RU2727416C1 - Control method of unmanned aerial vehicle flight and unmanned aircraft system - Google Patents

Control method of unmanned aerial vehicle flight and unmanned aircraft system Download PDF

Info

Publication number
RU2727416C1
RU2727416C1 RU2019126997A RU2019126997A RU2727416C1 RU 2727416 C1 RU2727416 C1 RU 2727416C1 RU 2019126997 A RU2019126997 A RU 2019126997A RU 2019126997 A RU2019126997 A RU 2019126997A RU 2727416 C1 RU2727416 C1 RU 2727416C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
control
control system
flight
uav
parameters
Prior art date
Application number
RU2019126997A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Юрьевич Стрелец
Сергей Юрьевич Бибиков
Александр Иванович Поляков
Михаил Леонидович Тучинский
Сергей Валентинович Константинов
Владимир Витальевич Крючков
Илья Израйлевич Лернер
Юрий Алексеевич Федоров
Андрей Алексеевич Супряга
Павел Сергеевич Латушкин
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство 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 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации
Priority to RU2019126997A priority Critical patent/RU2727416C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2727416C1 publication Critical patent/RU2727416C1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C13/00—Control systems or transmitting systems for actuating flying-control surfaces, lift-increasing flaps, air brakes, or spoilers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C19/00—Aircraft control not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C39/00—Aircraft not otherwise provided for
    • B64C39/02—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/10—Simultaneous control of position or course in three dimensions

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)

Abstract

FIELD: aviation.SUBSTANCE: group of inventions relates to a method of controlling UAV flight and an unmanned aerial system. To control flight, UAV position and motion parameters are measured, control signals are generated by control system on preprogrammed trajectory of automatic trajectory control of flight, control system by control system to control signals of steering drives of aerodynamic control elements and power plant, and in case of control system failure return to landing aerodrome, parameters of which are stored in control system, and signaling is generated for issue to operator to control point. Unmanned aerial system comprises control station and UAV, in which control system, control system and on-board navigation sensors are located.EFFECT: higher UAV flight safety.7 cl, 3 dwg

Description

Группа изобретений относится к авиационной технике, а именно к средствам управления, и может быть использована в беспилотных авиационных системах.The group of inventions relates to aeronautical engineering, namely to control facilities, and can be used in unmanned aerial systems.

При создании беспилотных авиационных систем возникает необходимость существенного повышения безопасности полета. По данным ВВС США уровень аварийности, обратно пропорциональный налету (количество часов) на авиационное происшествие, у беспилотных летательных аппаратов (здесь и далее в материалах - БПЛА) существенно выше, чем у пилотируемых летательных аппаратов. В основном инциденты были вызваны низкой надежностью систем управления БПЛА, ошибками операторов и сбоями связи.When creating unmanned aircraft systems, it becomes necessary to significantly improve flight safety. According to the US Air Force, the accident rate, which is inversely proportional to the flight time (number of hours) per accident, for unmanned aerial vehicles (hereinafter in the materials - UAVs) is significantly higher than for manned aircraft. Most of the incidents were caused by the low reliability of UAV control systems, operator errors and communication failures.

Известны способ управления полетом БПЛА и беспилотная авиационная система (RU 2523613 С2, опубл. 20.07.2014), выбранные в качестве прототипа. Способ характеризуется тем, что измеряют параметры положения и движения БПЛА, осуществляют автоматическое управление полетом БПЛА по заранее запрограммированной траектории путем формирования управляющей системой управляющих сигналов траекторного автоматического управления полетом и формирования по ним системой управления сигналов управления рулевыми приводами аэродинамических органов управления и силовой установкой. Беспилотная авиационная система содержит соединенные посредством радиоканала пункт управления и БПЛА, который содержит соединенные между собой систему управления, управляющую систему со средствами для запоминания полетных данных и бортовые навигационные датчики.A known method for controlling a UAV flight and an unmanned aerial system (RU 2523613 C2, publ. 20.07.2014), selected as a prototype. The method is characterized by the fact that the parameters of the position and movement of the UAV are measured, the automatic flight control of the UAV is carried out along a pre-programmed trajectory by the control system generating control signals for the trajectory automatic flight control and generating from them by the control system signals to control the steering drives of the aerodynamic controls and the power plant. The unmanned aircraft system contains a control point and a UAV connected by a radio channel, which contains an interconnected control system, a control system with means for storing flight data and onboard navigation sensors.

Недостатки прототипа заключаются в отсутствии контроля, отсутствии резервирования контура управления полетом и несвоевременном информировании оператора об его отказе.The disadvantages of the prototype are the lack of control, the lack of redundancy of the flight control loop, and the untimely notification of the operator about its failure.

