RU69018U1 - AIRCRAFT LANDING SYSTEM - Google Patents

AIRCRAFT LANDING SYSTEM Download PDF

Info

Publication number
RU69018U1
RU69018U1 RU2007134293/22U RU2007134293U RU69018U1 RU 69018 U1 RU69018 U1 RU 69018U1 RU 2007134293/22 U RU2007134293/22 U RU 2007134293/22U RU 2007134293 U RU2007134293 U RU 2007134293U RU 69018 U1 RU69018 U1 RU 69018U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
emitters
aircraft
landing
glide path
laser
Prior art date
Application number
RU2007134293/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Ильич Свердлов
Григорий Кузьмич Жуков
Виталий Владимирович Логунов
Николай Иванович Лата
Леонид Семенович Шварц
Сергей Иванович Гусев
Дмитрий Александрович Дубовицкий
Original Assignee
Михаил Ильич Свердлов
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 Михаил Ильич Свердлов filed Critical Михаил Ильич Свердлов
Priority to RU2007134293/22U priority Critical patent/RU69018U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU69018U1 publication Critical patent/RU69018U1/en

Links

Landscapes

  • Traffic Control Systems (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к авиационной технике, в частности, к системам посадки самолетов, в которых применяются лазерные излучатели, и может быть использована для улучшения ориентации летчика при пилотировании воздушного судна в процессе захода на посадку и выполнения посадки в условиях ограниченной видимости (в сумерках, ночью и в сложных метеоусловиях). Задачей предлагаемого решения является создание надежной лазерной системы посадки, повышающей уровень безопасности при посадке воздушных судов, характеризующейся повышенным сроком службы, минимальным энергопотреблением и небольшими габаритами. Техническим результатом является улучшенная видимость лазерных лучей в воздушном пространстве и комбинации, создающей символ, по которому летчик определяет положение самолета относительно посадочной траектории и точки приземления, особенно в сложных метеоусловиях, увеличение эффективности работы системы с точки зрения обеспечения воспроизводимости точности посадки воздушных судов за счет оптимального расположения лазерных излучателей и генерируемых ими лазерных лучей. Поставленная задача решается тем, что в системе посадки воздушных судов, содержащей, по крайней мере, три лазерных излучателя, установленных вблизи взлетно-посадочной полосы со стороны захода воздушного судна на посадку, два из которых - глиссадные - расположены по краям полосы и предназначены для формирования лучей, определяющих плоскость глиссады, а третий - курсовой - расположен на продолжении осевой лини полосы, и предназначен для формирования луча, определяющего курс посадки согласно техническому решению в качестве лазерных излучателей используют полупроводниковые лазерные излучатели, при этом, по крайней мере, курсовой излучатель выполнен с возможностью изменения направления формируемого луча в вертикальной и горизонтальной плоскостях, глиссадные излучатели установлены на расстоянии d от начала полосы, а курсовой излучатель установлен с возможностью формирования луча под углом α относительно горизонтальной плоскости, При этом значение d и α определяется из следующих соотношений:The utility model relates to aircraft, in particular, to aircraft landing systems that use laser emitters, and can be used to improve pilot orientation when piloting an aircraft during an approach approach and landing in limited visibility (at dusk, at night and in difficult weather conditions). The objective of the proposed solution is to create a reliable laser landing system that increases the level of safety during aircraft landing, characterized by an increased service life, minimal power consumption and small dimensions. The technical result is improved visibility of laser beams in airspace and a combination that creates a symbol by which the pilot determines the position of the aircraft relative to the landing path and touchdown point, especially in difficult weather conditions, increasing the efficiency of the system in terms of ensuring reproducibility of aircraft landing accuracy due to optimal locations of laser emitters and the laser beams generated by them. The problem is solved in that in the aircraft landing system containing at least three laser emitters installed near the runway from the side of the aircraft approach, two of which - glide paths - are located at the edges of the strip and are designed to form rays defining the glide path plane, and the third - course - located on the continuation of the axial line of the strip, and is designed to form a beam that determines the landing course according to the technical solution as laser emitters Lei use semiconductor laser emitters, while at least the directional emitter is configured to change the direction of the formed beam in the vertical and horizontal planes, the glide path emitters are installed at a distance d from the beginning of the strip, and the directional emitter is installed with the possibility of forming a beam at an angle α relative to horizontal plane, while the value of d and α is determined from the following relations:

d=Δh/tgφ,d = Δh / tgφ,

β<α<φ,β <α <φ,

где Δh - заданная величина допустимой ошибки положения воздушного судна по вертикали в точке дальнего привода при посадке, φ - заданный угол наклона плоскости глиссады, β - угол свободного прохождения луча над неровностями местности. Глиссадные излучатели также могут быть выполнены с возможностью изменения направления формируемого луча в вертикальной и горизонтальной плоскостях. При непрерывной интенсивности излучения глиссадных излучателей интенсивность излучения курсового излучателя может быть модулирована с частотой, выбранной из условия возможности визуальной идентификации луча с модулированной интенсивностью. При непрерывной интенсивности излучении курсового излучателя интенсивность излучения глиссадных излучателей может быть модулирована с частотой, выбранной из условия возможности визуальной идентификации лучей с модулированной интенсивностью. Интенсивность излучении глиссадных излучателей может быть модулирована с частотой, отличающейся от частоты модулирования интенсивности излучения курсового излучателя. При этом разница между частотами модуляции интенсивности излучения курсового и глиссадных излучателей определяется возможностью визуального наблюдения данных отличий. В качестве лазерных излучателей в системе посадки могут использоваться лазерные излучатели, излучающие свет в невидимой - инфракрасной области спектра, за счет чего может быть обеспечена полная светомаскировка. При этом посадка воздушного судна может осуществляться с использованием летчиком приборов ночного видения. Интенсивность излучения лазерных излучателей может регулироваться при необходимости в зависимости от атмосферных условий в воздушном пространстве вокруг аэродрома.where Δh is the specified value of the permissible vertical position error of the aircraft at the point of the long-distance drive during landing, φ is the specified angle of inclination of the glide path, β is the angle of free passage of the beam over the terrain. Glide path emitters can also be configured to change the direction of the formed beam in the vertical and horizontal planes. With a continuous radiation intensity of glide path emitters, the radiation intensity of the directional emitter can be modulated with a frequency selected from the condition for the possibility of visual identification of a beam with a modulated intensity. With a continuous radiation intensity of the directional emitter, the radiation intensity of the glide path emitters can be modulated with a frequency selected from the condition for the possibility of visual identification of rays with modulated intensity. The radiation intensity of the glide path emitters can be modulated with a frequency different from the frequency of the modulation of the radiation intensity of the directional emitter. In this case, the difference between the frequencies of modulation of the radiation intensity of the directional and glide path emitters is determined by the possibility of visual observation of these differences. As laser emitters in the landing system, laser emitters can be used that emit light in the invisible - infrared region of the spectrum, due to which full blackout can be ensured. At the same time, the aircraft may land using night vision devices. The radiation intensity of laser emitters can be adjusted, if necessary, depending on atmospheric conditions in the airspace around the aerodrome.

Description

Полезная модель относится к авиационной технике, в частности, к системам посадки самолетов, в которых применяются лазерные излучатели, и может быть использована для улучшения ориентации летчика при пилотировании воздушного судна в процессе захода на посадку и выполнения посадки в условиях ограниченной видимости (в сумерках, ночью и в сложных метеоусловиях).The utility model relates to aircraft, in particular, to aircraft landing systems that use laser emitters, and can be used to improve pilot orientation when piloting an aircraft during an approach approach and landing in limited visibility (at dusk, at night and in difficult weather conditions).

Среди систем посадки самолетов, в которых используются лазерные излучатели, и эксплуатация которых не требует оснащения воздушного судна каким-либо дополнительным оборудованием, известна система посадки (Патент США №6320516, МПК: G08G 5/00), включающая два лазерных источника, свет к которым от газового лазера подводится по оптическому волокну и которые устанавливаются в начале взлетно-посадочной полосы (ВПП) по ее краям. Лучи от этих источников направлены под небольшим углом к осевой линии ВПП, а в плоскости, перпендикулярной плоскости ВПП, лучи сканируют в пространстве, образуя две световые треугольные стены, обозначающие коридор для движения воздушного судна. Причем нижнее положение луча в плоскости сканирования указывает корректную траекторию снижения воздушного судна. Помимо этого свет от второго газового лазера, распространяясь по оптическому волокну, создает в начале ВПП на ее плоскости определенную сетку огней, обозначающих, в том числе, и осевую линию ВПП. К недостаткам этой системы, безусловно, следует отнести отсутствие возможности для пилота воздушного судна ориентироваться в пространстве по азимуту, т.к. свет от сетки огней на ВПП, обозначающих осевую линию, не будет виден в условиях ограниченной видимости, также как и огни обычной светосигнальной системы. Кроме того, ориентируясь по нижнему положению боковых лазерных лучей при их сканировании, пилот воздушного судна не в состоянии однозначно определить положение воздушного судна относительно плоскости глиссады, как это предлагается в данном изобретении. Помимо этого система сама по себе является достаточно сложной так как требует применения сканирующих устройств для лазерных излучателей.Among the aircraft landing systems that use laser emitters, and the operation of which does not require equipping the aircraft with any additional equipment, the landing system is known (US Patent No. 6320516, IPC: G08G 5/00), which includes two laser sources, the light of which from a gas laser is fed through an optical fiber and which are installed at the beginning of the runway (runway) along its edges. Rays from these sources are directed at a small angle to the center line of the runway, and in a plane perpendicular to the plane of the runway, the rays are scanned in space, forming two triangular light walls that indicate the corridor for the movement of the aircraft. Moreover, the lower position of the beam in the scanning plane indicates the correct path of descent of the aircraft. In addition, the light from the second gas laser, propagating through the optical fiber, creates at the beginning of the runway a certain network of lights on its plane, which also includes the center line of the runway. The disadvantages of this system, of course, include the lack of the ability for the pilot of the aircraft to navigate in space in azimuth, because the light from the grid of lights on the runway designating the center line will not be visible in conditions of limited visibility, as well as the lights of a conventional light-signal system. In addition, being guided by the lower position of the side laser beams when scanning them, the pilot of the aircraft is not able to uniquely determine the position of the aircraft relative to the plane of the glide path, as proposed in this invention. In addition, the system itself is quite complex as it requires the use of scanning devices for laser emitters.

