond the lens, By Commander Frank G. Pfeiffer, US Navy).In the near zone (at a distance from 0 to 0.75 ... 1.25 nautical miles), well-proven optical landing systems (OSB) such as FLOLS (Improved Fresnel Lens Optical Landing System) or IFLOLS (Improved Fresnel Lens Optical Landing System) are used. At a great distance, the SIR signal is poorly distinguishable. In the far zone (at a distance of 4 to 10 nautical miles), LGI (Laser Glideslope Indicator) systems are used, which provides the pilot with color information about the aircraft’s vertical position, and LCL (Laser Centerline Localizer), which provides the pilot with color information about the aircraft’s position in the horizontal plane. In the middle zone (at a distance from 0.75 ... 1.25 to 4 nautical miles), Fore & Aft (Laser Glideslope Indicator) systems are offered, which provides the pilot with color information about the aircraft’s vertical position, and CrossBar, which provides the pilot with color and positional information about the position of the aircraft in the horizontal plane. (1. Navy Test Lasers To Help Carrier Pilots, Bruce D. Nordwall / Naval Air Engineering Center, Lakehurt, NJ, 2. Beyond the lens, By Commander Frank G. Pfeiffer, US Navy).

На российском корабле используется оптическая система посадки «Луна-3», которая включает как позиционный принцип индикации, так и цветовой и обеспечивает летчика информацией о положении самолета в вертикальной плоскости. Эта система обеспечивает ручную посадку самолета с расстояния 2000…2500 м.The Russian ship uses the Luna-3 optical landing system, which includes both the positional principle of indication and color and provides the pilot with information about the position of the aircraft in a vertical plane. This system provides manual landing of the aircraft from a distance of 2000 ... 2500 m.

В ближней зоне летчик оценивает свое положение в горизонтальной плоскости по видимой конфигурации положения осевой линии посадочной палубы и вертикальной линии, расположенной на кормовом срезе корабля. Этот принцип индикации бокового отклонения самолета от заданной глиссады применяется как при посадке на зарубежные, так и на отечественные авианесущие корабли. В отечественной палубной авиации визуальные системы, обеспечивающие летчика информацией о его положении относительно заданной глиссады на удалении более 2000…2500 м, отсутствуют. Летчик ориентируется либо по навигационным системам, либо по речевым сигналам руководителя визуальной посадки.In the near zone, the pilot estimates his position in the horizontal plane by the apparent configuration of the position of the center line of the landing deck and the vertical line located on the aft section of the ship. This principle of indicating lateral deviation of an aircraft from a given glide path is applied both when landing on foreign and domestic aircraft carriers. In Russian carrier-based aviation, there are no visual systems providing the pilot with information about his position relative to a given glide path at a distance of more than 2000 ... 2500 m. The pilot is guided either by navigation systems, or by speech signals of the head of the visual landing.

К недостаткам приведенных зарубежных систем, действующих на удалении более 2000 м, можно отнести наличие только цветовой кодировки сигнала, необходимость переориентации летчика с цветовой кодировки на позиционно-цветовую кодировку ОСП типа IFOLS при приближении к кораблю.The disadvantages of the above foreign systems operating at a distance of more than 2000 m include the presence of only the color coding of the signal, the need to reorient the pilot from the color coding to the position-color coding of the IFOLS type OSB when approaching the ship.

В последнее время уделяется много внимания отображению ВПП на экране индикатора на лобовом стекле (ИЛС) с использованием средств глобального позиционирования объектов (GPS, ГЛОНАСС и др.).Recently, much attention has been paid to the display of the runway on the indicator screen on the windshield (ILS) using the means of global positioning of objects (GPS, GLONASS, etc.).

