WO2009029005A2 - Aircraft vortex safety method - Google Patents

Aircraft vortex safety method Download PDF

Info

Publication number
WO2009029005A2
WO2009029005A2 PCT/RU2008/000567 RU2008000567W WO2009029005A2 WO 2009029005 A2 WO2009029005 A2 WO 2009029005A2 RU 2008000567 W RU2008000567 W RU 2008000567W WO 2009029005 A2 WO2009029005 A2 WO 2009029005A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
aircraft
vortex
protected
information
wake
Prior art date
Application number
PCT/RU2008/000567
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Nikolai Alekseevich Baranov
Andrei Sergeevich Belotserkovsky
Mikhail Igorevich Kanevsky
Igor Vladimirovich Pasekunov
Original Assignee
Gosudarstvennoie Uchrezhdenie 'federalnoe Agentstvo Po Pravovoi Zaschite Rezultatov Intellektualnoi Deyatelnosti Voennogo, Spetsialnog I Dvoinogo Naznachenia 'pri Ministerstve Yustitsii Rf'
Zakritoe Aktsionernoe Obschestvo 'rossiyskaya Aktsionernaya Assotsiatsiya 'spetstekhnika'
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 Gosudarstvennoie Uchrezhdenie 'federalnoe Agentstvo Po Pravovoi Zaschite Rezultatov Intellektualnoi Deyatelnosti Voennogo, Spetsialnog I Dvoinogo Naznachenia 'pri Ministerstve Yustitsii Rf', Zakritoe Aktsionernoe Obschestvo 'rossiyskaya Aktsionernaya Assotsiatsiya 'spetstekhnika' filed Critical Gosudarstvennoie Uchrezhdenie 'federalnoe Agentstvo Po Pravovoi Zaschite Rezultatov Intellektualnoi Deyatelnosti Voennogo, Spetsialnog I Dvoinogo Naznachenia 'pri Ministerstve Yustitsii Rf'
Publication of WO2009029005A2 publication Critical patent/WO2009029005A2/en

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D25/00—Emergency apparatus or devices, not otherwise provided for

Definitions

  • the invention relates to methods and devices for ensuring the safe operation of aircraft, in particular, to methods for preventing and / or preventing emergency situations associated with the possible entry of an aircraft into the danger zone of a disturbed air stream from another object, the so-called vortex wake generated by the object, in including when the object flows around the air stream.
  • the problem of ensuring the flight safety of aircraft is very relevant and includes a number of scientific, technical and organizational-methodological problems.
  • One of these problems is to ensure flight safety in conditions where the factor determining the level of flight safety is the impact on the aircraft of aerodynamic jets of a high degree of turbulence, which are formed both when an object generating jets moves in the vicinity of the aircraft, and when there is an aircraft in the vicinity apparatus of objects streamlined by air currents having a high degree of turbulence and vorticity.
  • One of the main directions for solving the problem of ensuring the flight safety of an aircraft in conditions when the vortex aerodynamic trail is the determining factor is the choice of flight modes that provide a given level of safety.
  • Another task that can be attributed to information tasks is the task of providing the pilot with information about the position of the vortex wake and the position of the aircraft relative to it at the predicted point in time.
  • the device uses a quick-response display, on which the simulated vortex traces from each aircraft located near the specified aircraft are visualized (US, 5,845,874, A).
  • US, 5,845,874, A the quick-response display
  • warning system for turbulence of a wake designed to be placed on board aircraft, which provides for informing the crew of the aircraft about the potential entrance into the vortex wake of another aircraft only when the system determines that the entry of the specified aircraft into the vortex wake of another aircraft will occur through a certain predetermined period of time (US, 6,177,888, A).
  • the system provides for the interaction of these aircraft with each other, the exchange of warning signals and information on the flight altitude, distance and bearing, tracking the flight path, the volume of the vortex wake taking into account the local wind speed, and has the ability to determine the distance or time before the aircraft enters the volume swirl track of another aircraft.
  • the system provides an indication of proximity to the volume of the vortex wake when the distance or time to such an input becomes less than a predetermined threshold.
  • the width and height of the vortex wake volume are calculated at each point from a plurality of points along the vortex wake path as a function of the distance from the specified point to the adjacent aircraft.
  • a known collision avoidance system with a vortex wake installed on each aircraft to warn the pilot of the aircraft about the predicted danger of the presence in the surrounding aircraft space of another aircraft (US, 6211808, Bl), which is a spherical antenna made of dielectric material having eight sectors with receivers installed in them for receiving microwave signals reflected from other aircraft that find I was in his neighborhood.
  • US, 6211808, Bl is a spherical antenna made of dielectric material having eight sectors with receivers installed in them for receiving microwave signals reflected from other aircraft that find I was in his neighborhood.
  • a technical solution is known regarding the scheme and method for preventing the intersection of the path of the first aircraft with the vortex wake of the second aircraft (WO 00/71985, Al), which consists in determining the position, configuration and type of vortex disturbances caused by the second aircraft, the presence of which is detected using information from the airborne system of the first aircraft, information from the second aircraft or information from the airfield, determination of the height of the second aircraft, the predicted position of the vortex wake generated by it, taking into account atmospheric conditions in particular, wind speed and direction, air temperature, reconciliation of the obtained data with a look-up table or simulation of a vortex wake with visualization of the position and its trajectory relative to the first aircraft, prediction of the point of intersection of the vortex wake trajectory and the path of the first aircraft with the generation of a danger signal in case of such an intersection.
  • the method is used to ensure the safety of the movement of two aircraft in the airport area and its implementation can lead to an increase in the flight height of the first aircraft over the second aircraft.
  • the systems Traffiered Alert and ⁇ llisiop Avoidaps are used.
  • the pilot of the first aircraft is visualized with information about all areas of vorticity assumed in the area of movement of the first aircraft due to the presence of the second aircraft, which does not give the pilot a picture of the true danger of these vortices for his flight.
  • a known system for measuring zones of turbulence in the direction of the tail wind of an airplane (WO 2006/016075, Al), installed on board, containing lidar, emitting an optical beam in the direction in front of the aircraft and receiving a reflected optical beam, directional detectors connected to the control means, a first operating device using an internal correction algorithm and a second operating device using an external correction algorithm that provides potential control signals to activate at least , one control surface of the aircraft.
  • this system provides only a change in the position of the aircraft to reduce the impact on it of turbulence zones that are ahead in the course.
  • AVOSS Vortex Interval Detection System
  • THESE systems represent current and predicted weather conditions, models of the movement of the vortex wake and its attenuation in these weather conditions from the surface of the earth to the height of the landing or take-off glide path, and also provide feedback on the behavior of vortex traces in real time.