Известна также система посадки летательных аппаратов (Авторское свидетельство СССР №1828036, МПК: B64F 1/18), которая содержит установленные в начале ВПП три лазерных излучателя (один по центру и два по краям) и четыре блока лазерных излучателей, установленных на боковых границах ВПП симметрично ее продольной оси. Блоки лазерных излучателей создают пучки лазерных лучей, расположенные в плоскостях, перпендикулярных поверхности ВПП и параллельных ее Aircraft landing system is also known (USSR Author's Certificate No. 1828036, IPC: B64F 1/18), which contains three laser emitters installed at the beginning of the runway (one in the center and two at the edges) and four laser emitters mounted on the side borders of the runway symmetrically to its longitudinal axis. Blocks of laser emitters create beams of laser beams located in planes perpendicular to the surface of the runway and parallel to it

оси, и расположенные под углом друг к другу. При вхождении воздушного судна в область посадки и пересечении им пучков лазерных лучей, блоки лазерных излучателей, должны поворачиваться вокруг вертикальной и горизонтальной осей таким образом, чтобы пучки лазерных лучей приблизились к лазерным лучам, создаваемым тремя лазерными излучателями. Очевидным недостатком данной системы является ее сложность, обусловленная, во-первых, использованием большого количества лазерных излучателей, а во-вторых, необходимостью регулировки положения блоков лазерных излучателей во время приземления воздушного судна.axis, and angled to each other. When the aircraft enters the landing area and intersects the laser beams, the blocks of laser emitters must rotate around the vertical and horizontal axes so that the laser beams come closer to the laser beams generated by three laser emitters. The obvious disadvantage of this system is its complexity, due, firstly, to the use of a large number of laser emitters, and secondly, the need to adjust the position of the laser emitter units during the landing of the aircraft.

Наиболее близкой к заявляемой является лазерная система посадки самолетов «Глиссада» (Зуев В.Е., Фадеев В.Я. Лазерные навигационные устройства. - М.: Радио и связь, 1987), которая включает несколько лазерных излучателей, в том числе, курсовой глиссадные, маркерные и отмечающие боковые границы ВПП. В системе использованы принцип проективной геометрии и явление рассеяния лазерного излучения в атмосфере, за счет которых летчик визуально воспринимает комбинацию лучей в виде символа, определяющего положение самолета относительно посадочной траектории и точки приземления. При этом курсовой лазерный излучатель устанавливается на осевой линии ВПП перед торцом ВПП, а глиссадные лазерные излучатели устанавливаются с внешней стороны боковых границ ВПП ближе к торцу ВПП. В качестве лазерных излучателей используются HE-NE - лазеры или криптоновые лазеры непрерывного действия. Лучи лазерных излучателей направлены навстречу движению приземляющегося самолета. Угол наклона лучей глиссадных лазерных излучателей относительно горизонтальной плоскости ВПП составляет 2 градуса 40 минут.Closest to the claimed is the laser landing system of aircraft "Glissada" (Zuev V.E., Fadeev V.Ya. Laser navigation devices. - M .: Radio and communications, 1987), which includes several laser emitters, including course glide path, marker and marking the side boundaries of the runway. The system uses the principle of projective geometry and the phenomenon of laser radiation scattering in the atmosphere, due to which the pilot visually perceives a combination of rays in the form of a symbol that determines the position of the aircraft relative to the landing trajectory and landing point. In this case, the directional laser emitter is installed on the runway center line in front of the runway end, and the glide path laser emitters are installed on the outside of the runway side boundaries closer to the runway end. As laser emitters, HE-NE lasers are used - lasers or continuous krypton lasers. Rays of laser emitters are directed towards the movement of the landing plane. The angle of inclination of the rays of the glide path laser emitters relative to the horizontal plane of the runway is 2 degrees 40 minutes.

Недостатком данной системы посадки является использование в качестве лазерных излучателей газовых лазеров, имеющих недостаточную надежность, небольшое время наработки на отказ, большие габариты и энергопотребление. К тому же использование газовых лазеров, излучающих свет в видимой области спектра, не позволяет создать надежные средства светомаскировки. Кроме того, в описании системы не определены параметры расположения лазерных излучателей относительно ВПП, не определены параметры углов наклона лучей лазерных излучателей относительно горизонтальной плоскости ВПП и относительно осевой линии ВПП.The disadvantage of this landing system is the use of gas lasers as laser emitters, which have insufficient reliability, short MTBF, large dimensions and power consumption. In addition, the use of gas lasers emitting light in the visible spectrum does not allow the creation of reliable means of blackout. In addition, in the description of the system, the location parameters of the laser emitters relative to the runway are not defined, the parameters of the angles of inclination of the laser emitters relative to the horizontal plane of the runway and relative to the center line of the runway are not defined.

Задачей предлагаемого решения является создание надежной лазерной системы посадки, повышающей уровень безопасности при посадке воздушных судов, характеризующейся повышенным сроком службы, минимальным энергопотреблением и небольшими габаритами.The objective of the proposed solution is to create a reliable laser landing system that increases the level of safety during aircraft landing, characterized by an increased service life, minimal power consumption and small dimensions.

Техническим результатом является улучшенная видимость лазерных лучей в воздушном пространстве и комбинации, создающей символ, по которому летчик определяет положение самолета относительно посадочной траектории и точки приземления, особенно в сложных метеоусловиях, увеличение эффективности работы системы с точки зрения обеспечения воспроизводимости точности посадки воздушных судов за счет оптимального расположения лазерных излучателей и генерируемых ими лазерных лучей.The technical result is improved visibility of laser beams in airspace and a combination that creates a symbol by which the pilot determines the position of the aircraft relative to the landing path and touchdown point, especially in difficult weather conditions, increasing the efficiency of the system in terms of ensuring reproducibility of aircraft landing accuracy due to optimal locations of laser emitters and the laser beams generated by them.