Задачей настоящего изобретения является устранение недостатков прототипа и разработка решения, позволяющего повысить безопасность полета БПЛА.The objective of the present invention is to eliminate the shortcomings of the prototype and to develop a solution to improve the safety of the UAV flight.

Технический результат заключается в повышении безопасности полета БПЛА за счет резервирования функций управляющей системы в части формирования траектории возврата.The technical result consists in increasing the safety of the UAV flight due to the redundancy of the functions of the control system in terms of the formation of the return trajectory.

Указанный результат достигается тем, что в способе управления полетом БПЛА, включающем измерение параметров положения и движения БПЛА, формирование управляющей системой по заранее запрограммированной траектории управляющих сигналов автоматического траекторного управления полетом и формировании по ним системой управления сигналов управления рулевыми приводами аэродинамических органов управления и силовой установкой, посредством системы управления запоминают параметры по меньшей мере одного аэродрома посадки, контролируют исправность управляющей системы, а при ее отказе выполняют возврат на аэродром посадки и формируют сигнализацию для выдачи оператору на пункт управления.This result is achieved by the fact that in the method for controlling the UAV flight, which includes measuring the parameters of the position and movement of the UAV, the formation by the control system according to the pre-programmed trajectory of the control signals of the automatic trajectory control of the flight and the formation by the control system of signals to control the steering drives of the aerodynamic controls and the power plant, by means of the control system, the parameters of at least one landing aerodrome are memorized, the operability of the control system is monitored, and in case of its failure, a return to the landing aerodrome is performed and an alarm is generated for issuing to the operator at the control point.

В одном из вариантов осуществления изобретения выполняют возврат на ближайший аэродром посадки.In one embodiment, a return to the nearest landing aerodrome is performed.

В другом варианте при отказе управляющей системы посредством системы управления перед возвратом осуществляют приведение БПЛА к горизонту и стабилизацию текущих траекторных параметров полета.In another embodiment, if the control system fails, the UAV is brought to the horizon and the current trajectory parameters of the flight are stabilized by means of the control system before returning.

Описанный способ управления полетом осуществляется в беспилотной авиационной системе, содержащей соединенные посредством радиоканала пункт управления и БПЛА, который содержит соединенные между собой систему управления, управляющую систему со средствами для запоминания полетных данных и бортовые навигационные датчики. При этом система управления содержит средства для запоминания параметров по меньшей мере одного аэродрома посадки и выполнена с возможностью контроля исправности управляющей системы, а в случае ее отказа - выполнения возврата на аэродром посадки и формирования сигнализации для выдачи оператору на пункт управления.The described method of flight control is carried out in an unmanned aviation system containing a control point and a UAV connected via a radio channel, which contains an interconnected control system, a control system with means for storing flight data and onboard navigation sensors. In this case, the control system contains means for storing the parameters of at least one landing aerodrome and is configured to monitor the operability of the control system, and in case of its failure - to return to the landing aerodrome and generate an alarm for issuing to the operator at the control point.

Пункт управления может содержать средства связи и пост управления со средствами управления, индикации и сигнализации.The control center may contain communication means and a control post with control, indication and signaling means.

Система управления может быть осуществлена с возможностью выполнения возврата на ближайший аэродром посадки.The control system can be implemented with the ability to return to the nearest landing aerodrome.

Также система управления может быть выполнена с возможностью при отказе управляющей системы осуществлять приведение БПЛА к горизонту и стабилизацию текущих траекторных параметров полета перед возвратом.Also, the control system can be made with the ability to bring the UAV to the horizon and stabilize the current trajectory parameters of the flight before returning if the control system fails.

Система управления, способная запоминать параметры по меньшей мере одного аэродрома посадки, контролировать исправность управляющей системы, а в случае ее отказа выполнять возврат на один из запомненных аэродромов и формировать сигнализацию для выдачи оператору на пункт управления, позволяет повысить безопасность полета БПЛА.A control system capable of memorizing the parameters of at least one landing aerodrome, monitoring the operability of the control system, and in case of its failure to return to one of the memorized aerodromes and generate an alarm for issuing to the operator at the control point, allows increasing the safety of the UAV flight.

Предлагаемое решение поясняется с помощью фиг. 1-3.The proposed solution is illustrated using FIG. 1-3.

На фиг. 1 представлена блок-схема беспилотной авиационной системы.FIG. 1 is a block diagram of an unmanned aircraft system.

На фиг. 2 представлена траектория полета в вертикальной плоскости.FIG. 2 shows the flight path in the vertical plane.

