RU2707091C1 - Aircraft flight-and-navigation system - Google Patents

Aircraft flight-and-navigation system Download PDF

Info

Publication number
RU2707091C1
RU2707091C1 RU2019112313A RU2019112313A RU2707091C1 RU 2707091 C1 RU2707091 C1 RU 2707091C1 RU 2019112313 A RU2019112313 A RU 2019112313A RU 2019112313 A RU2019112313 A RU 2019112313A RU 2707091 C1 RU2707091 C1 RU 2707091C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
flight
unit
navigation
Prior art date
Application number
RU2019112313A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Иванович Мелехов
Оксана Валентиновна Скуднева
Владимир Константинович Вороницын
Валентин Васильевич Корнейчук
Владислав Кириллович Скуднев
Татьяна Витальевна Тюрикова
Екатерина Владимировна Сазанова
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Северный (Арктический) федеральный университет имени М. В. Ломоносова»
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 автономное образовательное учреждение высшего образования «Северный (Арктический) федеральный университет имени М. В. Ломоносова» filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Северный (Арктический) федеральный университет имени М. В. Ломоносова»
Priority to RU2019112313A priority Critical patent/RU2707091C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2707091C1 publication Critical patent/RU2707091C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C23/00Combined instruments indicating more than one navigational value, e.g. for aircraft; Combined measuring devices for measuring two or more variables of movement, e.g. distance, speed or acceleration

Abstract

FIELD: flight control and navigation systems.
SUBSTANCE: invention relates to a flight-and-navigation system of a transport aircraft. Digital flight-and-navigation system of transport aircraft comprises equipment of current flight-navigation parameters (ACF) for determination of gyroscope, measurement of air speed, barometric height, relative height from radio altimeter, heading measurement equipment based on a gyroscopic sensor and an on-board digital computer (OBDC) for calculating coordinates of air-borne numbering and performing piloting and navigation, a channel switching unit (CSU), a command execution unit (CEU), an aircraft (AC) control system, a two-way radio communication receiver-transmitter system (RTS) with a control panel at the initial route point (IRP) and a control panel at the final route point (FRP). Digital flight-and-navigation system of transport aircraft additionally includes direction gyroscope (DG), detachable initial parking course (EUC) exhibition unit, course setting / magnetic declination setting device (CS/MDSD), course correction unit (CCU), flight navigation data unit (FDU), cargo release unit (CRU), cargo release node (CRN).
EFFECT: providing unmanned control of a transport aircraft, high accuracy and independence of a pilot-navigation system of an aircraft and safety of its piloting.
1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области приборостроения, а именно, к пилотажно-навигационному оборудованию транспортных беспилотных летательных аппаратов, самолетов и вертолетов, предназначенных для служб МЧС, лесопромышленного комплекса и в качестве дублирующего средства для пилотируемых летательных аппаратов в случае отсутствия средств радиокоррекции [1].The invention relates to the field of instrumentation, namely, to flight and navigation equipment of transport unmanned aerial vehicles, airplanes and helicopters intended for services of the Ministry of Emergencies, forestry complex and as a backup for manned aircraft in the absence of radio correction means [1].

Известна пилотажно-навигационная система транспортного летательного аппарата [2], содержащая предназначенную для выполнения функций двух пилотов аппаратуру текущих пилотажно-навигационных параметров (АТПН) для измерения курса, углов крена и тангажа, воздушной скорости, барометрической высоты, высоты посредством радиовысотомера, для определения координат посредством радиосистем, индикатор пилотажно-навигационной обстановки (ИПНО) и блок формирования команд (БФК) в кабине экипажа, блок коммутации (БК), блок исполнения команд (БИК), систему радиосвязи с приёмником-передатчиком (ПП) связи с пультом управления на начальном пункте маршрута (НПМ) и пультом управления на конечном пункте маршрута (КПМ), причём выход БК подключен к входу БИК, при этом в ней в качестве исполнителя функций второго пилота выполнен автоматический навигатор в составе курсовой системы (КС), спутниковой навигационной системы (СНС), блока программы маршрута (БПМ), бортовой цифровой вычислительной машины (БЦВМ), первого преобразователя сигналов (ПС-1), второго преобразователя сигналов (ПС-2), причём выход БФК подключен к одному из входов БК, выходы устройств АТПН подключены к входам ПС-1, выходы ПС-1, БПМ, СНС, КС, ПП подключены к входам БЦВМ, выход БЦВМ подсоединён к входу ПС-2, выход ПС-2 подключен к ИПНО и второму входу БК. Known aeronautical navigation system of a transport aircraft [2], containing designed to perform the functions of two pilots equipment current aeronautical navigation parameters (ATPN) for measuring heading, roll and pitch angles, airspeed, barometric altitude, altitude by means of a radio altimeter, to determine coordinates by means of radio systems, an indicator of the flight-navigation situation (IPNO) and a command generation unit (BFC) in the cockpit, a switching unit (BC), a command execution unit (BIC), a system in radio communication with the transmitter-receiver (PP), the communication with the control panel at the starting point of the route (NPM) and the control panel at the final point of the route (KPM), and the output of the BC is connected to the input of the BIC, while in it as the executor of the functions of the second pilot automatic navigator as part of the course system (CS), satellite navigation system (SSS), route program block (BPM), on-board digital computer (BTsVM), first signal converter (PS-1), second signal converter (PS-2), moreover, the output of BFK p connected to one of the inputs of the BC, the outputs of the ATPN devices are connected to the inputs of PS-1, the outputs of PS-1, BPM, SNS, KS, and PP are connected to the inputs of the digital computer, the output of the digital computer is connected to the input of PS-2, the output of PS-2 is connected to IPNO and the second input of the BC.

