RU2812188C1 - Method for warning about hazard of collision of aircraft with airborne object - Google Patents

Method for warning about hazard of collision of aircraft with airborne object Download PDF

Info

Publication number
RU2812188C1
RU2812188C1 RU2023118367A RU2023118367A RU2812188C1 RU 2812188 C1 RU2812188 C1 RU 2812188C1 RU 2023118367 A RU2023118367 A RU 2023118367A RU 2023118367 A RU2023118367 A RU 2023118367A RU 2812188 C1 RU2812188 C1 RU 2812188C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
aircraft
collision
air
distance
air object
Prior art date
Application number
RU2023118367A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Александрович Замыслов
Александр Михайлович Мальцев
Сергей Борисович Михайленко
Надежда Викторовна Штанькова
Алексей Александрович Закота
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
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
Application granted granted Critical
Publication of RU2812188C1 publication Critical patent/RU2812188C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: aviation.
SUBSTANCE: invention relates to a method for warning about the danger of a collision between an aircraft and an air object. To implement the method, a given sector of space in the front hemisphere is irradiated from the aircraft, the radiation reflected from the airborne object is received, the direction to the object and the distance to it relative to the aircraft are determined, the straight flight of the aircraft is continued, and after a specified time the sighting angle of the airborne object and distance to it is re-measured. If the value of the re-measured range exceeds the previous one, then the aircraft’s own speed is additionally measured, the angle of sight of the aircraft relative to the air object and the speed of the air object are calculated, the degree of danger of a collision between the aircraft and the air object is determined by calculating the permissible safe approach distance and the time until it is reached, the crew is warned about the danger of a collision between the aircraft and an airborne object and offered to turn the aircraft away from the airborne object before this time expires.
EFFECT: improving the aircraft flight safety.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области предупреждения об опасности столкновения в воздухе летательного аппарата с воздушным объектом на основе прогноза траекторий их движения.The invention relates to the field of warning about the danger of a collision in the air between an aircraft and an air object based on forecasting the trajectories of their movement.

Известен способ предупреждения столкновения самолетов в воздухе TCAS для уменьшения риска столкновения воздушных судов [Бортовое радиоэлектронное оборудование: навигационные системы и комплексы. Под ред. академика РАН Е.А. Федосова. М.: ГосНИИАС, 2014. 140 с. С. 7-8. Так как же работает TCAS. Часть 1. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://picabu.ru>Airbus>. (дата обращения 12.04.2023). Система предупреждения столкновения самолетов в воздухе. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://teletype.in>@aviationlife/rk9LGVTAm>. (дата обращения 12.04.2023)]. Способ основан на обозрении пространства вокруг воздушного судна, обнаружении других воздушных судов и в, случае возникновения риска столкновения, предупреждении об этом пилотов.There is a known method for preventing aircraft collisions in the air TCAS to reduce the risk of aircraft collisions [Airborne radio-electronic equipment: navigation systems and complexes. Ed. Academician of the Russian Academy of Sciences E.A. Fedosova. M.: GosNIIAS, 2014. 140 p. pp. 7-8. So how does TCAS work? Part 1. [Electronic resource]. Access mode: http://picabu.ru>Airbus>. (date of access: 04/12/2023). Aircraft collision warning system. [Electronic resource]. Access mode: http://teletype.in>@aviationlife/rk9LGVTAm>. (date of access: 04/12/2023)]. The method is based on viewing the space around the aircraft, detecting other aircraft and, if there is a risk of collision, warning pilots about it.

Недостатком данного способа является то, что система, реализующая способ, очень сложная. Кроме того, системой должны быть оснащены все самолеты, так как воздушные суда обнаруживают друг друга по запросу/ответу через транспондеры. Поэтому данный способ реализован в настоящее время на воздушных судах гражданской авиации.The disadvantage of this method is that the system implementing the method is very complex. In addition, all aircraft must be equipped with the system, since aircraft detect each other by request/response via transponders. Therefore, this method is currently implemented on civil aviation aircraft.