Известен, принятый за прототип, способ отображения на экране индикатора на лобовом стекле (HUD - head-up-display) внешней обстановки, который в зарубежной литературе имеет обозначение SVS (Synthetic Vision System), (см. NASA Technical Reports Server (NTRS) Added to NTRS: 2007-06-08, Document ID: 20070018289 Author(s): Lawrence J. Prinzel III., Lynda J. Kramer, and Randall E. Bailey, NASA Langley Research Center, Hampton, VA, Going Below Minimums: The Efficacy Of Display Enhanced/Synthetic Vision Fusion for Go-Around Decisions During Non-Normal Operations). Этот способ индикации предназначен для обеспечения летчика информацией о его положении относительно ВПП и посадочной глиссады и других объектов в условиях плохой видимости и основан на формировании изображения этих объектов на HUD (т.е. на ИЛСе) или другом пилотажном индикаторе с помощью бортовой вычислительной машины (БЦВМ) и совмещаемого в пространстве с реальной ВПП на основе информации, получаемой от систем измерения координат самолета и аэродромной ВПП, например, спутниковой системы глобального позиционирования (GPS). Недостатком такой системы индикации внешней обстановки является сложность восприятия летчиком изображения на значительном удалении самолета таких объектов, как корабль и оптическая система посадки и формирования на их основе управляющих действий.There is a known method of displaying an indicator on the windshield (HUD - head-up-display) of the external environment, which is designated SVS (Synthetic Vision System) in foreign literature, (see NASA Technical Reports Server (NTRS) Added to NTRS: 2007-06-08, Document ID: 20070018289 Author (s): Lawrence J. Prinzel III., Lynda J. Kramer, and Randall E. Bailey, NASA Langley Research Center, Hampton, VA, Going Below Minimums: The Efficacy Of Display Enhanced / Synthetic Vision Fusion for Go-Around Decisions During Non-Normal Operations). This display method is designed to provide the pilot with information about his position relative to the runway and landing glide path and other objects in conditions of poor visibility and is based on the image formation of these objects on the HUD (i.e., on the ILS) or other flight indicator using an on-board computer ( BTsVM) and combined in space with a real runway based on information received from systems for measuring the coordinates of an airplane and an aerodrome runway, for example, a satellite-based global positioning system (GPS). The disadvantage of such a system for indicating the external situation is the difficulty of the pilot's perception of the image at a considerable distance of the aircraft from such objects as the ship and the optical landing system and the formation of control actions on their basis.

Задачей изобретения является создание способа индикации летчику о положении ЛА относительно заданной глиссады при заходе на посадку на корабль, обеспечивающего летчика на ИЛС информацией о положении ЛА относительно посадочной глиссады на удалении самолета от корабля, существенно превышающем дальность различимости стандартных визуальных систем посадки и самой ВПП или корабля. При этом информация летчику на ИЛС идентична информации стандартных визуальных систем посадки, расположенных на ВПП или корабле, и наблюдаемых летчиком на удалении менее одного километра.The objective of the invention is to provide a method of indicating to the pilot about the position of the aircraft relative to the given glide path when approaching the ship, providing the pilot on the ILS with information about the position of the aircraft relative to the landing glide path at a distance from the aircraft, significantly exceeding the range of visibility of standard visual landing systems and the runway or ship itself . In this case, the information to the pilot on the ILS is identical to the information of standard visual landing systems located on the runway or ship, and observed by the pilot at a distance of less than one kilometer.

Техническим результатом является повышение безопасности посадки на малоразмерную ВПП или корабль, обеспечение захода ЛА в зону видимости сигнала стандартных визуальных корабельных систем посадки, обеспечение посадки в сложных метеоусловиях при плохой видимости малоразмерной ВПП или корабля и стандартных визуальных систем посадки, разработка информационного кадра ИЛС или МФИ при посадке на малоразмерную ВПП или корабль.The technical result is to increase the safety of landing on a small runway or ship, ensuring that the aircraft enters the signal range of standard visual ship landing systems, landing in difficult weather conditions when the visibility of a small runway or ship and standard visual landing systems is poor, the development of an information frame for ILS or MFI at landing on a small runway or ship.

