RU2781651C1 - Визуальная система посадки летательных аппаратов на необорудованные аэродромы в сложных метеорологических условиях - Google Patents
Визуальная система посадки летательных аппаратов на необорудованные аэродромы в сложных метеорологических условиях Download PDFInfo
- Publication number
- RU2781651C1 RU2781651C1 RU2021127044A RU2021127044A RU2781651C1 RU 2781651 C1 RU2781651 C1 RU 2781651C1 RU 2021127044 A RU2021127044 A RU 2021127044A RU 2021127044 A RU2021127044 A RU 2021127044A RU 2781651 C1 RU2781651 C1 RU 2781651C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- landing
- visual
- runway
- aircraft
- searchlights
- Prior art date
Links
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 title claims abstract description 17
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000000051 modifying Effects 0.000 claims abstract description 5
- 230000002238 attenuated Effects 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000003287 optical Effects 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к области оптики и касается визуальной системы посадки летательных аппаратов на необорудованные аэродромы в сложных метеорологических условиях. Система содержит навигационную систему, высотомер и систему визуальной посадки. Система визуальной посадки включает в себя расположенный на аэродроме излучательный блок и расположенные на летательном аппарате приемный блок, включающий в себя канал наведения и измерительный канал, а также вычислительный блок. Излучательный блок выполнен в виде двух прожекторов, расположенных на краях взлетно-посадочной полосы и излучающих модулированный видимый свет. Канал наведения выполнен в виде цифрового фотоаппарата, фокусирующего излучение прожекторов в виде двух точек на матрице, визуализированных на экране фотоаппарата, на котором в виде перекрестья нанесен прицел. Измерительный канал содержит селективный усилитель и устройство измерения дальности до взлетно-посадочной полосы. Технический результат заключается в упрощении визуальной системы посадки. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области оптики и может быть использовано для визуальной посадки летательных аппаратов (ЛА) в сложных метеорологических условиях (СМУ) и ночью на необорудованные аэродромы.
В экстренных ситуациях при невозможности посадки на аэродромы, оборудованные радиотехническими и оптическими системами посадки, возникает необходимость садиться на запасные аэродромы, на которых этих дорогостоящих систем нет. В условиях хорошей видимости пилот может осуществить посадку на такие аэродромы. Но в сложных метеоусловиях при плохой видимости ориентиров и взлетно-посадочной полосы (ВПП) визуальная посадка становится проблематичной, даже при том условии, что система навигации ЛА вывела его на аэродром, а высота ЛА, измеряемая его высотомерами, известна.
Сложность визуальной посадки заключается в том, что пилот не знает, в какой момент он должен увидеть Землю, и сколько времени у него остается на принятие решения: садиться или уходить на второй круг.
Для построения посадочной глиссады в СМУ необходимо:
1. Наличие на аэродроме модулированных оптических маяков, обеспечивающих построение глиссады посадки в отсутствие видимости ВПП.
2. Наличие оперативной информации о дальности до ВПП, а также о наклонной метеорологической дальности видимости.
Известна «Система посадки летательных аппаратов», патент RU 2386176 С2, опубликован 10.04.2010 Бюл. №10 - аналог. По бокам ВПП размещаются радиомаяки, а на борту ЛА устанавливают инерциальную систему навигации, бортовой приемник, блок дальности, измеритель высоты, блок обработки, траекторный блок и систему управления. Эта радиотехничеекая система обеспечивает повышение точности и безопасности посадки в СМУ.
Недостатком аналога является сложность и высокая стоимость системы, и такой аэродром нельзя считать необорудованным.
Визуальная посадка ночью и в СМУ осуществляется с использованием специальной системы огней высокой интенсивности (оптических маяков), Аронов О.Н., Ломанцов Б.Н. «Светотехническое оборудование аэродромов», Ульяновск, УВЛГУ ГА, 2002, 105 с. - прототип.
Система также очень сложная, дорогая и энергозатратная, т.к. в среднем состоит из 16 огней приближения, 60 посадочных огней, 12 входных ограничительных огней, шести огней знаков приземления и четырех глиссадных огней. Аэродром, оборудованный такой системой посадки, также нельзя считать необорудованным.
Технический результат изобретения - упрощение и снижение стоимости системы визуальной посадки на необорудованных аэродромах ночью и в сложных метеорологических условиях.
Принципиальная схема системы для визуальной посадки ЛА ночью и в СМУ приведена на чертеже.