Наиболее близким по технической сущности (прототипом) является способ предупреждения столкновения летательного аппарата с объектом, основанный на том, что с борта летательного аппарата облучают сектор пространства в передней полусфере одним или несколькими сканирующими лучами, принимают отраженный от воздушного объекта сигнал и определяют по направлению прихода отраженного излучения угловое положение объекта относительно летательного аппарата (угол визирования), а по времени распространения излучения до воздушного объекта и обратно - дальность до объекта [Лазерная система активного видения, разведки и целеуказания «Лидар-М» (ТЛС2503) Паспорт АСЦП.468456.001П. ЗАО «ЛЗОС Астрон». Борейшо В.А., Клочков Д.В., Коняев М.А., Никулин Е.Н. Военные применения лазеров: учеб. пособие. Балт. гос. тех. ун-т. СПб, 2015. 103 с.].The closest in technical essence (prototype) is a method for preventing a collision between an aircraft and an object, based on the fact that a sector of space in the front hemisphere is irradiated from the aircraft with one or more scanning beams, the signal reflected from the air object is received and determined by the direction of arrival of the reflected radiation, the angular position of the object relative to the aircraft (sighting angle), and according to the time of radiation propagation to the airborne object and back - the distance to the object [Laser system for active vision, reconnaissance and target designation "Lidar-M" (TLS2503) Passport ASCP.468456.001P. JSC "LZOS Astron" Boreysho V.A., Klochkov D.V., Konyaev M.A., Nikulin E.N. Military applications of lasers: textbook. allowance. Balt. state those. univ. St. Petersburg, 2015. 103 p.].

Недостатком данного способа является высокая степень опасности столкновения летательного аппарата с воздушным объектом в случае, если они сближаются, так как отсутствует прогнозирование траектории движения воздушного объекта, дальности между летательным аппаратом и воздушным объектом в момент начала их расхождения, а также времени полета до момента начала опасного сближения.The disadvantage of this method is the high degree of danger of a collision between an aircraft and an air object if they approach each other, since there is no prediction of the trajectory of the air object, the distance between the aircraft and the air object at the moment they begin to diverge, as well as the flight time until the start of the dangerous rapprochement.

Техническим результатом предлагаемого способа является предупреждение об опасности столкновения летательного аппарата с воздушным объектом в случае, если они сближаются, за счет прогнозирования траектории движения воздушного объекта, дальности между летательным аппаратом и воздушным объектом в момент начала их расхождения, а также оставшегося времени полета до момента начала опасного сближения.The technical result of the proposed method is a warning about the danger of a collision between an aircraft and an air object if they approach each other, by predicting the trajectory of the air object, the distance between the aircraft and the air object at the moment they begin to diverge, as well as the remaining flight time until the start dangerous approach.

Технический результат достигается тем, что в отличие от известного способа предупреждения об опасности столкновения летательного аппарата с воздушным объектом, основанного на облучении с борта летательного аппарата заданного сектора пространства в передней полусфере, приеме отраженного от воздушного объекта излучения, измерении угла визирования объекта γ0 и дальности D0 до него относительно летательного аппарата,The technical result is achieved by the fact that, in contrast to the known method of warning about the danger of a collision between an aircraft and an air object, based on irradiation from the aircraft of a given sector of space in the front hemisphere, receiving radiation reflected from the air object, measuring the object's sighting angle γ 0 and range D 0 before it relative to the aircraft,

согласно изобретениюaccording to the invention

продолжают прямолинейный полет летательного аппарата и через заданное время осуществляют повторное измерение угла визирования воздушного объекта γ1 и дальности до него D1,continue the straight flight of the aircraft and, after a given time, re-measure the sighting angle of the air object γ 1 and the distance to it D 1 ,

если D1>D0, то сближение с объектом отсутствует и столкновение с ним маловероятно,if D 1 >D 0 , then there is no approach to the object and a collision with it is unlikely,

если D1<D0, то дополнительно измеряют собственную скорость летательного аппарата VЛА, производят расчет угла визирования ψ0 летательного аппарата относительно воздушного объекта и скорости воздушного объекта VВО по формуламif D1<D0, then additionally measure the aircraft’s own speed VLA, calculate the viewing angle ψ0 aircraft relative to the air object and the speed of the air object VIN according to formulas