  • the behavior of the track is compared with predetermined dimensions of the safety corridor and the determination of the dying of the track, as a result of which the desired separation intervals for aircraft are found. If traces continue to exist longer than expected, then a reduction in the interval between take-off or landing of aircraft is prohibited. In this case, the behavior of the trace is calculated on the set of “windows” of approach from the height of the glide path to the end of the runway.
  • the lead time during which it is possible, at least, to perform a maneuver of changing the flight path of the aircraft, ensuring the aircraft to evade the danger zone of the vortex wake of the vortex generator after warning about the possibility of getting into it;
  • the anticipatory distance equal to the distance covered by the aircraft during the lead, simulate a control plane located in space in front of the aircraft perpendicular to the direction of its movement at a proactive distance from the aircraft, and determine the predicted time of flight of the aircraft through the specified control plane in the inertial coordinate system;
  • the position, geometric and mass characteristics and motion parameters of the vortex generator it is preferable to use information about the type of vortex generator, its speed, angular velocity and the coordinates of its path points, and information from the user’s databases geometric and mass characteristics of the aircraft.
  • the intensity and trajectory of the vortex wake in space and the determination of its hazardous zones are determined on the basis of these data, by mathematical modeling of the vortex wake of the vortex generator taking into account the influence of environmental conditions.
  • the simulation is based on the representation of the initially ideally symmetric formation of the vortex bundles of the vortex wake of the aircraft, followed by the imposition of environmental parameters on the model, for example, wind shear, wind speed and other parameters.
  • environmental parameters for example, wind shear, wind speed and other parameters.
  • the aim of the present invention is to provide a method for ensuring the vortex safety of an aircraft in flight, take-off and landing, providing the pilot with information about the predicted flight a situation modeled on the basis of actual measurements, and an analytical assessment of the situation in terms of the possibility of a flight accident, and an indication of the way out of it.
  • the task was to develop a method for ensuring the vortex safety of an aircraft, in which, under the conditions of providing the pilot with a protected aircraft or the traffic control service, information about the presence of vortex traces in the field of flight, take-off and landing of the aircraft, predicted based on actual measurements of their parameters, posing a danger to the protected aircraft, tracking their movement in airspace, as well as the formation of control signals to prevent the protected aircraft from entering the hazardous vortex wake zones based on the determination of the predicted relative position of the protected aircraft and the dangerous vortex wake vortex wake zone for it in a certain control section ahead of the aircraft, at a distance over which in case of danger, the aircraft can maneuver the evasion of the danger zone of the vortex wake, also to the pilot or flight control service dispatcher m to develop a decision on the choice of evasive maneuver, they provide current information on the time remaining until the entrance of the aircraft controlled by him into the danger zone.
  • the task was to determine in the current mode the time of the initial circulation of vortex towers of vortex wakes vortex generators for the most reliable prediction of the formation and behavior of the vortex wake of each aircraft.
  • Changing the configuration of an aircraft means, for example, changing the operating mode of engines, including the failure of one or several engines, changing the geometry of the aircraft, for example, sweep the wing, icing the surface of the aircraft and other changes that lead to a change in the flow around it air flow and, consequently, to a change in aerodynamic forces and moments due to the influence of aerodynamic disturbances, including the vortex wake, as well as to a change in the aircraft’s ability to compensate for such effects.
  • the task was also to inform the pilot of the protected aircraft and / or air traffic control service about the flight situation, which may develop after some predicted time if there are various vortex generators in the flight, take-off or landing area, with an indication of the time remaining before a possible entrance the aircraft into the danger zone for it of the vortex traces of these generators.
  • each protected aircraft in the field of its flight or take-off or landing, including data on the type of aircraft, its configuration, its mass, its linear and angular speeds, its location, its trajectory and its orientation, including, preferably, the angles of pitch, yaw and roll of the aircraft, relative to the inertial coordinate system at the current time;
  • each aircraft from the group of aircraft that are vortex generators in the field of flight or take-off or landing of the indicated protected aircraft, including data on the type of each vortex generator, its configuration, its mass, its linear and angular speeds , its location, its trajectory, its orientation, preferably the pitch, yaw and roll angles, relative to the inertial coordinate system at the current time;
  • - users receive information on environmental parameters in the field of flight, take-off or landing of the protected aircraft at the current time, including information on the magnitude and direction of the local speed wind, wind profile in height, degree of turbulence, type of underlying surface;
  • the flight situation is visualized at the predicted point in time with the relative position of the specified dangerous zone and the area of the predicted positions of the protected aircraft in the control plane displayed;
  • the relative position of the predicted position area of the protected aircraft and the hazard zones of the vortex generators determines the smallest value of the lead-time control time, which corresponds to the zero distance between the danger zone of the vortex wake vortex trace and the region of the predicted positions of the protected aircraft apparatus, and displays it for the user at the current time;
  • - generates a prescriptive signal for a protected aircraft and / or aircraft from a group of vortex generators to maneuver to ensure that the protected aircraft evades the danger zone of the vortex traces of the vortex generator for a user-selected lead time after receiving a warning about the possibility of the aircraft entering the danger zone vortex trace of a vortex generator at a predicted point in time; and the users are protected aircraft and / or air traffic control service.
  • the initial circulation of the vortex trails of the vortex wake of aircraft from the group of protected aircraft and from the group of vortex generators was determined using mathematical modeling.
  • the initial circulation of the vortex vortex bundles of the aircraft from the group of protected aircraft and from the group of these vortex generators is determined by measuring it.
  • the initial circulation of the vortex vortex bundles of the aircraft is measured by determining the frequency difference of the probe beam supplied at the selected frequency to the space behind the aircraft in the region of origin of the vortex vortex bundles and the reflected signal.
  • the initial circulation of the vortex wake vortex bundles be determined using a lidar mounted on the protected aircraft and on each of the vortex generators, with the probe beam directed into the space behind the aircraft into the region of the generation of the vortex wake vortex bundles .
  • each aircraft which is the generator of vortices in the field of flight, take-off or landing of the protected aircraft, and visualization of the flight situation, showing the relative position of the danger zone and the area of the predicted positions the aircraft and the indication of the smallest control lead-time was carried out in relation to the danger zones of the vortex tracks located in the control olny plane in the field of increased attention.
  • the user can carry out the current correction of the coordinates of the area of the predicted positions of the protected aircraft.
  • the user can perform the specified current correction in the manual control mode or in the semi-automatic or automatic mode ..
  • the protected aircraft it is desirable for the protected aircraft to indicate zero distance from the area of special attention to the danger zone of the vortex wake of the vortex generator in the control plane and / or emergency indication of zero distance from the region of the predicted positions of the protected aircraft to dangerous the vortex trace zones of the vortex generator should be carried out using an indication selected from the group including visual, audio, and tactile indication.
