RU2652507C1 - Method of control of the air trapping appears under the aircraft - Google Patents

Method of control of the air trapping appears under the aircraft Download PDF

Info

Publication number
RU2652507C1
RU2652507C1 RU2017111666A RU2017111666A RU2652507C1 RU 2652507 C1 RU2652507 C1 RU 2652507C1 RU 2017111666 A RU2017111666 A RU 2017111666A RU 2017111666 A RU2017111666 A RU 2017111666A RU 2652507 C1 RU2652507 C1 RU 2652507C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
aircraft
angle
air
control
arrival
Prior art date
Application number
RU2017111666A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Владимирович Картуков
Геннадий Васильевич Меркишин
Павел Вадимович Субботин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)"
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 бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)"
Priority to RU2017111666A priority Critical patent/RU2652507C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2652507C1 publication Critical patent/RU2652507C1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D45/00—Aircraft indicators or protectors not otherwise provided for
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/93—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/95—Lidar systems specially adapted for specific applications for meteorological use
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
    • Y02A90/10—Information and communication technologies [ICT] supporting adaptation to climate change, e.g. for weather forecasting or climate simulation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: aircraft engineering.
SUBSTANCE: invention relates to a method for controlling an air trapping appears under an aircraft. To control the air trapping on board the aircraft, a laser emitter is installed, directs the laser beam at an angle to the vertical towards the surface of the earth, register the angle of arrival of the ray reflected from the surface of the earth, the changes in the angle of arrival of the reflected beam determine changes in the density of the air under the aircraft.
EFFECT: control of the air environment under the aircraft at low altitudes is ensured.
1 cl, 3 dwg

Description

Способ относится к средствам повышения безопасности полета летательных аппаратов на малых высотах. Одной из вероятных причин катастрофы АН-12 в Иркутске является отсутствие возможности у пилота учитывать влияние воздушной подушки на величину подъемной силы при полете на малой высоте. После пролета над лесным массивом плотность воздушной среды резко понизилась, воздушная подушка исчезла и самолет резко потерял высоту.The method relates to a means of improving the safety of flight of aircraft at low altitudes. One of the possible causes of the AN-12 crash in Irkutsk is the inability of the pilot to take into account the influence of the air cushion on the amount of lift when flying at low altitude. After flying over the forest, the density of the air environment sharply decreased, the air cushion disappeared and the aircraft sharply lost altitude.

Известен метод контроля метеотурбулентности и метеообразований, основанный на отражении радиосигнала от неоднородностей атмосферы, реализованный в аппаратуре «РЛС Контур-10Ц», разработки ООО «Контур-НИИРС» (Россия, г. С-Петербург) [http://www.kontur-niirs.ru/items/6/#tab1]. Недостатки метода:The known method of monitoring meteoturbulence and meteorological events, based on the reflection of a radio signal from atmospheric inhomogeneities, is implemented in the Radar Kontur-10Ts equipment, developed by Kontur-NIIRS LLC (Russia, St. Petersburg) [http: //www.kontur- niirs.ru/items/6/#tab1]. The disadvantages of the method:

1) Не обеспечивает контроль среды под поверхностью самолета.1) Does not provide control of the environment under the surface of the aircraft.

2) Высокое энергопотребление.2) High power consumption.

3) Большие габариты и масса.3) Large dimensions and weight.

Наиболее близким аналогом является способ контроля метеообразований, турбулентности и сдвига ветра по курсу полета самолета, реализованный в системе «WXR-2100» (США) [https://www.rockwellcollins.com/Data/Products/Radar_and_Surveillance/Weather_Radar/WXR-2100_Weather_Radar_System.aspx]. Недостатки метода:The closest analogue is the method for monitoring weather formation, turbulence and wind shear at the flight rate of the aircraft, implemented in the WXR-2100 system (USA) [https://www.rockwellcollins.com/Data/Products/Radar_and_Surveillance/Weather_Radar/WXR-2100_Weather_Radar_System .aspx]. The disadvantages of the method:

1) Метод не работает на малых высотах полета (порядка 10 метров).1) The method does not work at low altitudes (about 10 meters).

2) Метод не измеряет параметры воздушной подушки под поверхностью самолета.2) The method does not measure the parameters of the air cushion below the surface of the aircraft.