Задача и технический результат достигаются тем, что в способе индикации летчику о положении летательного аппарата относительно заданной глиссады при заходе на посадку на корабль, основанном на определении положения летательного аппарата и корабля с помощью глобальной или корабельной локальной системы позиционирования и формировании на индикаторе на лобовом стекле или многофункциональном индикаторе виртуальных корабля и оптической системы посадки, на основе изображений которых летчик осуществляет управление летательным аппаратом путем перемещения рычагов управления и выводит летательный аппарат в зону наблюдаемости штатной реальной оптической системы посадки, с помощью бортовой цифровой вычислительной машины определяют взаимное положение летательного аппарата и корабля, рассчитывают положение виртуального корабля, увеличивают его в размерах по сравнению с реальным кораблем, рассчитывают сигнал оптической системы посадки относительно реального корабля, формируют увеличенные изображения виртуального корабля и виртуальной оптической системы посадки и отображают их на индикаторе на лобовом стекле или многофункциональном индикаторе в кабине летательного аппарата, летчик четко определяет отклонение летательного аппарата по высоте относительно глиссады и боковое отклонение относительно оси посадочной палубы и осуществляет управление летательным аппаратом точно так, как это он делает на близком расстоянии от корабля, при этом коэффициент увеличения размера виртуального корабля и оптической системы посадки задают в виде функции дальности до корабля и летчик на любом удалении от корабля при необходимости регулирует коэффициент увеличения размера виртуального корабля и на всем протяжении захода на посадку и при посадке летчик имеет однотипную индикацию для обеспечения стереотипа управления летательным аппаратом.The task and the technical result are achieved by the fact that in the method of indicating to the pilot about the position of the aircraft relative to the given glide path when approaching the ship, based on determining the position of the aircraft and the ship using a global or local ship positioning system and forming on the indicator on the windshield or multifunctional indicator of a virtual ship and optical landing system, based on the images of which the pilot controls the aircraft by moving the control levers and displays the aircraft in the observability zone of a regular real optical landing system, using the on-board digital computer determine the relative position of the aircraft and the ship, calculate the position of the virtual ship, increase its size compared to the real ship, calculate the signal of the optical system landing relative to a real ship, form enlarged images of a virtual ship and a virtual optical landing system and display they are displayed on the indicator on the windshield or on the multi-function indicator in the cockpit of the aircraft, the pilot clearly determines the deviation of the aircraft in height relative to the glide path and the lateral deviation in relation to the axis of the landing deck and controls the aircraft exactly as it does at a close distance from the ship, the coefficient of increase in the size of the virtual ship and the optical landing system is set as a function of the distance to the ship and the pilot at any distance from the ship and the need to adjust the zoom factor of the virtual size of the ship and throughout approach and landing pilot has to provide the same type of indication stereotype control of the aircraft.

Перечень фигур на чертежах.The list of figures in the drawings.

На фиг. 1 проиллюстрирована схема реализации способа индикации летчику о положении самолета относительно заданной глиссады при заходе на посадку на корабль.In FIG. 1 illustrates a diagram of a method for indicating to a pilot the position of an airplane relative to a given glide path when approaching a ship.

На фиг. 2 показана схема расчета положения виртуального корабля относительно ЛА и реального корабля.In FIG. 2 shows a diagram for calculating the position of a virtual ship relative to an aircraft and a real ship.

На фиг. 3 показан вид на экране ИЛС при посадке ЛА при индикации виртуальных корабля и оптической системы посадки на фоне реального корабля при боковом отклонении ЛА относительно оси посадочной палубы.In FIG. Figure 3 shows the ILS screen when landing the aircraft with the indication of the virtual ship and the optical landing system against the background of a real ship with a lateral deviation of the aircraft relative to the axis of the landing deck.

На фиг. 4 показан вид изменения коэффициента увеличения размера виртуального корабля и оптической системы посадки в виде функции от удаления ЛА от реального корабля.In FIG. Figure 4 shows the change in the size factor of the virtual ship and the optical landing system as a function of the distance from the aircraft from the real ship.