Такая пилотажно-навигационная система транспортного летательного аппарата характеризуется наличием членов экипажа для решения задач пилотирования. Such a flight navigation system of a transport aircraft is characterized by the presence of crew members for solving piloting problems.

Наиболее близкой по технической сущности является пилотажно-навигационная система транспортного летательного аппарата [3], содержащая цифровую аппаратуру текущих пилотажно–навигационных параметров для измерения курса, углов крена, тангажа, инерциальных скоростей (ИС-1), (ИС-2), воздушной скорости, барометрической высоты (СВС), относительной высоты от радиовысотомера (РВ), для определения координат посредством инерциальных и радио систем, блок коммутации (БК), цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), блок исполнения команд (БИК), систему радиосвязи с приемником-передатчиком (ПП) связи с пультом управления на начальном пункте маршрута (НПМ) и пультом управления на конечном пункте маршрута (КПМ), причем выход БК подключен к входу ЦАП, выход которого подключен ко входу БИК, при этом в нее введены спутниковая навигационная система (СНС), блок программы маршрута (БПМ), блок взлета посадки (БВП), выполнены первый и второй автоматические навигаторы (АН), при этом первый АН выполнен в составе первой бортовой цифровой вычислительной машины (БЦВМ-1), первой инерциальной системы ИС-1 и первого канала блока взлета-посадки БВП, второй АН выполнен в составе второй бортовой цифровой вычислительной машины (БЦВМ-2), второй инерциальной системы ИС-2 и второго канала блока взлета-посадки БВП, выходы СВС, РВ подключены к входам БЦВМ-1, БЦВМ-2, выход ИС-1 подключен к БЦВМ-1 и к первому входу БВП, а одни из выходов БПМ, СНС и ПП подключены к входам БЦВМ-1, выход ИС-2 подключен к БЦВМ-2 и ко второму входу БВП, а другие выходы БМП, СНС и ПП подключены к входам БЦВМ-2, выход БВП подключен к входам БЦВМ-1, БЦВМ-2, ПП: БЦВМ-1 подключен к первому входу БК, выход БЦВМ-2 подключен ко второму входу БК, один из выходов каждой из БЦВМ-1 и БЦВМ-2 подключен к входу другой или БЦВМ-1, или БЦВМ-2. БЦВМ-1 и БЦВМ-2 соединены с ПП двухсторонней связью. The closest in technical essence is the flight-navigation system of a transport aircraft [3], which contains digital equipment for the current flight-navigation parameters for measuring heading, roll angles, pitch, inertial speeds (IS-1), (IS-2), airspeed , barometric altitude (SHS), relative altitude from a radio altimeter (RV), for determining coordinates by inertial and radio systems, a switching unit (BC), a digital-to-analog converter (DAC), a command execution unit (BIC), a p system the communication with the receiver-transmitter (PP) of communication with the control panel at the starting point of the route (NPM) and the control panel at the final point of the route (KPM), and the output of the BC is connected to the input of the DAC, the output of which is connected to the input of the BIC, while satellite navigation system (SNA), route program block (BPM), landing take-off block (BVP), the first and second automatic navigators (AN) are made, while the first AN is made as part of the first on-board digital computer (BTsVM-1), the first inertial system IS-1 and first channel of the BVP take-off and landing block, the second AN is made up of the second onboard digital computer (BTsVM-2), the second inertial system IS-2 and the second channel of the BVP take-off and landing block, the SVS, RV outputs are connected to the BTsVM-1 inputs, BTsVM-2, the output of IS-1 is connected to the BTsVM-1 and to the first input of the BVP, and some of the outputs of the BPM, SNA and PP are connected to the inputs of the BTsVM-1, the output of IS-2 is connected to the BTsVM-2 and to the second input of the BVP, and the other outputs of the BMP, SNA and PP are connected to the inputs of the BTsVM-2, the output of the BVP is connected to the inputs of the BTsVM-1, BTsVM-2, PP: BTsVM-1 is connected to the first input of the BC, the output is BTsV M-2 is connected to the second input of the BC, one of the outputs of each of the BTsVM-1 and BTsVM-2 is connected to the input of the other or BTsVM-1, or BTsVM-2. BTsVM-1 and BTsVM-2 are connected to the PP with two-way communication.

Такая цифровая пилотажно-навигационная система характеризуется необходимостью иметь в ее двухканальном составе инерциальные системы и Such a digital navigation and navigation system is characterized by the need to have inertial systems and

приемник спутниковой навигационной системы для коррекции полета летательного аппарата по заданному маршруту с гарантией автоматической безопасной посадки тяжелого транспортного летательного аппарата на конечной точке маршрута, при этом такая пилотажно-навигационная система имеет значительную массу и стоимость приборного оборудования.a satellite navigation system receiver for correcting the flight of an aircraft along a given route with a guarantee of automatic safe landing of a heavy transport aircraft at the end point of the route, while such a flight navigation system has a significant weight and cost of instrumentation.

