RU6249U1 - Система управления положением вертолета - Google Patents

Abstract

Система для управления положением вертолета, содержащая пульт управления, телевизионный индикатор, блок формирования команд управления, соединенный с одним выходом пульта управления и блоком автопилота, и первый и второй датчики, отличающаяся тем, что в нее введены телевизионная камера, связанная с первым входом блока анализа телевизионного сигнала, управляющий вход которого подключен к другому выходу пульта управления, первый выход блока анализа телевизионного сигнала соединен с телевизионным индикатором, второй выход - с сигнальным входом блока формирования команд управления, информационные входы которого связаны с датчиками.

Description

Система управления положением вертолета

Предложение относится к области авиационной техники, в -шстности, к системам управления положением вертолета в режиме нулевых или малых скоростей и небольших перемещений, т.е. для привязывания положения вертолета над заданной точкой местности или объекта.

Вертолет обладает способностью висеть в воздухе, т.е. летать с нулевым - скоростями.

Это качество вертолета используется для разного рода работ, например, монтажные, спасательные, аварийные и т.д.

Однако, выдерживание заданного места висения с достаточной точностью является сложной задачей. Основныш- обстоятельствами, осложняющим/ управление вертолетом на режиме висения являются сложность вертолета как объекта управления, отсутствие хорошего обзора поверхности под вертолетом. Висение становится особо сложньм при работе с внещней подвеской (точная укладка подвеиаенного на тросе груза или монтажные работы) , при отсутствии хорои г х ориентиров, при увеличени - высоты висения.

Известна система управления положением, в частности, вертолетом, содержащая пульт управления, соединенный с задающ1- м входом блока, формирования и через блок интегрирования команд управления, связанным с телевизионным индикатором, в состав

блока автопилота, кроме средств обработки команд, входят датчик углового полОЖения и датчик скорости.

Блок форм11рования команд управления в составе блока автопилота представляет собой процессор для обработки входных данных о состоянии и положении вертолета, поступающих на него, формирования кОМанд для управления его положением и информации об управлении, выводимой на дисплей для пилота в виде телевизионного индикатора.

Система позволяет пилоту управлять положением вертолета с учетом мониторинга его положения по данным датч 1ков и отображать это положение на экране (US, патент, 4373184, кл. ПО6 F 15/50, 1983) .

Недостатком наиболее близкого аналот а является

::)гран11ченная точность зависания вертолета над заданным объектом нтл точкой местности, т.к. отсутствует визуальная информация о положении вертолета относительно объекта и не предусмотрено 1Гзмерение отклонения вертолета от заданной точки на местности (или от объекта).

Однако, как было указано вьше, это необходимо при проведении спасательных, монтажных и других работ, где необходима точная фиксация положения вертолета относительно заданной точки местности, пространства, объекта.

При использовании допплеровского эффекта при определении координат вертолета в заданной земной горизонтальной системе координат на точность измерения влияют сложности, связанные с применением допплеровской системы при небольших отклонениях и небольших скоростях, при которых точность применения допплерОВСкого эффекта ограничена.

Обзор местности и объекта, над которыми зависает вертолет, также ограничен и затруднен объективными условиями работы.

Таким образом, для осуществления фиксированного зависания вертолета над заданным объектом главным фактором является опыт пилота, а не совокупность надежных технических средств.

Техиическпм результатом предложения является согчдание устр)ойства для управления положением вертолета, обеспечивающего надежную фиксацию положения и/или малые перемещения вертолета в рабочем состоянии над заданной точкой местности, объектом или i-з заданной точке пространства путем точного измерения отклонения вертолета от заданного места заявисания посредством анализа телевизионного сигнала. Формирование команд управления по полученньцл результатам на основе визуального контроля летчиком местоположения 15ертолета относительно места 1п-1сенпя по теле визионному изображению поверхности над вертолетом, совмещенному с полученной величиной отклонения вертолета от заданного места зависания. Это повышает надежность и точность производиь№ 1х с помощью вертолета работ, снижает требования к квалификации экипажа, увеличивает безопасность полета и работ.

Система обеспечивает:

точное автоматическое выдерживание места, фиксац ги положения (погрещность О,5 м независимо от длительности висения),

телевизионный обзор поверхности под вертолетом на экране, обеспечение малых (в пределах метров) перемещений вертолета,

увеличение безопасности полета,

задается оператором, указанный сигнал визуализируется на телевизионном индикаторе.

Сигнал величины отклонения от заданного значения, определяемогс, например, координатами точки на поверхности под вертолетом передается на блок 4 формирования команд управления, анализируется.

Видеосигнал из блока 2 анализа телевизионного сигнала подается на телевизионный индикатор 3, на котором летчик видич изображение поверхности под вертолетом и одновременно информацию об отклонении от заданной точки зависания, параметрЫ которых задаротся с пульта управления.