На фигурах обозначены:In the figures indicated:

1 - ЛА,1 - LA

2 - корабль,2 - ship

3 - оптическая система посадки,3 - optical landing system,

4 - виртуальный корабль,4 - virtual ship,

5 - виртуальная оптическая система посадки,5 - virtual optical landing system,

6 - индикатор на лобовом стекле,6 - indicator on the windshield,

7 - многофункциональный индикатор,7 - multifunctional indicator,

8 - бортовая цифровая вычислительная машина,8 - on-board digital computer,

9 - приемник спутника навигационной системы,9 - receiver satellite navigation system,

10 - ось посадочной палубы корабля,10 - axis of the landing deck of the ship,

11 - ось посадочной палубы виртуального корабля,11 - axis of the landing deck of a virtual ship,

12 - горизонтальная кормовая линия корабля,12 - horizontal aft line of the ship,

13 - горизонтальная кормовая линия виртуального корабля,13 - horizontal aft line of the virtual ship,

14 - вертикальная кормовая линия корабля,14 - vertical aft line of the ship,

15 - вертикальная кормовая линия виртуального корабля,15 - vertical aft line of the virtual ship,

16 - тормозной гак,16 - brake hook

17 - глиссада тормозного гака,17 - glide path brake hook,

18 - линия привязки виртуального корабля, на которой располагается самолет, некоторая заданная точка на корабле и соответствующая ей точка виртуального корабля,18 is the anchor line of the virtual ship on which the plane is located, some given point on the ship and the corresponding point of the virtual ship,

19 - вектор положения самолета относительно земной системы координат,19 is a vector of the position of the aircraft relative to the Earth's coordinate system,

20 - вектор положения корабля относительно земной системы координат,20 is a vector of the position of the ship relative to the Earth's coordinate system,

21 - вектор положения корабля относительно самолета,21 is the vector of the position of the ship relative to the aircraft

22 - вектор положения виртуального корабля относительно самолета,22 - position vector of a virtual ship relative to the plane,

23 - вектор положения виртуального корабля относительно земной системы координат,23 - position vector of a virtual ship relative to the Earth's coordinate system,

24 - сигнал виртуальной оптической системы посадки,24 is a signal of a virtual optical landing system,

25 - изображение виртуального следа за кораблем.25 is an image of a virtual wake behind a ship.

26 - коэффициент увеличения размера виртуального корабля,26 - the coefficient of increase in the size of the virtual ship,

27 - удаление самолета от реального корабля,27 - the removal of the aircraft from the real ship,

28 - удаление самолета от реального корабля, менее которого виртуальный корабль совпадает с реальным кораблем,28 - the removal of the aircraft from the real ship, less than which the virtual ship coincides with the real ship,

29 - коррекция летчиком коэффициента увеличения размера виртуальных корабля и оптической системы посадки путем перемещения переключателя в кабине самолета.29 - correction by the pilot of the coefficient of increase in the size of the virtual ship and the optical landing system by moving the switch in the cockpit.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