На фиг. 3 представлена траектория полета в горизонтальной плоскости.FIG. 3 shows the trajectory in the horizontal plane.

Способ управления полетом БПЛА включает измерение параметров положения и движения БПЛА, автоматическое управление полетом БПЛА по заранее запрограммированной траектории путем формирования управляющей системой управляющих сигналов автоматического траекторного управления полетом и формирования по упомянутым управляющим сигналам системой управления сигналов управления рулевыми приводами аэродинамических органов управления и силовой установкой. При этом посредством системы управления запоминают параметры по меньшей мере одного аэродрома посадки, контролируют исправность управляющей системы и при ее отказе осуществляют приведение БПЛА к горизонту, стабилизацию текущих траекторных параметров полета, формируют траекторию и выполняют возврат на аэродром посадки, а также формируют сигнализацию для выдачи оператору на пункт управления.The method for controlling the UAV flight includes measuring the parameters of the position and movement of the UAV, automatic control of the UAV flight along a pre-programmed trajectory by forming the control system of control signals for automatic trajectory flight control and generating, according to the mentioned control signals, by the control system, signals to control the steering drives of the aerodynamic controls and the power plant. At the same time, by means of the control system, the parameters of at least one landing aerodrome are memorized, the operability of the control system is monitored, and in case of its failure, the UAV is brought to the horizon, the current trajectory parameters of the flight are stabilized, the trajectory is formed and the return to the landing aerodrome is generated, and an alarm is generated to be issued to the operator to the control room.

Понятие «возврата» в рамках данной заявки подразумевает выполнение полета с выходом в зону действия инструментальных посадочных средств (на высоту круга и на направление захода на заданной дальности от порога взлетно-посадочной полосы (ВПП)), который осуществляется по управляющим сигналам системы управления. Такой режим работы можно также называть «резервным возвратом», причем основной возврат, в отличие от резервного, реализуется по управляющим сигналам управляющей системы.The concept of "return" in the framework of this application implies a flight with an exit into the area of operation of the instrumental landing facilities (to the height of the circle and to the direction of approach at a given distance from the threshold of the runway), which is carried out according to control signals from the control system. This mode of operation can also be called a "backup return", and the main return, in contrast to the backup, is realized by the control signals of the control system.

Беспилотная авиационная система (фиг. 1) содержит БПЛА 1 и пункт управления 2, связанные посредством радиоканала.The unmanned aerial system (Fig. 1) contains the UAV 1 and the control point 2, connected by means of a radio channel.

БПЛА 1 имеет бортовые навигационные датчики 3, систему управления 5, управляющую систему 6, бортовые средства связи 7 и другие свойственные беспилотным аппаратам элементы и системы.UAV 1 has onboard navigation sensors 3, control system 5, control system 6, onboard communications 7 and other elements and systems inherent in unmanned vehicles.

Управляющая система 6 содержит вычислитель (на схеме не показан) и средства 8 для запоминания полетных данных. Система 6 соединена с навигационными датчиками 3, оборудованием БПЛА (на схеме не показано), с бортовыми средствами связи 7 и вооружением (на схеме не показано) и предназначена для управления полетом, оборудованием, вооружением, а также для передачи оператору посредством радиоканала информации о параметрах положения, движения, технического состояния БПЛА 1 и его систем. Задача автоматического управления полетом в управляющей системе 6 решается путем формирования по данным, содержащимся в средствах 8, управляющих сигналов автоматического траекторного управления (заданные курс, высота, скорость), которые поступают в систему управления 5.The control system 6 contains a computer (not shown in the diagram) and means 8 for storing flight data. System 6 is connected to navigation sensors 3, UAV equipment (not shown in the diagram), to onboard communication means 7 and weapons (not shown in the diagram) and is designed to control flight, equipment, weapons, as well as to transmit information about parameters to the operator via a radio channel position, movement, technical condition of UAV 1 and its systems. The problem of automatic flight control in the control system 6 is solved by generating, according to the data contained in the means 8, control signals of automatic trajectory control (given course, altitude, speed), which are fed to the control system 5.

