RU2664090C1 - Method and system of prevention of the manned flying machine collision with the earth surface, multifunctional, maneuvered airplane with the warning system of collision with earth surface - Google Patents
Method and system of prevention of the manned flying machine collision with the earth surface, multifunctional, maneuvered airplane with the warning system of collision with earth surface Download PDFInfo
- Publication number
- RU2664090C1 RU2664090C1 RU2017128295A RU2017128295A RU2664090C1 RU 2664090 C1 RU2664090 C1 RU 2664090C1 RU 2017128295 A RU2017128295 A RU 2017128295A RU 2017128295 A RU2017128295 A RU 2017128295A RU 2664090 C1 RU2664090 C1 RU 2664090C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- automatic
- height
- aircraft
- withdrawal
- terrain
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C39/00—Aircraft not otherwise provided for
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
- G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
- G08G5/04—Anti-collision systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Группа изобретений относится к средствам измерения, сигнализации и управления для широкого класса самолетов, вертолетов, беспилотных летательных аппаратов и, в частности, для маневренных самолетов.The group of inventions relates to measuring, signaling and control equipment for a wide class of aircraft, helicopters, unmanned aerial vehicles and, in particular, for maneuverable aircraft.
Значительное число авиационных происшествий с исправными воздушными судами различного назначения связано со столкновением с землей. Сложность предотвращения столкновения с землей обусловлена различными факторами: ошибками экипажа, отсутствием совершенных датчиков впереди лежащего рельефа местности, погрешностями измерителей. Особенно эта задача сложна для маневренных самолетов.A significant number of accidents with serviceable aircraft for various purposes are associated with a collision with the ground. The difficulty in preventing a collision with the ground is due to various factors: crew errors, lack of perfect sensors in front of the lying terrain, and errors of the meters. This task is especially difficult for maneuverable aircraft.
Известна система GCAS (ground collision avoidance system) - система предупреждения столкновения с землей для высокоманевренных самолетов. (Joint development of an auto GCAS, Donald E. Swihart, Artur F. Barfield, Flight Dinamics Directorate Wright Laboratory AFB OH 454333, Stockholm, Sweden).The well-known GCAS system (ground collision avoidance system) is a system for preventing collisions with the ground for highly maneuverable aircraft. (Joint development of an auto GCAS, Donald E. Swihart, Artur F. Barfield, Flight Dinamics Directorate Wright Laboratory AFB OH 454333, Stockholm, Sweden).
Известна группа изобретений «Способ предупреждения столкновения летательного аппарата с землей и устройство на его основе» патент RU 2 262 746 от 10.06.2004 г.A known group of inventions "Method for preventing collision of an aircraft with the ground and a device based on it"
В этих системах осуществляется: мониторинг («информационное сканирование») рельефа местности, определяется его профиль в упрежденной полосе по линии пути летательного аппарата, осуществляется прогнозирование траектории полета ЛА в этой полосе.In these systems, the following is carried out: monitoring (“information scanning”) of the terrain, its profile in the pre-determined lane along the path of the aircraft is determined, and the flight path of the aircraft in this lane is predicted.
Недостатком этих систем является низкая точность прогнозирования траектории полета, что снижает достоверность выдаваемых сигналов. Практика показывает большую вероятность выдачи ложных предупреждений (до 73%). Эта проблема усугубляется для маневренных летательных аппаратов.The disadvantage of these systems is the low accuracy of forecasting the flight path, which reduces the reliability of the issued signals. Practice shows a high probability of issuing false warnings (up to 73%). This problem is exacerbated for maneuverable aircraft.
Известна «Система предотвращения столкновения с землей» патент US 4,924,401 от 08.05. 1990 г. Known "System for the prevention of collision with the earth" patent US 4,924,401 from 08.05. 1990 g.
В этой системе вычисляется потеря высоты при включении автоматического увода от поверхности земли, на основе которой вычисляется высота включения автоматического увода. При этом отсчет высоты включения автоматического увода осуществляется от некоторого уровня, который задается заранее и должен превышать высоту препятствий в районе полета. Это ограничивает возможности маневрирования и скрытного полета вблизи земли.This system calculates the loss of height when you turn on the automatic removal from the surface of the earth, based on which the height of the inclusion of automatic removal is calculated. In this case, the altitude of the inclusion of automatic removal is counted from a certain level, which is set in advance and must exceed the height of the obstacles in the flight area. This limits the ability to maneuver and covert flight near the ground.
Известна «Система предотвращения столкновения с землей» патент RU 2 368 954 С2.Known "System for preventing collisions with the earth"
В этой системе определяются параметры положения и движения пилотируемого летательного аппарата, максимальная высота рельефа местности в зоне мониторинга рельефа местности, вычисляется потеря высоты при включении автоматического увода от земли, на основе которой вычисляется высота включения автоматического увода. При этом отсчет высоты включения автоматического увода осуществляется от высоты препятствий в зоне текущего маневра летательного аппарата, а потеря высоты при включении автоматического увода от земли вычисляется для заданной траектории автоматического увода. Это приводит к «ложному срабатыванию» автоматического увода от земли в условиях, когда величина потери высоты при включении автоматического увода от земли, соответствующая заданной траектории автоматического увода, больше чем потеря высоты при выполнении ЛА текущего маневра. Следствием этого является сужение зоны безопасного маневрирования ЛА вблизи земли.In this system, the parameters of the position and movement of the manned aircraft, the maximum elevation of the terrain in the area of monitoring the terrain are determined, the loss of altitude is calculated when automatic off-ground is turned on, on the basis of which the altitude of the automatic retraction is calculated. In this case, the altitude of the inclusion of the automatic removal is calculated from the height of the obstacles in the area of the current maneuver of the aircraft, and the loss of height when the automatic removal of the ground is turned on is calculated for a given trajectory of automatic removal. This leads to a “false response” of automatic removal from the ground under conditions when the amount of height loss when turning on the automatic removal from earth, corresponding to a given trajectory of automatic removal, is greater than the loss of height when performing an aircraft of the current maneuver. The consequence of this is the narrowing of the safe maneuvering area of aircraft near the ground.
Особое значение изобретение имеет для маневренных самолетов, где задача обеспечения безопасности полета решается экипажем наряду с другими задачами по управлению самолетом и его системами.The invention is of particular importance for maneuverable aircraft, where the task of ensuring flight safety is solved by the crew along with other tasks of controlling the aircraft and its systems.
Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в расширении области безопасного маневрирования многофункционального маневренного самолета вблизи земли и обеспечении безопасности маневрирования многофункционального маневренного самолета на предельно малых высотах.The technical result to which the invention is directed is to expand the field of safe maneuvering of a multifunctional maneuverable aircraft near the ground and to ensure the safety of maneuvering a multifunctional maneuverable aircraft at extremely low altitudes.
Указанный технический результат в части способа достигается тем, что в способе предупреждения столкновения пилотируемого ЛА с земной поверхностью, при котором определяют параметры положения и движения пилотируемого летательного аппарата, определяют максимальную высоту рельефа местности в зоне мониторинга рельефа местности, вычисляют потерю высоты при включении автоматического увода, с использованием которой вычисляют высоту включения автоматического увода, формируют сигнал на включение автоматического увода и осуществляют автоматический увод от поверхности земли при снижении ЛА до высоты включения автоматического увода, согласно изобретению, задают несколько траекторий автоматического увода, вычисляют потерю высоты при включении автоматического увода для каждой траектории автоматического увода, выбирают в качестве траектории автоматического увода траекторию, на которой величина потери высоты при включении автоматического увода имеет минимальное значение, принимают в качестве величины потери высоты при включении автоматического увода это минимальное значение и корректируют выбранную траекторию увода в части вывода ЛА на высоту, превышающую максимальную высоту рельефа местности в зоне мониторинга рельефа местности.The specified technical result in terms of the method is achieved by the fact that in the method for preventing a collision of a manned aircraft with the earth's surface, in which the position and movement parameters of the manned aircraft are determined, the maximum height of the terrain in the monitoring zone of the terrain is determined, the height loss is calculated when automatic retraction is turned on, using which calculate the height of the inclusion of automatic removal, form a signal to enable automatic removal and carry out automatic According to the invention, several automatic retraction trajectories are set, the height loss when the automatic retraction is turned on for each automatic retraction trajectory is calculated, the path at which the height loss is selected for the automatic retraction trajectory is calculated according to the invention. the inclusion of automatic removal has a minimum value, take as the value of the loss of height when you turn on automatic removal is the minimum value and correct the selected trajectory of the drift in terms of the aircraft withdrawal to a height exceeding the maximum height of the terrain in the monitoring zone of the terrain.