Технический результат предлагаемого решения заключается в обеспечении беспилотного управления транспортным летательным аппаратом с применением одноканальной цифровой пилотажно-навигационной системы на основе использования стабилизированного в пространстве гироскопического датчика курса для повышения точности и автономности навигации, снижения массы и стоимости приборного оборудования, повышения безопасности полета летательного аппарата в зону работы пульта управления на конечном пункте маршрута.The technical result of the proposed solution is to provide unmanned control of a transport aircraft using a single-channel digital flight-navigation system based on the use of a gyroscopic heading sensor stabilized in space to increase the accuracy and autonomy of navigation, reduce the weight and cost of instrumentation, and increase the safety of flight of an aircraft into the zone operation of the control panel at the final destination

Данный технический результат достигается в пилотажно-навигационной системе транспортного летательного аппарата, содержащей цифровую аппаратуру текущих пилотажно-навигационных параметров для определения авиагоризонта, измерения воздушной скорости, барометрической высоты, относительной высоты от радиовысотомера (АТП), аппаратуру измерения курса на основе гироскопического датчика и бортовую цифровую вычислительную машину (БЦВМ) для вычисления координат курсо-воздушного счисления, осуществления пилотирования и навигации, блок переключения каналов (БПК), блок исполнения команд (БИК), систему управления летательным аппаратом (ЛА), блок приема-передачи команд (ППК), пульт управления на начальном (НПК) и пульт управления на конечном (КПМ) пункте маршрута, блок сброса груза (БСГ), узел сброса груза (УСГ), при этом выход БПК подключен к входу БИК, выход БИК подключен к системе управления летательного аппарата ЛА, выход БЦВМ подключен к первому входу БПК и к входу ППК, первый выход ППК подключен к первому входу БЦВМ, второй выход ППК подключен ко второму входу БПК, третий выход ППК подключен к третьему входу БПК и к входу БСГ, блок ППК и пульт управления НПМ, блок ППК и пульт управления КПМ соединены между собой двухсторонней радиосвязью, при этом в нее введен гироскоп направления (ГН), введен съемный блок выставки начального стояночного курса (БВК),блок This technical result is achieved in the flight-navigation system of a transport aircraft containing digital equipment of the current flight-navigation parameters for determining the horizon, measuring airspeed, barometric altitude, relative altitude from the radio altimeter (ATP), heading measuring equipment based on a gyroscopic sensor and on-board digital a computer (BCM) for calculating the coordinates of the heading, calculating and navigating, transfer unit channels (BOD), command execution unit (BIC), aircraft control system (LA), command reception and transmission unit (PPC), control panel at the initial (NPK) and control panel at the final (KPM) route point, reset unit cargo (BSG), cargo dumping unit (USG), while the output of the BOD is connected to the input of the BIC, the output of the BIC is connected to the control system of the aircraft, the output of the BCVM is connected to the first input of the BOD and to the input of the control panel, the first output of the control panel is connected to the first input BTsVM, the second output of the control panel is connected to the second input of the BOD, the third output of the control panel is connected to the third input of the BOD and to the input of the BSG, the control panel and the control panel of the NPM, the control panel and the control panel of the CPM are interconnected by two-way radio communication, a directional gyroscope (GN) is inserted into it, a removable block of the exhibition of the initial parking course (BVC) is introduced ,block

задатчика курса/задатчика магнитного склонения (ЗК/ЗМС), блок коррекции курса (БКК), блок пилотажно-навигационных данных (БПД), при том, что конструкция блока БВК механически жестко подключается с помощью реперных штырей БВК к реперным отверстиям летательного аппарата, выход БВК подключен к входу блока ЗК/ЗМС, выход которого подключен к первому входу ГН, выход БКК подключен ко второму входу ГН, выход ГН подключен ко второму входу БЦВМ, выход БПД подключен к третьему входу БЦВМ, выход АТП подключен к четвертому входу БЦВМ.heading device / heading device of magnetic declination (ZK / ZMS), heading correction block (BKK), block of flight and navigation data (BPS), while the design of the BVK block is mechanically rigidly connected with the help of the BVK fixed pins to the reference openings of the aircraft, output The BVK is connected to the input of the ZK / ZMS block, the output of which is connected to the first input of the GN, the output of the BKK is connected to the second input of the GN, the output of the GN is connected to the second input of the digital computer, the output of the BPD is connected to the third input of the digital computer, the output of the ATP is connected to the fourth input of the digital computer.

Посредством введения гироскопа направления, блока выставки начального стояночного курса, блока задатчика курса/задатчика магнитного склонения, блока коррекции курса, блока пилотажно-навигационных данных, совместно с аппаратурой текущих пилотажно-навигационных параметров, обеспечивается пилотирование, автономная навигация и безопасность полета транспортного летательного аппарата на маршруте в зону работы пульта управления на конечном пункте маршрута без участия пилотов-операторов, что превращает транспортный летательный аппарат в вариант автономного беспилотного летательного аппарата.By introducing a gyroscope of direction, an exhibition block of an initial parking course, a block of a heading setter / a setter of magnetic declination, a block of course correction, a block of flight and navigation data, together with the equipment of the current flight and navigation parameters, piloting, autonomous navigation and flight safety of a transport aircraft are ensured route to the control panel operating area at the final destination of the route without the participation of operator pilots, which turns a transport aircraft option autonomous unmanned aerial vehicle.