Система управления 5 содержит вычислитель (на схеме не показан) и средства 4 для запоминания параметров по меньшей мере одного аэродрома посадки и предназначена для обеспечения характеристик устойчивости и управляемости, ручного дистанционного и автоматического управления полетом и движением по земле (разбег по ВПП при взлете, пробег по ВПП при посадке). Задача автоматического управления полетом в системе управления 5 решается путем формирования сигналов управления рулевыми приводами аэродинамических органов управления (на схеме не показано) и сигналов управления тягой силовой установки (на схеме не показано) с использованием управляющих сигналов траекторного автоматического управления с системы 6 и навигационных параметров с бортовых навигационных датчиков 3. Задача автоматического управления движением по земле решается путем формирования сигналов управления поворотом колес передней опоры и торможением колес.The control system 5 contains a computer (not shown in the diagram) and means 4 for storing the parameters of at least one landing aerodrome and is designed to provide stability and controllability characteristics, manual remote and automatic control of flight and movement on the ground (takeoff runway, runway on the runway during landing). The task of automatic flight control in control system 5 is solved by generating signals to control the steering drives of aerodynamic controls (not shown in the diagram) and thrust control signals of the power plant (not shown in the diagram) using control signals of automatic trajectory control from system 6 and navigation parameters from onboard navigation sensors 3. The task of automatic control of movement on the ground is solved by generating signals to control the rotation of the front support wheels and wheel braking.

Согласно настоящему изобретению, система управления 5 выполнена с возможностью осуществлять контроль исправности управляющей системы 6, а в случае ее отказа - осуществлять приведение БПЛА 1 к горизонту и стабилизацию текущих траекторных параметров полета, а также формировать траекторию и выполнять возврат на аэродром посадки из текущего местоположения БПЛА 1. Попутно система 5 формирует сигнализацию для выдачи оператору на пункт управления 2 о переходе в режим «резервный возврат».According to the present invention, the control system 5 is configured to monitor the health of the control system 6, and in case of its failure, to bring the UAV 1 to the horizon and stabilize the current trajectory flight parameters, as well as to form the trajectory and return to the landing airfield from the current location of the UAV 1. Along the way, system 5 generates an alarm to be issued to the operator at control point 2 about the transition to the "backup return" mode.

Пункт управления 2 содержит средства связи 9 и пост управления 10 со средствами управления, индикации и сигнализации.Control center 2 contains communication means 9 and control station 10 with control, indication and signaling means.

Бортовые средства связи 7 и средства связи 9 служат для связи БПЛА 1 с пунктом управления 2 посредством радиоканала, при этом пункт управления 2 может быть расположен как стационарно на земле, так и на подвижном объекте.Onboard communication means 7 and communication means 9 are used to communicate UAV 1 with control point 2 via a radio channel, while control point 2 can be located both stationary on the ground and on a mobile object.

Первый и второй выходы датчиков 3 соединены с первыми входами управляющей системы 6 и системы управления 5 соответственно. Первый и второй выходы средств связи 7 соединены со вторыми входами управляющей системы 6 и системы управления 5 соответственно. Первый и второй входы средств связи 7 соединены с первым выходом управляющей системы 6 и первым выходом системы управления 5 соответственно. Второй выход управляющей системы 6 соединен с третьим входом системы управления 5.The first and second outputs of the sensors 3 are connected to the first inputs of the control system 6 and the control system 5, respectively. The first and second outputs of the communication means 7 are connected to the second inputs of the control system 6 and the control system 5, respectively. The first and second inputs of the communication means 7 are connected to the first output of the control system 6 and the first output of the control system 5, respectively. The second output of the control system 6 is connected to the third input of the control system 5.

Первый выход поста управления 10 соединен со входом средств связи 9. Выход средств связи 9 соединен с первым входом поста управления 10.The first output of the control station 10 is connected to the input of the communication means 9. The output of the communication means 9 is connected to the first input of the control station 10.

Предлагаемое решение работает следующим образом.The proposed solution works as follows.

В посте управления 10 со средствами управления, индикации и сигнализации, содержащем рабочее место оператора, осуществляют планирование траектории полета БПЛА 1.In the control post 10 with control, indication and signaling means, containing the operator's workstation, the flight trajectory of the UAV 1 is planned.

При программировании траектории вводят параметры аэродрома взлета, координаты, высоты промежуточных пунктов маршрута (ППМ), конечного пункта маршрута (КПМ), способ управления - маршрутный, путевой, комбинированный - исходя из полетного задания, например, мониторинга определенных объектов. Указанная информация в виде массива полетных данных (МПД1) передается посредством радиоканала, а именно через средства связи 9,7 на средства 8 для запоминания полетных данных управляющей системы 6 в процессе предполетной подготовки.When programming the trajectory, the parameters of the take-off aerodrome, coordinates, heights of intermediate route points (PPM), route end point (MCP) are entered, the control method - route, track, combined - based on the flight task, for example, monitoring of certain objects. This information in the form of an array of flight data (MTD1) is transmitted via a radio channel, namely, through communication means 9.7 to means 8 for storing flight data of the control system 6 in the process of pre-flight preparation.