Кроме того, задают опасную высоту, с использованием которой вычисляют высоту включения автоматического увода.In addition, a dangerous height is set, with which the height of the inclusion of automatic removal is calculated.
Кроме того, вычисляют величину времени оставшегося до включения автоматического увода, с учетом которой формируют и выдают предупредительную сигнализацию экипажу.In addition, the amount of time remaining until the automatic withdrawal is turned on is calculated, taking into account which a warning signal is generated and issued to the crew.
Кроме того, формируют и выдают сигнализацию экипажу о необходимости увода от поверхности земли и индикацию экипажу о направлении увода.In addition, they form and issue an alarm to the crew about the need to withdraw from the earth's surface and an indication to the crew about the direction of withdrawal.
Кроме того, определяют исправность информационных средств, достоверность критических параметров полета, с учетом которых формируют признак готовности предупреждения столкновения с земной поверхностью, с использованием которого и после вывода ЛА на высоту большую опасной формируют и индицируют признак разрешения предупреждения столкновения с земной поверхностью, а потерю высоты при включении автоматического увода, высоту включения автоматического увода, сигнал на включение автоматического увода, сигналы индикации и сигнализации увода формируют при наличии признака разрешения предупреждения столкновения с земной поверхностью.In addition, they determine the operability of information tools, the reliability of critical flight parameters, taking into account which they form a sign of readiness to prevent a collision with the earth's surface, with which even after the aircraft is brought to a high dangerous height, they form and display a sign of permission to prevent a collision with the earth's surface, and loss of altitude when you turn on automatic removal, the height of the inclusion of automatic removal, a signal to turn on automatic removal, indication signals and alarms An ode is formed when there is a sign of permission to prevent a collision with the earth's surface.
Кроме того, включение автоматического увода блокируется при установке экипажем величины опасной высоты, большей текущего значения высоты полета относительно максимальной высоты рельефа местности в зоне мониторинга рельефа местности.In addition, the inclusion of automatic removal is blocked when the crew sets the dangerous height greater than the current flight altitude relative to the maximum elevation of the terrain in the monitoring zone of the terrain.
Кроме того, сравнивают сигналы ручного и автоматического управления в продольном канале управления ЛА в процессе автоматического увода и выбирают сигнал, задающий наибольшее отклонение рулевых поверхностей ЛА на кабрирование, согласовывают сигнал автоматического управления с сигналом ручного управления, если последний был выбран, и принимают выбранный сигнал в качестве сигнала управления в продольном канале управления ЛА.In addition, the signals of manual and automatic control in the longitudinal control channel of the aircraft are compared in the process of automatic removal and a signal is selected that sets the maximum deviation of the steering surfaces of the aircraft for cabling, the automatic control signal is matched with the manual signal, if the latter was selected, and the selected signal is received in quality of the control signal in the longitudinal control channel of the aircraft.
Кроме того, определяют безопасные условия полета, выводят ЛА в эти условия в процессе автоматического увода, после чего выключают автоматический увод, приводят самолет к горизонтальному полету и стабилизируют высоту полета.In addition, safe flight conditions are determined, aircraft are brought to these conditions in the process of automatic withdrawal, after which the automatic withdrawal is turned off, the aircraft is brought to horizontal flight and the flight altitude is stabilized.
Технический результат в части устройства по п. 9 формулы изобретения достигается тем, что система предупреждения столкновения пилотируемого летательного аппарата с земной поверхностью, содержащей измеритель воздушно-скоростных параметров, навигационную систему со средствами для запоминания и обработки данных рельефа местности, соединенные с управляющим вычислителем, систему автоматического управления, соединенную с измерителем воздушно-скоростных параметров, навигационной системой и управляющим вычислителем, систему дистанционного управления с датчиками положения органов ручного управления самолетом, соединенную с системой автоматического управления, средства индикации и сигнализации, соединенные с управляющим вычислителем, навигационной системой, измерителем воздушно-скоростных параметров и системой автоматического управления, при этом, управляющий вычислитель выполнен с возможностью вычисления потери высоты при включении автоматического увода и вычисления с ее использованием высоты включения автоматического увода, формирования сигнала на включение автоматического увода от поверхности земли при снижении ЛА до высоты включения автоматического увода, средства для запоминания и обработки данных рельефа местности выполнены с возможностью определения максимальной высоты рельефа местности в зоне мониторинга рельефа местности, согласно изобретению, она снабжена задатчиком опасной высоты управляемым экипажем, соединенным с управляющим вычислителем и средствами индикации и сигнализации, датчики положения органов ручного управления самолетом системы дистанционного управления соединены с системой автоматического управления, причем управляющий вычислитель выполнен с возможностью вычисления высоты включения автоматического увода с учетом величины опасной высоты, задаваемой экипажем с использованием задатчика опасной высоты, и с возможностью блокировки сигнала включения автоматического увода при установке экипажем величины опасной высоты, с использованием задатчика опасной высоты, большей текущего значения высоты полета, относительно максимальной высоты рельефа местности в зоне мониторинга рельефа местности, управляющий вычислитель также выполнен с возможностью задания нескольких траекторий автоматического увода, вычисления потери высоты при включении автоматического увода для каждой траектории автоматического увода, выбора в качестве траектории автоматического увода траектории на которой величина потери высоты при включении автоматического увода имеет минимальное значение, принятия в качестве величины потери высоты при включении автоматического увода этого минимального значения и корректировки выбранной траектории увода в части вывода ЛА на высоту превышающую максимальную высоту рельефа местности в зоне мониторинга рельефа местности, расчета величины времени оставшегося до включения автоматического увода и формирования с его учетом предупредительной сигнализации для выдачи экипажу, формирования сигналов о необходимости увода от поверхности земли и о направлении увода для сигнализации и индикации экипажу, определения исправности информационных средств, достоверности критических параметров полета, формирования с их учетом признака готовности предупреждения столкновения с земной поверхностью, с использованием которого и после вывода ЛА на высоту большую опасной формируют и индицируют признак разрешения предупреждения столкновения с земной поверхностью, а потерю высоты при включении автоматического увода, высоту включения автоматического увода, сигнал на включение автоматического увода, сигналы индикации и сигнализации увода формируют при наличии признака разрешения предупреждения столкновения с земной поверхностью, определения безопасных условий полета, формирования траектории автоматического увода с выводом ЛА в эти условия в процессе автоматического увода и выключением автоматического увода при выводе ЛА в безопасные условия полета, средства индикации и сигнализации выполнены с возможностью индикации и сигнализации: разрешения и предупреждения включения увода, о необходимости увода от поверхности земли и о направлении увода, а система автоматического управления выполнена с возможностью приведения ЛА к горизонтальному полету и стабилизации высоты полета после выключения автоматического увода, сравнения сигналов ручного и автоматического управления в продольном канале управления ЛА в процессе автоматического увода и выбора сигнала, задающего наибольшее отклонение рулевых поверхностей ЛА на кабрирование, согласования сигнала автоматического управления с сигналом ручного управления, если последний был выбран, а система дистанционного управления выполнена с возможностью принятия, в процессе автоматического увода, выбранного системой автоматического управления сигнала в качестве сигнала управления в продольном канале управления ЛА.The technical result in terms of the device according to p. 9 of the claims is achieved by the fact that a collision avoidance system for a manned aircraft with the earth's surface, containing an air-speed parameter meter, a navigation system with means for storing and processing terrain data connected to a control computer, a system automatic control connected to a meter of air-speed parameters, a navigation system and a control computer, a remote control system control system with position sensors for manual control of the aircraft, connected to the automatic control system, indicating and signaling devices, connected to the control computer, navigation system, air-speed parameter meter and automatic control system, while the control computer is configured to calculate height loss when you turn on the automatic removal and calculate with its use the height of the inclusion of automatic removal, the formation of a signal to enable automatic removal from the earth’s surface when the aircraft is lowered to the height of the automatic removal, the means for storing and processing the terrain data are made with the possibility of determining the maximum height of the terrain in the monitoring zone of the terrain, according to the invention, it is equipped with a dangerous height master controlled by a crew connected to the control a computer and indicators and alarms, position sensors for manual control of the aircraft, remote control systems They are equipped with an automatic control system, and the control computer is configured to calculate the height for switching on the automatic removal taking into account the dangerous height set by the crew using the dangerous height adjuster, and with the possibility of blocking the signal for turning on the automatic removal when the crew sets the dangerous height using the dangerous regulator altitude greater than the current value of the flight altitude, relative to the maximum height of the terrain in the monitoring zone of the terrain, at The leveling calculator is also configured to set several automatic removal paths, calculate the height loss when automatic removal is turned on for each automatic removal path, select as the automatic removal path a path on which the height loss when the automatic removal is turned on has a minimum value, taking as the loss value height when you turn on the automatic removal of this minimum value and adjust the selected path of removal in terms of output ode to the aircraft to a height exceeding the maximum height of the terrain in the zone of monitoring the terrain, calculating the amount of time remaining until the automatic drift is turned on and generating, with it, warning alarms for issuing to the crew, generating signals about the need to get away from the ground and about the direction of the drift for signaling and indication the crew, determining the serviceability of information tools, the reliability of critical flight parameters, the formation of the warning alert sign based on them collisions with the earth's surface, with the use of which, even after the aircraft is brought to a high dangerous height, they form and indicate a sign of permission to prevent a collision with the earth's surface, and loss of height when the automatic removal is turned on, the height of the automatic removal is turned on, a signal to turn on the automatic removal, indication and signaling signals the withdrawal form when there is a sign of permission to prevent collisions with the earth's surface, determine safe flight conditions, the formation of the trajectory of the car static withdrawal with the withdrawal of the aircraft to these conditions during the automatic withdrawal and the automatic withdrawal when the aircraft is withdrawn to safe flight conditions, the indicating and signaling devices are capable of indicating and signaling: allowing and preventing the inclusion of the withdrawal, the need for withdrawal from the earth’s surface and direction , and the automatic control system is configured to bring the aircraft to horizontal flight and stabilize the flight altitude after turning off the automatic removal, signal comparison manual and automatic control in the longitudinal control channel of the aircraft during automatic removal and selection of a signal specifying the largest deviation of the steering surfaces of the aircraft for cabling, matching of the automatic control signal with the manual control signal, if the latter was selected, and the remote control system is configured to receive, in the process of automatic removal selected by the automatic control system of the signal as a control signal in the longitudinal control channel of the aircraft.