Наличие съемного (не используемого в полете) блока выставки начального стояночного курса, отдельного гироскопа направления, введение широтной коррекции скорости вращения Земли в зоне полета и компенсация собственного дрейфа гироскопа от блока коррекции курса, введение координат начального и конечного пункта маршрута, заданных значений курса, высоты, скорости и угла сноса от блока пилотажно-навигационных данных обеспечит пилотирование и навигацию летательного аппарата в зону работы пульта управления на конечном пункте маршрута, при этом позволит значительно снизить массу и стоимость приборного оборудования, повысить безопасность полета транспортного летательного аппарата.The presence of a removable (not used in flight) block of the exhibition of the initial parking course, a separate directional gyroscope, the introduction of latitudinal correction of the Earth's rotation speed in the flight zone and compensation of the gyroscope’s own drift from the course correction block, the introduction of the coordinates of the starting and ending points of the route, set course values, altitude , speed and drift angle from the flight and navigation data block will provide piloting and navigation of the aircraft to the control panel operating area at the final point of the route, when om will significantly reduce the weight and cost of instrumentation, improve the safety of the flight of the transport aircraft.

На фиг. 1 показана блок-схема цифровой пилотажно-навигационной системы беспилотного летательного аппарата, на фиг. 2 – параметры курса летательного аппарата в точке старта, на фиг. 3 – эскиз карты полёта летательного аппарата с выдерживанием заданного курса.In FIG. 1 shows a block diagram of a digital flight navigation system of an unmanned aerial vehicle; FIG. 2 - course parameters of the aircraft at the start point, in FIG. 3 is a sketch of a flight map of an aircraft with maintaining a given course.

Условные обозначения к фиг.2, фиг.3:Legend to figure 2, figure 3:

Figure 00000001
– стояночный курс,
Figure 00000002
– стояночный магнитный курс,
Figure 00000003
– магнитное склонение,
Figure 00000004
– заданный курс,
Figure 00000005
– текущий курс,
Figure 00000006
– вычисляемый курсовой угол доворота на КПМ,
Figure 00000007
– азимут на топографический знак Т,
Figure 00000008
– угол сноса, V – вектор скорости, по – продольная ось; D1, D2 – дальность; λ, φ – географические долгота и широта, А1 – координаты в автономном полёте, параметры курсо-воздушной навигации –
Figure 00000009
, С1 – координаты фактические, погрешность автономного полёта -
Figure 00000010
.
Figure 00000001
- parking course
Figure 00000002
- parking magnetic course,
Figure 00000003
- magnetic declination,
Figure 00000004
- set course
Figure 00000005
- current rate,
Figure 00000006
- the calculated heading angle of the dovor on KPM,
Figure 00000007
- azimuth to the topographic sign T,
Figure 00000008
- drift angle, V - velocity vector, along - longitudinal axis; D 1 , D 2 - range; λ, φ - geographical longitude and latitude, A1 - coordinates in an autonomous flight, parameters of course-air navigation -
Figure 00000009
, C1 - actual coordinates, autonomous flight error -
Figure 00000010
.

Пилотажно-навигационная система транспортного летательного аппарата (фиг.1), содержит систему подключения входных и выходных сигналов 1, 2, 3, 4, блок задатчика курса/задатчика магнитного склонения (ЗК/ЗМС) 5, съемный блок выставки начального стояночного курса (БВК) 6, систему управления летательного аппарата (ЛА) 7, блок коррекции курса (БКК) 8, гироскоп направления (ГН) 9, блок исполнения команд (БИК) 10, блок пилотажно-навигационных данных (БПД) 11, аппаратуру измерения курса на основе гироскопического датчика и бортовую цифровую вычислительную машину (БЦВМ) 12 для вычисления координат курсо-воздушного счисления, осуществления пилотирования и навигации, блок переключения каналов (БПК) 13, цифровую аппаратуру текущих пилотажно–навигационных параметров для определения авиагоризонта, измерения воздушной скорости, барометрической высоты, относительной высоты от радиовысотомера (АТП) 14, блок приема-передачи команд (ППК) 15, блок сброса груза (БСГ) 16, пульт управления на начальном (НПМ) 17, пульт управления на конечном (КПМ) 18 пункте маршрута, узел сброса груза (УСГ) 19.The navigation and navigation system of a transport aircraft (Fig. 1), contains a system for connecting input and output signals 1, 2, 3, 4, a head unit / head unit for magnetic declination (ZK / ZMS) 5, a removable unit for exhibiting an initial parking course (IAC) ) 6, control system of the aircraft (LA) 7, heading correction unit (BCC) 8, directional gyroscope (GN) 9, command execution unit (BIC) 10, flight navigation data unit (BAP) 11, heading measuring equipment based on gyro sensor and on-board digital computer inu (BTsVM) 12 for calculating the coordinates of airborne flight numbers, piloting and navigation, channel switching unit (BOD) 13, digital equipment for the current flight and navigation parameters for determining the horizon, measuring airspeed, barometric altitude, relative height from the radio altimeter (ATP ) 14, a command receiving-transmitting unit (PPK) 15, a cargo dumping unit (BSG) 16, a control panel at the initial (NPM) 17, a control panel at the final (KPM) 18 route point, a cargo dumping unit (USG) 19.