Также вводят параметры по меньшей мере одного аэродрома посадки, а именно его координаты, направления захода, заданная дальность до порога ВПП и давление атмосферы по меньшей мере одного аэродрома посадки БПЛА. Эти данные в виде массива полетных данных (МПД2) поступают через средства связи 9,7 на средства 4 для запоминания параметров по меньшей мере одного аэродрома посадки системы управления 5 и на средства 8 для запоминания полетных данных управляющей системы 6.Also enter the parameters of at least one landing aerodrome, namely, its coordinates, directions of approach, a given distance to the runway threshold and the atmospheric pressure of at least one UAV landing aerodrome. These data in the form of an array of flight data (MPD2) are sent through communication means 9.7 to means 4 for storing the parameters of at least one landing aerodrome of the control system 5 and to means 8 for storing flight data of the control system 6.

С использованием указанных данных (МПД1,2) в управляющей системе 6 осуществляется формирование и запоминание траектории полета, заданной при предполетной подготовке.Using the specified data (MPD1,2) in the control system 6, the formation and storage of the flight trajectory set during pre-flight preparation is carried out.

В процессе полета при необходимости могут осуществлять дистанционное управление. Пост управления 10 выполнен с возможностью формирования сигналов дистанционного управления в виде заданных значений: угла курса, высоты полета, приборной скорости, которые поступают через радиоканал (средства связи 9,7) в систему управления 5. Также пост управления 10 выполнен с возможностью формирования сигналов ручного дистанционного управления в виде положений органов ручного управления летательного аппарата.During the flight, if necessary, they can carry out remote control. The control post 10 is configured to generate remote control signals in the form of preset values: heading angle, flight altitude, indicated airspeed, which are fed through the radio channel (communication means 9.7) to the control system 5. Also, the control post 10 is configured to generate manual signals remote control in the form of positions of the aircraft manual controls.

Измерение параметров положения и движения БПЛА осуществляют посредством бортовых навигационных датчиков 3, содержащих систему воздушных сигналов (СВС), измеряющую температуру воздушного потока, статическое и полное давление, и бесплатформенную инерциально-спутниковую систему (БИНС), измеряющую текущие координаты местоположения, высоту, скорости БПЛА, параметры углового положения, угловых скоростей и ускорений.The measurement of the parameters of the position and movement of the UAV is carried out by means of on-board navigation sensors 3 containing an air signal system (SVS), which measures the air flow temperature, static and total pressure, and a strapdown inertial-satellite system (SINS), which measures the current position coordinates, altitude, and speed of the UAV , parameters of angular position, angular velocities and accelerations.

С выходов бортовых датчиков 3 на входы управляющей системы 6 и системы управления 5 поступают данные о:From the outputs of the onboard sensors 3 to the inputs of the control system 6 and the control system 5, data is received about:

- статическом давлении;- static pressure;

- полном давлении;- full pressure;

- температуре воздушного потока;- air flow temperature;

- текущих координатах местоположения БПЛА,- the current coordinates of the UAV location,

- параметрах углового положения, скорости, высоты.- parameters of angular position, speed, height.

При этом со второго выхода бортовых датчиков 3 на первый вход системы управления 5 поступают параметры углового положения, угловых скоростей и ускорений.In this case, the parameters of the angular position, angular velocities and accelerations are supplied from the second output of the onboard sensors 3 to the first input of the control system 5.

В управляющей системе 6 с учетом заранее запрограммированной траектории полета и измеренных параметров текущего положения и движения БПЛА 1 формируются управляющие сигналы автоматического траекторного управления полетом в виде заданных значений высоты, скорости, угла курса БПЛА, которые поступают в систему управления 5.In the control system 6, taking into account the pre-programmed flight trajectory and the measured parameters of the current position and movement of the UAV 1, control signals of the automatic trajectory flight control are generated in the form of the specified values of the altitude, speed, and heading angle of the UAV, which are fed to the control system 5.