определяют степень опасности столкновения летательного аппарата с воздушным объектом при условии, что они движутся прямолинейно и с постоянной скоростью, для этого рассчитывают минимальную дальность между летательным аппаратом и воздушным объектом Dmin в момент начала их расхождения после максимального сближения по формулеdetermine the degree of danger of a collision between an aircraft and an air object, provided that they are moving rectilinearly and at a constant speed; for this purpose, the minimum distance between the aircraft and the air object D min is calculated at the moment they begin to diverge after maximum approach using the formula

где α=π-γ0-ψ0, сравнивают дальность Dmin с минимально допустимой дистанцией безопасного сближения летательного аппарата с воздушным объектом DБ, если Dmin≤DБ, то сближение является опасным, после чего рассчитывают оставшееся время до момента достижения дальности DБ where α=π-γ 0 -ψ 0 , compare the range D min with the minimum permissible distance for safe approach of the aircraft with the air object D B , if D min ≤D B , then the approach is dangerous, after which the remaining time until the range is reached is calculated D B

где A=VЛА 2+VВО 2-2VЛАVBOcos(α), В=D0 (VЛАcos(γ0)+VВОcos(ψ0)), С=D0 2-DБ 2,where A=V LA 2 +V VO 2 -2V LA V BO cos(α), B=D 0 (V LA cos(γ 0 )+V VO cos(ψ 0 )), C=D 0 2 -D B 2 ,

предупреждают экипаж об опасности столкновения летательного аппарата с воздушным объектом через время и предлагают выполнить отворот летательного аппарата в сторону от воздушного объекта до истечения этого времени.warn the crew about the danger of a collision between the aircraft and an air object after a while and offer to turn the aircraft away from the air object before this time expires.

Сущность изобретения заключается в том, что дополнительно, кроме измерения с летательного аппарата (ЛА) дальности до воздушного объекта (ВО) и направления на него, через промежуток времени проводят повторное измерение дальности до ВО и направления на него. Если дальность между ЛА и ВО уменьшается, то есть опасность их столкновения. Для оценки этой опасности прогнозируют траектории движения ЛА и ВО и дальность между ними в тот момент, когда после сближения они начнут расходиться. Если прогнозируемая минимальная дальность между ЛА и ВО в момент начала расхождения меньше или равна допустимой дистанции безопасного сближения, то опасность столкновения очень велика. Информация об опасности столкновения ЛА с ВО экипажу ЛА предоставляется в виде прогноза времени до момента достижения между ЛА и ВО допустимой дистанции безопасного сближения и направления отворота ЛА для предупреждения столкновения с ВО.The essence of the invention is that, in addition to measuring from an aircraft the range to an airborne object (AO) and the direction towards it, after a period of time the range to the AO and the direction towards it are re-measured. If the range between the aircraft and the aircraft decreases, then there is a danger of their collision. To assess this danger, the trajectories of the aircraft and aircraft and the distance between them are predicted at the moment when, after approaching, they begin to diverge. If the predicted minimum distance between the aircraft and the aircraft at the moment the divergence begins is less than or equal to the permissible safe approach distance, then the risk of collision is very high. Information about the danger of an aircraft colliding with a CP is provided to the aircraft crew in the form of a forecast of the time until the permissible safe approach distance between the aircraft and the CP is reached and the direction in which the aircraft should turn to prevent a collision with the CP.