Поставленная задача решается тем, что в системе посадки воздушных судов, содержащей, по крайней мере, три лазерных излучателя, установленных вблизи взлетно-посадочной полосы со стороны захода воздушного судна на посадку, два из которых - глиссадные - расположены по краям полосы и предназначены для формирования лучей, определяющих плоскость глиссады, а третий - курсовой - расположен на продолжении осевой лини полосы, и предназначен для формирования луча, определяющего курс посадки согласно техническому решению в качестве лазерных излучателей используют полупроводниковые лазерные излучатели, при этом, по крайней мере, курсовой излучатель выполнен с возможностью изменения направления формируемого луча в вертикальной и горизонтальной плоскостях, глиссадные излучатели установлены на расстоянии d от начала полосы, а курсовой излучатель установлен с возможностью формирования луча под углом α относительно горизонтальной плоскости,The problem is solved in that in the aircraft landing system containing at least three laser emitters installed near the runway from the side of the aircraft approach, two of which - glide paths - are located at the edges of the strip and are designed to form rays defining the glide path plane, and the third - course - located on the continuation of the axial line of the strip, and is designed to form a beam that determines the landing course according to the technical solution as laser emitters Lei use semiconductor laser emitters, while at least the directional emitter is configured to change the direction of the formed beam in the vertical and horizontal planes, the glide path emitters are installed at a distance d from the beginning of the strip, and the directional emitter is installed with the possibility of forming a beam at an angle α relative to horizontal plane

При этом значение d и α определяется из следующих соотношений:The value of d and α is determined from the following relationships:

d=Δh/tgφ,d = Δh / tgφ,

β<α<φ,β <α <φ,

где Δh - заданная величина допустимой ошибки положения воздушного судна по вертикали в точке дальнего привода при посадке,where Δh is the specified value of the permissible error of the vertical position of the aircraft at the point of distant drive during landing,

φ - заданный угол наклона плоскости глиссады,φ - a given angle of inclination of the plane of the glide path,

β - угол свободного прохождения луча над неровностями местности.β is the angle of free passage of the beam over the roughness of the terrain.

Глиссадные излучатели также могут быть выполнены с возможностью изменения направления формируемого луча в вертикальной и горизонтальной плоскостях.Glide path emitters can also be configured to change the direction of the formed beam in the vertical and horizontal planes.

При непрерывной интенсивности излучения глиссадных излучателей интенсивность излучения курсового излучателя может быть модулирована с частотой, выбранной из условия возможности визуальной идентификации луча с модулированной интенсивностью. При непрерывной интенсивности излучении курсового излучателя интенсивность излучения глиссадных излучателей может быть модулирована с частотой, With a continuous radiation intensity of glide path emitters, the radiation intensity of the directional emitter can be modulated with a frequency selected from the condition for the possibility of visual identification of a beam with a modulated intensity. With a continuous radiation intensity of the directional emitter, the radiation intensity of the glide path emitters can be modulated with a frequency

выбранной из условия возможности визуальной идентификации лучей с модулированной интенсивностью.selected from the condition for the possibility of visual identification of rays with modulated intensity.

Интенсивность излучении глиссадных излучателей может быть модулирована с частотой, отличающейся от частоты модулирования интенсивности излучения курсового излучателя. При этом разница между частотами модуляции интенсивности излучения курсового и глиссадных излучателей определяется возможностью визуального наблюдения данных отличий.The radiation intensity of the glide path emitters can be modulated with a frequency different from the frequency of the modulation of the radiation intensity of the directional emitter. In this case, the difference between the frequencies of modulation of the radiation intensity of the directional and glide path emitters is determined by the possibility of visual observation of these differences.

В качестве лазерных излучателей в системе посадки могут использоваться лазерные излучатели, излучающие свет в невидимой - инфракрасной области спектра, за счет чего может быть обеспечена полная светомаскировка. При этом посадка воздушного судна может осуществляться с использованием летчиком приборов ночного видения.As laser emitters in the landing system, laser emitters can be used that emit light in the invisible - infrared region of the spectrum, due to which full blackout can be ensured. At the same time, the aircraft may land using night vision devices.

Интенсивность излучения лазерных излучателей может регулироваться при необходимости в зависимости от атмосферных условий в воздушном пространстве вокруг аэродрома.The radiation intensity of laser emitters can be adjusted, if necessary, depending on atmospheric conditions in the airspace around the aerodrome.

Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид сверху на ВПП, на фиг.2 - общий вид на ВПП под углом сбоку, на фиг.3 - общий вид сбоку на ВПП и на фиг.4 - схема взаимного расположения лазерных лучей наблюдаемых с приземляющегося самолета при различных положениях его относительно траектории посадки.The utility model is illustrated by drawings, in which Fig. 1 is a general top view of a runway, Fig. 2 is a general view of a runway at an angle from the side, Fig. 3 is a general side view of a runway, and Fig. 4 is a diagram of the arrangement of laser rays observed from the landing plane at different positions relative to the landing trajectory.

Позициями на чертежах обозначены: 1 - ВПП, 2 - левый глиссадный излучатель, 3 - правый глиссадный излучатель, 4 - курсовой излучатель, 5 - самолет, 6 - лазерный луч левого глиссадного излучателя, 7 - лазерный луч правого глиссадного излучателя, 8 - лазерный луч курсового глиссадного излучателя.The positions in the drawings indicate: 1 - runway, 2 - left glide path emitter, 3 - right glide path emitter, 4 - directional emitter, 5 - airplane, 6 - laser beam of the left glide path emitter, 7 - laser beam of the right glide path emitter, 8 - laser beam course glide path emitter.