В системе управления 5 штатно реализуется автономный режим отработки управляющих сигналов системы 6 с учетом режима полета. Система управления 5 контролирует исправность управляющей системы 6 путем анализа признаков достоверности управляющих сигналов траекторного автоматического управления, поступающих из системы 6. При этом отсутствие достоверности хотя бы одного из управляющих сигналов более установленного интервала времени говорит об отказе системы 6. После чего система управления 5 по преимущественному варианту осуществления формирует команду и осуществляет приведение к горизонту и стабилизацию текущих траекторных параметров полета. Далее в системе управления 5 активируется режим «резервный возврат», при этом формируется траектория возврата на ближайший к текущему местоположению БПЛА 1 запомненный с помощью средств 4 аэродром посадки, формируются сигналы траекторного управления, характеризующие заданные курс, высоту и приборную скорость, при использовании сохраненного МПД2 и текущих параметров положения и движения БПЛА 1 с датчиков 3 и формируются сигналы управления рулями аэродинамических органов управления и силовой установкой.In the control system 5, the autonomous mode of processing control signals of the system 6 is routinely implemented, taking into account the flight mode. The control system 5 monitors the serviceability of the control system 6 by analyzing the signs of the reliability of the control signals of the trajectory automatic control coming from the system 6. At the same time, the absence of reliability of at least one of the control signals for more than a set time interval indicates a failure of the system 6. After that, the control system 5 predominantly the embodiment generates a command and performs leveling and stabilization of the current trajectory flight parameters. Further, in the control system 5, the "backup return" mode is activated, while the trajectory of return to the closest to the current location of the UAV 1, memorized by means of the landing aerodrome 4, is formed, trajectory control signals are generated, characterizing the given course, altitude and indicated speed, when using the saved MPD2 and the current parameters of the position and movement of the UAV 1 from the sensors 3 and signals are generated to control the rudders of the aerodynamic controls and the power plant.

Также система управления 5 формируют сигнализацию для выдачи оператору на пункт управления 2. Сформированная сигнализация передается через радиоканал с использованием средств связи 7 и 9 на пост управления 10 пункта управления 2. Сигнализация предназначена для информирования оператора, прежде всего, об отказе управляющей системы 6 и активации режима «резервный возврат», при этом может быть предусмотрена выдача иной информации.Also, the control system 5 generates an alarm to be issued to the operator at the control point 2. The generated alarm is transmitted via the radio channel using communication means 7 and 9 to the control station 10 of the control point 2. The alarm is intended to inform the operator, first of all, about the failure of the control system 6 and activation mode "backup return", while the issuance of other information may be provided.

Преимущественно, на пункт управления 2 передаются данные с системы 6 о параметрах положения, движения и технического состояния БПЛА 1, которые используются для индикации оператору при полете по заранее запрограммированной траектории, также такие данные могут поступать с системы 5 при полете в режиме «резервный возврат».Mainly, data from system 6 about the parameters of the position, movement and technical condition of the UAV 1, which are used to indicate to the operator when flying along a pre-programmed trajectory, is transmitted to the control point 2, and such data can also come from system 5 when flying in the "backup return" mode ...

В системах 5-6 формируются абсолютная барометрическая высота, барометрическая высота относительно аэродрома посадки, скоростной напор и приборная скорость. Барометрическая высота полета относительно аэродрома посадки формируется по данным о статическом давлении и температуре с датчиков 3, давлении атмосферы на посадочной позиции и параметрам «стандартной атмосферы», также хранящихся в средствах для запоминания 8 и 4.In systems 5-6, absolute barometric altitude, barometric altitude relative to the landing aerodrome, velocity head and indicated airspeed are generated. The barometric altitude relative to the landing aerodrome is formed according to the data on static pressure and temperature from sensors 3, the atmospheric pressure at the landing position and the parameters of the "standard atmosphere", also stored in the storage means 8 and 4.

Возврат на аэродром посадки может осуществляться, например, следующим образом.The return to the landing aerodrome can be carried out, for example, as follows.

Траектория полета в вертикальной плоскости представляет собой снижение в точку, отстоящую на 1-2 км по горизонтали от точки 3-го разворота до высоты «круга» (500-600м) (фиг. 2).The flight trajectory in the vertical plane is a descent to a point located 1-2 km horizontally from the point of the 3rd turn to the height of the "circle" (500-600m) (Fig. 2).

В горизонтальной плоскости осуществляется выход в точку, отстоящую на заданной дальности (15-20 км) от порога ВПП аэродрома посадки, с заданным направлением (посадочной полосы) на нее (фиг. 3). Формирование заданного угла курса для реализации такой траектории осуществляется системой управления 5 на основе комбинированного способа управления и с использованием данных об аэродроме посадке, имеющихся в средствах для запоминания 4 системы 5. Полет в точку 3-го разворота, по касательной к окружности 3-4-го разворотов, осуществляется по кратчайшему расстоянию (путевой способ траекторного управления), далее осуществляются 3-й и 4-й развороты с выходом БПЛА в точку, отстоящую на заданной дальности и с направлением на ВПП.In the horizontal plane, an exit is made to a point located at a given distance (15-20 km) from the threshold of the landing airfield runway, with a given direction (landing strip) towards it (Fig. 3). The formation of a given heading angle for the implementation of such a trajectory is carried out by the control system 5 on the basis of a combined control method and using the data about the landing aerodrome available in the means for storing 4 of the system 5. Flight to the point of the 3rd turn, tangential to the circle 3-4- of turns, is carried out along the shortest distance (track method of trajectory control), then the 3rd and 4th turns are carried out with the exit of the UAV to a point located at a given distance and with the direction to the runway.