  • the apparatus it is advisable to automatically record in a protected on-board drive of a protected aircraft the apparatus, at least during the emergency indication of the event that the distance from the region of the predicted positions of the protected aircraft to the vortex trace zone of the vortex generator dangerous to it, the current information about the value of the selected lead time, the coordinates of the control plane, the region of the predicted positions of the protected aircraft and zones of vortex traces of other aircraft that are dangerous for it from the group of vortex generators at the predicted time and of the pilot of the smallest in size of control time value of pre-emption.
  • the task was also solved by creating a system for ensuring the vortex safety of an aircraft in the field of its flight, takeoff and landing, including:
  • subsystem (1) of information about the protected aircraft capable of at least receiving, processing, generating, storing and providing users with information about the type of each of these protected aircraft, its configuration, mass, speed, location, its trajectory and position in space relative to the inertial coordinate system at the current time, including pitch, yaw and roll angles, and about the initial circulation of the vortex bundles of its vortex wake relative to the inertial nnaya coordinate system at the current time;
  • a subsystem (2) of information about vortex generators which are aircraft from the group of vortex generators in the field of finding a protected aircraft, capable of at least receiving, processing, generating, storing and providing users with information about the type of aircraft, its configuration, mass , its linear and angular velocities, its location, trajectory and orientation, including pitch, yaw and roll angles, and about the initial circulation of the vortex bundles of the vortex wake of the vortex generator finally inertial coordinate system at the current time;
  • - subsystem (3) of environmental information that is capable of capturing, saving and providing users with information on the state of the environment in the field of joint location of the protected aircraft and the vortex generator at the current time and at a predicted time
  • subsystem (5) of the user capable of receiving, processing, storing and displaying information for the user from other subsystems and generating a prescriptive signal for the maneuvers to protect the aircraft from the danger zone of the vortex traces of the generators by the protected aircraft and / or generator vortices during the user pre-emptive time after the user receives a warning about the possibility of the aircraft entering the danger zone of the vortices o trace vortex generator at the predicted point in time;
  • control subsystem (6) capable of receiving, processing, storing and displaying information, including at least information from the user warning subsystem (4) about the predicted situation of the protected aircraft entering the vortex wake generator’s vortex wake zone, which may cause a flight accident, and information from the subsystem (5) of the user about the prescriptive signal transmitted to the user to perform maneuvers of the vortices by the protected aircraft and / or generator ayuschego evading aircraft from the danger zone of wake vortices vortex generators;
  • vortex wake generators information subsystem (2) was implemented on the basis of standard onboard equipment of the aircraft and / or equipment of the air traffic control system and / or equipment of ground, sea and / or aerospace navigation systems;
  • subsystem (3) of environmental information was implemented on the basis of the standard on-board equipment of the aircraft and / or on the basis of the standard equipment of the meteorological support of the air traffic control system or as part of ground, sea and / or aerospace navigation systems; subsystem (4) of warning the user about the possibility of the aircraft entering the danger zones of the vortex traces of the vortex generators was implemented on the basis of the software of the user's computer systems and / or on-board unified indication systems and / or indication systems of air traffic control dispatch services or is part of the ground, marine and / or aerospace navigation systems at the location of the flight dispatcher;
  • the communication subsystem (7) was implemented on the basis of telecode communication systems and / or airborne multiplex communication channels.
  • the subsystem (1) of information about the protected aircraft and the subsystem (2) of information about the vortex generators contain devices that determine the initial circulation of vortex bundles of vortex traces generated by aircraft, relative to the inertial coordinate system using mathematical modeling.
  • the subsystem (1) of information about the protected aircraft and the subsystem (2) of information about the vortex generators contain devices that determine the initial circulation of vortex bundles of vortex traces generated by aircraft, relative to the inertial coordinate system by measuring it .
  • the subsystem (1) of information about the protected aircraft and the subsystem (2) of information about the vortex generators contain devices that determine the initial circulation of vortex bundles of vortex traces generated by aircraft devices by determining the frequency difference of the probe signal supplied at a selected frequency to the space behind the aircraft in the region of origin of the vortex wiring harnesses of the specified aircraft, and the reflected signal.
  • the subsystem (1) of information about the protected aircraft and the subsystem (2) of information about the vortex generators contain devices that determine the initial circulation of the vortex bundles of the vortex wake using lidars mounted on the aircraft, in the direction of the probing beam into the space behind this aircraft to the region of origin of the vortex bundles of its vortex wake.
  • the subsystems (1,2,3,4,5,6,7) work simultaneously with respect to each aircraft, which is a protected aircraft or a vortex generator in the field of flight, take-off or landing of a protected aircraft apparatus.
  • the subsystems (1,2,3,4,5,6) are made with the possibility of current correction of the calculated parameters in manual control mode or in semi-automatic or automatic mode ..
  • control subsystem (6) contain a device that provides information provided to the protected aircraft about the predicted situation of the protected aircraft entering the vortex wake of the vortex generator, which could lead to a flight accident, information about induced by the user the smallest value of the control lead time remaining before the aircraft enters the specified danger zone and information about the prescriptive signal transmitted to the user to perform a vortex of a vortex maneuver by the protected aircraft and / or generator, providing the aircraft to evade the danger zone of the vortex traces of the vortex generators.
  • the monitoring subsystem (6) comprises a device that automatically records in a protected on-board drive of a protected aircraft for at least the time of emergency indication of the event that the distance from the region of the predicted positions of the protected aircraft is zero the apparatus to the zone of the vortex wake of the vortex generator, which is dangerous for it, at least the current information about the value of the selected lead-in time and the smallest control lead-time value induced for the pilot.
  • Fig.l is a diagram of the operational interaction of aircraft and services that are users in a method for ensuring the vortex safety of an aircraft, according to the invention, an embodiment
  • Figure 2 is a diagram of the information flows of the vortex safety system of an aircraft, according to the invention, an option.
  • the invention can be illustrated by a non-limiting embodiment of the method for ensuring the vortex safety of an aircraft (hereinafter JTA), the scheme of which is presented in FIG. 1 for the case when the user is the protected aircraft 1 (hereinafter - JlA I) in flight mode along the route in the vicinity of the aerodrome, and in its vicinity in flight are two other aircraft 2 and 3, which are vortex generators (hereinafter - GW 2 and HS 3).
  • JTA non-limiting embodiment of the method for ensuring the vortex safety of an aircraft
  • JTA the scheme of which is presented in FIG. 1 for the case when the user is the protected aircraft 1 (hereinafter - JlA I) in flight mode along the route in the vicinity of the aerodrome, and in its vicinity in flight are two other aircraft 2 and 3, which are vortex generators (hereinafter - GW 2 and HS 3).