Буквами и символами на чертежах обозначены: d - расстояние, на котором расположены глиссадные излучатели относительно торца ВПП, φ - угол глиссады, α - угол наклона лазерного луча курсового излучателя, β - угол свободного прохождения луча над неровностями местности, Δh - величина допустимой ошибки положения воздушного судна по вертикали в точке дальнего привода при посадке.The letters and symbols in the drawings denote: d is the distance at which the glide path emitters are located relative to the runway end face, φ is the glide path angle, α is the angle of inclination of the laser beam of the directional emitter, β is the angle of free passage of the beam over uneven terrain, Δh is the value of the permissible position error aircraft vertically at the point of distant drive during landing.

Лазерные излучатели 2, 3 и 4, составляющие систему посадки самолетов, расположены в начале ВПП в соответствии с Фиг.1, Фиг.2 и Фиг.3. Глиссадные лазерные излучатели 2 и 3 устанавливаются по краям за пределами ВПП, как можно ближе к ее боковым границам, насколько позволяет это сделать другое оборудование, находящееся вблизи ВПП. Расстояние от торца ВПП до места установки глиссадных лазерных излучателей d определяется заданной величиной допустимой ошибки положения самолета Laser emitters 2, 3 and 4, constituting the aircraft landing system, are located at the beginning of the runway in accordance with Figure 1, Figure 2 and Figure 3. Glide path laser emitters 2 and 3 are installed at the edges outside the runway, as close to its lateral borders as possible, as other equipment located near the runway allows. The distance from the end of the runway to the installation location of glidepath laser emitters d is determined by the specified value of the allowable error of the position of the aircraft

по вертикали в точке дальнего привода при посадке (Фиг.3). Объясняется это следующим образом. Лазерные лучи 6 и 7 излучателей 2 и 3 направлены параллельно осевой плоскости ВПП в сторону приземляющегося самолета 5 под углом глиссады φ относительно горизонтальной плоскости ВПП (Фиг.3). Величина данного угла устанавливается для каждого аэродрома в зависимости от условий местности. По законам проективной геометрии летчик наблюдает лучи 6 и 7 в виде светящихся отрезков, исходящих из краев ВПП в противоположные стороны от ВПП (Фиг.4). Если самолет находится в плоскости глиссады, то видимые отрезки лучей 6 и 7 будут перпендикулярны осевой линии ВПП (Фиг.4, поз.2, 4 и 5). Именно перпендикулярность отрезков лучей 6 и 7 осевой линии ВПП означает точное положение самолета в плоскости глиссады. Если принять во внимание, что плоскость глиссады пересекается с ВПП в месте касания шасси самолета с ВПП (т.е. в ее начале), то становится понятно, что перемещение места установки глиссадных излучателей на расстояние d от начала ВПП условно поднимает плоскость глиссады относительно ВПП на величину Δh=d*tgφ (Фиг.3). Поэтому, учитывая принятые допуска положения самолета по вертикали в точке дальнего привода при посадке, значение расстояния d должно удовлетворять условию d<Δh/tgφ. Это обстоятельство необходимо обязательно учитывать, если для обеспечения безопасной посадки самолета в условиях ограниченной видимости, чтобы летчик мог как можно дольше видеть отрезки лучей 6 и 7, глиссадные излучатели располагают на максимально возможном расстоянии от начала ВПП.vertically at the point of the long-distance drive during landing (Figure 3). This is explained as follows. Laser beams 6 and 7 of emitters 2 and 3 are directed parallel to the axial plane of the runway toward the landing plane 5 at an angle of glide path φ relative to the horizontal plane of the runway (Figure 3). The value of this angle is set for each aerodrome, depending on the terrain. According to the laws of projective geometry, the pilot observes rays 6 and 7 in the form of luminous segments emanating from the edges of the runway in opposite directions from the runway (Figure 4). If the plane is in the plane of the glide path, then the visible segments of the rays 6 and 7 will be perpendicular to the center line of the runway (Figure 4, 2, 4 and 5). It is the perpendicularity of the segments of the rays 6 and 7 of the center line of the runway that means the exact position of the aircraft in the plane of the glide path. If we take into account that the glide path plane intersects with the runway at the point where the aircraft landing gear touches the runway (i.e., at its beginning), it becomes clear that moving the installation site of the glide path emitters a distance d from the start of the runway conditionally raises the glide path plane relative to the runway by the value Δh = d * tgφ (Figure 3). Therefore, taking into account the accepted vertical position tolerances at the point of long-distance drive during landing, the distance value d must satisfy the condition d <Δh / tgφ. This circumstance must be taken into account if, to ensure a safe landing of the aircraft in conditions of limited visibility, so that the pilot can see segments of rays 6 and 7 as long as possible, glide path emitters are placed at the maximum possible distance from the start of the runway.