Полунатурная отработка системы показала ее эффективность.Semi-natural testing of the system has shown its effectiveness.

Таким образом, использование предлагаемой группы изобретений позволяет повысить безопасность полета БПЛА за счет резервирования функций управляющей системы в части формирования траектории возврата.Thus, the use of the proposed group of inventions makes it possible to increase the safety of the UAV flight due to the reservation of the functions of the control system in terms of the formation of the return trajectory.

Claims (7)

1. Способ управления полетом БПЛА, включающий измерение параметров положения и движения БПЛА, формирование управляющей системой по заранее запрограммированной траектории управляющих сигналов автоматического траекторного управления полетом и формирование по ним системой управления сигналов управления рулевыми приводами аэродинамических органов управления и силовой установкой, отличающийся тем, что посредством системы управления запоминают параметры по меньшей мере одного аэродрома посадки, контролируют исправность управляющей системы, а при ее отказе выполняют возврат на аэродром посадки и формируют сигнализацию для выдачи оператору на пункт управления.1. A method for controlling a UAV flight, including measuring the parameters of the position and movement of the UAV, generating by the control system along a pre-programmed trajectory of control signals for automatic trajectory flight control and generating signals from them by the control system to control the steering drives of aerodynamic controls and the power plant, characterized in that by the control systems memorize the parameters of at least one landing aerodrome, monitor the operability of the control system, and if it fails, they return to the landing aerodrome and generate an alarm for issuing to the operator at the control point. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выполняют возврат на ближайший аэродром посадки.2. The method according to claim 1, characterized in that the return to the nearest landing aerodrome is performed. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед возвратом посредством системы управления осуществляют приведение БПЛА к горизонту и стабилизацию текущих траекторных параметров полета.3. The method according to claim 1, characterized in that before returning by means of the control system, the UAV is brought to the horizon and the current trajectory parameters of the flight are stabilized. 4. Беспилотная авиационная система, включающая соединенные посредством радиоканала пункт управления и БПЛА, который содержит соединенные между собой систему управления, управляющую систему со средствами для запоминания полетных данных и бортовые навигационные датчики, отличающаяся тем, что система управления содержит средства для запоминания параметров по меньшей мере одного аэродрома посадки и выполнена с возможностью контроля исправности управляющей системы, а в случае ее отказа - выполнения возврата на аэродром посадки и формирования сигнализации для выдачи оператору на пункт управления.4. Unmanned aerial system, which includes a control point and a UAV connected by a radio channel, which contains a control system connected to each other, a control system with means for storing flight data and onboard navigation sensors, characterized in that the control system contains means for storing parameters at least of one landing aerodrome and is made with the possibility of monitoring the health of the control system, and in case of its failure - to return to the landing aerodrome and generate an alarm for issuing to the operator at the control point. 5. Система по п. 4, отличающаяся тем, что пункт управления содержит средства связи и пост управления со средствами управления, индикации и сигнализации.5. The system according to claim 4, characterized in that the control point contains communication means and a control post with control, indication and signaling means. 6. Система по п. 4, отличающаяся тем, что система управления выполнена с возможностью выполнения возврата на ближайший аэродром посадки.6. The system of claim. 4, characterized in that the control system is configured to return to the nearest landing aerodrome. 7. Система по п. 4, отличающаяся тем, что система управления выполнена с возможностью осуществлять приведение БПЛА к горизонту и стабилизацию текущих траекторных параметров полета перед возвратом.7. The system according to claim 4, characterized in that the control system is configured to bring the UAV to the horizon and stabilize the current trajectory flight parameters before returning.
RU2019126997A 2019-08-26 2019-08-26 Control method of unmanned aerial vehicle flight and unmanned aircraft system RU2727416C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019126997A RU2727416C1 (en) 2019-08-26 2019-08-26 Control method of unmanned aerial vehicle flight and unmanned aircraft system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019126997A RU2727416C1 (en) 2019-08-26 2019-08-26 Control method of unmanned aerial vehicle flight and unmanned aircraft system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2727416C1 true RU2727416C1 (en) 2020-07-21