  • aircraft 1, aircraft 2 and aircraft 3 are equipped with on-board flight and navigation systems that provide measurement of the navigation and flight parameters of their own aircraft and combine subsystems that complement and correct each other: short-range and long-range navigation systems, a beacon system, a satellite navigation system, Doppler system for measuring ground speed and drift angle, inertial system, radar system, optoelectronic system and laser range finder, radio altimeter, air signal system, sensors angles of attack and slip, overloads, angular velocities, gyro vertical, inter-aircraft navigation system, airborne integrated display system for aircraft and contains a computer complex, devices for indicating, signaling and visualizing information, for example, an indicator on the windshield and / or display.
  • each of these complexes contains devices for determining the initial circulation of vortex bundles of its own trace protected by JlA 1 and JIA 2, including at least one lidar, providing a probe beam into the space behind the JIA in the region of origin of the vortex bundles of its vortex wake , and receiving a reflected signal with a measurement of the difference in their frequencies.
  • the complex for example, in JIA 1 determines the initial circulation of the vortex bundles of this JIA 1 and transfers it in the current mode to other users, for example, other aircraft and / or the aerodrome complex
  • Aerodrome navigation equipment can be, for example, a complex containing an international radio navigation system such as VOR / DME (VOR is a radio beacon for measuring azimuth, DME is a beacon for measuring range), which is standard for ensuring flights on international international routes and is designed for continuous automatic detection JIA locations (established system standards: range of the system up to 370 km, range 0-40 °), automatic direction finder for azimuth indication JIA, e.g., type ARP- 7C, and the drive station, for example, APP-8 type intended for flight JIA, equipped with automatic radio.
  • VOR is a radio beacon for measuring azimuth
  • DME is a beacon for measuring range
  • JIA locations established system standards: range of the system up to 370 km, range 0-40 °
  • automatic direction finder for azimuth indication JIA e.g., type ARP- 7C
  • the drive station for example, APP-8 type intended for flight JIA, equipped with automatic radio.
  • FIG. 2 shows a diagram of the information flows of the vortex safety system of an aircraft according to the invention, an option when the JIA information subsystem 1, the HS information subsystem 2 and the environmental information subsystem 3 are implemented in the indicated navigation and navigation system and, partially, based on aerodrome equipment, and record, store and provide other subsystems of the vortex safety system according to the invention with information on angles of attack and slip, angular rotational speeds JIAl and B2, GVZ around the connected coordinate axes, deviations of the governing bodies, engine operating mode, overloads along the connected coordinate axes, orientation angles JIAl and GB2, GVZ in the associated coordinate system, configuration information JIAl and GB2, GVZ, instrument speed, acceleration, orientation angles the velocity vector in the inertial coordinate system at the current moment of time, about the initial circulation of the vortex bundles of the vortex tracks JIA 1, GV 2, GV 3, the position coordinates of JIAl and GB2, GVZ in space, radar information about the meteorological situation
  • Subsystem 4 for warning the user about the possibility of an aircraft entering the danger zone of the GW vortex wake can be implemented on the basis of the flight-navigation complex and the aircraft computing system
  • user subsystem 5 can be implemented on the basis of the JlAl computer system
  • information display and visualization devices for example, an indicator on the windshield and / or display
  • the switching subsystem 6 is implemented on the basis of airborne multiplexed information exchange channels.
  • subsystem 4 can also be located at the location of the flight dispatcher, for example, at an aerodrome or ship, and the pilot can only be provided with information visualized on-board visualization devices.
  • the user warning subsystem 4 and a part of the user subsystem 5, including the visualization system can be implemented in a known manner (WO 2005/010554, Al).
  • the warning subsystem 4 calculates the trajectories of the vortex tracks GB2 and the GVZ located in the vicinity of JlAl, for example, in a known manner (WO 2005/010554, Al), determines the geometric characteristics of the vortex zones trace of hot water satisfying a hazard criterion set by the user, for example, the angle of heel JlA under the predicted impact of the vortex wake on JlA at the predicted time of crossing JlA of some simulated control -plane, in the space situated ahead JlA perpendicular to its direction of movement at a distance from the proactive JlA, generates in the control plane information on the mutual arrangement of the projected JlA and wake vortex danger areas, determines the degree of their danger to the JIA and, in the current mode, monitors the distance between the danger zone and the area of the predicted positions of the JIA.
  • mathematical modeling of the vortex traces JIAl, GB2, GBZ can be carried out, for example, using well-known algorithms, such as the algorithm that is the object of the “know-how” of the inventors (WO 2005/010554, Al), or, for example, using the well-known algorithm for calculating the trajectory and intensity of the vortex wake (Northwest Resecss Associats, Ips, Airfax Vortex Spacing System (AVOSS), Algorithm Versiop 3.1.1), which provides the calculation of the coordinates of the centers of the vorticity regions based on the integration of the differential equation Tei vorticity in space and time, or other algorithms that provide said calculation.
  • well-known algorithms such as the algorithm that is the object of the “know-how” of the inventors (WO 2005/010554, Al)
  • the well-known algorithm for calculating the trajectory and intensity of the vortex wake Northwest Resecss Associats, Ips, Airfax Vortex Spacing System (AVOSS), Algorithm Vers
  • Subsystem 4 warning stores this data.
  • the parameters of the initial coordinates of the vorticity regions are determined using instrumental measurements, according to the invention, using laser radar devices of the lidar type with measuring and estimating the magnitude of the initial circulation of the vortex bundles or using mathematical modeling of the tangential velocities of the vortex wake air flow followed by calculation of the trajectory and intensity of the vortex wake .
  • the warning subsystem 4 determines the relative position of the area of the predicted positions of the protected JlAl and hazardous zones GB2 and GVZ, determines the smallest value of the lead-forward control time, which corresponds to the equal to zero distance between the danger zone of the vortex trace GB2 and GVZ and the area of the predicted positions of the protected JlAl, and displays it for the user at the current time.
  • information for the JIAl pilot visualized on the display of the navigation chart, which is usually used in the JIA to indicate the JIA course and to display symbols generated by the inertial navigation system, for example, the Airborne Navigation System (AINS)
  • the airborne Navigation System can be presented, for example, in the area of increased attention shown on the map and the image in it of the area of the predicted JIAl positions and dangerous' zones vortex traces of GV 2 and GVZ in space at a predicted point in time, as previously described by the authors of the present invention (WO 2005/010554, Al).
  • the region of the predicted positions JlAl may have the form, for example, of a rectangle whose dimensions are proportional to the dimensions of the region of the possible position of the JIAl case in space.