На фигуре 1 представлено взаимное расположение летательного аппарата и воздушного объекта и траектории их движения на плоскости, где обозначены: 01, 02 - точки расположения летательного аппарата (ЛА) и воздушного объекта (ВО) при первоначальном измерении с ЛА дальности до объекта D0, γ0, ψ0 - углы визирования ВО и ЛА относительно друг друга, соответственно; 11, 12 - точки расположения ЛА и ВО и их углы визирования γ1, ψ1 при повторном измерении с ЛА дальности D1; K1, K2 - точки расположения ЛА и ВО и их углы визирования γb, ψb для случая, когда расстояние между ЛА и ВО равно минимальной дистанции безопасного сближения DБ; L, α - точка и угол пересечения траекторий движения ЛА и ВО; М1, М2 - точки расположения ЛА и ВО в момент, когда дальность между ними минимальна и равна Dmin (момент начала расхождения, после которого дальность между ЛА и ВО начнет увеличиваться); i1, i2, Di - точки расположения ЛА и ВО и дальность между ними в ti-ый момент времени; 0*1, 0*2 - проекции точек 11, 12 на отрезок (0102); h1, h2 - высоты четырехугольника (01 02 12 11) к его основанию (0102); ΔD1 - расстояние между h1 и h2.Figure 1 shows the relative position of the aircraft and the air object and the trajectory of their movement on the plane, where the following are indicated: 0 1 , 0 2 - the location points of the aircraft (AC) and the air object (AO) during the initial measurement from the aircraft of the distance to the object D 0 , γ 0 , ψ 0 - sighting angles of the VO and aircraft relative to each other, respectively; 1 1 , 1 2 - location points of the aircraft and aircraft and their sighting angles γ 1 , ψ 1 when repeated measuring from the aircraft range D 1 ; K 1 , K 2 - location points of the aircraft and VO and their sighting angles γ b , ψ b for the case when the distance between the aircraft and VO is equal to the minimum safe approach distance D B ; L, α - point and angle of intersection of the trajectories of the aircraft and aircraft; M 1 , M 2 - the location points of the aircraft and the aircraft at the moment when the range between them is minimal and equal to D min (the moment the divergence begins, after which the range between the aircraft and the aircraft will begin to increase); i 1 , i 2 , D i - location points of the aircraft and aircraft and the distance between them at the t i -th moment of time; 0* 1 , 0* 2 - projections of points 1 1 , 1 2 onto the segment (0 1 0 2 ); h 1 , h 2 - heights of the quadrilateral (0 1 0 2 1 2 1 1 ) to its base (0 1 0 2 ); ΔD 1 - distance between h 1 and h 2 .

Из четырехугольника (01 02 12 11), зная значения дальностей D0, D1 и углов γ0, γ1, можно определить угол визирования летательного аппарата относительно воздушного объекта ψ0 и скорость воздушного объекта VBO. Так как длина |01 11|=Δt⋅VЛА, то в соответствии с известной теоремой синусов высоты h1=Δt⋅VЛА⋅sin(γ0), h2=h1+D1⋅sin(γ0-γ1), в соответствии с теоремой косинусов длина |0*202|=D0-D1⋅cos(γ0-γ1)-Δt⋅VЛА⋅cos(γ0), а в соответствии с теоремой тангенсов tg(ψ0)=h2/|0*202|. Таким образом угол визирования ЛА относительно ВО рассчитывается по формулеFrom the quadrilateral (0 1 0 2 1 2 1 1 ), knowing the values of the ranges D 0 , D 1 and angles γ 0 , γ 1 , you can determine the angle of sight of the aircraft relative to the air object ψ 0 and the speed of the air object V BO . Since the length |0 1 1 1 |=Δt⋅V LA , then in accordance with the well-known theorem of height sines h 1 =Δt⋅V LA ⋅sin(γ 0 ), h 2 =h 1 +D 1 ⋅sin(γ 0 -γ 1 ), in accordance with the cosine theorem, length |0* 2 0 2 |=D 0 -D 1 ⋅cos(γ 0 -γ 1 )-Δt⋅V LA ⋅cos(γ 0 ), and in accordance with the theorem tangents tan(ψ 0 )=h 2 /|0* 2 0 2 |. Thus, the angle of sight of the aircraft relative to the VO is calculated by the formula

Аналогично, в соответствии с известной теоремой синусов, Δt⋅VBOsin(ψ0)=h2 и скорость воздушного объектаSimilarly, in accordance with the well-known sine theorem, Δt⋅V BO sin(ψ 0 )=h 2 and the speed of the air object