Указанный технический результат в части устройства по п. 10 формулы изобретения достигается тем, что многофункциональный маневренный самолет с системой предупреждения столкновения с земной поверхностью, содержащий комплексную систему управления с системой измерения воздушно-скоростных параметров, системой автоматического управления и системой дистанционного управления с датчиками положения органов ручного управления самолетом, информационно управляющую систему с вычислительной системой, средствами индикации и сигнализации, комплекс пилотажно-навигационного оборудования с навигационными датчиками и средствами для запоминания и обработки данных рельефа местности, соединенные каналами информационного обмена,, при этом, средства для запоминания и обработки данных рельефа местности и средства индикации и сигнализации соединены с вычислительной системой, система автоматического управления соединена с системой дистанционного управления и системой измерения воздушно-скоростных параметров, вычислительная система выполнена с возможностью вычисления потери высоты при включении автоматического увода и вычисления с ее использованием высоты включения автоматического увода, формирования сигнала на включение автоматического увода от поверхности земли при снижении ЛА до высоты включения автоматического увода, средства для запоминания и обработки данных рельефа местности выполнены с возможностью определения максимальной высоты рельефа местности в зоне мониторинга рельефа местности, согласно изобретению, он дополнительно оборудован задатчиком опасной высоты управляемым экипажем, и тумблером блокировки включения автоматического увода управляемым экипажем, датчики положения органов ручного управления самолетом системы дистанционного управления соединены с системой автоматического управления, а вычислительная система выполнена с возможностью вычисления высоты включения автоматического увода с учетом величины опасной высоты, задаваемой экипажем с использованием задатчика опасной высоты и с возможностью блокировки формирования сигнала включения автоматического увода при установке экипажем величины опасной высоты, с использованием задатчика опасной высоты, большей текущего значения высоты полета относительно максимальной высоты рельефа местности в зоне мониторинга рельефа местности, вычислительная система также выполнена с возможностью задания нескольких траекторий автоматического увода, вычисления потери высоты при включении автоматического увода для каждой траектории автоматического увода, выбора в качестве траектории автоматического увода траектории на которой величина потери высоты при включении автоматического увода имеет минимальное значение, принятия в качестве величины потери высоты при включении автоматического увода этого минимального значения и корректировки выбранной траектории увода в части вывода ЛА на высоту, превышающую максимальную высоту рельефа местности в зоне мониторинга рельефа местности, расчета величины времени оставшегося до включения автоматического увода и формирования с его учетом предупредительной сигнализации для выдачи экипажу, формирования сигналов о необходимости увода от поверхности земли и о направлении увода для сигнализации и индикации экипажу, определения исправности информационных средств, достоверности критических параметров полета, формирования с их учетом признака готовности предупреждения столкновения с земной поверхностью, с использованием которого и после вывода ЛА на высоту большую опасной формируют и индицируют признак разрешения предупреждения столкновения с земной поверхностью, а потерю высоты при включении автоматического увода, высоту включения автоматического увода, сигнал на включение автоматического увода, сигналы индикации и сигнализации увода формируют при наличии признака разрешения предупреждения столкновения с земной поверхностью, определения безопасных условий полета, формирования траектории автоматического увода с выводом ЛА в эти условия в процессе автоматического увода и выключением автоматического увода при выводе ЛА в безопасные условия полета, система автоматического управления выполнена с возможностью блокировки включения автоматического увода экипажем с использованием тумблера блокировки включения автоматического увода, приведения ЛА к горизонтальному полету и стабилизации высоты полета после выключения автоматического увода, сравнения сигналов ручного и автоматического управления в продольном канале управления ЛА в процессе автоматического увода и выбора сигнала, задающего наибольшее отклонение рулевых поверхностей ЛА на кабрирование, согласования сигнала автоматического управления с сигналом ручного управления, если последний был выбран, а система дистанционного управления выполнена с возможностью принятия, в процессе автоматического увода, выбранного системой автоматического управления сигнала в качестве сигнала управления в продольном канале управления ЛА., средства индикации и сигнализации выполнены с возможностью индикации и сигнализации разрешения и предупреждения включения увода, необходимости увода от поверхности земли, направления увода.The specified technical result in terms of the device according to p. 10 of the claims is achieved by the fact that the multifunctional maneuverable aircraft with a collision avoidance system with the earth's surface, containing a comprehensive control system with a system for measuring air-speed parameters, an automatic control system and a remote control system with position sensors manual control of the aircraft, information management system with a computer system, indicators and alarms, comp Ex flight-navigation equipment with navigation sensors and means for storing and processing terrain data connected by information exchange channels, while means for storing and processing terrain data and means of indication and signaling are connected to a computer system, the automatic control system is connected to remote control system and a system for measuring air-speed parameters, the computer system is configured to calculate the loss of high When turning on automatic removal and calculating with its use the height of turning on automatic removal, generating a signal to turn on automatic removal from the ground when the aircraft is lowered to the height of turning on automatic removal, the means for storing and processing terrain data are made with the possibility of determining the maximum height of the terrain in the monitoring zone of the terrain, according to the invention, it is additionally equipped with a dangerous height master controlled by the crew, and a bl switch-on windows for automatic abduction by a controlled crew, position sensors of manual controls of an aircraft of the remote control system are connected to the automatic control system, and the computer system is configured to calculate the height of inclusion of automatic abduction taking into account the dangerous height set by the crew using a dangerous height adjuster and with the possibility of blocking the formation of a signal to enable automatic removal when the crew sets the dangerous height value, using by using a hazardous altitude adjuster greater than the current flight altitude relative to the maximum elevation height in the terrain monitoring zone, the computer system is also capable of setting several automatic removal paths, calculating altitude loss when turning on automatic removal for each automatic removal path, choosing as a path automatic trajectory on which the height loss when turning on the automatic traverse has a minimum value calculation, taking as a value the height loss when turning on the automatic removal of this minimum value and adjusting the selected trajectory of removal in terms of outputting the aircraft to a height exceeding the maximum height of the terrain in the monitoring zone of the terrain, calculating the amount of time remaining before turning on the automatic removal and forming from it taking into account warning alarms for issuing to the crew, generating signals about the need for withdrawal from the earth's surface and the direction of withdrawal for signaling and indie to the crew, determining the operability of information tools, the reliability of critical flight parameters, and forming, with their account, the sign of readiness to prevent collisions with the earth's surface, with which, even after the aircraft is pulled out to a greater dangerous height, they will form and display a sign of permission to prevent collisions with the earth's surface, and altitude loss when automatic withdrawal is turned on, the height of the automatic removal is turned on, the signal to turn on the automatic removal, indication and signaling signals take-off is formed if there is a sign of permission to prevent a collision with the earth's surface, determine safe flight conditions, form the path of automatic take-off with the withdrawal of the aircraft to these conditions during the automatic take-off and turn off the automatic take-off when the aircraft is brought to safe flight conditions, the automatic control system is capable of blocking enable automatic abduction by the crew using the toggle switch lock enable automatic abduction, bring aircraft to the horizontal flight and stabilization of the flight altitude after turning off the automatic landing, comparing the signals of manual and automatic control in the longitudinal control channel of the aircraft during automatic removal and selecting a signal that sets the maximum deviation of the steering surfaces of the aircraft for cabling, matching the automatic control signal with the manual control signal, if the latter was selected, and the remote control system is configured to accept, in the process of automatic withdrawal, selected by the automatic system eskogo control signal as a control in aircraft longitudinal control channel signal., and alarm indicating means are arranged to permit the display and alarm and warning enable withdrawal, necessary withdrawal from the ground, the direction of withdrawal.