  • the image of the danger zones of the vortex traces is projected on the display only if the danger zones intersect with the area of increased attention, at the same time as indicating, for example, sound, this event.
  • Danger zones of vortex traces can take the form, for example, of a circle or other geometrical figure convenient for visual perception.
  • the image may be accompanied by a visual indication, for example, light or color, of the areas of the predicted JlA positions themselves! and danger zones of vortex traces or their boundaries.
  • Subsystem 4 warnings selects the lead time required to perform a maneuver to change the trajectory of JlA.
  • This lead time can be adjusted in the current mode using manual control, semi-automatic or automatic control, taking into account, for example, pilot qualifications or the characteristics of the assigned flight task.
  • the user subsystem 5 through the communication subsystem 7, informs the JIAl pilot about the predicted event of entry into the danger zone using sound, tactile or visual indications and provides visualization of this information for him and the flight dispatcher, as well as generates a prescriptive signal, for example, sound, about the need to execute recommended maneuver. Based on the presented indication of the smallest value of the control lead time, the pilot evaluates the possibility of performing the recommended maneuver and makes a decision on its implementation.
  • the monitoring subsystem 6 stores current information about the value of the selected lead time, the coordinates of the control plane, the area of the predicted positions JlA! and the danger zones of the vortex traces of GB2 and GVZ, as well as the corresponding minimum control lead time induced for the pilot during the emergency indication of the event that the distance from the area of the predicted positions JIAl to the danger zones of the vortex trace GB2 and GVZ is zero, as well as information about the prescribed JlA! A maneuver to evade JIAl from entering the danger zone.
  • This storage can be achieved using, for example, a separate information storage device located both on board, for example, in the so-called “black box” information recording system, and as part of ground, surface, and space air traffic control devices.
  • a separate information storage device located both on board, for example, in the so-called “black box” information recording system, and as part of ground, surface, and space air traffic control devices.
  • the availability of such information will allow for the implementation of measures to determine the causes of air crashes in order to assess the actions of the JIA pilot in the situation of the presence of vortex traces in the space surrounding it, falling into the danger zones of which could lead, for example, to a change in the JlA configuration or to change its trajectory.
  • the warning subsystem 4 for the possibility of JlA getting into the danger zone of the GW vortex wake can be implemented using standard on-board and ground-based equipment, for example, the JlA airborne inertial navigation system ( ⁇ irb Replacerpe ⁇ adjust ⁇ attribute ⁇ l Navi-ani Introduceti Introducet Sust Canalm (AINS), the airborne signal system ( ⁇ ir D Canalm Stamming speed meter (Dorler System (DS), the front-view radar JIA (Fogward Wi-Radag (FVR) and the use of information from air traffic control (Air Traffic Control (AT) ), unified display systems (IPadisystem Sustem (UIS), multiplexed information exchange channel (Ipormatiop Exhapl Multilex Channel (IEMC), as well as information systems compatible with the indicated systems used on the JIA of other countries, for example, collision
  • the subsystems of the vortex safety system of an aircraft according to the invention can be localized separately at various objects of the motion control system or various JlA and GV, providing the user with information about the results of operational calculations by indicating and visualizing them.
  • users of such information can be both JlA crews and dispatch services of aerodromes, ships advising JIA crews on flights on the recommended flight path or on the need for JlA maneuvers to eliminate a dangerous flight situation, which is especially important in conditions of poor visibility and difficult weather conditions .
  • the vortex safety system is the embodiment of an integrated approach to the problem of ensuring the safety of aircraft, and is applicable both in flight conditions along the route and in conditions of landing or take-off of aircraft.
  • subsystem 5 of the user located both on board the JlA and in the location of the flight dispatcher, can provide current correction of the information available to the dispatcher on the vortex situation in the area of landing or landing, which will not only increase the safety of takeoff and landing, but also reduce the time interval between the JIA during take-off or landing.
  • the application of the vortex safety method according to the invention will reduce the load of the flight dispatcher to generate prescriptive instructions to the pilot, since the responsibility of deciding on the maneuver to evade the danger zone of the vortex wake lies with the pilot, and he is provided with additional information to facilitate decision making. It should be borne in mind that, one way or another, the pilot makes a decision now, without using this method of ensuring vortex safety according to the invention, but in the absence of information about the location of the dangerous zones of the vortex traces.
  • the integrated vortex safety system according to the invention can also be implemented to perform flight control functions, since the vortex situation can be monitored in the vicinity of ground HVs and flying HVs using warning systems installed autonomously on the JIA, on ships, at aerodromes, combined into a single information system, which helps to prevent the creation of contingencies related to JIA getting into dangerous situations Ones of vortex traces of various HS.
  • JV can be JIA various types, for example, airplanes, helicopters, unmanned aerial vehicles, as well as sea vessels, including aircraft carriers.
  • the method and system for ensuring the vortex safety of an aircraft according to the invention can be implemented based on the use of equipment available on the JIA and in air traffic control complexes, with additional installation of devices that ensure the performance of the method operations described above.
  • the operating conditions of the JlA in the form of programs adapted to the JlA type, the operating conditions of the JlA, the type of equipment used on it, and compatible with air traffic control information systems.
  • the simulators for training pilots and controllers in vortex hazard conditions can also be used for installation on various aircraft, as well as in various simulators for training pilots and controllers in vortex hazard conditions

Landscapes

  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)
  • Navigation (AREA)

Abstract

The invention relates to methods and devices for promoting aircraft vortex safety and comprises a method and device for warning a user, for example an aircraft crew and / or a flight operator, about a probable penetration of the aircraft into the danger areas of vortex sheddings produced by vortex generators, which are present in the neighborhood of said aircraft. Said areas are simulated on the basis of currently received information about the geometrical and mass parameters of the aircraft, the vortex generators and the initial circulation of the vortex cores of the vortex sheddings thereof at the forecasted time when the aircraft crosses a simulated reference plane which is located at an anticipated distance in the direction of the aircraft travel and is calculated on the basis of the selected lead time which is sufficient for the aircraft to carry out an avoidance manoeuvre. The preventing system determines the trajectories and intensity of the vortex sheddings of the vortex generators, the co-ordinates of points where the vortex sheddings cross the reference plane, the geometrical parameters of the danger areas thereof using the hazard criterion which is set by the user, forms an alert area in the reference plane, the area of forecasted positions of the aircraft and the danger areas at the forecasted time, monitors the events when the alert area and/or the area of the aircraft forecasted potions cross the danger vortex shedding area, draws the user's attention to said event and warns the user about the shortest reference time prior to the aircraft enters the corresponding danger area.