Из треугольника (i1 L i2) в соответствии с известными соотношениями сторон треугольника квадрат расстояния между ЛА и ВО в ti-ый момент времени Di 2=|i1 L|2+|i2 L|2-2⋅|i1 L|⋅|i2 L|⋅cos(α) илиFrom the triangle (i 1 L i 2 ) in accordance with the known ratios of the sides of the triangle, the square of the distance between the aircraft and the VO at the t i -th moment of time D i 2 =|i 1 L| 2 +|i 2 L| 2 -2⋅|i 1 L|⋅|i 2 L|⋅cos(α) or

Для определения минимальной дальности между ЛА и ВО (момента начало расхождения, после которой дальность между ЛА и ВО начинает возрастать) находятся точки экстремума. Для этого берется производная по времени и полученная зависимость приравнивается нулю. Решение данного равенства относительно дальности позволяет найти минимальную дальностьTo determine the minimum range between the aircraft and the aircraft (the moment the divergence begins, after which the range between the aircraft and the aircraft begins to increase), extremum points are found. To do this, the derivative with respect to time is taken and the resulting dependence is equal to zero. Solving this equality with respect to range allows us to find the minimum range

Допустимая минимальная дистанция безопасного сближения задается исходя из размеров ЛА, например, в соответствии с Федеральными авиационными правилами полетов в воздушном пространстве Российской Федерации (ФАП-136), утвержденным постановлением Правительства РФ 11.03.2010 г. №138, при перемещении вертолета на малых высотах расстояние от концов лопастей несущего винта до воздушных судов должно быть не менее двух диаметров несущего винта, то есть порядка 50 м.The permissible minimum safe approach distance is set based on the size of the aircraft, for example, in accordance with the Federal Aviation Rules for flights in the airspace of the Russian Federation (FAP-136), approved by Decree of the Government of the Russian Federation on March 11, 2010 No. 138, when moving a helicopter at low altitudes, the distance from the tips of the main rotor blades to the aircraft there must be at least two diameters of the main rotor, that is, about 50 m.

Время полета tБ * ЛА от точки 01 до K1 определяется из треугольников 01 K1 K2), (01 K1 02), (02 K1 K2), (01 K2 02) и соответствующей им системы уравнений, построенной с использованием известных соотношений сторон треугольника,Flight time t B * aircraft from point 0 1 to K 1 is determined from triangles 0 1 K 1 K 2 ), (0 1 K 1 0 2 ), (0 2 K 1 K 2 ), (0 1 K 2 0 2 ) and the corresponding system of equations, constructed using the known ratios of the sides of the triangle,

Решив систему уравнений относительно времени tБ *, получимHaving solved the system of equations for time t B * , we obtain

где А=VЛА 2+VBО 2-2VЛАVBOcos(α), В=D0(VЛAсоs(γо)-VВОcos(ψ0)), С=D0 2-DБ 2.where A=V LA 2 +V BO 2 -2V LA V BO cos(α), B=D 0 (V LA cos(γ o )-V BO cos(ψ 0 )), C=D 0 2 -D B 2 .

Соответственно время, оставшееся до момента достижения минимальной дистанции безопасного сближения DБ, равноAccordingly, the time remaining until the minimum safe approach distance D B is reached is equal to

Отворот ЛА должен выполняться в сторону от ВО таким образом, чтобы обеспечивалось выполнение неравенства γj≥π-ψj.The aircraft should be turned away from the airframe in such a way that the inequality γ j ≥π-ψ j is satisfied.