Изобретение иллюстрируется графическими материалами, на которых изображено:The invention is illustrated by graphic materials, which depict:
- Фиг. 1 - Блок схема системы предупреждения столкновения пилотируемого летательного аппарата с земной поверхностью,- FIG. 1 - Block diagram of a collision avoidance system for a manned aircraft with the earth's surface,
- Фиг. 2 - Блок схема многофункционального маневренного самолета с системой предупреждения столкновения с земной поверхностью.- FIG. 2 - Block diagram of a multifunctional maneuverable aircraft with a collision avoidance system with the earth's surface.
- Фиг. 3 - Фрагмент математического моделирования.- FIG. 3 - A fragment of mathematical modeling.
Согласно предложенному способу предупреждения столкновения пилотируемого ЛА с земной поверхностью, определяют параметры положения и движения пилотируемого летательного аппарата, определяют максимальную высоту рельефа местности в зоне мониторинга рельефа местности, вычисляют потерю высоты при включении автоматического увода, с использованием которой вычисляют высоту включения автоматического увода, формируют сигнал на включение автоматического увода и осуществляют автоматический увод от поверхности земли при снижении ЛА до высоты включения автоматического увода, задают несколько траекторий автоматического увода, вычисляют потерю высоты при включении автоматического увода для каждой траектории автоматического увода, выбирают в качестве траектории автоматического увода траекторию, на которой величина потери высоты при включении автоматического увода имеет минимальное значение, принимают в качестве величины потери высоты при включении автоматического увода это минимальное значение и корректируют выбранную траекторию увода в части вывода ЛА на высоту, превышающую максимальную высоту рельефа местности в зоне мониторинга рельефа местности.According to the proposed method for preventing a collision of a manned aircraft with the earth's surface, the position and motion parameters of the manned aircraft are determined, the maximum elevation of the terrain in the monitoring zone of the terrain is determined, the loss of height is calculated when automatic retraction is turned on, using which the altitude of the automatic retraction is calculated, a signal is generated to turn on automatic withdrawal and carry out automatic withdrawal from the ground when the aircraft is lowered to high To enable automatic removal, set several automatic removal paths, calculate the loss of height when turning on automatic removal for each automatic removal path, select the path on which the value of height loss when turning on automatic removal has a minimum value, take as the loss value altitude when you turn on the automatic abduction is the minimum value and adjust the selected trajectory of abstraction in terms of the output of the aircraft to a height above Collapsing the maximum height of the terrain in the area of monitoring the relief areas.
Задают опасную высоту, с использованием которой вычисляют высоту включения автоматического уводаThe dangerous altitude is set, with which the altitude of the inclusion of automatic removal is calculated.
Вычисляют величину времени оставшегося до включения автоматического увода, с учетом которого формируют и выдают предупредительную сигнализацию экипажу.The amount of time remaining until the automatic withdrawal is turned on is calculated, taking into account which a warning signal is generated and issued to the crew.
Определяют исправность информационных средств, достоверность критических параметров полета, с учетом которых формируют признак готовности предупреждения столкновения пилотируемого летательного аппарата с земной поверхностью, с использованием которого и после вывода ЛА на высоту большую опасной формируют и индицируют признак разрешения предупреждения столкновения с земной поверхностью, а потерю высоты при включении автоматического увода, высоту включения автоматического увода, сигнал на включение автоматического увода, сигналы индикации и сигнализации увода формируют при наличии признака разрешения предупреждения столкновения с земной поверхностью.The serviceability of information tools, the reliability of critical flight parameters are determined, taking into account which they form a sign of preparedness for preventing a collision of a manned aircraft with the earth’s surface, using which, even after the aircraft is pulled to a high dangerous height, they form and display a sign of permission to prevent a collision with the earth’s surface, and loss of altitude when you turn on automatic removal, the height of the inclusion of automatic removal, a signal to enable automatic removal, signals and dikatsii signaling and slip form in the presence of feature permission avoid collision with the earth's surface.
Формируют и выдают сигнал экипажу о необходимости увода от поверхности земли и индикацию экипажу о направлении увода.Generate and give a signal to the crew about the need to withdraw from the surface of the earth and an indication to the crew about the direction of withdrawal.
Сравнивают сигналы ручного и автоматического управления в продольном канале управления ЛА в процессе автоматического увода и выбирают сигнал, задающий наибольшее отклонение рулевых поверхностей ЛА на кабрирование, согласовывают сигнал автоматического управления с сигналом ручного управления, если последний был выбран, и принимают выбранный сигнал в качестве сигнала управления в продольном канале управления ЛА.The signals of manual and automatic control in the longitudinal control channel of the aircraft are compared in the process of automatic removal and a signal is selected that sets the maximum deviation of the steering surfaces of the aircraft for cabling, the automatic control signal is matched with the manual control signal, if the latter was selected, and the selected signal is accepted as the control signal in the longitudinal control channel of the aircraft.