Одновременно выработанный в блоке 2 сигнал об отклонении от заданной точки висения подается в блок 4 формлрования команд управления, где с использованием информации, например, от датчика углового положения вертолета 7 вычисляется отклонение от заданной точки висения в земной системе координат и формируется управляющий сигнал, который подается в блок автопилота 5. Коррекция местоположения вертолета (малые заданные перемещения) осуществляется с пульта управления б, сигнал с которого подается в блок 4 формирования команд управления.

Управление малыми перемещениям / вертолета может осуществляться не только с пульта управления б, но и иных органов, например, с панели управления, расположенных в удобном для летчика или оператора месте, сигнал с которых подается непосредственно в блок 4 формирования команд управления.

Система содержит на чертеже телевизионную камеру 1, выход которой соединен со входом блока анализа телев11зионного сигнала 2, первый выход которого подключен к входу телевизионного индикатора 3, а второй выход соединен с сигнальным входом блока формирования команд управления 4, выход которого соединен со входом блока автопилота 5. Второй вход блока анализа телевизионного сигнала соединен с первым выходом пульта управления б, второй выход которого соединен со вторым входом блока форшлрования команд управления, связанного с датчикашл / и 8 вертолета, предназначенными для формирования сигналов измеряемых параметров состояния вертолета.

Система работает следующим образом.

Телевизионная камера 1 устанавливается на вертолете так, чтобы обеспечивался просмотр поверхности под вертолетом. Телевизионный видиосигнал с телекамеры поступает на вход блока анализа телевизионного сигнала.

Блок 2 анализирует поступающий с камеры сигнал и определяет величину отклонения от заданного значения, которое может быть задан с пульта 6.

Блок анализа телевизионного сигнала имеет задающий вход, сигнальный вход, который соединен с пультом б, сигнальный вхоц блока связан с телекамерой 1, с одного выхода блока 2 передают сигнал на телевизионный индикатор 3, а на другом его выходе форш-фуют сигнал отклонения для форм1 рования управляющего вОЗдействия, подаваемый на блок 5 автопилота. Этот блок может бы.ть реализован на известном блоке анализа телевизионного сигнала, например, описанного в JP, заявка ,2162890, кл.Н 04 N //18, 1992 (Мииубиси дэнки к.к.) . При этом заданное значение

кл. G 05 D 1/08, 1984; заявка WO 93/05464, кл. G 05 D 1/10, 1993.

Дополнительно безопасность и отказобезопастность системы точного висения вертолета может быть увеличена за счет использования системы дополнительной информации о скорости вертолета (или перемещении), например, от систем инерциальных, допплерсвских или воздушных, информация от этого датчика скорости или положения 8 поступает в блок 4 формтлрования команд уг равлен1тя, где она корректируется и используется Ilpii отказе телевизионного части системы.

В составе данной системы для безопасности работы могут входить также устройства для объединения изображения 9, форм-ируемого телекамерой и устройством радиолокационного обзора, используя для обработки указанного видеосигнала BTOpofi аналогичный первому канал блока анализа телевизионного сигнала.

flopMMpoBaTejib 4 команд управления и блок анализа телевизионного сигнала предназначены для формирования команд управления вертолетом и конструктивно могут быть выполнены в едином корпусе. Они также, например, могут входить как функциональные блоки в состав многофункциональной бортовой системъ. Пульт управления может быть выполнен в виде дополнительных кнопок и/или ключей управления на общей панеле иди рычагах управления вертолета.

Повьпиение качества управления вертолетом в условиях скоростей, 5лизк11х к нулевым, может быть достигнуто за счет обеспечения условий стабилизации телевизионного изображения пОВерхнОСти под вертолетом. В этом случае при изменении (колебаь:иях) углов креяа и тангажа вертолета телевизионное изображение поверхности под вертолетом, наблюдаемое летчиком на телевизионном индикаторе 3, остается неподвижным. Угловая стабилизация телевизионного изображения может осуществляться как за счет угловой стабилизации телевизионной камеры 1, так v. путем обработки телевизионного сигнала в блоке 2 аналргза телевизионного сигнала по информации от датчика 7 углового положения вертоЛета.

Claims (1)

1. Система для управления положением вертолета, содержащая пульт управления, телевизионный индикатор, блок формирования команд управления, соединенный с одним выходом пульта управления и блоком автопилота, и первый и второй датчики, отличающаяся тем, что в нее введены телевизионная камера, связанная с первым входом блока анализа телевизионного сигнала, управляющий вход которого подключен к другому выходу пульта управления, первый выход блока анализа телевизионного сигнала соединен с телевизионным индикатором, второй выход - с сигнальным входом блока формирования команд управления, информационные входы которого связаны с датчиками.