Способ может быть реализован с использованием известных устройств:The method can be implemented using known devices:

измерение дальности до воздушного объекта и направления на него относительно борта летательного аппарата - лидаром [Лазерная система активного видения, разведки и целеуказания «Лидар-М» (ТЛС2503) Паспорт АСЦП.468456.001П. ЗАО «ЛЗОС Астрон». Борейшо В.А., Клочков Д.В., Коняев М.А., Никулин Е.Н. Военные применения лазеров: учеб. пособие. Балт.гос.тех. ун-т.СПб, 2015. 103 с. ];measuring the range to an airborne object and the direction towards it relative to the side of the aircraft - with a lidar [Laser system for active vision, reconnaissance and target designation "Lidar-M" (TLS2503) Passport ASCP.468456.001P. JSC "LZOS Astron" Boreysho V.A., Klochkov D.V., Konyaev M.A., Nikulin E.N. Military applications of lasers: textbook. allowance. Balt.gos.teh. University of St. Petersburg, 2015. 103 p. ];

соответствующие вычисления, запоминания сигналов и формирования сигналов предупреждения - микроконтроллером типа PIC16F62X или бортовой вычислительной машиной летательного аппарата;corresponding calculations, memorization of signals and generation of warning signals - with a PIC16F62X microcontroller or on-board computer of an aircraft;

предупреждение экипажа например, индикацией в виде загорающейся красной лампочки и голосового сообщения оставшегося времени до столкновения и направлении отворота летательного аппарата.warning the crew, for example, by indicating in the form of an illuminated red light and a voice message of the remaining time before the collision and the direction of the aircraft's turn.

Реализация способа может быть осуществлена по алгоритму:The method can be implemented using the following algorithm:

1) С помощью лидара в точке 01 измеряют дальность до ВО и его угол визирования γ0, данные заносят в оперативную память микроконтроллера.1) Using a lidar at point 0 1 , the range to the VO and its viewing angle γ 0 are measured, the data is entered into the RAM of the microcontroller.

2) Продолжают прямолинейный полет ЛА с постоянной скоростью.2) The aircraft continues its straight flight at a constant speed.

3) Через промежуток времени Δt с ЛА осуществляют повторное измерение угла визирования γ1 и дальности D1 до ВО. Зная собственную скорость ЛА с помощью микроконтроллера производят расчет начального угла визирования ЛА ψ0 относительно ВО и скорости ВО VBО по формулам3) After a period of time Δt, the aircraft re-measures the sighting angle γ 1 and the distance D 1 to the aircraft. Knowing the aircraft's own speed, a microcontroller is used to calculate the initial angle of sight of the aircraft ψ 0 relative to the BO and the speed of the BO V BO using the formulas

(1), (2) и определяют потенциальную опасность столкновения, то есть выполнение условия D1<D0. Если D1>D0, то сближение с объектом отсутствует и столкновение маловероятно. Если D1<D0 - рассчитывают минимально достижимую дальность Dmin между ЛА и ВО в момент начала их расхождения по формуле (3). Если Dmin меньше минимально допустимой дистанции безопасного сближения ЛА и ВО DБ, то сближение опасно, и дополнительно по формуле (5) рассчитывают оставшееся время tБ до момента достижения дальности DБ между ЛА и ВО.(1), (2) and determine the potential danger of a collision, that is, the fulfillment of the condition D 1 <D 0 . If D 1 >D 0 , then there is no approach to the object and a collision is unlikely. If D 1 <D 0 , the minimum achievable range D min between the aircraft and the aircraft at the moment they begin to diverge is calculated according to formula (3). If D min is less than the minimum permissible safe approach distance between the aircraft and the aircraft D B , then the approach is dangerous, and additionally, using formula (5), the remaining time t B is calculated until the distance D B between the aircraft and the aircraft is reached.

4) С выхода микроконтроллера выдаются данные об опасности столкновения с ВО, оставшееся время до опасного сближения и направление отворота ЛА от ВО. Сигнал об опасности может подаваться в виде электрического питания красной лампочки оповещения, а оставшееся время до столкновения и направления отворота летательного аппарата - на речевой информатор экипажа ЛА.4) The output of the microcontroller provides data on the risk of collision with the air defense, the remaining time until the dangerous approach and the direction of the aircraft's turn away from the air defense. The danger signal can be sent in the form of electrical power to the red warning light, and the remaining time before the collision and the direction of the aircraft's turn can be sent to the voice informant of the aircraft crew.

