RU2707275C1 - Способ выбора площадки для посадки воздушного судна вертолетного типа - Google Patents

Способ выбора площадки для посадки воздушного судна вертолетного типа Download PDF

Info

Publication number
RU2707275C1
RU2707275C1 RU2019100117A RU2019100117A RU2707275C1 RU 2707275 C1 RU2707275 C1 RU 2707275C1 RU 2019100117 A RU2019100117 A RU 2019100117A RU 2019100117 A RU2019100117 A RU 2019100117A RU 2707275 C1 RU2707275 C1 RU 2707275C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
snow cover
helicopter
earth
landing
depth
Prior art date
Application number
RU2019100117A
Other languages
English (en)
Inventor
Виктор Георгиевич Машков
Владимир Александрович Малышев
Original Assignee
Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации filed Critical Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации
Priority to RU2019100117A priority Critical patent/RU2707275C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2707275C1 publication Critical patent/RU2707275C1/ru

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/933Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of aircraft or spacecraft
    • G01S13/935Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of aircraft or spacecraft for terrain-avoidance

Landscapes

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

Abstract

Изобретение относится к области радиолокации, а именно к выбору площадки для посадки воздушного судна вертолетного типа, и может быть использовано для обеспечения безопасной посадки воздушного судна вертолетного типа (ВСВТ) на неподготовленную заснеженную площадку в условиях недостаточной информативности закабинного пространства о подстилающей поверхности. Техническим результатом является повышение вероятности выбора площадки за счет определения глубины снежного покрова и уклона земной поверхности места посадки. Для этого при наличии снежного покрова дополнительно определяют глубину снежного покрова, уклон земной поверхности в каждом секторе приема, сравнивают их с заданными значениями и принимают решение на посадку воздушного судна при отсутствии препятствий, глубине снежного покрова и уклоне земной поверхности меньше заданных во всех секторах. 2 ил.