Курсовой лазерный излучатель 4 устанавливается с внешней стороны торцевого края ВПП как можно ближе к этому краю, насколько позволяет это сделать другое оборудование, находящееся вблизи ВПП (Фиг.1, Фиг.2 и Фиг.3). Луч 8 курсового излучателя 4 направлен в сторону приземляющегося самолета 5 строго в вертикальной плоскости, проходящей через осевую линию ВПП и под углом α относительно горизонтальной плоскости ВПП (Фиг.3). Угол α определяется соотношением β<α<φ, где угол β - угол свободного прохождения луча над неровностями местности (Фиг.3). По законам проективной геометрии летчик приземляющегося самолета видит луч 8 в виде светящегося отрезка, который будет являться продолжением осевой линии ВПП, если самолет движется строго по курсу (Фиг.4, поз.1, 2 и 3).The directional laser emitter 4 is installed on the outer side of the end edge of the runway as close to this edge as possible, as other equipment located near the runway allows (Figure 1, Figure 2 and Figure 3). Beam 8 of the directional emitter 4 is directed towards the landing plane 5 strictly in the vertical plane passing through the center line of the runway and at an angle α relative to the horizontal plane of the runway (Figure 3). The angle α is determined by the ratio β <α <φ, where the angle β is the angle of free passage of the beam over the roughness of the terrain (Figure 3). According to the laws of projective geometry, the pilot of the landing plane sees beam 8 in the form of a luminous segment, which will be a continuation of the center line of the runway if the plane moves strictly along the course (Fig. 4, pos. 1, 2 and 3).

Посадка самолета с применением предлагаемой лазерной системы посадки происходит следующим образом.Landing an aircraft using the proposed laser landing system is as follows.

При приближении самолета к точке дальнего привода, летчик, как указывалось выше, наблюдает лазерные лучи 6, 7 и 8 в виде светящихся отрезков, исходящих из точек As the aircraft approaches the point of distant drive, the pilot, as mentioned above, observes the laser beams 6, 7 and 8 in the form of luminous segments emanating from the points

установки лазерных излучателей (Фиг.4). Эти отрезки служат удобными ориентирами летчику для определения положения самолета, как относительно курса посадки, так и относительно плоскости глиссады. При правильном заходе в точку дальнего привода с помощью штатных радиотехнических средств, для летчика не составляет труда распознать глиссадные лучи 6 и 7 и курсовой 8. Если летчик по каким-то причинам допускает большую ошибку по соблюдению траектории подлета к точке дальнего привода, то для правильной идентификации летчиком правого и левого глиссадных лучей и курсового луча интенсивность их излучения может быть промодулирована с частотой легко воспринимаемой и фиксируемой глазом человека (несколько Гц). Здесь возможны разные варианты. Например, интенсивность курсового луча может быть прерывистой, а интенсивность глиссадных лучей - постоянной, или наоборот. Интенсивность всех трех лучей может быть прерывистой, но при этом частота модуляции интенсивности курсового луча должна отличаться от частоты модуляции интенсивности глиссадных лучей так, чтобы это легко фиксировалось глазом летчика. При правильном положении самолета на траектории движения при посадке после прохождения точки дальнего привода летчик видит курсовой луч 8 как продолжение осевой линии ВПП, а наблюдаемые им отрезки глиссадных лучей 6 и 7 должны быть перпендикулярны осевой линии ВПП, т.е. отрезку курсового луча 8, и составлять одну линию (Фиг.4, поз.2). Любые отклонения самолета от правильной траектории вызовут изменение положения отрезков лучей относительно друг друга. Так если самолет идет по курсу, но находится выше плоскости глиссады, то концы отрезков глиссадных лучей будут опускаться вниз (Фиг.4, поз.1), если ниже плоскости глиссады - то подниматься вверх (Фиг.4, поз.3). Если самолет движется в плоскости глиссады, но правее правильного курса, то конец отрезка курсового луча будет перемещаться влево (Фиг.4, поз.4), если левее правильного курса - то вправо (Фиг.4, поз.5). Очевидно, что возможны смешанные ситуации, когда самолет находится не на плоскости глиссады и не на курсе. В этом случае расположение лучей будет соответствовать комбинации каких-либо двух позиций, представленных на Фиг.4. Таким образом, задача летчика при посадке самолета по заявляемой системе посадки сводится к поддержанию самолета на такой траектории, в каждой точке которой наблюдаемые им отрезки глиссадных лучей 6 и 7 должны составлять прямую линию, а отрезок курсового луча 8 должен быть перпендикулярен этой линии. Энергопотребление всей системы составила не более 800 Вт, габариты одного лазерного излучателя составили 200×400×600 мм.installation of laser emitters (Figure 4). These segments serve as convenient guidelines for the pilot to determine the position of the aircraft, both relative to the landing course, and relative to the plane of the glide path. With the correct approach to the point of the long-range drive using standard radio equipment, it is not difficult for the pilot to recognize glide paths 6 and 7 and course 8. If the pilot for some reason makes a big mistake in observing the approach path to the point of the long-distance drive, then for the correct pilot identification of the right and left glide path and course beam, the intensity of their radiation can be modulated with a frequency easily perceived and fixed by the human eye (several Hz). Different options are possible here. For example, the intensity of the directional beam can be intermittent, and the intensity of the glide path rays can be constant, or vice versa. The intensity of all three beams can be intermittent, but the frequency of the modulation of the intensity of the directional beam should differ from the frequency of the modulation of the intensity of the glide path so that it is easily fixed by the eye of the pilot. With the correct position of the aircraft on the trajectory during landing after passing through the long-distance drive point, the pilot sees the directional beam 8 as a continuation of the runway center line, and the segments of glide path rays 6 and 7 observed by him should be perpendicular to the center line of the runway, i.e. segment directional beam 8, and make one line (Figure 4, 2). Any deviations of the aircraft from the correct path will cause a change in the position of the segments of the rays relative to each other. So if the plane follows the course, but is above the plane of the glide path, then the ends of the segments of the glide path rays will fall down (Figure 4, position 1), if below the plane of the glide path, then rise up (Figure 4, position 3). If the plane moves in the plane of the glide path, but to the right of the right course, then the end of the segment of the directional beam will move to the left (Figure 4, 4), if to the left of the right course, then to the right (Figure 4, 5). Obviously, mixed situations are possible when the plane is not on the glide path plane and off course. In this case, the arrangement of the rays will correspond to a combination of any two positions shown in FIG. 4. Thus, the task of the pilot when landing the aircraft according to the claimed landing system is to maintain the aircraft on such a trajectory, at each point of which the segments of glide path rays 6 and 7 observed by it should be a straight line, and the segment of the directional beam 8 should be perpendicular to this line. The energy consumption of the entire system was not more than 800 W, the dimensions of one laser emitter were 200 × 400 × 600 mm.