Система предупреждения столкновения летательного аппарата с земной поверхностью содержит (см. фиг. 1) измеритель воздушно-скоростных параметров 1, навигационную систему 2 с навигационными датчиками 3 и средствами для запоминания и обработки данных рельефа местности 4, управляющий вычислитель 5, систему автоматического управления 6, средства индикации и сигнализации 7, систему дистанционного управления 8 с датчиками положения органов ручного управления самолетом 9, систему ограничительных сигналов 10, задатчик опасной высоты управляемый экипажем 11.The collision avoidance system of an aircraft with the earth's surface contains (see FIG. 1) an air-
Первый и второй входы средств для запоминания и обработки данных рельефа местности 4 соединены с соответствующими выходами навигационных датчиков 3.The first and second inputs of means for storing and processing
Первый и второй выходы средств для запоминания и обработки данных рельефа местности 4 являются соответствующими выходами навигационной системы 2, третьим выходом которой является соответствующий выход навигационных датчиков 3.The first and second outputs of the means for storing and processing
Первый выход измерителя воздушно-скоростных параметров 1 соединен с первым входом управляющего вычислителя 5. Третий выход блока 3 соединен со вторым входом управляющего вычислителя 5, третий и четвертый входы которого соединены с первым и вторым выходами средств для запоминания и обработки данных рельефа местности 4 соответственно. Третий выход блока 3 соединен с первым входом системы автоматического управления 6, второй вход которой соединен с первым выходом управляющего вычислителя 5, третий вход - со вторым выходом измерителя воздушно-скоростных параметров 1, четвертый вход - с выходом датчиков положения органов ручного управления самолетом 9, а первый выход - со входом системы дистанционного управления 8. Первый, второй, третий, четвертый и пятый входы средств индикации и сигнализации 7 соединены с выходом измерителя воздушно-скоростных параметров 1, третьим выходом навигационной системы 2, вторым выходом управляющего вычислителя 5, вторым выходом системы автоматического управления 6, выходом задатчика опасной высоты 11 соответственно. Шестой и пятый входы управляющего вычислителя 5 соединены с выходами системы ограничительных сигналов 10 и задатчика опасной высоты 11.The first output of the meter of air-
Средства для запоминания и обработки данных рельефа местности 4 содержат запоминающее устройство базы данных рельефа местности 12, преобразователь навигационной информации 13, вычислитель границ зоны мониторинга 14, быстродействующее запоминающее устройство временной базы данных рельефа местности 15, формирователь данных мониторинга рельефа 16.Means for storing and processing
Первый вход преобразователя навигационной информации 13 является первым входом средств для запоминания и обработки данных рельефа местности 4, он соединен с первым выходом блока 3. Выход преобразователя навигационной информации 13 соединен с первыми входами вычислителя границ зоны мониторинга 14 и запоминающего устройства базы данных рельефа местности 12. Второй вход вычислителя границ зоны мониторинга 14, являющийся соответствующим входом средств для запоминания и обработки данных рельефа местности 4, соединен со вторым выходом блока 3. Выход вычислителя границ зоны мониторинга 14 соединен со вторым входом запоминающего устройства базы данных рельефа местности 12, первый выход которого соединен со входом быстродействующего запоминающего устройства временной базы данных рельефа местности 15, выход которого соединен со входом формирователя данных мониторинга рельефа 16. Выход формирователя данных мониторинга рельефа 16 является первым выходом средств для запоминания и обработки данных рельефа местности 4, он соединен с третьим входом запоминающего устройства базы данных рельефа местности 12. Второй выход блока 12 является вторым выходом средств для запоминания и обработки данных рельефа местности 4The first input of the
Управляющий вычислитель 5 содержит последовательно соединенные формирователь признака готовности предупреждения увода 17 и формирователь разрешения предупреждения увода 18, последовательно соединенные вычислитель располагаемой нормальной перегрузки автоматического управления 19, вычислитель потери высоты при включении увода 20, формирователь команд и сигналов автоматического управления уводом 21 и формирователь сигналов для индикации и сигнализации экипажу 22.The
Первый вход формирователя 17 является соответствующим входом управляющего вычислителя 5, он соединен с выходом измерителя воздушно-скоростных параметров 1 и первым входом блока 18. Второй вход формирователя 17 является соответствующим входом управляющего вычислителя 5, он соединен с третьим выходом блока 3. Третий вход формирователя 18 является соответствующим входом управляющего вычислителя 5, он соединен с выходом формирователя 16. Третий вход формирователя 17 является четвертым входом управляющего вычислителя 5, он соединен со вторым выходом блока 4. Четвертый вход формирователя 17 является пятым входом управляющего вычислителя 5, он соединен с одноименным входом блока 18 и выходом задатчика опасной высоты 11.The first input of the
Выход формирователя 17 соединен со вторым входом блока 18. Первый вход блока 19 соединен с одноименным входом блока 5, второй вход блока 19 соединен с выходом блока 17, третий вход блока 19 соединен с шестым входом блока 5 и выходом системы ограничительных сигналов 10. Выход блока 19 соединен с первым входом блока 20, второй вход которого соединен с одноименным входом вычислителя 5, а третий вход - с выходом блока 18. Первый, третий и пятый входы блока 21 соединены с одноименными входами вычислителя 5, второй вход блока 21 соединен с выходом блока 20, четвертый вход - с выходом блока 18. Первый выход блока 21 является первым выходом вычислителя 5, второй выход блока 21 соединен с первым входом блока 22. Второй вход блока 22 соединен с выходом блока 18, третий вход блока 22 соединен со вторым выходом блока 12, четвертый вход блока 22 соединен с третьим выходом блока 3, а выход является вторым выходом вычислителя 5.The output of the
Возможность осуществления изобретения иллюстрируется на примере системы предупреждения столкновения с землей маневренного самолета. Этот пример не должен рассматриваться ни как ограничивающий объем изобретения, ни как предпочтительная для всех случаев форма его реализации.The possibility of carrying out the invention is illustrated by the example of a collision avoidance system for a maneuverable aircraft. This example should not be construed either as limiting the scope of the invention, or as the preferred form of its implementation for all cases.
В измерителе воздушно-скоростных параметров 1 формируются: скоростной напор, приборная скорость, высота, угол атаки, их достоверности, исправность.In the meter of air-
В навигационных датчиках 3 формируются:In the navigation sensors 3 are formed:
- координаты местоположения ЛА в земной системе координат (ЗСК), координаты начала отсчета цифровой карты в ЗСК-1 выход;- coordinates of the location of the aircraft in the Earth's coordinate system (ZSC), the coordinates of the origin of the digital map in the ZSC-1 output;
- земная скорость ЛА, путевой угол, СКО определения координат ЛА (V, Ψ, σ) - 2 выход;- ground speed of the aircraft, ground angle, standard deviation for determining the coordinates of the aircraft (V, Ψ, σ) - 2 output;
- составляющие скорости, вертикальные скорость и ускорение ЛА (V, Vy, Ay), углы крена и наклона траектории (γ,θ), достоверности, исправность - 3 выход;- components of speed, vertical speed and acceleration of the aircraft (V, Vy, Ay), roll angles and inclination of the trajectory (γ, θ), reliability, serviceability - 3 output;
В системе ограничительных сигналов 10 формируется располагаемая нормальная перегрузка ЛА с использованием информации о скоростном напоре с блока 1.In the system of
Nурасп=Cypacп*q*К9;Nurasp = Cypacp * q * K9;
Где Сурасп - располагаемый коэффициент подъемной силы;Where Surasp is the available lift coefficient;
q - скоростной напор;q - velocity head;
К9 - константа для данного типа ЛА.K9 is a constant for this type of aircraft.
В преобразователе навигационной информации 13 осуществляется пересчет координат положения летательного аппарата с блока 3 из земной системы координат (ЗСК) в систему координат базы данных рельефа местности (цифровой карты местности - СКЦКМ), с учетом земных координат начала отсчета цифровой карты, которые поступают с первого выхода блока 3.In the
Текущие координаты местоположения самолета (ТКМС) в СКЦКМ поступают с выхода блока 13 в блок 14 и в блок 12, на втором выходе которого формируется высота рельефа местности, соответствующая ТКМС. Второй выход блока 12 является вторым выходом блока 4, который соединен с четвертым входом блока 5.The current coordinates of the location of the aircraft (TKMS) in the SCCCM come from the output of
В вычислителе 14 координаты границы зоны мониторинга в системе координат цифровой карты местности (СКЦКМ) вычисляются аналогично Заявке №2007119631 по следующей информации:In the
- времени упреждения (для маневренного ЛА Тu=10-15 сек);- lead time (for maneuverable aircraft Tu = 10-15 sec);
- земной скорости, путевом угле ЛА, погрешности счисления координат ЛА с блока 3;- Earth speed, ground angle of the aircraft, errors in the calculation of the coordinates of the aircraft from block 3;
- координатам местоположения ЛА в СКЦКМ с блока 13.- the coordinates of the location of the aircraft in the SCCC from
Указанные координаты границы зоны мониторинга в СКЦКМ поступают с первого выхода блока 14 в блок 12, откуда в блок 15 поступают значения высот рельефа местности для точек карты (элементов базы данных рельефа местности), лежащих внутри зоны мониторинга.The indicated coordinates of the border of the monitoring zone in the SCCCM come from the first output of
В формирователе данных мониторинга рельефа 16 осуществляется выбор наибольшего (Ymax) значения из значений высот рельефа, которые поступают на вход блока из быстродействующего запоминающего устройства временной базы данных рельефа местности 15. Величина Ymax поступает на третий вход блока 12, где определяются координаты местоположения соответствующей точки рельефа местности в СКЦКМ. Эти координаты поступают со второго выхода блока 12, являющегося вторым выходом блока 4, на четвертый вход блока 5.In the terrain
В формирователе признака готовности предупреждения столкновения с земной поверхностью 17 (далее по тексту признак готовности) проводится анализ:In the shaper of the sign of preparedness for preventing collisions with the earth's surface 17 (hereinafter referred to as the sign of readiness), an analysis is carried out:
- исправности (отсутствие отказов) информационных средств: измерителя воздушно-скоростных параметров 1, навигационной системы 2, средств для запоминания и обработки данных рельефа местности 4, системы ограничительных сигналов 10;- serviceability (no failures) of information tools: air-
- достоверности критических параметров (составляющие вектора скорости, угол крена, барометрическая высота, опасная высота);- reliability of critical parameters (components of the velocity vector, roll angle, barometric height, dangerous height);
Признак готовности функционирования устанавливается при наличии (И):A sign of operational readiness is established if (I) is present:
- достоверности критических параметров;- reliability of critical parameters;
- исправности необходимых информационных средств.- serviceability of the necessary information tools.