Description

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано при разработке систем обеспечения безопасной посадки воздушного судна вертолетного типа (ВСВТ) на неподготовленную заснеженную площадку в условиях недостаточной информативности закабинного пространства о подстилающей поверхности.
Известен способ «Радиолокационная станция обеспечения безопасной посадки вертолета в условиях отсутствия или ограниченной видимости», основанный на применении радиолокационной станции по патенту RU 2561496 С1, опубл. 27.08.2015, МПК G01S 13/93, сущность способа заключается в излучении радиосигналов по направлению к земной поверхности, приеме эхо-сигналов с угловых направлений и по нормали, измерении высоты полета вертолета и обнаружение препятствий.
Недостатком способа-прототипа является низкая безопасность посадки воздушного судна вертолетного типа, обусловленная малой вероятностью выбора площадки при наличии снежного покрова с возможностью измерения толщины снежного покрова, определения наклона земной поверхности под снежным покровом и выдачи информации летному составу о возможности производства безопасной посадки воздушного судна вертолетного типа на заснеженную площадку либо отсутствии таковой.
Техническим результатом изобретения способа выбора площадки для посадки воздушного судна вертолетного типа является повышение вероятности выбора площадки за счет определения глубины снежного покрова и уклона земной поверхности места посадки.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе обнаружения препятствий в зоне посадки вертолета, заключающемся в излучении сигналов в направлении на земную поверхность, приеме эхо-сигналов с угловых направлений М приемниками, установленными на борту в секторах
Figure 00000001
, и по нормали, а также измерении высоты полета воздушного судна вертолетного типа, определении наличия препятствий в зоне посадки в каждом угловом направлении и принятии решения о посадке воздушного судна при отсутствии препятствий, согласно изобретению при наличии снежного покрова дополнительно определяют глубину снежного покрова, уклон земной поверхности в каждом секторе приема, сравнивают их с заданными значениями и принимают решение на посадку воздушного судна при отсутствии препятствий, глубине снежного покрова и уклоне земной поверхности меньше заданных во всех секторах.
Сущность заявляемого способа состоит в том, что при наличии снежного покрова дополнительно определяют глубину снежного покрова, уклон земной поверхности в каждом секторе приема, сравнивают их с заданными значениями и принимают решение на посадку воздушного судна при отсутствии препятствий, глубине снежного покрова и уклоне земной поверхности меньше заданных во всех секторах.
Известно [Особенности взлетов и посадок на пыльных, песчаных или заснеженных площадках: [Электронный ресурс]. URL: http://www.svvaul.ru /component/k2/600-osobennosti-vzletov-i-posadok-na-pylnykh-peschanykh-ili-zasnezhennykh-ploshchadkakh. (дата обращения: 07.12.2017)], при выполнении посадки по-вертолетному на заснеженную площадку толщина снежного покрова должна быть не более 50 см, чтобы избежать проваливания вертолета в сугроб. Уклон поверхности более 15° и неровности высотой более 0,5 м представляют опасность для посадки вертолета, особенно при сильном ветре. Для определения глубины снежного покрова при посадке человек должен двигаться по посадочной площадке. [Меры безопасности при применении вертолетов: [Электронный ресурс]. URL: https://studopedia.ru/10_104903_meri-bezopasnosti-pri-primenenii-vertoletov.html. (дата обращения: 07.12.2017)].
Под обеспечением безопасной посадки воздушного судна вертолетного типа понимается исключение проваливания под снег, опрокидывание вертолета при посадке днем и ночью, в простых и сложных метеоусловиях (туман, дымка, дождь, снег, запыленность или задымленность атмосферы), а также в условиях поднятой с грунта пыли или снега его вращающимся винтом [Приказ Минтранса РФ от 31 июля 2009 г. №128 «Об утверждении Федеральных авиационных правил «Подготовка и выполнение полетов в гражданской авиации Российской Федерации»].
Сущность изобретения поясняется фиг. 1, где представлено положение вертолета и обозначено: 1 - граница раздела «тропосфера - снежный покров»; 2 - граница раздела «снежный покров - земная поверхность»; 3 - точка на земной поверхности с полярными координатами
Figure 00000002
и
Figure 00000003
, где m=1…M, α0=0, R - радиус зоны посадки, куда направляется ось ДН m-ой антенны приемника, установленного в секторе
Figure 00000004
; 4 - зона приема эхо-сигналов, ограниченная шириной ДН антенны
Figure 00000005
, где hBCBT0 - высота зависания воздушного судна вертолетного типа пред началом этапа посадки его m-ой антенны; 5 - снежный покров; 6 - земная поверхность; hc - глубина снежного покрова, состоит в том, что в процессе вертикального снижения при наличии снежного покрова дополнительно осуществляют зондирование и прием отраженных эхо-сигналов [например, описание патента RU 2262718 «Способ измерения толщины снежного покрова», опубл. 20.10.2005, МПК G01S 13/95] от границы раздела сред «снежный покров - земная поверхность» с несущей частотой ƒ1, от границы раздела сред «тропосфера - снежный покров» с несущей частотой ƒ2 и модуляционной составляющей на частоте ƒM с абсолютными фазами ϕ1, ϕ2 с угловых направлений М приемниками, установленными на борту в секторах
Figure 00000006