При выполнении захода на посадку на корабль 2 на удалении от корабля более 1…2 км при плохой различимости сигнала оптической системы посадки 3 и видимости разметки на палубе корабля (оси посадочной палубы 10, горизонтальной кормовой линии корабля 12 и вертикальной кормовой линии корабля 14) летчик включает режим работы навигационной системы, который соответствует выполнению режима захода на посадку и посадки. При появлении на индикаторе на лобовом стекле 6 или многофункциональном индикаторе 7 изображения виртуального корабля 4 и виртуальной оптической системы посадки 5, летчик определяет положение ЛА относительно заданной траектории посадки по сигналу 24 виртуальной оптической системы посадки 4, который соответствует сигналу оптической системы посадки 3, установленной на корабле 2. Боковое отклонение ЛА от оси посадочной палубы корабля 10 летчик определяет по взаимному положению оси 11, кормовой горизонтальной линии 13 и вертикальной линии 15 виртуального корабля. На основании сигнала 24 и бокового отклонения относительно оси посадочной палубы корабля 10 летчик формирует управляющие отклонения рычагов управления самолетом. При недостаточном или чрезмерном увеличении виртуального корабля 4 и виртуальной оптической системы посадки 5 по отношению к кораблю 2 и его оптической системы посадки 3 летчик регулирует 29 коэффициент увеличения размера виртуального корабля 26 путем перемещения переключателя в кабине ЛА. При приближении к кораблю на расстояние четкой видимости корабля 2 и оптической системы посадки 3 и ее сигнала летчик выключает индикацию виртуального корабля 4 и виртуальной системы посадки 5 на индикаторе на лобовом стекле 6. Далее летчик управляет ЛА по сигналу штатной оптической системы посадки 3 и наблюдаемой разметке посадочной палубы корабля 2.When making an approach to ship 2 at a distance from the ship of more than 1 ... 2 km with poor visibility of the signal of the optical landing system 3 and the visibility of the markings on the deck of the ship (axis of landing deck 10, horizontal aft line of the ship 12 and vertical aft line of the ship 14) pilot includes the operating mode of the navigation system, which corresponds to the implementation of the approach mode and landing. When the image of the virtual ship 4 and virtual optical landing system 5 appears on the indicator on the windshield 6 or the multifunctional indicator 7, the pilot determines the position of the aircraft relative to a given landing path based on the signal 24 of the virtual optical landing system 4, which corresponds to the signal of the optical landing system 3 installed on ship 2. The lateral deviation of the aircraft from the axis of the landing deck of the ship 10 pilot determines the relative position of the axis 11, the aft horizontal line 13 and the vertical line 15 vir ualnogo ship. Based on the signal 24 and lateral deviation relative to the axis of the landing deck of the ship 10, the pilot generates control deviations of the aircraft control levers. With an insufficient or excessive increase in the virtual ship 4 and the virtual optical landing system 5 relative to the ship 2 and its optical landing system 3, the pilot adjusts 29 the coefficient of increase in the size of the virtual ship 26 by moving the switch in the aircraft cabin. When approaching the ship at a clear visibility of ship 2 and the optical landing system 3 and its signal, the pilot turns off the indication of the virtual ship 4 and virtual landing system 5 on the indicator on the windshield 6. Next, the pilot controls the aircraft according to the signal of the standard optical landing system 3 and the observed markings landing deck of ship 2.

При этом ось посадочной палубы виртуального корабля 11 параллельна оси посадочной палубы реального корабля 10, горизонтальная кормовая линия виртуального корабля 13 параллельна горизонтальной кормовой линии реального корабля 12, вертикальная кормовая линия виртуального корабля 15 параллельна вертикальной кормовой линии реального корабля 14. В соответствии с этим летчик может определить боковое отклонение ЛА относительно оси посадочной реального корабля по взаимному положению оси посадочной палубы 11 и вертикальной кормовой линии виртуального корабля 15, аналогично тому, как он это делает при оценке бокового отклонения самолета по взаимному положению оси посадочной палубы 10 и вертикальной кормовой линии 12 при близком расстоянии самолета относительно реального корабля 2.The axis of the landing deck of the virtual ship 11 is parallel to the axis of the landing deck of the real ship 10, the horizontal aft line of the virtual ship 13 is parallel to the horizontal aft line of the real ship 12, the vertical aft line of the virtual ship 15 is parallel to the vertical aft line of the real ship 14. Accordingly, the pilot can determine the lateral deviation of the aircraft relative to the axis of the landing real ship by the relative position of the axis of the landing deck 11 and the vertical stern line virtual ship 15, similarly to how it does when assessing the lateral deviation of the aircraft by the relative position of the axis of the landing deck 10 and the vertical aft line 12 at a close distance of the aircraft relative to the real ship 2.