Признак готовности функционирования снимается при отсутствии (ИЛИ):The sign of operational readiness is removed in the absence of (OR):
- признака достоверности одного из критических параметров;- a sign of reliability of one of the critical parameters;
- исправности одного из необходимых информационных средств.- serviceability of one of the necessary information tools.
В блоке 18 формируется признак разрешения предупреждения увода. Признак разрешения предупреждения увода формируется (включается) при одновременном наличии условий (И):In
- после взлета абсолютная барометрическая высота должна быть более суммы опасной высоты и максимальной высоты рельефа в зоне мониторинга рельефа местности;- after takeoff, the absolute barometric altitude should be more than the sum of the dangerous altitude and the maximum elevation in the monitoring zone of the terrain;
- есть признак готовности.- there is a sign of readiness.
Признак разрешения предупреждения увода обнуляется при (ИЛИ): отсутствии признака готовности либо задании в полете значения опасной высоты, при котором абсолютная барометрическая высота меньше суммы опасной высоты и максимальной высоты рельефа в зоне мониторинга рельефа местности.The sign of permission to prevent the withdrawal is reset when (OR): if there is no sign of readiness or when the flight has a dangerous altitude value in which the absolute barometric altitude is less than the sum of the dangerous altitude and the maximum elevation in the monitoring zone.
В блоке 19, при наличии признака готовности с блока 17, формируется располагаемая нормальная перегрузка автоматического управления по информации о располагаемой нормальной перегрузке ЛА с блока 10:In
Ny распау (U18)=min (((U10-1)*K18+1), Nynp);Ny raspau (U18) = min (((U10-1) * K18 + 1), Nynp);
Где K18 - константа для данного типа ЛA; Ui - выход i-го блока.Where K18 is a constant for this type of aircraft; Ui is the output of the i-th block.
Nynp - расчетная максимальная нормальной перегрузка автоматического управления (функция от числа М для данного типа ЛА), которая формируется по информации с блоков 1, 10.Nynp is the estimated maximum normal automatic control overload (a function of the number M for a given type of aircraft), which is generated from information from
В блоке 20, при наличии разрешения с блока 18, осуществляется: вычисление потери высоты при включении автоматического увода для 2-х возможных вариантов формирования траектории увода, определяемых условиями и логикой включения продольного, бокового каналов САУ:In
- 1-й вариант предусматривает следующую последовательность этапов: приведение к нулевому крену, выход на перегрузку при угле крена меньшем 80 град., полет с располагаемой нормальной перегрузкой автоматического управления.- The 1st option provides for the following sequence of steps: reduction to zero roll, exit to overload at a roll angle of less than 80 degrees, flight with an automatic control that has normal overload.
- 2-й вариант предусматривает следующую последовательность этапов: выход на перегрузку, полет с располагаемой нормальной перегрузкой автоматического управления, а условия включения предусматривают наличие крутого пикирования.- The 2nd option provides for the following sequence of steps: exit to overload, flight with a disposable normal overload of automatic control, and switching conditions provide for a sharp dive.
Для каждого из вариантов вычисляется потеря высоты, являющаяся суммой потерь высот составляющих этапов. При этом используется информация о:For each of the options, the height loss is calculated, which is the sum of the height losses of the component stages. This uses information about:
- скорости, вертикальной скорости, углах крена и наклона траектории с блока 2;- speed, vertical speed, roll angles and inclination of the trajectory from
- располагаемой перегрузке автоматического управления с блока 19;- disposable automatic control overload from
- признаке разрешения предупреждения увода с блока 18- a sign of permission to prevent withdrawal from
Потеря высоты при включении автоматического увода приравнивается минимальному значению из величин потерь высоты обоих вариантов траекторий увода.The loss of height when you turn on automatic removal is equal to the minimum value of the magnitude of the loss of height of both options for the paths of removal.
В блоке 20 также определяется номер траектории, на которой достигается минимальная потеря высоты при включении автоматического увода.In
№ траектории=1 если Нпв1<Нпв2, иначе № траектории=2Trajectory number = 1 if Нпв1 <Нпв2, otherwise the trajectory number = 2
Моделирование различных условий полета показало:Simulation of various flight conditions showed:
- в условиях нисходящих маневров (пикирование с различными кренами, бочки …) минимальная потеря высоты имела место для 1-го варианта траектории увода;- in conditions of downward maneuvers (diving with different rolls, barrels ...) the minimum loss of height took place for the 1st variant of the trajectory of withdrawal;
- в условиях переворота при углах пикирования близких к 90 град минимальная потеря высоты имела место для 2-го варианта траектории увода.- under the conditions of a coup diving angle close to 90 degrees, the minimum loss of height occurred for the 2nd variant of the trajectory of withdrawal.
То есть при такой логике удается минимизировать расчетную потерю высоты при включении увода для возможных условий маневрирования ЛА и за счет этого исключить «ложные» срабатывания увода.That is, with this logic, it is possible to minimize the estimated loss of altitude when turning on the retraction for possible conditions for maneuvering the aircraft and thereby eliminate “false” retraction operations.
В обоих вариантах траектории увода есть этап полета с располагаемой нормальной перегрузкой автоматического управления, от величины которой зависит потеря высоты на этом этапе увода: чем меньше перегрузка, тем больше потеря высоты.In both versions of the trajectory, there is a flight stage with a normal automatic overload at the disposal of the automatic control, the magnitude of which determines the loss of height at this stage of removal: the smaller the overload, the greater the loss of height.
Величина располагаемой нормальной перегрузки автоматического управления поступает в блок 20 с блока 19.The value of the available normal overload of the automatic control enters block 20 from
В блоке 21, при наличии разрешения с блока 18, команда на включение автоматического увода формируется путем сравнения абсолютной барометрической высоты полета с измерителя 1 (Нб) с высотой включения автоматического увода (Hay):In
Нб≤Нау;Nb≤Now;
Где Нау=Ноп+Ymax+Нпв;Where Nau = Nop + Ymax + Npv;
Hоп - опасная высота с блока 11;Hop - dangerous height from
Hпв - потеря высоты при включении автоматического увода с блока 20;Hpv - loss of height when you turn on the automatic removal from
Ymax - максимальная высота рельефа местности в зоне мониторинга с блока 16;Ymax - the maximum height of the terrain in the monitoring zone from
Снятие (выключение) команды увода осуществляется при выводе ЛА в безопасные условия полета, которые определяются:Removal (off) of the abduction command is carried out when the aircraft is withdrawn to safe flight conditions, which are determined by
- величина угла наклона траектории большая θb град.;- the value of the angle of inclination of the trajectory is large θb deg .;
- абсолютная величина угла крена меньшей Gab град;- the absolute value of the angle of heel less Gab deg;
- величина высоты оставшейся до включения увода большая Hbz (Host>Hbz), где .Host=Нб - Hay; Hbz-const.- the value of the height remaining before turning on the drive is large Hbz (Host> Hbz), where .Host = Нб - Hay; Hbz-const.
В блоке 21 также формируются сигналы траекторного управления по информации с блоков 1,2 и признак управления по крену в процессе автоматического увода.In
Для траектории 2 формируются:For
- нулевой признак управления по крену;- zero roll control sign;
- заданный угол наклона траектории, (Θзад), соответствующий приведенной высоте рельефа (HzUm).- a given angle of inclination of the trajectory, (ад back), corresponding to the reduced elevation of the relief (HzUm).
Приведенная высота рельефа местности (HzUm) вычисляется путем суммирования:The reduced elevation of the terrain (HzUm) is calculated by summing:
- максимальной высоты рельефа местности (мажоранты) в зоне мониторинга (Ymax);- the maximum height of the terrain (majorants) in the monitoring zone (Ymax);
- опасной высоты относительно подстилающей поверхности (Hоп);- a dangerous height relative to the underlying surface (Hop);
- дополнительного запаса по высоте - Hescd=const,.- additional margin in height - Hescd = const ,.