, и по нормали, определяют глубину снежного покрова каждом секторе приема hcm и сравнивают с их с заданным значением глубины снежного покрова h, при значении меньше допустимого определяют наличие препятствий в каждом секторе приема измерением Δm и сравнивают с заданной высотой препятствия hΔ, при значении меньше допустимого определяют уклон земной поверхности в каждом секторе приема Ψm и сравнивают их с заданным углом наклона земной поверхности hΨ, при угле наклона меньше допустимого принимают решение на посадку воздушного судна вертолетного типа, при глубине снежного покрова выше заданного в любом из секторов, либо наличии препятствий в любом из секторов, либо уклоне земной поверхности выше заданного в любом из секторов приема больше заданных, посадку запрещают с отображением рекомендацией летному составу на многофункциональном индикаторе и в головных телефонах.
Способ выбора площадки для посадки воздушного судна вертолетного типа может быть реализован, например, с помощью устройства, размещаемого в нижней части фюзеляжа воздушного судна вертолетного типа, схема которого приведена на фиг. 2, где обозначено: 7 - передающее устройство; 8 - приемное устройство; 9 - блок определения глубины снежного покрова m секторах; 10 - схема сравнения с заданным значением снежного покрова h; 11 - решающее устройство; 12 - блок определения безопасной глубины снежного покрова в месте посадки; 13 - блок определения наличия препятствий Δm в М секторах; 14 - схема сравнения с заданным значением препятствий hΔ; 15 - блок определения наличия препятствий в месте посадки; 16 - блок определения угла наклона земной поверхности Ψm в М секторах; 17 - схема сравнения с заданным значением угла наклона земной поверхности hΨ; 18 - блок определения безопасного угла наклона земной поверхности в месте посадки.
Блок 9 осуществляет определение глубины снежного покрова hcm возникающей разностью расстояний, которые проходят зондирующие сигналы по формуле
Figure 00000007
где ϕ1 - абсолютная фаза модуляционной составляющей на частоте ƒM огибающей отраженного сигнала с несущей частотой ƒ1 электромагнитной волны сантиметрового диапазона, на которой происходит отражение от границы раздела «снежный покров - земная поверхность»;
ϕ2 - абсолютная фаза модуляционной составляющей на частоте ƒM огибающей отраженного сигнала с несущей частотой ƒ2, электромагнитной волны оптического диапазона, на которой происходит отражение от границы раздела «тропосфера - снежный покров»;
ƒM - частота опорного модулирующего сигнала;
с - скорость распространения электромагнитных волн в свободном пространстве, от границы раздела сред «снежный покров - земная поверхность» с несущей частотой ƒ1, от границы раздела сред «тропосфера - снежный покров» с несущей частотой ƒ2 и модуляционной составляющей на частоте ƒM с абсолютными фазами ϕ1, ϕ2 с угловых направлений М приемниками, установленными на борту в секторах
Figure 00000008
. Полученные значения глубин снежного покрова hcm во всех секторах в блоке 10 сравниваются с заданным значением снежного покрова h. Решающее устройство 11 (или) принимает решение о превышение заданного порогового значения.
Блок 13 осуществляет определение наличия препятствий Δm разностью полученных высот
Figure 00000009
в М секторах, например, фазовым методом [Белоцерковский Г.Б. Основы радиолокации и радиолокационные устройства. - М.: Советское радио. 1975. - С. 79-84.] относительно границы раздела «снежный покров - земная поверхность».
Figure 00000010
где Δϕ - измеряемая разность фаз между принятым и опорным колебаниями на частоте модуляции ƒM огибающей отраженного сигнала с несущей частотой ƒ1 электромагнитной волны сантиметрового диапазона, на которой происходит отражение от границы раздела «снежный покров - земная поверхность»;
ƒM - частота опорного модулирующего сигнала;
с - скорость распространения электромагнитных волн в свободном пространстве. Полученные значения высот препятствий Δm во всех секторах в блоке 14 сравниваются с заданным значением высоты препятствия hΔ. Решающее устройство 11 (или) позволяет выявить превышение заданного порогового значения.
Блок 16 осуществляет определение угла наклона Ψm земной поверхности в радиусе R зоны посадки в М секторах
Figure 00000011
, разностью полученных высот
Figure 00000012
в М секторах. Полученные значения углов наклона Ψm земной поверхности в радиусе R зоны посадки во всех секторах в блоке 17 сравниваются с заданным значением угла наклона hΨ. Решающее устройство 11 (или) принимает решение о превышение заданного порогового значения.
Решающее устройство 11 (или) принимают решение на посадку воздушного судна вертолетного типа при отсутствии препятствий, при глубине снежного покрова и уклоне земной поверхности в каждом секторе приема меньше заданных. Выход с блока 11 является выходом устройства.
Предлагаемое техническое решение является новым, поскольку из доступных источников неизвестен способ выбора площадки для посадки воздушного судна вертолетного типа на заснеженную площадку в условиях недостаточной информативности закабинного пространства посредством измерения глубины снежного покрова, определения наклона земной поверхности для посадки воздушного судна вертолетного типа на заснеженную площадку, заключающийся в приеме эхо-сигналов непосредственно из зоны посадки вертолета.
Предлагаемое техническое решение имеет изобретательский уровень, поскольку из опубликованных научных данных и известных технических решений явным образом не следует, что заявляемый способ выбора площадки для посадки воздушного судна вертолетного типа на заснеженную площадку в условиях недостаточной информативности закабинного пространства в зоне посадки вертолета обеспечивает измерение глубины снежного покрова, определение наклона земной поверхности за счет приема эхо-сигналов непосредственно из зоны посадки вертолета с выдачей рекомендации летному составу на многофункциональный индикатор и в головные телефоны о возможности посадки воздушного судна вертолетного типа на заснеженную площадку, либо отсутствие таковой.