Этим достигается указанный в изобретении технический результат - предупреждение экипажа об опасности столкновения ЛА с ВО через оставшееся время tБ и рекомендации по направлению отворота летательного аппарата от воздушного объекта для предотвращения столкновения.This achieves the technical result specified in the invention - warning the crew about the danger of a collision between the aircraft and the aircraft after the remaining time t B and recommendations on the direction of turning the aircraft away from the airborne object to prevent a collision.

Таким образом, заявленный способ позволяет предупредить экипаж об опасности столкновения летательного аппарата с воздушным объектом в случае, если они сближаются, за счет прогнозирования траектории движения воздушного объекта, дальности между летательным аппаратом и воздушным объектом в момент начала их расхождения, а также оставшегося времени полета до момента возможного столкновения.Thus, the claimed method makes it possible to warn the crew about the danger of a collision between an aircraft and an air object if they approach each other, by predicting the trajectory of the air object, the distance between the aircraft and the air object at the moment they begin to diverge, as well as the remaining flight time until the moment of a possible collision.

Claims (7)

Способ предупреждения об опасности столкновения летательного аппарата с воздушным объектом, основанный на облучении с борта летательного аппарата заданного сектора пространства в передней полусфере, приеме отраженного от воздушного объекта излучения, определении направления на объект γ0 и дальности D0 до него относительно летательного аппарата, отличающийся тем, что продолжают прямолинейный полет летательного аппарата и через заданное время Δt осуществляют повторное измерение угла визирования воздушного объекта γ1 и дальности до него D1, если D1>D0, то сближение с объектом отсутствует и столкновение с ним маловероятно, а если D1<D0, то дополнительно измеряют собственную скорость летательного аппарата VЛА, производят расчет угла визирования ψ0 летательного аппарата относительно воздушного объекта и скорости воздушного объекта VВО по формуламA method of warning about the danger of a collision between an aircraft and an air object, based on irradiation from the aircraft of a given sector of space in the front hemisphere, receiving radiation reflected from the air object, determining the direction to the object γ 0 and the distance D 0 to it relative to the aircraft, characterized in that , that they continue the straight flight of the aircraft and, after a given time Δt, re-measure the angle of sight of the airborne object γ 1 and the distance to it D 1 , if D 1 >D 0 , then there is no approach to the object and a collision with it is unlikely, and if D 1 <D 0 , then additionally measure the aircraft's own speed V AC , calculate the sighting angle ψ 0 of the aircraft relative to the air object and the speed of the air object V VO using the formulas определяют степень опасности столкновения летательного аппарата с воздушным объектом при условии, что они движутся прямолинейно и с постоянной скоростью, для этого рассчитывают минимальную дальность между летательным аппаратом и воздушным объектом Dmin в момент начала их расхождения после сближения по формулеdetermine the degree of danger of a collision between an aircraft and an air object, provided that they are moving rectilinearly and at a constant speed, for this purpose the minimum distance between the aircraft and the air object D min is calculated at the moment they begin to diverge after approaching using the formula где α=π-γ0-ψ0, сравнивают дальность Dmin с минимально допустимой дистанцией безопасного сближения летательного аппарата с воздушным объектом DБ, если Dmin≤DБ, то сближение является опасным, после чего рассчитывают оставшееся время до момента достижения дальности DБ where α=π-γ 0 -ψ 0 , compare the range D min with the minimum permissible distance for safe approach of the aircraft with the air object D B , if D min ≤D B , then the approach is dangerous, after which the remaining time until the range is reached is calculated D B где A=VЛА 2+VBО 2-2VЛАVВОсоs(α), В=D0(VЛAcos(γ0)+VBOcos(ψ0)), С=D0 2-DБ 2, предупреждают экипаж об опасности столкновения летательного аппарата с воздушным объектом через время и предлагают выполнить отворот летательного аппарата в сторону от воздушного объекта до истечения этого времени.where A=V LA 2 +V BO 2 -2V LA V BO cos(α), B=D 0 (V LA cos(γ 0 )+V BO cos(ψ 0 )), C=D 0 2 -D B 2 , warn the crew about the danger of a collision between the aircraft and an air object after a while and offer to turn the aircraft away from the air object before this time expires.
RU2023118367A 2023-07-11 Method for warning about hazard of collision of aircraft with airborne object RU2812188C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2812188C1 true RU2812188C1 (en) 2024-01-24