При этом выход БПК 13 подключен ко входу БИК 10, выход БИК 10 подключен к системе управления летательного аппарата ЛА 7, выход БЦВМ 12 подключен к первому входу БПК 13 и к входу ППК 15, первый выход ППК 15 подключен к первому входу БЦВМ 12, второй выход ППК 15 подключен ко второму входу БПК 13, третий выход ППК 15 подключен к третьему входу БПК 13 и к входу БСГ 16, выход БСГ 16 подключен к входу УСГ 19, блок ППК 15 и пульт управления НПМ 17, блок ППК 15 и пульт управления КПМ 19 соединены между собой двухсторонней радиосвязью, конструкция блока БВК 6 механически жестко подключается с помощью реперных штырей БВК 6 к реперным The output of the BOD 13 is connected to the input of the BIC 10, the output of the BIC 10 is connected to the control system of the aircraft LA 7, the output of the BCVM 12 is connected to the first input of the BOD 13 and to the input of the BPC 15, the first output of the BPC 15 is connected to the first input of the BCVM 12, the second the output of PPK 15 is connected to the second input of BOD 13, the third output of PPK 15 is connected to the third input of BOD 13 and to the input of BSG 16, the output of BSG 16 is connected to the input of USG 19, block PPK 15 and the control panel NPM 17, block PPK 15 and the control panel KPM 19 are interconnected by two-way radio communication, the design of the BVK 6 unit is mechanically rigidly Connects with the help of the BVK 6 reference pins to the reference

отверстиям летательного аппарата ЛА 7, выход БВК 6 подключен ко входу блока ЗК/ЗМС 5, выход которого подключен к первому входу ГН 9, выход БКК 8 подключен ко второму входу ГН 9, выход ГН 9 подключен ко второму входу БЦВМ 12, выход БПД 11 подключен к третьему входу БЦВМ 12, выход АТП 14 подключен к четвертому входу БЦВМ 12.the holes of the aircraft LA 7, the output of the BVK 6 is connected to the input of the ZK / ZMS 5 block, the output of which is connected to the first input of the GN 9, the output of the BKK 8 is connected to the second input of the GN 9, the output of the GN 9 is connected to the second input of the BTsVM 12, the output of the BJP 11 connected to the third input of the computer 12, the output of the ATP 14 is connected to the fourth input of the computer 12.

При подготовке к полету БВК 6 устанавливается с помощью реперных штырей на реперные отверстия ЛА 7, обеспечивая при этом совмещение продольных осей БВК 6 и ЛА 7. Конструктивно обеспечивается также совмещение нулевого значения угла датчика курса, устанавливаемого на БВК 6, и нулевого значения продольной оси БВК 6. In preparation for flight, BVK 6 is installed with the help of fixed pins on the reference holes of LA 7, while ensuring the alignment of the longitudinal axes of BVK 6 and LA 7. Structurally, the combination of the zero value of the angle of the heading sensor installed on the BVK 6 and the zero value of the longitudinal axis of the BVK 6.

В качестве датчика стояночного курса могут использоваться – магнитный компас, буссоль или оптический, использующий ориентир Т, пеленгатор со шкалой курса или датчиком курса с цифровым или аналоговым (СКТ) выходом.As a parking sensor, a magnetic compass, a compass or an optical compass using the T landmark, a direction finder with a heading scale or a heading sensor with a digital or analogue (SKT) output can be used.

Пилотажно-навигационная система транспортного летательного аппарата работает следующим образом. На старте измеренное БВК 6 значение начального стояночного магнитного курса летательного аппарата -

Figure 00000002
(например, показание шкалы магнитного компаса) вводится в блок ЗК/ЗМС 5, где с учетом магнитного склонения –
Figure 00000003
формируется сигнал начального стояночного курса –
Figure 00000011
, после чего при известном значении заданного курса на–
Figure 00000012
вычисляется курсовой угол доворота летательного аппарата
Figure 00000013
на заданный курс
Figure 00000014
вводится с выхода ЗК/ЗМС 5 на первый вход ГН 9, т.е.
Figure 00000015
(Фиг.2), а затем с выхода ГН 9 поступает на второй вход БЦВМ 12. БВК 6 снимается с летательного аппарата.Flight-navigation system of a transport aircraft operates as follows. At the start, the measured BVK 6 value of the initial parking magnetic course of the aircraft is
Figure 00000002
(for example, the reading of the scale of the magnetic compass) is entered into the block ЗК / ЗМС 5, where taking into account the magnetic declination -
Figure 00000003
the signal of the initial parking course is formed -
Figure 00000011
, after which, at a known value of a given course,
Figure 00000012
calculates the heading angle of the aircraft
Figure 00000013
for a given course
Figure 00000014
is introduced from the output of the ZK / ZMS 5 to the first input of the GN 9, i.e.
Figure 00000015
(Figure 2), and then from the output of the GN 9 goes to the second input of the BCMV 12. BVK 6 is removed from the aircraft.

На второй вход ГН 9 с выхода БКК 8 вводится сигнал широтной коррекции скорости вращения Земли -

Figure 00000016
sinφ и сигнал компенсации собственного дрейфа гироскопа –
Figure 00000017
, обеспечивающие стабильность показаний значений курса от ГН 9.At the second input of GN 9, from the output of BKK 8, a signal of latitudinal correction of the Earth's rotation speed is introduced -
Figure 00000016
sinφ and gyro self-drift compensation signal -
Figure 00000017
, ensuring the stability of the reading of the course values from GN 9.