Claims (1)

  1. Способ выбора площадки для посадки воздушного судна вертолетного типа, заключающийся в излучении сигналов в направлении на земную поверхность, приеме эхо-сигналов с угловых направлений М приемниками, установленными на борту в секторах
    Figure 00000013
    , и по нормали, а также измерении высоты полета воздушного судна вертолетного типа, определении наличия препятствий в зоне посадки в каждом угловом направлении и принятии решения о посадке воздушного судна при отсутствии препятствий, отличающийся тем, что при наличии снежного покрова дополнительно определяют глубину снежного покрова, уклон земной поверхности в каждом секторе приема, сравнивают их с заданными значениями и принимают решение на посадку воздушного судна при отсутствии препятствий, глубине снежного покрова и уклоне земной поверхности меньше заданных во всех секторах.
RU2019100117A 2019-01-09 2019-01-09 Способ выбора площадки для посадки воздушного судна вертолетного типа RU2707275C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019100117A RU2707275C1 (ru) 2019-01-09 2019-01-09 Способ выбора площадки для посадки воздушного судна вертолетного типа

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019100117A RU2707275C1 (ru) 2019-01-09 2019-01-09 Способ выбора площадки для посадки воздушного судна вертолетного типа

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2707275C1 true RU2707275C1 (ru) 2019-11-26

Family

ID=68653205

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019100117A RU2707275C1 (ru) 2019-01-09 2019-01-09 Способ выбора площадки для посадки воздушного судна вертолетного типа

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2707275C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2737761C1 (ru) * 2019-11-28 2020-12-02 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Способ оценки возможности посадки воздушного судна вертолётного типа на водоём со снежно-ледяным покровом
CN112464008A (zh) * 2020-11-02 2021-03-09 中国石油天然气集团有限公司 直升机临时起降点选择方法及装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060087452A1 (en) * 2004-10-23 2006-04-27 Eads Deutschland Gmbh Method of pilot support in landing helicopters in visual flight under brownout or whiteout conditions
US20130265185A1 (en) * 2011-12-28 2013-10-10 Eurocopter Deutschland Gmbh Proximity warning system for helicopters
RU2516244C2 (ru) * 2011-06-14 2014-05-20 Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Конверсия" Способ посадки вертолета и устройство для его осуществления
US20160114905A1 (en) * 2014-06-24 2016-04-28 Sikorsky Aircraft Corporation Probabilistic safe landing area determination
US20170162061A1 (en) * 2015-12-08 2017-06-08 Honeywell International Inc. Methods and apparatus for identifying terrain suitable for aircraft landing
RU2017110697A (ru) * 2014-12-16 2018-10-01 Джапан Ойл, Гас Энд Металс Нэйшнл Корпорэйшн Способ дистанционного измерения толщины льда, способ дистанционного измерения прочности льда, устройство для дистанционного измерения толщины льда, устройство для дистанционного измерения прочности льда и дистанционный измерительный модуль
RU2672578C2 (ru) * 2016-10-26 2018-11-16 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Способ обнаружения препятствий в зоне посадки вертолета