3) Высокие энергопотребление и массогабаритные размеры.3) High power consumption and overall dimensions.

Техническим результатом заявляемого способа является возможность регистрации воздушной подушки, возникающей под самолетом при малых высотах полета.The technical result of the proposed method is the possibility of registering an air cushion arising under the aircraft at low altitudes.

Заявленный технический результат достигается тем, что на борту летательного аппарата устанавливают лазерный излучатель, направляют лазерный луч под углом к вертикали в сторону поверхности земли, регистрируют угол прихода луча, отраженного от поверхности земли, по изменению угла прихода отраженного луча определяют изменения плотности воздушной среды и судят о наличии воздушной подушки под летательным аппаратом.The claimed technical result is achieved by the fact that a laser emitter is installed on board the aircraft, the laser beam is directed at an angle to the vertical toward the earth’s surface, the angle of arrival of the beam reflected from the earth’s surface is recorded, changes in the density of the air medium are determined by the change in the angle of arrival of the reflected beam and judged the presence of an air cushion under the aircraft.

Изменение угла прихода отраженного луча происходит вследствие явления рефракции излучения в неоднородной воздушной среде. Соответственно, при изменении плотности воздушной среды будет меняться угол прихода отраженного луча.The change in the angle of arrival of the reflected beam occurs due to the phenomenon of refraction of radiation in an inhomogeneous air medium. Accordingly, when the density of the air changes, the angle of arrival of the reflected beam will change.

Заявленное изобретение поясняется фигурами.The claimed invention is illustrated by figures.

На фиг. 1 показана схема устройства, реализующего данный способ.In FIG. 1 shows a diagram of a device that implements this method.

На фиг. 2 показан четырехоконный фотоприемник.In FIG. 2 shows a four-window photodetector.

На фиг. 3 показана схема обработки сигала фотоприемника.In FIG. 3 shows a signal processing circuit of a photodetector.

На борту самолета устанавливается единый блок устройства, состоящий из источника лазерного излучения 1 с длиной волны 0.4 мкм, четырехоконного фотоприемника 2 на фотодиоде ФД-19КК, имеющем четыре фоточувствительные площадки 4 [Меркишин Г.В. Многооконные оптико-электронные датчики линейных размеров. - М.: Радио и связь, 1986. - 168 с., ил., с. 16] и линзы 3. Выходные сигналы фотоприемных площадок 4 пропорциональны засвеченной поверхности S1, S2, S3, S4 (Фиг. 2). Смещение луча в направлении оси X определяют по величине отношения

Figure 00000001
.A single unit of the device is installed on board the aircraft, consisting of a laser source 1 with a wavelength of 0.4 μm, a four-window photodetector 2 on an FD-19KK photodiode, which has four photosensitive sites 4 [Merkishin G.V. Multi-window optoelectronic sensors of linear dimensions. - M .: Radio and communications, 1986. - 168 p., Ill., P. 16] and lenses 3. The output signals of the photodetector pads 4 are proportional to the illuminated surface S 1 , S 2 , S 3 , S 4 (Fig. 2). The beam offset in the direction of the X axis is determined by the ratio
Figure 00000001
.

На выходе четырехоконного фотоприемника установлен вычислитель 5, реализующий вычисление отношения

Figure 00000001
(Фиг. 3).At the output of the four-window photodetector, a calculator 5 is installed that implements the calculation of the ratio
Figure 00000001
(Fig. 3).

Превышение сигнала на выходе вычислителя 5 уровня порога свидетельствует об изменении плотности воздушной среды. Индикатор 7 создает сигнал оповещения пилота о необходимости контроля рельефа поверхности под самолетом. Для надежной работы уровень порога выбирают из условия превышения сигнала над шумом в 10 раз.Exceeding the signal at the output of the calculator of the threshold level 5 indicates a change in the density of the air. Indicator 7 creates a warning signal to the pilot about the need to control the surface topography under the plane. For reliable operation, the threshold level is selected from the condition that the signal exceeds noise by 10 times.