Family

ID=71741138

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019126997A RU2727416C1 (en) 2019-08-26 2019-08-26 Control method of unmanned aerial vehicle flight and unmanned aircraft system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2727416C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022164885A1 (en) * 2021-01-26 2022-08-04 American Robotics, Inc. Methods and systems for performing remote pre-flight inspections of drone aircraft
RU2807539C1 (en) * 2023-06-16 2023-11-16 Публичное акционерное общество "Объединенная авиастроительная корпорация" (ПАО "ОАК") Method for providing backup return of single-seat combat aircraft in event of central computer failure

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2240589C1 (en) * 2003-07-31 2004-11-20 Открытое акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро" Method for automatic control of aircraft at approach to runway line
US9257048B1 (en) * 2010-04-21 2016-02-09 The Boeing Company Aircraft emergency landing route system
RU2634470C2 (en) * 2013-03-19 2017-10-30 Зе Боинг Компани Method of piloting unmanned flying apparatus
RU2016138408A (en) * 2015-09-29 2018-04-02 Эйрбас Дефенс Энд Спэйс Гмбх Unmanned aerial vehicle and method for safe landing of an unmanned aerial vehicle
US20180224848A1 (en) * 2017-02-08 2018-08-09 Airbus Helicopters Aircraft autopilot system and method, and an aircraft
RU2666479C1 (en) * 2015-07-16 2018-09-07 Сафран Электроникс Энд Дифенс Method of providing the automatic landing of the flying apparatus

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2240589C1 (en) * 2003-07-31 2004-11-20 Открытое акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро" Method for automatic control of aircraft at approach to runway line
US9257048B1 (en) * 2010-04-21 2016-02-09 The Boeing Company Aircraft emergency landing route system
RU2634470C2 (en) * 2013-03-19 2017-10-30 Зе Боинг Компани Method of piloting unmanned flying apparatus
RU2666479C1 (en) * 2015-07-16 2018-09-07 Сафран Электроникс Энд Дифенс Method of providing the automatic landing of the flying apparatus
RU2016138408A (en) * 2015-09-29 2018-04-02 Эйрбас Дефенс Энд Спэйс Гмбх Unmanned aerial vehicle and method for safe landing of an unmanned aerial vehicle
US20180224848A1 (en) * 2017-02-08 2018-08-09 Airbus Helicopters Aircraft autopilot system and method, and an aircraft

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022164885A1 (en) * 2021-01-26 2022-08-04 American Robotics, Inc. Methods and systems for performing remote pre-flight inspections of drone aircraft
RU2807539C1 (en) * 2023-06-16 2023-11-16 Публичное акционерное общество "Объединенная авиастроительная корпорация" (ПАО "ОАК") Method for providing backup return of single-seat combat aircraft in event of central computer failure

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11842649B2 (en) Supervisory safety system for controlling and limiting unmanned aerial system (UAS) operations
US10049590B2 (en) Method for autonomous controlling of an aerial vehicle and corresponding system
EP1307797B1 (en) Intuitive vehicle and machine control
US8527118B2 (en) Automated safe flight vehicle
CN101095090B (en) Control system of automatic circle flight
US10650685B2 (en) Method for autonomous controlling of a remote controlled aerial vehicle and corresponding system
US9199725B2 (en) Control computer for an unmanned vehicle
CN101366064B (en) Method and device for assisting the flying of an aircraft during an autonomous approach, and corresponding aircraft
US6438469B1 (en) Flight control system and method for an aircraft circle-to-land maneuver
JPH07257494A (en) Aircraft collision avoiding device
US9946258B2 (en) High performance system with explicit incorporation of ATC regulations to generate contingency plans for UAVs with lost communication
RU2727416C1 (en) Control method of unmanned aerial vehicle flight and unmanned aircraft system
RU2523613C2 (en) Remote control over drone and drone system
US20170148333A1 (en) Method for automatically piloting an aircraft on the ground and device for its implementation
EP2533123B1 (en) Navigation system for an aircraft and method of operating such a navigation system
RU2475802C1 (en) Method of drone remote control and drone system
Bhandari et al. UAV collision detection and avoidance using ADS-B sensor and custom ADS-B like solution
US20080300740A1 (en) GPS autopilot system
Gonzaga Lopez Design of rotorcraft performance-based navigation routes and procedures: current challenges and prospects
Baraniello et al. GN&C technologies for remotely piloted air systems: the vision of the Italian Aerospace Research Center
Rabe et al. High Altitude: Among and Above Commercial Transport
Howell et al. The NASA Urban Air Mobility Testbed Flight Research Aircraft
Miller Operating a flight: A pilot’s perspective
Knox et al. Preliminary test results of a flight management algorithm for fuel conservative descents in a time based metered traffic environment
Calvert Aircrew and automation