При реализации предлагаемого способа летчик формирует управляющие действия ручкой ЛА по тангажу, наблюдая сигнал 24 виртуальной оптической системы посадки 5, совпадающий с сигналом реальной оптической системы посадки 3, а управление ручкой по крену и педалями формирует по наблюдаемому виду разметки виртуального корабля 4 на основе наблюдаемых им изображений виртуальных корабля 4 и оптической системы посадки 5 на пилотажном индикаторе летчика 6 - индикаторе на лобовом стекле или многофункциональном индикаторе 7. Бортовая цифровая вычислительная машина 8 с учетом векторов положения самолета 19 и корабля 20 в земной системе координат, измеренных глобальной системой позиционирования или корабельной системой позиционирования, качки корабля, углового положения самолета, положения летчика относительно центра масс самолета, положения оптической системы посадки 3 на палубе корабля 2, угла наклона глиссады, закона стабилизации и диаграммы видимости оптической системы посадки обеспечивает расчет сигнала 24 виртуальной оптической системы посадки 5 и его соответствие сигналу реальной оптической системы посадки 3 и создает на экране пилотажного индикатора летчика увеличенные изображения виртуального корабля 4 и виртуальной оптической системы посадки 5 по сравнению с их реальными размерами. Уровень увеличения виртуальных изображений корабля, оптической системы посадки и ее сигнала зависит от коэффициента 26 и может быть изменен летчиком путем введения коррекции 29. На расстоянии около 2 км размер виртуального корабля более чем 5 раз больше размера реального корабля, на расстоянии около 500 м их размеры совпадают.When implementing the proposed method, the pilot generates the control actions of the aircraft with the pitch handle, observing the signal 24 of the virtual optical landing system 5, which coincides with the signal of the real optical landing system 3, and the control of the handle with the roll and pedals forms the marking of the virtual ship 4 based on the observed of images of the virtual ship 4 and optical landing system 5 on the pilot indicator 6 - indicator on the windshield or multi-function indicator 7. On-board digital computer a milk machine 8, taking into account the position vectors of the aircraft 19 and the ship 20 in the earth coordinate system, measured by a global positioning system or a ship positioning system, ship pitching, the angular position of the aircraft, the position of the pilot relative to the center of mass of the aircraft, the position of the optical landing system 3 on deck of ship 2 the slope angle of the glide path, the stabilization law and the visibility diagram of the optical landing system provides the calculation of signal 24 of the virtual optical landing system 5 and its correspondence to the signal is real second optical system 3 and landing on the screen creates a pilot flight director indicator enlarged virtual image of the ship 4 and the virtual optical system landing 5 compared to their real dimensions. The magnification level of virtual images of the ship, the optical landing system and its signal depends on the coefficient 26 and can be changed by the pilot by introducing correction 29. At a distance of about 2 km, the size of a virtual ship is more than 5 times the size of a real ship, at a distance of about 500 m match.

При расчете положения в пространстве виртуального корабля 4 и виртуальной оптической системы посадки 5 используются следующие алгоритмы:When calculating the position in space of a virtual ship 4 and a virtual optical landing system 5, the following algorithms are used:

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

гдеWhere

Figure 00000005
- вектор положения ЛА относительно земной системы координат 19,
Figure 00000005
- the vector of the position of the aircraft relative to the Earth's coordinate system 19,

Figure 00000006
- вектор положения корабля относительно земной системы координат 20,
Figure 00000006
- the vector of the position of the ship relative to the Earth's coordinate system 20,

Figure 00000007
- вектор положения корабля относительно ЛА 21,
Figure 00000007
is the vector of the position of the ship relative to the aircraft 21,

Figure 00000008
- вектор положения виртуального корабля относительно самолета 22,
Figure 00000008
is the position vector of the virtual ship relative to the aircraft 22,

Figure 00000009
- вектор положения виртуального корабля относительно земной системы координат 23,
Figure 00000009
is the position vector of the virtual ship relative to the earth coordinate system 23,

λ - коэффициент увеличения размера виртуального корабля 26,λ is the coefficient of increase in the size of the virtual ship 26,

Figure 00000010
- удаление ЛА от реального корабля 27,
Figure 00000010
- removal of the aircraft from the real ship 27,

Figure 00000011
- положение точки на реальном корабле или ВПП, к которой осуществляется привязка виртуального корабля.
Figure 00000011
- the position of the point on the real ship or runway to which the virtual ship is linked.

Предлагаемый способ индикации был опробован на пилотажном стенде ЦАГИ ПС-10М путем моделирования захода на посадку и посадки ЛА на палубу корабля с отображением виртуального корабля и его оптической системы посадки на индикаторе на лобовом стекле.The proposed method of indication was tested at the TsAGI PS-10M aerobatic test bench by simulating the approach and landing of the aircraft on the deck of the ship with the virtual ship and its optical landing system displayed on an indicator on the windshield.