Здесь HzUm=hpszMaxi+Hоп+Hescd.Here HzUm = hpszMaxi + Hop + Hescd.
Θзад=(HzUm-Hб)/(V*Th)*57.3 (градусы).Адset = (HzUm-Hb) / (V * Th) * 57.3 (degrees).
Th - константа для данного типа ЛА.Th is a constant for this type of aircraft.
Для траектории 1 формируются:For
- признак управления по крену;- sign of roll control;
- заданный крен формируется равным нулю (Gазад=0);- the given roll is formed equal to zero (Gad = 0);
- при крене меньшем 80 град формируется заданный угол наклона траектории (Θзад), величина которого вычисляется аналогично траектории 2.- when the roll is less than 80 degrees, the specified angle of inclination of the trajectory (Θ back) is formed, the value of which is calculated similarly to
Система автоматического управления 6 при поступлении команды «Увод» с блока 21 осуществляет:The
A) В боковом канале:A) In the side channel:
- при нулевом признаке управления по крену (с блока 21) - обнуляет выходной сигнал САУ в боковом канале;- at zero sign of roll control (from block 21) - resets the ACS output signal in the side channel;
- при наличии признака управления по крену - приведение ЛА к нулевому крену.- if there is a sign of roll control - bringing the aircraft to zero roll.
Б) В продольном канале:B) In the longitudinal channel:
- вывод ЛА на заданный с блока 21. угол наклона траектории;- the conclusion of the aircraft at a given angle from the
- сравнение выходного сигнала САУ и сигнала с датчиков положения РУС (по тангажу) 9 и выбор сигнала, доставляющего максимальное отклонение рулевых поверхностей на кабрирование, с использованием устройств выбора максимального/минимального сигнала;- comparison of the output signal of the ACS and the signal from the position sensors of the RUS (pitch) 9 and the selection of a signal that delivers the maximum deviation of the steering surfaces for cabling, using devices for selecting the maximum / minimum signal;
- согласование выходного сигнала САУ с сигналом ручного управления, если он был выбран, путем подключения рассогласования сигналов (с необходимым коэффициентом) на вход выходного интегратора продольного канала САУ.- matching the output signal of the ACS with the manual control signal, if one was selected, by connecting the signal mismatch (with the necessary coefficient) to the input of the output integrator of the ACS longitudinal channel.
Таким образом, при совместном с экипажем (комбинированном) управлении ЛА в процессе увода в продольном канале обеспечивается выбор максимального сигнала (РУС, САУ) на кабрирование и исключение сигнала РУС на пикирование либо на уменьшение сигнала на кабрирование, что существенно повышает эффективность комбинированного управления и безопасность полета.Thus, with joint (combined) control of the aircraft during the withdrawal in the longitudinal channel, it is possible to select the maximum signal (RUS, ACS) for cabling and exclude the RUS signal for diving or for decreasing the signal for cabling, which significantly increases the combined control efficiency and safety flight.
B). В канале управления тягой силовых установок - стабилизацию скорости полета в заданном диапазоне скоростей, например (150-200 м/с).B) In the thrust control channel of power plants - stabilization of flight speed in a given speed range, for example (150-200 m / s).
САУ 6 при снятии команды «Увод» с блока 21 осуществляет:Self-propelled
- приведение ЛА к горизонту с последующей стабилизацией барометрической высоты и курса.- bringing the aircraft to the horizon with subsequent stabilization of the barometric altitude and course.
В СДУ 8 по признаку автоматического увода с блока 21 осуществляется:In
В боковом канале:In the side channel:
- управление рулевыми приводами по сигналам САУ;- steering control by ACS signals;
- управление рулевыми приводами по сигналам РУС при нулевом выходном сигнале САУ.- steering gear control according to RUS signals at zero output signal of self-propelled guns.
В продольном канале:In the longitudinal channel:
- управление рулевыми приводами по сигналу (РУС или САУ), доставляющему максимальное отклонение рулевых поверхностей на кабрирование и выбранному в САУ.- steering gear control by signal (RUS or self-propelled guns) delivering the maximum deviation of steering surfaces for cabling and selected in self-propelled guns.
В блоке 22, при наличии сигнала разрешения с блока 18,. осуществляется формирование сигналов для индикации и сигнализации экипажу.In
Сигнал «Предупреждение увода» формируется при наличии сигнала разрешения с блока 18. Уменьшение значения сигнала (перемещение символа по экрану) происходит пропорционально уменьшению времени, оставшемуся до включения увода,The “Warning of withdrawal” signal is generated when there is a permission signal from
Время, оставшееся до включения автоматического увода, вычисляется как отношение высоты, оставшейся до включения автоматического увода с блока 21, к вертикальной скорости сближения ЛА с земной поверхностью. (Tost=Host/ Vys).The time remaining until the automatic drift is turned on is calculated as the ratio of the height remaining before the automatic drift from
Где Vys - вертикальная скорость сближения ЛА с земной поверхностью.Where Vys is the vertical speed of the aircraft approaching the earth's surface.
Vys=Vyr-Vy, где Vyr - вертикальная скорость (уклон) рельефа (вычисляется по значениям высот и координат 2-х точек в зоне мониторинга рельефа местности с блока 4: точки с ТКМС и точки с высотой равной Ymax), Vy - вертикальная скорость ЛА с блока 2.Vys = Vyr-Vy, where Vyr is the vertical speed (slope) of the relief (calculated from the values of the heights and coordinates of 2 points in the monitoring zone of the terrain from block 4: points with TCMS and points with a height equal to Ymax), Vy is the vertical speed Aircraft from
При величине времени, меньшей заданного, формируется сигнал для предупредительной сигнализации экипажу.When the value is less than the specified time, a signal is generated for the warning signal to the crew.
Признак направления увода имеет четыре значения: 0, 1, 4, 5.The sign of the direction of withdrawal has four meanings: 0, 1, 4, 5.
Значение 0 (стрелка отсутствует) формируется при РК «УВОД «=0 (с блока 21) ИЛИ при РК «УВОД»=1 И Θ≥Θзад-2 (град),The value 0 (no arrow) is formed when RK "REMOVAL" = 0 (from block 21) OR when RK "REMOVAL" = 1 AND Θ≥Θzad-2 (deg),
где Θзад - заданный угол наклона траектории с блока 21; Θ - угол наклона траектории с блока 2where адset - a given angle of inclination of the trajectory from
При РК «УВОД «=1 И Θ<Θзад-2 (град):When RK "ABOVE" = 1 AND Θ <Θzad-2 (city):
значение 1 (стрелка вверх) формируется при abs(γ)≤30 град;the value 1 (up arrow) is formed at abs (γ) ≤30 deg;
значение 5 (стрелки: вверх, влево) при γ>30 град;value 5 (arrows: up, left) for γ> 30 deg;
значение 4 (стрелки: вверх, вправо) при γ<-30 град.value 4 (arrows: up, right) at γ <-30 deg.
Где γ - угол крена с блока 2.Where γ is the angle of heel from
В блоке 7 формируются и индицируются по информации с блока 22 символы:In
- предупреждения увода;- avoidance warnings;
- необходимости увода;- the need for withdrawal;
- направления увода;- directions of withdrawal;
Также в блоке 7 формируется предупредительная сигнализация и сигнализация увода.Also in
Многофункциональный маневренный самолет (Фиг. 2) содержит комплексную систему управления 23, включающую систему автоматического управления 24, систему дистанционного управления 25 с датчиками положения органов ручного управления самолетом 26, систему измерения воздушно-скоростных параметров 27, систему ограничительных сигналов 28, информационно управляющую систему 29 с вычислительной системой 30, средствами индикации, сигнализации и управления 31 с задатчиком опасной высоты управляемым экипажем 32, комплекс пилотажно-навигационного оборудования 33 с навигационными датчиками 34 и средствами для запоминания и обработки данных рельефа местности 35, соединенные каналами информационного обмена, тумблер блокировки включения автоматического увода управляемый экипажем 36, соединенный с комплексной системой управления 23.A multifunctional maneuverable aircraft (Fig. 2) contains an
Вычислительная система 30 соединена входами с системой измерения воздушно-скоростных параметров 27, системой ограничительных сигналов 28, средствами индикации, сигнализации и управления 31, средствами для запоминания и обработки данных рельефа местности 35, навигационными датчиками 34, а выходами с системой автоматического управления 24, средствами индикации, сигнализации и управления 31.