Запрограммированные в цифровом виде координаты начального и конечного пунктов маршрута (

Figure 00000018
), значения заданного курса -
Figure 00000019
, заданных значений скорости, высоты полета, допустимых углов отклонения от авиагоризонта вводятся с выхода БПД 11 на третий вход БЦВМ 12.The digitally programmed coordinates of the start and end points of the route (
Figure 00000018
), the value of the given course is
Figure 00000019
, the specified values of speed, flight altitude, permissible deviation angles from the horizon are entered from the output of the BAP 11 to the third input of the computer 12.

В полете посредством аппаратуры текущих пилотажно-навигационных параметров АТП 14 измеряются текущие параметры транспортного летательного аппарата: углы отклонения от авиагоризонта, воздушной скорости, барометрической высоты, высоты полета от радиовысотомера, угол сноса

Figure 00000008
и с выхода АТП 14 вводятся на четвертый вход БЦВМ 12. В БЦВМ 12 происходит сравнение этих сигналов с заданными в БПД 11 параметрами транспортного летательного аппарата и сравнения значений
Figure 00000020
и
Figure 00000005
, со списанием сигнала
Figure 00000013
до нулевого значения.In flight, using the equipment of the current flight and navigation parameters of the ATP 14, the current parameters of the transport aircraft are measured: the deviation angles from the horizon, airspeed, barometric altitude, flight altitude from the radio altimeter, drift angle
Figure 00000008
and from the output of the ATP 14 are input to the fourth input of the digital computer 12. In the digital computer 12, these signals are compared with the parameters of the transport aircraft specified in the BJP 11 and the values are compared
Figure 00000020
and
Figure 00000005
, with signal cancellation
Figure 00000013
to zero.

На основании этого БЦВМ 12 вырабатывает в цифровом виде директивные сигналы отклонений текущих значений параметров транспортного летательного аппарата от заданных значений, которые преобразуются в директорные сигналы управления транспортным летательным аппаратом и вводятся с выхода БЦВМ 12 на первый вход блока БПК 13, с выхода БПК 13 данный директорный сигнал в цифровом виде поступает на вход БИК 10, который формирует сигналы управления и выхода БИК 10 вводятся в цифровую исполнительную систему управления ЛА 7 – рулевыми тягами, закрылками, и т.д. до тех пор, пока не будет обнулен директорный сигнал, в т.ч.

Figure 00000021
. Обнуление директорного сигнала означает, что транспортный летательный аппарат вышел на траекторию полета по заданному курсу -
Figure 00000022
. Из-за отклонения транспортного летательного аппарата от запрограммированного полета по заданному курсу -
Figure 00000023
, под действием внешних факторов, изменения в полете угла сноса – β и ошибок курсо-воздушного счисления в полете (А1) необходимо выполнять корректировку текущего курса -
Figure 00000005
на вычисленное значение заданного курса -
Figure 00000024
. При этом следует иметь ввиду, что фактическое местонахождение транспортного летательного аппарата - С1, будет отличаться от расчетного – А1, что показано на фиг.3.Based on this, the digital computer 12 generates digital directive signals of deviations of the current values of the parameters of the transport aircraft from the set values, which are converted into director signals for controlling the transport aircraft and are input from the output of the digital computer 12 to the first input of the BOD 13, from the output of the BOD 13 this director the digital signal is fed to the input of the BIC 10, which generates the control and output signals of the BIC 10 are entered into the digital executive control system of the aircraft 7 - steering rods, flaps, etc. until the director signal is reset, incl.
Figure 00000021
. Zeroing the director signal means that the transport aircraft has entered the flight path at a given heading -
Figure 00000022
. Due to the deviation of the transport aircraft from the programmed flight at a given course -
Figure 00000023
, under the influence of external factors, changes in flight of the drift angle - β and errors in the course-of-flight dead reckoning in flight (A1), it is necessary to adjust the current rate -
Figure 00000005
to the calculated value of a given course -
Figure 00000024
. It should be borne in mind that the actual location of the transport aircraft - C1, will differ from the calculated - A1, as shown in Fig.3.

В зоне работы пультов управления НПМ 17 и КПМ 18, команда на переход управления по каналам радиосвязи передается с пультов НПМ 17 или КПМ 18 на вход ППК 15, с выхода 1 ППК 15 данная команда поступает на вход 1 БЦВМ 12 и с выхода 3 ППК 15 на вход 3 БПК 13, при этом БПК 13 переключает управление с выхода БЦВМ 12 поступающего на вход 1 БПК 13 на вход 2 БПК 13, поступающего с выхода 2 ППК 15, одновременно с выхода БЦВМ 12 на вход In the zone of operation of the NPM 17 and KPM 18 control panels, the command to switch control over radio channels is transmitted from the NPM 17 or KPM 18 control panels to the input of the control panel 15, from the output 1 of the control panel 15, this command is transmitted to the input 1 of the computer 12 and from the output of 3 control panel 15 input 3 BOD 13, while BOD 13 switches the control from the output of the BCM 12 coming to the input 1 of the BOD 13 to the input 2 of the BOD 13 coming from the output 2 of the BPC 15, simultaneously from the output of the BCM 12 to the input