При предлагаемом способе индикации корабля и его визуальных систем посадки обеспечивается выход ЛА в зону видимости сигнала корабельных визуальных систем посадки с большого удаления от корабля или при плохой видимости корабля и его систем визуальной посадки и тем самым обеспечивается повышение безопасности по сравнению с принятыми в настоящее время методами индикации при заходе и посадке на корабль.With the proposed method for displaying the ship and its visual landing systems, the aircraft is allowed to enter the signal range of the ship’s visual landing systems at a great distance from the ship or with poor visibility of the ship and its visual landing systems, thereby improving safety compared to currently accepted methods Indications when entering and landing on the ship.

Claims (1)

Способ индикации летчику о положении летательного аппарата относительно заданной глиссады при заходе на посадку на корабль, основанный на определении положения летательного аппарата и корабля с помощью глобальной или корабельной локальной системы позиционирования и формировании на индикаторе на лобовом стекле или многофункциональном индикаторе виртуальных корабля и оптической системы посадки, на основе изображений которых летчик осуществляет управление летательным аппаратом путем перемещения рычагов управления и выводит летательный аппарат в зону наблюдаемости штатной реальной оптической системы посадки, отличающийся тем, что с помощью бортовой цифровой вычислительной машины определяют взаимное положение летательного аппарата и корабля, рассчитывают положение виртуального корабля, увеличивают его в размерах по сравнению с реальным кораблем, рассчитывают сигнал оптической системы посадки относительно реального корабля, формируют увеличенные изображения виртуального корабля и виртуальной оптической системы посадки и отображают их на индикаторе на лобовом стекле или многофункциональном индикаторе в кабине летательного аппарата, летчик четко определяет отклонение летательного аппарата по высоте относительно глиссады и боковое отклонение относительно оси посадочной палубы и осуществляет управление летательным аппаратом точно так, как это он делает на близком расстоянии от корабля, при этом коэффициент увеличения размера виртуального корабля и оптической системы посадки задают в виде функции дальности до корабля и летчик на любом удалении от корабля при необходимости регулирует коэффициент увеличения размера виртуального корабля и на всем протяжении захода на посадку и при посадке летчик имеет однотипную индикацию для обеспечения стереотипа управления летательным аппаратом. The method of indicating to the pilot the position of the aircraft relative to a given glide path when approaching the ship, based on determining the position of the aircraft and the ship using a global or ship local positioning system and forming on the indicator on the windshield or multi-function indicator a virtual ship and optical landing system, based on the images of which the pilot controls the aircraft by moving the control levers and displays the flying the apparatus in the observable area of a regular real optical landing system, characterized in that using the on-board digital computer they determine the relative position of the aircraft and the ship, calculate the position of the virtual ship, increase its size compared to the real ship, calculate the signal of the optical landing system relative to real ship, form enlarged images of the virtual ship and virtual optical landing system and display them on the indicator on the front m glass or a multifunctional indicator in the cockpit of the aircraft, the pilot clearly determines the deviation of the aircraft in height relative to the glide path and the lateral deviation relative to the axis of the landing deck and controls the aircraft exactly as it does at a close distance from the ship, while the size increase ratio the virtual ship and the optical landing system are set as a function of the distance to the ship and the pilot at any distance from the ship, if necessary, adjusts the coefficient itsient increasing the size of a virtual spacecraft and throughout the approach and landing when the pilot has the same type of indication for the stereotype of control of the aircraft.
RU2014137958/11A 2014-09-19 2014-09-19 Method of aircraft position indication to pilot relative to specified glide path at ship landing approach RU2558524C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014137958/11A RU2558524C1 (en) 2014-09-19 2014-09-19 Method of aircraft position indication to pilot relative to specified glide path at ship landing approach

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014137958/11A RU2558524C1 (en) 2014-09-19 2014-09-19 Method of aircraft position indication to pilot relative to specified glide path at ship landing approach

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2558524C1 true RU2558524C1 (en) 2015-08-10