Существенным достоинством заявляемой системы является высокая чувствительность реагирования положения видимых отрезков лучей относительно друг друга (Фиг.4) на изменения положения самолета относительно заданной траектории снижения. Этим определяется высокая точность приземления (+/-0,5 м), которую обеспечивает заявляемая система.A significant advantage of the claimed system is the high sensitivity of the response of the position of the visible segments of the rays relative to each other (Figure 4) to changes in the position of the aircraft relative to a given trajectory of decline. This determines the high accuracy of landing (+/- 0.5 m), which provides the inventive system.

В соответствии с заявляемым решением была изготовлена и установлена на аэродроме лазерная система посадки, содержащая три излучателя на основе полупроводниковых лазеров, генерирующих свет на длине волны 635 нм. Курсовой излучатель был установлен на расстоянии 60 м от торца ВПП и его луч был направлен под углом 1 градус 8 минут относительно горизонтальной плоскости ВПП. Глиссадные излучатели были установлены на расстоянии 3 м от бокового края ВПП и на расстоянии 300 м от курсового излучателя. Лучи глиссадных излучателей были направлен под углом глиссады (2 градуса 50 минут) относительно горизонтальной плоскости ВПП. Было произведено 9 заходов на посадку на самолете ЯК-40 в темное время суток, причем несколько из них при потушенных огнях высокой интенсивности и один при потушенных огнях ИВПП. Дальность видимости лучей при нормальной погоде в темное время суток составила более 10 км (удаление точки дальнего привода составляло 4 км, Δh=+/-20 м). Точность посадки по такой системе составила +/-0,5 м.In accordance with the claimed solution, a laser landing system was made and installed at the airport, containing three emitters based on semiconductor lasers that generate light at a wavelength of 635 nm. The directional emitter was installed at a distance of 60 m from the end of the runway and its beam was directed at an angle of 1 degree 8 minutes relative to the horizontal plane of the runway. Glide path emitters were installed at a distance of 3 m from the side edge of the runway and at a distance of 300 m from the directional emitter. Rays of glide path emitters were directed at an angle of glide path (2 degrees 50 minutes) relative to the horizontal plane of the runway. 9 approaches were made on the Yak-40 airplane in the dark, several of which were extinguished by high-intensity extinguished lights and one by the runway extinguished lights. The range of visibility of the rays in normal weather at night was more than 10 km (the distance of the point of distant drive was 4 km, Δh = + / - 20 m). Landing accuracy for such a system was +/- 0.5 m.

Таким образом, заявляемая система позволяет осуществлять с высокой точностью посадку самолета в условиях ограниченной видимости и даже при выключенном штатном светотехническом оборудовании аэродрома.Thus, the claimed system allows for high precision landing of the aircraft in conditions of limited visibility and even when the standard lighting equipment of the airfield is turned off.

Claims (7)