Claims (1)

Способ контроля воздушной подушки, возникающей под летательным аппаратом на малой высоте полета, основанный на регистрации характеристик прохождения электромагнитного излучения через контролируемую среду, отличающийся тем, что на борту летательного аппарата устанавливают лазерный излучатель, направляют лазерный луч под углом к вертикали в сторону поверхности земли, регистрируют угол прихода луча, отраженного от поверхности земли, по изменению угла прихода отраженного луча определяют изменения плотности воздушной среды и судят о наличии воздушной подушки под летательным аппаратом.A method of monitoring an air bag arising under an aircraft at a low altitude, based on recording the characteristics of the passage of electromagnetic radiation through a controlled environment, characterized in that a laser emitter is installed on board the aircraft, the laser beam is directed at an angle to the vertical to the earth's surface, register the angle of arrival of the beam reflected from the surface of the earth, by changing the angle of arrival of the reflected beam, changes in the density of the air medium are determined and judged on Ichii air cushion under the aircraft.
RU2017111666A 2017-04-06 2017-04-06 Method of control of the air trapping appears under the aircraft RU2652507C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017111666A RU2652507C1 (en) 2017-04-06 2017-04-06 Method of control of the air trapping appears under the aircraft

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017111666A RU2652507C1 (en) 2017-04-06 2017-04-06 Method of control of the air trapping appears under the aircraft

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2652507C1 true RU2652507C1 (en) 2018-04-26

Family

ID=62045836

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017111666A RU2652507C1 (en) 2017-04-06 2017-04-06 Method of control of the air trapping appears under the aircraft

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2652507C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1246723A1 (en) * 1984-07-20 1993-02-15 Inst Optiki Atmosfery So An Ss Method of remote measuring of air parameters
US5796612A (en) * 1992-11-18 1998-08-18 Aers/Midwest, Inc. Method for flight parameter monitoring and control
US6751532B2 (en) * 2001-07-05 2004-06-15 National Aerospace Laboratory Of Japan Wind turbulence prediction system
RU2463638C2 (en) * 2006-08-10 2012-10-10 Дзе Боинг Компани Apparatus for predicting and imaging vortices in aircraft trail

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1246723A1 (en) * 1984-07-20 1993-02-15 Inst Optiki Atmosfery So An Ss Method of remote measuring of air parameters
US5796612A (en) * 1992-11-18 1998-08-18 Aers/Midwest, Inc. Method for flight parameter monitoring and control
US6751532B2 (en) * 2001-07-05 2004-06-15 National Aerospace Laboratory Of Japan Wind turbulence prediction system
RU2463638C2 (en) * 2006-08-10 2012-10-10 Дзе Боинг Компани Apparatus for predicting and imaging vortices in aircraft trail

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8724099B2 (en) Airborne LIDAR for detecting matter suspended in air
US10775504B2 (en) Laser air data sensor mounting and operation for eye safety
JP5376459B2 (en) Optical air data sensor
EP1975648B1 (en) Method and device for protecting aircraft against clear air turbulence
US11300584B2 (en) Optical air data systems and methods
JP5717174B2 (en) Remote turbulence detection method and apparatus for implementing the same
EP2442136B1 (en) Multi-lidar system
US9019481B2 (en) Colored noise reduction method and device for optical remote airflow measurement apparatus
US20130103317A1 (en) Methods of determining the liquid water content of a cloud
JP7416419B2 (en) Atmospheric suspended solids mass concentration measurement lidar, atmospheric suspended solids mass concentration measurement method and program
Inokuchi et al. High altitude turbulence detection using an airborne Doppler lidar
CN107831492B (en) Airborne wind shear instrument and wind shear detection method
US10518896B2 (en) Apparatus and method for detecting stall condition
Kikuchi et al. Real-time estimation of airflow vector based on lidar observations for preview control
US10732279B2 (en) Method for identifying a solid obstacle in a laser beam of a lidar system and related system
RU2652507C1 (en) Method of control of the air trapping appears under the aircraft
JP7051081B2 (en) Signal processing device and signal processing method
Inokuchi et al. Flight demonstration of a long range onboard Doppler lidar
US20200049625A1 (en) Apparatus and method for laser particle sensor eye safety
Li et al. Circulation retrieval of simulated wake vortices under rainy condition with a side-looking scanning radar
CN110261874B (en) Real-time clear sky bump detection method and system based on coherent laser
CN111220982A (en) Airborne clear-sky bump detector and working method thereof
Inokuchi et al. Development of an airborne wind measurement system
JP6037295B2 (en) Multirider system
Thobois Wind Measurements with ground-based fiber-based wind Doppler LIDAR systems for aviation weather applications