Description

Способ и система обеспечения вихревой безопасности летательного аппарата Method and system for ensuring vortex safety of an aircraft
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к способам и устройствам обеспечения безопасности эксплуатации летательных аппаратов, в частности, к способам предупреждения и/или предотвращения нештатных ситуаций, связанных с возможным попаданием летательного аппарата в опасную зону возмущенного воздушного потока от другого объекта, так называемого вихревого следа, генерируемого объектом, в том числе, при обтекании объекта воздушным потоком.The invention relates to methods and devices for ensuring the safe operation of aircraft, in particular, to methods for preventing and / or preventing emergency situations associated with the possible entry of an aircraft into the danger zone of a disturbed air stream from another object, the so-called vortex wake generated by the object, in including when the object flows around the air stream.
Предшествующий уровень техникиState of the art
Проблема обеспечения безопасности полетов летательных аппаратов является весьма актуальной и включает в себя целый ряд как научно-технических, так и организационно-методических проблем.The problem of ensuring the flight safety of aircraft is very relevant and includes a number of scientific, technical and organizational-methodological problems.
Одной из таких проблем является обеспечение безопасности полетов в условиях, когда фактором, определяющим уровень безопасности полетов, является воздействие на летательный аппарат аэродинамических струй высокой степени турбулентности, образующихся как при движении в окрестности летательного аппарата объекта, генерирующего струи, так и при наличии в окрестности летательного аппарата объектов, обтекаемых воздушными потоками, имеющими высокую степень турбулентности и завихренности.One of these problems is to ensure flight safety in conditions where the factor determining the level of flight safety is the impact on the aircraft of aerodynamic jets of a high degree of turbulence, which are formed both when an object generating jets moves in the vicinity of the aircraft, and when there is an aircraft in the vicinity apparatus of objects streamlined by air currents having a high degree of turbulence and vorticity.
Известно, что при движении летательного аппарата в воздушном пространстве образуется так называемый «виxpeвoй cлeд», формируемый обтекающим его воздушным потоком.It is known that during the movement of an aircraft in airspace a so-called “wye track” is formed, formed by the air stream flowing around it.
Попадание летательного аппарата в вихревой след другого объекта, например, другого летательного аппарата, приводит к значительному изменению углов атаки и скольжения. На летательный аппарат при этом воздействуют аэродинамические силы и моменты, которые могут, например, отбросить его в сторону от следа и при малых высотах, например, при посадке или взлете летательного аппарата, привести к нештатным ситуациям из-за невозможности компенсации такого воздействия органами управления летательного аппарата.If an aircraft enters the vortex trace of another object, for example, another aircraft, it leads to a significant change in the angles of attack and glide. In this case, the aerodynamic forces and moments act on the aircraft, which, for example, can throw it away from the track and at low altitudes, for example, during landing or take-off of the aircraft, lead to emergency situations due to the impossibility of compensating for such an impact by the aircraft’s controls apparatus.
Появление в авиации летательных аппаратов, имеющих крылья малых удлинений с большой удельной нагрузкой, приводит к увеличению интенсивности вихревого следа, что соответственно увеличивает опасность попадания в него летательного аппарата.The appearance in aircraft of aircraft having wings of small elongations with a high specific load leads to an increase in intensity vortex wake, which accordingly increases the risk of an aircraft entering it.
Многочисленные исследования перемещения и затухания вихрей показали, что такие атмосферные факторы, как ветер, сдвиг ветра, стратификация и турбулентность, играют важную роль в этих процессах.Numerous studies of the movement and decay of vortices have shown that atmospheric factors such as wind, wind shear, stratification and turbulence play an important role in these processes.
Существует потенциальная возможность оптимизации безопасных расстояний между летательными аппаратами в процессе посадки, взлета и полета на основе достоверного прогнозирования динамики вихревого следа с учетом текущего и краткосрочного прогноза соответствующих метеорологических условий, влияния атмосферных условий и близости земли на динамику вихревого следа.There is a potential possibility of optimizing safe distances between aircraft during landing, take-off and flight based on reliable forecasting of the dynamics of the vortex wake, taking into account the current and short-term forecast of the relevant meteorological conditions, the influence of atmospheric conditions and the proximity of the earth to the dynamics of the vortex wake.
Одним из основных направлений решения проблемы обеспечения безопасности полета летательного аппарата в условиях, когда определяющим фактором является вихревой аэродинамический след, является выбор режимов полета, обеспечивающих заданный уровень безопасности.One of the main directions for solving the problem of ensuring the flight safety of an aircraft in conditions when the vortex aerodynamic trail is the determining factor is the choice of flight modes that provide a given level of safety.
Способствовать решению этой задачи может создание бортовых вычислительных систем, работающих в реальном масштабе времени, определяющих степень опасности аэродинамических возмущений, действующих на летательный аппарат, позволяющих выбрать способ последующей коррекции управления летательным аппаратом с целью наиболее эффективной компенсации этих возмущений.The creation of on-board computer systems operating in real time, determining the degree of danger of aerodynamic disturbances acting on the aircraft, and allowing choosing the method of subsequent correction of the aircraft control in order to most effectively compensate for these disturbances, can contribute to solving this problem.
Другой задачей, которую можно отнести к информационным задачам, является задача предоставления пилоту информации о положении вихревого следа и положении летательного аппарата относительно него в прогнозируемый момент времени.Another task that can be attributed to information tasks is the task of providing the pilot with information about the position of the vortex wake and the position of the aircraft relative to it at the predicted point in time.
Известен способ и устройство создания визуальных отображений вихревых следов путем математического моделирования их на основе характеристик летательного аппарата, генерирующего вихревой след, с учетом влияния атмосферных условий на состояние вихревого следа. При этом, согласно техническому решению, в устройстве использован быстрореагирующий дисплей, на котором осуществляют визуализацию смоделированных вихревых следов от каждого летательного аппарата, находящегося вблизи указанного летательного аппарата (US, 5,845,874, А). Однако, при наличии в окружении летательного аппарата большого количества других летательных аппаратов, например, вблизи аэродрома, дисплей будет показывать большое количество смоделированных вихревых следов, что приведет к трудности определения, какие из вихревых следов представляют для летательного аппарата реальную опасность и какие из них можно игнорировать.A known method and device for creating visual displays of vortex traces by mathematical modeling them based on the characteristics of the aircraft generating a vortex wake, taking into account the influence of atmospheric conditions on the state of the vortex wake. At the same time, according to the technical solution, the device uses a quick-response display, on which the simulated vortex traces from each aircraft located near the specified aircraft are visualized (US, 5,845,874, A). However, if there are a large number of other aircraft surrounded by the aircraft, for example, near an airfield, the display will show a large number of simulated vortex traces, which will lead to difficulties determining which of the vortex tracks represent a real danger to the aircraft and which of them can be ignored.