1. Система посадки самолетов, содержащая, по крайней мере, три лазерных излучателя, установленных вблизи взлетно-посадочной полосы со стороны захода воздушного судна на посадку, два из которых - глиссадные - расположены по краям полосы и предназначены для формирования лучей, определяющих плоскость глиссады, а третий - курсовой - расположен на продолжении осевой лини полосы, и предназначен для формирования луча, определяющего курс посадки, отличающаяся тем, что в качестве лазерных излучателей используют полупроводниковые лазерные излучатели, при этом, по крайней мере, курсовой излучатель выполнен с возможностью изменения направления формируемого луча в вертикальной и горизонтальной плоскостях, глиссадные излучатели установлены на расстоянии d от начала полосы, а курсовой излучатель установлен с возможностью формирования луча под углом α относительно горизонтальной плоскости,1. Aircraft landing system, containing at least three laser emitters installed near the runway from the side of the aircraft’s approach, two of which - glide paths - are located at the edges of the strip and are designed to form rays defining the glide path plane, and the third - course - located on the continuation of the axial line of the strip, and is designed to form a beam that determines the course of landing, characterized in that semiconductor laser emitters are used as laser emitters and wherein at least ESP emitter is adapted to change the direction of the beam formed in the vertical and horizontal planes, glide path Emitters installed at a distance d from the beginning of the strip, and ESP emitter mounted to the beam forming an angle α relative to the horizontal plane, при этом значение d и α определяется из следующих соотношений:the value of d and α is determined from the following relations: d=Δh/tgφ,d = Δh / tgφ, β<α<φ,β <α <φ, где Δh - заданная величина допустимой ошибки положения воздушного судна по вертикали в точке дальнего привода при посадке,where Δh is the specified value of the permissible error of the vertical position of the aircraft at the point of distant drive during landing, φ - заданный угол наклона плоскости глиссады,φ - a given angle of inclination of the plane of the glide path, β - угол свободного прохождения луча над неровностями местности.β is the angle of free passage of the beam over the roughness of the terrain. 2. Система посадки по п.1, отличающаяся тем, что глиссадные излучатели выполнены с возможностью изменения направления формируемого луча в вертикальной и горизонтальной плоскостях.2. The landing system according to claim 1, characterized in that the glide path emitters are configured to change the direction of the formed beam in the vertical and horizontal planes. 3. Система посадки по п.1, отличающаяся тем, что глиссадные излучатели выполнены с возможностью формирования лучей с непрерывной интенсивностью, а курсовой - с возможностью формирования луча с модулированной интенсивностью, при этом частота повторения импульсов выбрана из условия возможности их визуальной идентификации.3. The landing system according to claim 1, characterized in that the glide path emitters are configured to produce rays with continuous intensity, and course - with the possibility of forming a beam with modulated intensity, while the pulse repetition rate is selected from the condition that they can be visually identified. 4. Система посадки по п.1, отличающаяся тем, что курсовой излучатель выполнен с возможностью формирования луча с непрерывной интенсивностью, а глиссадные - с возможностью формирования лучей с модулированной интенсивностью, при этом частота повторения импульсов выбрана из условия возможности их визуальной идентификации.4. The landing system according to claim 1, characterized in that the directional emitter is made with the possibility of forming a beam with continuous intensity, and glide paths with the possibility of forming rays with modulated intensity, while the pulse repetition rate is selected from the condition that they can be visually identified. 5. Система посадки по п.1, отличающаяся тем, что лазерные излучатели выполнены с возможностью формирования лучей с модулированной интенсивностью, при этом частоты модуляции лучей глиссадных и курсового излучателей выбраны отличающимися с возможностью визуального наблюдения данных отличий.5. The landing system according to claim 1, characterized in that the laser emitters are configured to generate rays with modulated intensity, while the modulation frequencies of the glide path and directional emitters are selected different with the possibility of visual observation of these differences. 6. Лазерная система посадки по п.1, отличающаяся тем, что в качестве лазерных излучателей, для обеспечения полной светомаскировки выбраны излучатели, излучающие свет в невидимой - инфракрасной области спектра.6. The laser landing system according to claim 1, characterized in that as laser emitters, to ensure full blackout, emitters are selected that emit light in the invisible - infrared region of the spectrum. 7. Лазерная система посадки по п.1, отличающаяся тем, что лазерные излучатели выполнены с возможностью регулирования мощности излучения в зависимости от атмосферных условий.
Figure 00000001
7. The laser landing system according to claim 1, characterized in that the laser emitters are configured to control the radiation power depending on atmospheric conditions.
Figure 00000001
RU2007134293/22U 2007-09-17 2007-09-17 AIRCRAFT LANDING SYSTEM RU69018U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007134293/22U RU69018U1 (en) 2007-09-17 2007-09-17 AIRCRAFT LANDING SYSTEM

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007134293/22U RU69018U1 (en) 2007-09-17 2007-09-17 AIRCRAFT LANDING SYSTEM

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU69018U1 true RU69018U1 (en) 2007-12-10

Family

ID=38904211

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007134293/22U RU69018U1 (en) 2007-09-17 2007-09-17 AIRCRAFT LANDING SYSTEM

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU69018U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2695044C2 (en) * 2017-05-15 2019-07-18 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева Сибирского отделения Российской академии наук Method of constructing a visual take-off system using vortex laser beams

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2695044C2 (en) * 2017-05-15 2019-07-18 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева Сибирского отделения Российской академии наук Method of constructing a visual take-off system using vortex laser beams

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2369532C2 (en) Aircraft landing laser system
US6193190B1 (en) Aircraft vertical landing guidance method and system
CA1094669A (en) Aircraft take-off and landing system and method for using same
US2316751A (en) Landing indicator
ES2805074T3 (en) Lighting system for an aircraft
KR102293055B1 (en) An aircraft with a safety distance display apparatus
CN105905309B (en) A kind of plane night approaching and landing system system of laser assisted
RU2434791C1 (en) System for orienting aircraft relative to runway axis
RU69018U1 (en) AIRCRAFT LANDING SYSTEM
CN109878746A (en) A kind of aircraft landing auxiliary system based on laser beacon
RU2397115C1 (en) Aircraft landing system
US2155295A (en) Airport lighting system
US6320516B1 (en) Airport and runway laser lighting method
RU2483986C2 (en) Aircraft landing system
RU2570921C2 (en) Laser-based aircraft landing system
US20170249850A1 (en) Air traffic control
CN1173449A (en) Laser signalling system for indicating airplane takeoff and landing
RU2547157C2 (en) Laser system for aircraft landing on small-size runways
RU174351U1 (en) AIRCRAFT LASER LANDING SYSTEM
EP2962941A1 (en) System for displaying dynamic visual stimuli on a runway
RU2743602C2 (en) Eight-colour raster optical landing system
US3972125A (en) Visual approach and landing system for aircraft with supplementary indicating and warning devices
RU2208556C2 (en) Optical landing system
RU163787U1 (en) LASER DEVICE FOR ORIENTING THE AIRCRAFT WHEN LANDING ON THE TAKEOFF AND LANDING STRIP
RU2601511C1 (en) Method of aircraft landing support in difficult weather conditions and system for its implementation

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20160918