ППК15 поступают сигналы управления и координаты автономно вычисленные при полете на маршруте. После чего команды управления от пультов НПМ 17 или КПМ 18 поступают по каналу радиосвязи на ППК 15 и с выхода 2 ППК 15 через вход 2 БПК 13 и далее с выхода БПК 13 на вход БИК 10 и с выхода БИК 10 на систему управления транспортным летательным аппаратом ЛА 7 для выполнения полета и посадки в точке КПМ, при этом сигнал сброса груза поступает с выхода 3 ППК 15 на вход БСГ 16, а с выхода БСГ 16 на вход исполнительного устройства УСГ 19.PPK15 receives control signals and coordinates autonomously calculated during flight en route. After that, the control commands from the NPM 17 or KPM 18 control panels are received via the radio communication channel to the control unit 15 and from the output 2 of the control unit 15 through the input 2 of the control unit 13 and then from the output of the control unit 13 to the input of the BIC 10 and from the output of the BIC 10 to the control system of the transport aircraft LA 7 for flight and landing at the CPM point, while the cargo discharge signal comes from output 3 of the control panel 15 to the input of the BSG 16, and from the output of the BSG 16 to the input of the actuator USG 19.

Предлагаемое техническое решение обеспечивает беспилотное управление транспортным летательным аппаратом, повышение точности и автономности навигации, повышение безопасности полета летательного аппарата.The proposed technical solution provides unmanned control of a transport aircraft, increasing the accuracy and autonomy of navigation, increasing the flight safety of the aircraft.

Источники информацииInformation sources

1. Скуднева О.В. Обеспечение безопасности полетов в условиях чрезвычайных ситуаций с помощью использования транспортных беспилотных летательных аппаратов.// Инновации в современной науке (том.2). Материалы научно-практической конференции 28 ноября 2017 года. Г. Прага, Чехия.1. Skudneva OV Ensuring flight safety in emergency situations by using transport unmanned aerial vehicles. // Innovations in modern science (vol. 2). Materials of the scientific and practical conference on November 28, 2017. G. Prague, Czech Republic.

2. Патент РФ №145174 на полезную модель «Пилотажно-навигационная система транспортного летательного аппарата», 2014.2. RF patent No. 145174 for the utility model “Flight-navigation system of a transport aircraft”, 2014.

3. Патент РФ №2597814 С1 на изобретение «Пилотажно-навигационная система транспортного летательного аппарата», 2016.3. RF patent No. 2597814 C1 for the invention “Flight-navigation system of a transport aircraft”, 2016.

Claims (1)

Пилотажно-навигационная система транспортного летательного аппарата, содержащая цифровую аппаратуру текущих пилотажно–навигационных параметров для определения авиагоризонта, измерения воздушной скорости, барометрической высоты, относительной высоты от радиовысотомера (АТП), аппаратуру измерения курса на основе гироскопического датчика и бортовую цифровую вычислительную машину (БЦВМ) для вычисления координат курсовоздушного счисления, осуществления пилотирования и навигации, блок переключения каналов (БПК), блок исполнения команд (БИК), систему управления летательным аппаратом (ЛА), блок приема-передачи команд (ППК), пульт управления на начальном (НПМ) и пульт управления на конечном (КПМ) пунктах маршрута, блок сброса груза (БСГ), узел сброса груза (УСГ), при этом выход БПК подключен к входу БИК, выход БИК подключен к системе управления летательного аппарата ЛА, выход БЦВМ подключен к первому входу БПК и к входу ППК, первый выход ППК подключен к первому входу БЦВМ, второй выход ППК подключен ко второму входу БПК, третий выход ППК подключен к третьему входу БПК и к входу БСГ, выход БСГ подключен к входу УСГ, блок ППК и пульт управления НПМ, блок ППК и пульт управления КПМ соединены между собой двухсторонней радиосвязью, отличающаяся тем, что в нее введен гироскоп направления ГН, введен съемный блок выставки начального стояночного курса (БВК), блок задатчика курса/задатчика магнитного склонения (ЗК/ЗМС), блок коррекции курса (БКК), блок пилотажно-навигационных данных (БПД), притом что конструкция блока БВК механически жестко подключается с помощью реперных штырей БВК к реперным отверстиям летательного аппарата ЛА, выход БВК подключен к входу блока ЗК/ЗМС, выход которого подключен к первому входу ГН, выход БКК подключен ко второму входу ГН, выход ГН подключен ко второму входу БЦВМ, выход БПД подключен к третьему входу БЦВМ, выход АТП подключен к четвертому входу БЦВМ.Flight-navigation system of a transport aircraft containing digital equipment of the current flight-navigation parameters for determining the horizon, airspeed, barometric altitude, relative altitude from the radio altimeter (ATP), heading measuring equipment based on a gyroscopic sensor and an on-board digital computer (BTSC) for calculating the coordinates of the flight reckoning, piloting and navigation, channel switching unit (BPC), command execution unit d (BIC), aircraft control system (LA), command receiving and transmitting unit (PPC), control panel at the initial (NPM) and control panel at the final (KPM) route points, cargo dumping unit (BSG), cargo dumping unit (USG), while the output of the BOD is connected to the input of the BIC, the output of the BIC is connected to the control system of the aircraft, the output of the BCMC is connected to the first input of the BOD and to the input of the control panel, the first output of the BPC is connected to the first input of the BCM, the second output of the BPC is connected to the second the input of the BOD, the third output of the BPC is connected to the third input of the BOD and to the input of the BSG, the BSG output is connected to the USG input, the PPK unit and the NPM control panel, the PPK unit and the KPM control panel are interconnected by a two-way radio communication, characterized in that a gyro directional gyroscope is inserted into it, a removable exhibition unit for the initial parking course (BVC) is introduced, a setter unit heading / adjuster of magnetic declination (ZK / ZMS), heading correction block (BKK), block of flight and navigation data (BPS), while the design of the BVK block is mechanically rigidly connected with the help of the BVK reference pins to the reference holes of the aircraft L , the BVK output is connected to the input of the ZK / ZMS block, the output of which is connected to the first GN input, the BKK output is connected to the second GN input, the GN output is connected to the second input of the digital computer, the BPD output is connected to the third input of the digital computer, the ATP output is connected to the fourth input of the digital main digital computer .
RU2019112313A 2019-04-23 2019-04-23 Aircraft flight-and-navigation system RU2707091C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019112313A RU2707091C1 (en) 2019-04-23 2019-04-23 Aircraft flight-and-navigation system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019112313A RU2707091C1 (en) 2019-04-23 2019-04-23 Aircraft flight-and-navigation system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2707091C1 true RU2707091C1 (en) 2019-11-22