Family

ID=53795905

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014137958/11A RU2558524C1 (en) 2014-09-19 2014-09-19 Method of aircraft position indication to pilot relative to specified glide path at ship landing approach

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2558524C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2822752C1 (en) * 2023-12-07 2024-07-12 Акционерное общество Научно-технический центр "Альфа-М" (АО НТЦ "Альфа-М") Method of providing pilot with visual information in absence of visibility of sea surface at night

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0911647A2 (en) * 1997-08-28 1999-04-28 Japan Defence Agency Flight system and system for forming virtual images for aircraft
RU2450246C2 (en) * 2010-06-09 2012-05-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Method for flight simulation of manual visual landing of aeroplane on object
RU2471151C1 (en) * 2011-05-04 2012-12-27 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Method of flight modelling of manual visual landing of aircraft onto object
EP2662722A1 (en) * 2012-05-11 2013-11-13 Agustawestland S.p.A. Aircraft and method for displaying a visual information associated to flight parameters to an operator of an aircraft

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0911647A2 (en) * 1997-08-28 1999-04-28 Japan Defence Agency Flight system and system for forming virtual images for aircraft
RU2450246C2 (en) * 2010-06-09 2012-05-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Method for flight simulation of manual visual landing of aeroplane on object
RU2471151C1 (en) * 2011-05-04 2012-12-27 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Method of flight modelling of manual visual landing of aircraft onto object
EP2662722A1 (en) * 2012-05-11 2013-11-13 Agustawestland S.p.A. Aircraft and method for displaying a visual information associated to flight parameters to an operator of an aircraft

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2822752C1 (en) * 2023-12-07 2024-07-12 Акционерное общество Научно-технический центр "Альфа-М" (АО НТЦ "Альфа-М") Method of providing pilot with visual information in absence of visibility of sea surface at night

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2560152B1 (en) Aircraft vision system including a runway position indicator
US9640081B2 (en) System and method for displaying a runway position indicator
RU2550887C2 (en) On-board integrated crew support information system and cognitive format of presenting flight information at take-off phase of multi-engine aircraft
US9092975B2 (en) Aircraft systems and methods for displaying visual segment information
US7852236B2 (en) Aircraft synthetic vision system for approach and landing
US8010245B2 (en) Aircraft systems and methods for displaying a touchdown point
US8188890B2 (en) Systems and methods for enhancing obstacles and terrain profile awareness
EP3048423B1 (en) Apparatus and method for displaying a synthetic vision system view direction
EP3082121B1 (en) Aircraft systems and methods to display moving landing platforms
RU2497175C1 (en) Flight display system and cognitive flight display for single-rotor helicopter
JP2009523096A (en) System for maneuvering an aircraft during autonomous approach for at least landing of the aircraft
US20100036548A1 (en) Method and system for operating a display device on-board an aircraft
EP3062302A1 (en) System and methods for providing situational awareness information for a relative navigation system
Kramer et al. Synthetic vision enhances situation awareness and RNP capabilities for terrain-challenged approaches
RU49297U1 (en) INFORMATION AND MANAGEMENT COMPLEX OF AIRCRAFT
RU39960U1 (en) INFORMATION TEAM LEADER SYSTEM
RU2558524C1 (en) Method of aircraft position indication to pilot relative to specified glide path at ship landing approach
US10249267B2 (en) Method for graphically representing a synthetic three-dimensional view of the exterior landscape in an on-board visualisation system for aircraft
RU2478523C2 (en) Method of aircraft control in landing approach
RU2450246C2 (en) Method for flight simulation of manual visual landing of aeroplane on object
RU44842U1 (en) INFORMATION TEAM LEADER SYSTEM
Ververs et al. Design and flight test of a primary flight display combined vision system
RU2471151C1 (en) Method of flight modelling of manual visual landing of aircraft onto object
KR20110051068A (en) Image base safety flying system
RU107515U1 (en) SYSTEM OF SPATIAL ORIENTATION OF AIRCRAFT PILOTS AT LANDING

Legal Events

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

Effective date: 20160920

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20181002

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

Effective date: 20190920