Одним из наиболее перспективных путей повышения безопасности полета является предоставление пилоту в реальном масштабе времени информации о прогнозируемом положении вихревых следов, попадание в которые может привести к летному происшествию.One of the most promising ways to improve flight safety is to provide the pilot in real time with information about the predicted position of the vortex traces, hit in which can lead to a flight accident.
Известна система предупреждения о турбулентности следа, предназначенная для размещения на борту летательных аппаратов, предусматривающая информирование экипажа летательного аппарата о потенциальном входе в вихревой след другого летательного аппарата только тогда, когда система определит, что вход указанного летательного аппарата в вихревой след другого летательного аппарата произойдет через определенный заданный промежуток времени (US, 6,177,888, А). При этом система предусматривает взаимодействие этих летательных аппаратов между собой, обмен предупреждающими сигналами и информацией о высоте полета, дистанции и пеленге, отслеживание траектории полета, объема вихревого следа с учетом местной скорости ветра, и имеет возможность определять расстояние или время до входа летательного аппарата в объем вихревого следа другого летательного аппарата. Система обеспечивает индикацию о близости к объему вихревого следа, когда расстояние или время до такого входа становится меньше заданного порога. При этом ширину и высоту объема вихревого следа вычисляют в каждой точке из множества точек вдоль траектории вихревого следа в виде функции расстояния от указанной точки до соседнего летательного аппарата.There is a known warning system for turbulence of a wake designed to be placed on board aircraft, which provides for informing the crew of the aircraft about the potential entrance into the vortex wake of another aircraft only when the system determines that the entry of the specified aircraft into the vortex wake of another aircraft will occur through a certain predetermined period of time (US, 6,177,888, A). Moreover, the system provides for the interaction of these aircraft with each other, the exchange of warning signals and information on the flight altitude, distance and bearing, tracking the flight path, the volume of the vortex wake taking into account the local wind speed, and has the ability to determine the distance or time before the aircraft enters the volume swirl track of another aircraft. The system provides an indication of proximity to the volume of the vortex wake when the distance or time to such an input becomes less than a predetermined threshold. In this case, the width and height of the vortex wake volume are calculated at each point from a plurality of points along the vortex wake path as a function of the distance from the specified point to the adjacent aircraft.
Однако такая система не решает задачи информирования пилота о степени опасности попадания в выявленные вихревые следы и о рациональном маневре летательного аппарата для исключения попадания в вихревой след.However, such a system does not solve the problem of informing the pilot about the degree of danger of getting into the identified vortex tracks and about the rational maneuver of the aircraft to prevent it from falling into the vortex track.
Кроме того, многообразие условий эксплуатации летательных аппаратов требует уменьшения дистанций между летательными аппаратами, например, при последовательном взлете или посадке летательных аппаратов на аэродромах, что является важным для увеличения пропускной способности аэродромов.In addition, the variety of operating conditions for aircraft requires reducing distances between aircraft, for example, during successive take-off or landing of aircraft at aerodromes, which is important for increasing the capacity of aerodromes.
Достоверное знание положения и структуры вихревого следа и особенностей его воздействия на летательный аппарат в прогнозируемый момент времени будет способствовать удовлетворению противоречивых требований повышения эффективности выполнения летных задач и повышения безопасности полетов. Известна система предупреждения столкновений с вихревым следом, устанавливаемая на каждом летательном аппарате для предупреждения пилота летательного аппарата о прогнозируемой опасности присутствия в окружающем летательный аппарат пространстве другого летательного аппарата (US, 6211808, Bl), представляющая собой сферическую антенну, выполненную из диэлектрического материала, имеющую восемь секторов с установленными в них приемными устройствами для получения микроволновых сигналов, отраженных от других летательных аппаратов, находящихся в его окрестности. Однако такая система является дорогой и не предоставляет пилоту информацию о наличии опасных воздушных возмущений.Reliable knowledge of the position and structure of the vortex wake and the features of its impact on the aircraft at the predicted point in time will help to meet conflicting requirements to improve the performance of flight tasks and improve flight safety. A known collision avoidance system with a vortex wake, installed on each aircraft to warn the pilot of the aircraft about the predicted danger of the presence in the surrounding aircraft space of another aircraft (US, 6211808, Bl), which is a spherical antenna made of dielectric material having eight sectors with receivers installed in them for receiving microwave signals reflected from other aircraft that find I was in his neighborhood. However, such a system is expensive and does not provide the pilot with information about the presence of dangerous air disturbances.
Известно техническое решение, касающееся схемы и способа предупреждения пересечения пути первого самолета с вихревым следом второго самолета (WO 00/71985, Al ), заключающихся в определении положения, конфигурации и вида вихревых возмущений, вызванных вторым самолетом, присутствие которого обнаруживается с помощью информации от бортовых система первого самолета, информации от второго самолета или информации с аэродрома, определение высоты второго самолета, предсказанного положения генерируемого им вихревого следа с учетом атмосферных условий, в частности, скорости и направления ветра, температуры воздуха, выверка полученных данных со справочной таблицей или моделирование вихревого следа с визуализацией положения и его траектории относительно первого самолета, предсказание точки пересечения траектории вихревого следа и пути движения первого самолета с вырабатыванием сигнала опасности в случае такого пересечения. В основном, способ используется для обеспечения безопасности движения двух самолетов в зоне аэропорта и реализация его может приводить к увеличению высоты полета первого самолета над вторым самолетом. При этом используются системы Тrаffiс Аlеrt и Соllisiоп Аvоidапсе. Однако, при этом пилоту первого самолета визуализируется информация обо всех областях завихренности, предполагаемых в районе движения первого самолета из-за присутствия второго самолета, что не дает пилоту картины истинной опасности этих завихренностей для его полета.A technical solution is known regarding the scheme and method for preventing the intersection of the path of the first aircraft with the vortex wake of the second aircraft (WO 00/71985, Al), which consists in determining the position, configuration and type of vortex disturbances caused by the second aircraft, the presence of which is detected using information from the airborne system of the first aircraft, information from the second aircraft or information from the airfield, determination of the height of the second aircraft, the predicted position of the vortex wake generated by it, taking into account atmospheric conditions in particular, wind speed and direction, air temperature, reconciliation of the obtained data with a look-up table or simulation of a vortex wake with visualization of the position and its trajectory relative to the first aircraft, prediction of the point of intersection of the vortex wake trajectory and the path of the first aircraft with the generation of a danger signal in case of such an intersection. Basically, the method is used to ensure the safety of the movement of two aircraft in the airport area and its implementation can lead to an increase in the flight height of the first aircraft over the second aircraft. In this case, the systems Traffiс Alert and Сllisiop Avoidaps are used. However, at the same time, the pilot of the first aircraft is visualized with information about all areas of vorticity assumed in the area of movement of the first aircraft due to the presence of the second aircraft, which does not give the pilot a picture of the true danger of these vortices for his flight.