Система визуальной посадки содержит:
1. Излучательный блок (ИБ), включающий два прожектора, излучающих световые импульсы пачками с некоторой частотой, например 3 Гц, расположенных на расстоянии L друг от друга на краях ВПП перпендикулярно ее оси. Прожектор включает в себя источники видимого света 1, расположенные в фокальной плоскости объектива (зеркала) 2, создающего коллимированный пучок света. Направление пучков света под углом α0 к горизонту определяет глиссаду снижения летательного аппарата. Расположен на аэродроме.
2. Приемный блок (ПБ), стабилизированный под углом α0 к горизонту, включает в себя канал наведения и измерительный канал, которые совмещены по оптической оси. Расположен на борту ЛА.
Канал наведения выполнен в виде широкоугольного объектива 3, фокусирующего коллимированное излучение прожекторов в виде двух точек на матрице 4 цифрового фотоаппарата, расположенной в фокальной плоскости объектива фотоаппарата. На экран фотоаппарата нанесен прицел в виде перекрестья, относительно которого пилот добивается такого расположения точек, чтобы они размещались на горизонтальной линии прицела. В этом случае ЛА выдерживает глиссаду снижения по тангажу (углу α). Две точки, соответствующие изображениям прожекторов, должны размещаться симметрично относительно вертикальной линии прицела. В этом случае пилот выдерживает глиссаду посадки по азимуту относительно оси ВПП.
Измерительный канал содержит селективный усилитель 5, вычислитель 6, фокусирующий объектив 7, а также фотодетектор 8. Сигнал, снятый с матрицы, усиливается селективным усилителем и подается на вычислитель, который по измеренному расстоянию λ между изображениями двух точек на матрице вычисляет расстояние до взлетно-посадочной полосы по формуле
где F - фокусное расстояние объектива фотоаппарата. Снижение по глиссаде может осуществляться автоматически по равносигнальной зоне [В.А. Шпенст Радиолокационные системы и комплексы: учебник. СПб.: Санкт-Петербургский горный университет, 2016, с. 188-189] сигнала по четырем квадрантам матрицы. Когда снижение происходит по глиссаде, сигналы этих квадрантов равны между собой.
Объектив 7 фокусирует излучение с экрана фотоаппарата на фотодетекторе 8, измеряющем интенсивность шума атмосферы Фш, когда прожектора еще не включены, и интенсивность сигнала приемника Фпр, состоящую из суммы двух сигналов Ф+Фш, где Ф - интенсивность излучения каждого прожектора, ослабленная слоем атмосферы толщиной r. Интенсивность сигналов прожекторов Ф0 измеряется на Земле.
3. Измеренные величины Ф0, Фпр, Фш и r оперативно подаются в вычислительный блок (ВБ), и по модернизированной формуле Кошмидера вычисляется наклонная метеорологическая дальность видимости (НМДВ) [И.Я. Рацимор. Наклонная видимость. Л.: Гидрометеоиздат, 1987, с. 6-8, 82-84; 67-71].
Система визуальной посадки работает следующим образом.
1. На земле измеряется интенсивность модулированного излучения прожекторов Ф0 и запоминается в вычислительном блоке. Модуляция сигнала необходима для исключения ложного обнаружения посторонних огней в СМУ. Излучение прожекторов направляется под фиксированным глиссадным углом α0 к горизонту.
2. Навигационная система выводит ЛА на запасной аэродром.
3. На расстоянии порядка 5 км до аэродрома измеряется шум атмосферы Фш, и эта величина запоминается в вычислительном блоке. После чего подается сигнал на включение посадочных прожекторов.
4. Приемный блок сканирует область посадки по посадочному углу α и азимутальному углу β относительно оси ВПП. После симметричного расположения изображений двух прожекторов относительно прицела (равносигнальная зона) начинается снижение ЛА по глиссаде. В это время измеряется ослабленный слоем атмосферы сигнал Фпр и расстояние r до ВПП. По сигналам Ф0, Фпр, Фш и r вычисляется НМДВ.
5. Пилот продолжает снижение по глиссаде в облачности, каждую секунду получая информацию о высоте ЛА, дальности до ВПП и наклонной МДВ.
6. При условии r=НМДВ пилот должен увидеть ВПП и осуществить визуальную посадку. В противном случае он должен уходить на второй круг.