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060087452A1 (en) * 2004-10-23 2006-04-27 Eads Deutschland Gmbh Method of pilot support in landing helicopters in visual flight under brownout or whiteout conditions
RU2516244C2 (ru) * 2011-06-14 2014-05-20 Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Конверсия" Способ посадки вертолета и устройство для его осуществления
US20130265185A1 (en) * 2011-12-28 2013-10-10 Eurocopter Deutschland Gmbh Proximity warning system for helicopters
US20160114905A1 (en) * 2014-06-24 2016-04-28 Sikorsky Aircraft Corporation Probabilistic safe landing area determination
RU2017110697A (ru) * 2014-12-16 2018-10-01 Джапан Ойл, Гас Энд Металс Нэйшнл Корпорэйшн Способ дистанционного измерения толщины льда, способ дистанционного измерения прочности льда, устройство для дистанционного измерения толщины льда, устройство для дистанционного измерения прочности льда и дистанционный измерительный модуль
US20170162061A1 (en) * 2015-12-08 2017-06-08 Honeywell International Inc. Methods and apparatus for identifying terrain suitable for aircraft landing
RU2672578C2 (ru) * 2016-10-26 2018-11-16 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Способ обнаружения препятствий в зоне посадки вертолета

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Jeffrey S. DEEMS at al., "Lidar measurement of snow depth: a review", Journal of Glaciology, Vol. 59, No. 215, 2013. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2737761C1 (ru) * 2019-11-28 2020-12-02 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Способ оценки возможности посадки воздушного судна вертолётного типа на водоём со снежно-ледяным покровом
CN112464008A (zh) * 2020-11-02 2021-03-09 中国石油天然气集团有限公司 直升机临时起降点选择方法及装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8427360B2 (en) Apparatus and method for assisting vertical takeoff vehicles
US8354951B2 (en) Short baseline helicopter positioning radar for low visibility
US5208600A (en) Glide slope surveillance sensor
US4283725A (en) In-flight aircraft weather radar calibration
US20170045613A1 (en) 360-degree electronic scan radar for collision avoidance in unmanned aerial vehicles
US9335405B2 (en) Enhanced RF detection system
JP5093451B2 (ja) 航空機用水面及び地面観測装置
RU2516244C2 (ru) Способ посадки вертолета и устройство для его осуществления
RU2303796C1 (ru) Способ автономного формирования посадочной информации для летательного аппарата и бортовой радиолокатор для его осуществления (варианты)
RU2707275C1 (ru) Способ выбора площадки для посадки воздушного судна вертолетного типа
GB2493250A (en) A split aperture monopulse antenna system
US10353068B1 (en) Weather radar enabled offshore operation system and method
JP2007516430A (ja) 前方測距能力を備えたレーダ高度計
RU2737760C1 (ru) Устройство выбора площадки для посадки воздушного судна вертолётного типа
RU2672578C2 (ru) Способ обнаружения препятствий в зоне посадки вертолета
Bracalente et al. Airborne Doppler radar detection of low-altitude wind shear
RU2756596C1 (ru) Устройство выбора площадки для посадки воздушного судна вертолётного типа
RU2692079C1 (ru) Способ и устройство контроля за положением глиссады и координатами самолёта в дальней зоне
EP3985417A1 (en) Remote airstream observation device, remote airstream observation method, and program
RU2501037C1 (ru) Радиолокационный способ определения параметров крупномасштабного волнения водной поверхности
RU2128846C1 (ru) Способ определения параметров наземных препятствий при полете летательных аппаратов на малой высоте
US8682510B2 (en) Method for enabling landing on an offset runway
RU2737761C1 (ru) Способ оценки возможности посадки воздушного судна вертолётного типа на водоём со снежно-ледяным покровом
Lipatov et al. The onboard radar system for the safe landing for helicopters on an unprepared site
RU2588105C2 (ru) Радиолокационный способ определения высоты полета летательного аппарата