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2236695C2 (en) * 2002-08-30 2004-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет Method of prevention of emergency collision of aircraft with mountainous terrain and device for realization of this method
US10198956B2 (en) * 2015-10-09 2019-02-05 Randy Lane Silverman Unmanned aerial vehicle collision avoidance system
RU2668350C9 (en) * 2017-01-03 2019-03-05 ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи Method of vehicle driver's alert and vehicle
WO2019133945A1 (en) * 2017-12-30 2019-07-04 Securaplane Technologies, Inc. Anti-collision systems and methods of using the same
US11508247B2 (en) * 2017-07-27 2022-11-22 Honeywell International Inc. Lidar-based aircraft collision avoidance system
RU2798363C2 (en) * 2020-10-09 2023-06-21 Общество с ограниченной ответственностью "Яндекс Беспилотные Технологии" Lidar systems and methods

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2236695C2 (en) * 2002-08-30 2004-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет Method of prevention of emergency collision of aircraft with mountainous terrain and device for realization of this method
US10198956B2 (en) * 2015-10-09 2019-02-05 Randy Lane Silverman Unmanned aerial vehicle collision avoidance system
RU2668350C9 (en) * 2017-01-03 2019-03-05 ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи Method of vehicle driver's alert and vehicle
US11508247B2 (en) * 2017-07-27 2022-11-22 Honeywell International Inc. Lidar-based aircraft collision avoidance system
WO2019133945A1 (en) * 2017-12-30 2019-07-04 Securaplane Technologies, Inc. Anti-collision systems and methods of using the same
RU2798363C2 (en) * 2020-10-09 2023-06-21 Общество с ограниченной ответственностью "Яндекс Беспилотные Технологии" Lidar systems and methods

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7903023B2 (en) Obstacle detection system notably for an anticollision system
EP2235711B1 (en) Multi-sensor system and method for collision avoidance
EP2952927B1 (en) Enhanced rf detection system
CN107783133B (en) Anti-collision system and anti-collision method for fixed-wing unmanned aerial vehicle of millimeter wave radar
US20160139603A1 (en) Automatic take-off and landing control device
US10854097B2 (en) Anti-collision device and related avionic protection system, anti-collision method and computer program
CN107783128B (en) Multi-target anti-collision system of fixed-wing unmanned aerial vehicle based on millimeter wave radar
US9070284B2 (en) Turbulence avoidance operation assist device
Zhou et al. Detection and tracking of a UAV via hough transform
Inokuchi et al. High altitude turbulence detection using an airborne Doppler lidar
RU2812188C1 (en) Method for warning about hazard of collision of aircraft with airborne object
EP0695426B1 (en) In flight doppler weather radar wind shear detection system
CN107783090B (en) Millimeter wave radar-based radar signal processing method for collision avoidance system of fixed-wing unmanned aerial vehicle
Moses et al. UAV-borne X-band radar for MAV collision avoidance
Lin et al. Conflict detection and resolution model for low altitude flights
Kwag et al. Collision avoidance radar for UAV
Lindsten et al. Conflict detection metrics for aircraft sense and avoid systems
Münsterer et al. Sensor based 3D conformal cueing for safe and reliable HC operation specifically for landing in DVE
RU2705669C2 (en) Method for guidance of aircraft to radiation source
Penkin et al. Detection of the aircraft vortex wake with the aid of a coherent Doppler lidar
RU2510082C2 (en) Method of controlling distance between lead aircraft and trail aircraft during flight on route with altitude separation
Kim et al. Collision Avoidance System for Agricultural Unmanned Helicopter using LIDAR Sensor
RU2788477C1 (en) The method for information processing in the noise direction-finding mode of the hydroacoustic complex
Leong et al. Predictive Flight Trajectory for Low Thrust-to-Weight Ratio Airplanes Approaching Microburst
Richard Low-cost aircraft collision-avoidance system