Claims (5)
- Визуальная система посадки летательных аппаратов на необорудованные аэродромы в сложных метеорологических условиях, содержащая: навигационную систему, высотомер и систему визуальной посадки, включающую в себя излучательный блок, расположенный на аэродроме; приемный блок, включающий в себя канал наведения и измерительный канал, а также вычислительный блок, которые расположены на летательном аппарате, отличающаяся тем, что излучательный блок выполнен в виде двух прожекторов, расположенных на краях взлетно-посадочной полосы на расстоянии L друг от друга, излучающих модулированный видимый свет с интенсивностью Ф0; канал наведения выполнен в виде цифрового фотоаппарата, фокусирующего излучение прожекторов в виде двух точек на матрице, визуализированных на экране фотоаппарата, на котором в виде перекрестья нанесен прицел; измерительный канал содержит селективный усилитель и устройство измерения дальности до взлетно-посадочной полосы, вычисляемой по формуле:
- где F - фокусное расстояние объектива фотоаппарата, а λ - измеренное расстояние между изображениями двух точек на матрице, а также фокусирующий объектив и фотодетектор, измеряющие интенсивность шума атмосферы Фш и интенсивность излучения приемника Фпр, ослабленного слоем атмосферы толщиной r, величина Ф0 измеряется на Земле, а наклонная дальность видимости вычисляется по формуле:
- и при r≤НМДВ осуществляется визуальная посадка.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2781651C1 true RU2781651C1 (ru) | 2022-10-17 |
Family
ID=
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU94011515A (ru) * | 1994-04-04 | 1996-09-27 | Л.Е. Николаев | Способ автоматической посадки самолетов на необорудованные радиотехническими средствами посадки впп и временные площадки |
US8000867B2 (en) * | 2008-09-03 | 2011-08-16 | Korea Aerospace Research Institute | System for automatically landing aircraft using image signals and method of controlling the same |
US9260180B2 (en) * | 2013-07-24 | 2016-02-16 | Airbus Operations (S.A.S.) | Autonomous and automatic landing method and system |
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU94011515A (ru) * | 1994-04-04 | 1996-09-27 | Л.Е. Николаев | Способ автоматической посадки самолетов на необорудованные радиотехническими средствами посадки впп и временные площадки |
US8000867B2 (en) * | 2008-09-03 | 2011-08-16 | Korea Aerospace Research Institute | System for automatically landing aircraft using image signals and method of controlling the same |
US9260180B2 (en) * | 2013-07-24 | 2016-02-16 | Airbus Operations (S.A.S.) | Autonomous and automatic landing method and system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0880769B1 (en) | System for enhancing navigation and surveillance in low visibility conditions | |
US6836285B1 (en) | Lidar with streak-tube imaging,including hazard detection in marine applications; related optics | |
US4940986A (en) | Millimeter wave locating | |
JP6517453B1 (ja) | 航空機ドッキングシステムのレンジの最適化 | |
US4868567A (en) | Landing approach aid for aircraft | |
TWI579811B (zh) | 飛機著陸導引系統及方法 | |
EP1515162B1 (en) | Device for detecting optical and optoelectronic objects | |
EP0597715A1 (en) | Automatic aircraft landing system calibration | |
RU2781651C1 (ru) | Визуальная система посадки летательных аппаратов на необорудованные аэродромы в сложных метеорологических условиях | |
US20230054256A1 (en) | Method and System for Locating a Light Source | |
RU2671926C1 (ru) | Система огней глиссады, обеспечивающая визуальную и оптическую посадку в очках ночного видения вертолета на корабль в темное время суток | |
RU2548366C1 (ru) | Способ определения местоположения и углов ориентации летательного аппарата относительно взлетно-посадочной полосы | |
RU148255U1 (ru) | Лазерная оптико-локационная станция | |
RU2326348C2 (ru) | Визуальный способ определения наклонной дальности движущимся наблюдателем | |
RU140658U1 (ru) | Система посадки воздушных судов | |
RU2564934C1 (ru) | Оптическая система определения координат летательного аппарата, основанная на монофотонной уф-с технологии для навигационного обеспечения захода на посадку воздушного судна | |
JP2606609B2 (ja) | 航空機の進入検出装置 | |
RU2766924C1 (ru) | Способ обнаружения объектов на земной поверхности | |
RU2055785C1 (ru) | Способ посадки самолета | |
RU2234440C1 (ru) | Оптическая система посадки | |
RU2695044C2 (ru) | Способ построения визуальной взлетно-посадочной системы с помощью вихревых лазерных пучков | |
Golovenskyy | Extending the range of detection of aerodrome beam signals in adverse meteorological conditions | |
Bloudíček et al. | The use of airport lighting systems in an instrument part of approaching manoeuvre | |
Ward | Flight checking in the Royal Air Force | |
Ensminger et al. | June I960 Index Number NS 7U-100 |