Тумблер блокировки включения автоматического увода управляемый экипажем 36 введен для расширения возможностей экипажа (в условиях хорошей видимости, необходимости полета на предельно малых высотах). При активации тумблера 36 обеспечивается выдача индикации и сигнализации.The crew lock-up toggle lock switch operated by
Эффективность использования системы предупреждения столкновения летательного аппарата с земной поверхностью подтверждена результатами математического моделирования в эксплуатационном диапазоне скорости полета, углов крена и тангажа, с использованием цифровой карты рельефа местности.The effectiveness of using the aircraft collision avoidance system with the earth's surface is confirmed by the results of mathematical modeling in the operational range of flight speed, roll angles and pitch, using a digital terrain map.
На фиг. 3 представлен фрагмент математического моделирования - процесс пикирования ЛА с углом наклона траектории 30 град, при полете над пересеченным рельефом местности, Ноп=100 м.In FIG. Figure 3 shows a fragment of mathematical modeling - the process of diving an aircraft with an angle of inclination of the trajectory of 30 degrees, when flying over a rugged terrain, Nop = 100 m.
Итоговые характеристики представлены в таблице.The final characteristics are presented in the table.
Где:Where:
Wkm=480 км/час - земная скорость на момент начала увода ЛА;Wkm = 480 km / h - the earth's speed at the time of the start of the abduction of the aircraft;
Hsam=850 m - абсолютная высота на момент начала увода ЛА;Hsam = 850 m - the absolute height at the time of the start of the abduction of the aircraft;
Unt=-30 градусов - угол наклона траектории на момент начала увода ЛА;Unt = -30 degrees - the angle of inclination of the trajectory at the time of the start of the aircraft;
Wy=- 66 м/с - вертикальная скорость на момент начала увода ЛА;Wy = - 66 m / s - vertical speed at the time of the start of the aircraft withdrawal;
Ау=-2.3 м/с2 - вертикальное ускорение на момент начала увода ЛА;Au = -2.3 m / s2 - vertical acceleration at the time of the start of the aircraft withdrawal;
Nyma=3.2 - максимальная нормальная перегрузка;Nyma = 3.2 - maximum normal overload;
Vmin=400 км/час - минимальное значение земной скорости;Vmin = 400 km / h - the minimum value of the earth's speed;
Hmi=405 м - минимальная высота ЛА относительно рельефа.Hmi = 405 m - the minimum height of the aircraft relative to the terrain.
Летные испытания многофункционального маневренного самолета с системой предупреждения столкновения с земной поверхностью показали:Flight tests of a multifunctional maneuverable aircraft with a collision avoidance system with the earth's surface showed:
- повышение адекватности (своевременности) принятия решения о необходимости увода от столкновения с землей при маневрировании вблизи земли;- increasing the adequacy (timeliness) of the decision on the need to avoid collision with the ground when maneuvering near the ground;
- расширение разрешенной области безопасного маневрирования вблизи земли;- expansion of the permitted area for safe maneuvering near the ground;
- улучшение информационной осведомленности экипажа;- improving crew awareness;
- повышение эффективности совместного с экипажем (комбинированного) управления ЛА при уводе.- improving the effectiveness of joint with the crew (combined) control of the aircraft during withdrawal.
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017128295A RU2664090C1 (en) | 2017-08-08 | 2017-08-08 | Method and system of prevention of the manned flying machine collision with the earth surface, multifunctional, maneuvered airplane with the warning system of collision with earth surface |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017128295A RU2664090C1 (en) | 2017-08-08 | 2017-08-08 | Method and system of prevention of the manned flying machine collision with the earth surface, multifunctional, maneuvered airplane with the warning system of collision with earth surface |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2664090C1 true RU2664090C1 (en) | 2018-08-15 |
Family
ID=63177316
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017128295A RU2664090C1 (en) | 2017-08-08 | 2017-08-08 | Method and system of prevention of the manned flying machine collision with the earth surface, multifunctional, maneuvered airplane with the warning system of collision with earth surface |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2664090C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5892462A (en) * | 1995-06-20 | 1999-04-06 | Honeywell Inc. | Adaptive ground collision avoidance system |
EP1329863A1 (en) * | 2002-01-19 | 2003-07-23 | Saab Ab | Aircraft collision avoidance calculation method and system |
RU2262746C1 (en) * | 2004-06-10 | 2005-10-20 | ЗАО "ВНИИРА-Навигатор" | Method for preventing aircraft from colliding with ground and device based on said method |
RU2368954C2 (en) * | 2007-05-28 | 2009-09-27 | Лев Михайлович Козиоров | Method and system for prevention of aircraft collision with terrain relief |
RU2550887C2 (en) * | 2013-06-13 | 2015-05-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственный комплекс "ЭЛАРА" имени Г.А. Ильенко" (ОАО "ЭЛАРА") | On-board integrated crew support information system and cognitive format of presenting flight information at take-off phase of multi-engine aircraft |
-
2017
- 2017-08-08 RU RU2017128295A patent/RU2664090C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5892462A (en) * | 1995-06-20 | 1999-04-06 | Honeywell Inc. | Adaptive ground collision avoidance system |
EP1329863A1 (en) * | 2002-01-19 | 2003-07-23 | Saab Ab | Aircraft collision avoidance calculation method and system |
RU2262746C1 (en) * | 2004-06-10 | 2005-10-20 | ЗАО "ВНИИРА-Навигатор" | Method for preventing aircraft from colliding with ground and device based on said method |
RU2368954C2 (en) * | 2007-05-28 | 2009-09-27 | Лев Михайлович Козиоров | Method and system for prevention of aircraft collision with terrain relief |
RU2550887C2 (en) * | 2013-06-13 | 2015-05-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственный комплекс "ЭЛАРА" имени Г.А. Ильенко" (ОАО "ЭЛАРА") | On-board integrated crew support information system and cognitive format of presenting flight information at take-off phase of multi-engine aircraft |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2550887C2 (en) | On-board integrated crew support information system and cognitive format of presenting flight information at take-off phase of multi-engine aircraft | |
US7379796B2 (en) | Low-altitude flight guidance system, warning system for low-altitude flight guidance, warning generator for low-altitude flight guidance and method for low-altitude flight guidance | |
US9132912B2 (en) | Automated take off control system and method | |
US9633567B1 (en) | Ground collision avoidance system (iGCAS) | |
RU2343528C1 (en) | Method and system for deviation from collisions for aircraft | |
US5892462A (en) | Adaptive ground collision avoidance system | |
US7852236B2 (en) | Aircraft synthetic vision system for approach and landing | |
US7881866B2 (en) | Airborne system for preventing collisions of an aircraft with the terrain | |
EP3012590B1 (en) | System and method for displaying runway landing information | |
US8315787B2 (en) | Method and system for display of guidance reference for traffic situational awareness | |
CN108069041B (en) | System and method for displaying runway extension information | |
CA2870979C (en) | Systems and methods for providing landing exceedance warnings and avoidance | |
US20070027588A1 (en) | Aircraft flight safety device and method which are intended for an aircraft flying in instrument meteorological conditions and which are used independently of instrument flight infrastructure | |
EP2674723A2 (en) | Systems and methods for unmanned aircraft system collision avoidance | |
US20190162555A1 (en) | System and method for 3d flight path display | |
US10024686B2 (en) | Method of approaching a platform | |
WO1998038619A1 (en) | Apparatus for indicating air traffic and terrain collision threat to an aircraft | |
GB2453854A (en) | Fully-automated flight management system for aircraft | |
RU2301456C1 (en) | Method of prevention of collision of flying vehicle with ground and device functioning on basis of this method | |
EP3477261B1 (en) | Flight instrument warning display | |
KR101274172B1 (en) | Collision avoidance device and collision avoidance method | |
US9984581B2 (en) | Method and a system for assisting piloting to avoid an obstacle with a rotorcraft | |
US8504224B2 (en) | Method of monitoring atmospheric areas for an aircraft | |
RU49297U1 (en) | INFORMATION AND MANAGEMENT COMPLEX OF AIRCRAFT | |
RU2664090C1 (en) | Method and system of prevention of the manned flying machine collision with the earth surface, multifunctional, maneuvered airplane with the warning system of collision with earth surface |