Family

ID=68652984

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019112313A RU2707091C1 (en) 2019-04-23 2019-04-23 Aircraft flight-and-navigation system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2707091C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2749214C1 (en) * 2020-12-04 2021-06-07 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова" Flight and navigation system of a transport aircraft
RU213778U1 (en) * 2022-06-22 2022-09-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского" DEVICE FOR AUTONOMOUS AIRCRAFT HEADING ANGLE CORRECTION

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU145174U1 (en) * 2014-03-11 2014-09-10 Валентин Васильевич Корнейчук AIRCRAFT PILOT AND NAVIGATION SYSTEM
RU151304U1 (en) * 2014-05-19 2015-03-27 Валентин Васильевич Корнейчук PILOT AND NAVIGATION DEVICE FOR TRANSPORT AIRCRAFT
US9310221B1 (en) * 2014-05-12 2016-04-12 Unmanned Innovation, Inc. Distributed unmanned aerial vehicle architecture
RU2597814C1 (en) * 2015-06-26 2016-09-20 Акционерное общество "Раменский приборостроительный завод" (АО РПЗ) Pilot-navigation system of transport aircraft

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU145174U1 (en) * 2014-03-11 2014-09-10 Валентин Васильевич Корнейчук AIRCRAFT PILOT AND NAVIGATION SYSTEM
US9310221B1 (en) * 2014-05-12 2016-04-12 Unmanned Innovation, Inc. Distributed unmanned aerial vehicle architecture
RU151304U1 (en) * 2014-05-19 2015-03-27 Валентин Васильевич Корнейчук PILOT AND NAVIGATION DEVICE FOR TRANSPORT AIRCRAFT
RU2597814C1 (en) * 2015-06-26 2016-09-20 Акционерное общество "Раменский приборостроительный завод" (АО РПЗ) Pilot-navigation system of transport aircraft

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2749214C1 (en) * 2020-12-04 2021-06-07 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова" Flight and navigation system of a transport aircraft
RU213778U1 (en) * 2022-06-22 2022-09-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского" DEVICE FOR AUTONOMOUS AIRCRAFT HEADING ANGLE CORRECTION
RU2816677C1 (en) * 2023-03-21 2024-04-03 Акционерное общество "РАДИОАВИОНИКА" Manned aircraft heading meter
RU2816677C9 (en) * 2023-03-21 2024-04-10 Акционерное общество "РАДИОАВИОНИКА" Manned aircraft heading meter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10094667B2 (en) Autonomous precision navigation
Elkaim et al. Principles of guidance, navigation, and control of UAVs
US6389333B1 (en) Integrated flight information and control system
US7693617B2 (en) Aircraft precision approach control
CN104503466A (en) Micro-miniature unmanned plane navigation unit
JPH06224697A (en) Integrated aircraft guidance system
Jann Advanced features for autonomous parafoil guidance, navigation and control
KR20160118035A (en) Method for measuring state of drone
JP2009523096A (en) System for maneuvering an aircraft during autonomous approach for at least landing of the aircraft
US20150375871A1 (en) Method of facilitating the approach to a platform
RU2707091C1 (en) Aircraft flight-and-navigation system
RU2597814C1 (en) Pilot-navigation system of transport aircraft
Hazry et al. Study of inertial measurement unit sensor
RU2749214C1 (en) Flight and navigation system of a transport aircraft
RU2801013C1 (en) Flight and navigation system for transport aircraft
RU2685572C2 (en) Aircraft navigation and pilotage system
Dyer Polar navigation—A New transverse Mercator technique
RU2607305C1 (en) Method of determining and compensating deviation of magnetometric sensors and device for its implementation
RU2773981C1 (en) Flight and navigation system of a transport aircraft
Nilsson et al. GPS auto-navigation for unmanned air vehicles
Stojcsics et al. Autonomous takeoff and landing control for small size unmanned aerial vehicles
Antonov et al. Aerodrome vehicle integrated control system using computer vision
Shingu et al. Current status of flight evaluation of DGPS-INS hybrid navigation system at NAL
Liu Introduction to inertial navigation and pointing control
Pedersen Self-contained polar navigation