Известна система для измерения зон турбулентности в направлении попутного ветра самолета (WO 2006/016075, Al), установленная на борту, содержащая лидар, испускающий оптический луч в направлении перед самолетом и получающий отраженный оптический луч, направленные детекторы, соединенные со средствами управления, первое операционное устройство, использующее внутренний корректирующий алгоритм и второе операционное устройство, использующее внешний корректирующий алгоритм, который обеспечивает потенциальные управляющие сигналы для активации, по меньшей мере, одной управляющей поверхности самолета. Однако эта система обеспечивает только изменение положения самолета для снижения воздействия на него зон турбулентности, имеющихся впереди по курсу.A known system for measuring zones of turbulence in the direction of the tail wind of an airplane (WO 2006/016075, Al), installed on board, containing lidar, emitting an optical beam in the direction in front of the aircraft and receiving a reflected optical beam, directional detectors connected to the control means, a first operating device using an internal correction algorithm and a second operating device using an external correction algorithm that provides potential control signals to activate at least , one control surface of the aircraft. However, this system provides only a change in the position of the aircraft to reduce the impact on it of turbulence zones that are ahead in the course.
Известен способ измерения воздушной турбулентности в области, окружающей самолет, и устройство для его осуществления, содержащее измеряющую систему, включающую лидары, установленные на самолете, приспособленные для обеспечения в течение полета самолета измерение двенадцати скоростей воздушного потока вокруг самолета в четырех различных точках, каждый раз в трех осях, и центральный модуль, который с помощью указанных измерений и математического моделирования, во- первых, описывает область воздушных скоростей на основе двенадцати вариантов, определяет область воздушных скоростей, которая находится вокруг самолета и которая представляет собой указанную воздушную турбулентность (WO 2006/103325,Al). Однако указанные измерения позволяют создать картину турбулентности вокруг самолета, но не на значительном расстоянии от него, в зоне зарождения жгутов вихревого следа, и производятся только в текущий момент времени, что не дает возможности прогнозирования поведения вихревого следа этого самолета.A known method of measuring air turbulence in the area surrounding the aircraft, and a device for its implementation, comprising a measuring system including lidars mounted on an aircraft, adapted to provide during the flight of the aircraft measuring twelve air flow velocities around the aircraft at four different points, each time three axes, and the central module, which, using the indicated measurements and mathematical modeling, firstly describes the air velocity region based on twelve variations ntov determines the air velocity, which is located around the aircraft and which represents said air turbulence (WO 2006/103325, Al). However, these measurements allow us to create a picture of turbulence around the aircraft, but not at a considerable distance from it, in the zone of origin of the vortex wiring harnesses, and are made only at the current time, which makes it impossible to predict the behavior of the vortex wake of this aircraft.
Известно, что Национальная администрация по аэронавтике и космонавтике США (NASA) уделяет большое внимание повышению эффективности зоны аэродрома, в частности, при взлете и посадке летательных аппаратов, и одним из направлений разработок являются работы по созданию Системы определения вихревого интервала (AVOSS), которая будет объединять выходы различных систем и вырабатывать зависящие от погодных условий динамические критерии величин интервалов вихревых следов ( 37lh Аеrоsрасе Sсiепсеs Мееtiпg & Ехhibit, Jапuаrу 11-14, 1999, Rепо, NV, NASA Lапglу Rеsеаrсh Сепtеr, Hampton,VA) .It is known that the United States National Aeronautics and Cosmonautics Administration (NASA) pays great attention to improving the efficiency of the aerodrome zone, in particular during take-off and landing of aircraft, and one of the development areas is the creation of the Vortex Interval Detection System (AVOSS), which will combine the outputs of the various systems and develop depending on weather conditions dynamic criteria values intervals wake vortex (37 lh Aerosrase Ssiepses Meetipg & Ehhibit, Japuaru 11-14, 1999, Repo, NV, NASA Lapglu Researsh Septer, H ampton, VA).
ЭТИ системы представляют текущие и прогнозируемые погодные условия, модели перемещения вихревого следа и его затухания в этих погодных условиях от поверхности земли до высоты посадочной или взлетной глиссады, а также осуществляют обратную связь поведения вихревых следов в реальном времени.THESE systems represent current and predicted weather conditions, models of the movement of the vortex wake and its attenuation in these weather conditions from the surface of the earth to the height of the landing or take-off glide path, and also provide feedback on the behavior of vortex traces in real time.
Поведение следа сравнивают с определенными заранее размерами коридора безопасности и определением умирания следа, в результате чего находят искомые интервалы разделения для самолетов. Если следы продолжают существовать дольше, чем ожидалось, то уменьшение интервалов между взлетом самолетов или их посадкой запрещают. При этом поведение следа вычисляют на множестве «oкoн» захода на посадку от высоты глиссады до торца взлетно-посадочной полосы.The behavior of the track is compared with predetermined dimensions of the safety corridor and the determination of the dying of the track, as a result of which the desired separation intervals for aircraft are found. If traces continue to exist longer than expected, then a reduction in the interval between take-off or landing of aircraft is prohibited. In this case, the behavior of the trace is calculated on the set of “windows” of approach from the height of the glide path to the end of the runway.
Однако в этих системах имеется ряд ограничений, таких, как отсутствие учета вертикального сдвига ветра, который может препятствовать опусканию следа или привести к его подъему, отсутствие учета конкретного масштаба турбулентности, необходимого для моделирования затухания следа, и другие, которые могут привести к нештатной ситуации вследствие несоответствия заранее предоставленных диспетчеру вычисленных параметров следа и фактических параметров следа. Кроме того, применение системы AVOSS приведет к увеличению нагрузки на диспетчеров полетов, которые и в настоящих условиях испытывают значительные эмоционально-стрессовые нагрузки, а также к интенсификации их труда, что является нежелательным, так как увеличивает возможность принятия диспетчерами неадекватных решений.However, there are a number of limitations in these systems, such as the lack of taking into account the vertical wind shear, which can impede the lowering of the track or lead to its rise, the lack of taking into account the specific scale of turbulence necessary to model the attenuation of the track, and others that can lead to an emergency due to discrepancies of calculated trace parameters and actual trace parameters provided to the dispatcher in advance. In addition, the use of the AVOSS system will increase the load on flight controllers, who in the present conditions experience significant emotional stress, as well as to intensify their work, which is undesirable, as it increases the possibility of dispatchers making inadequate decisions.
Следует иметь в виду, что зарубежные системы безопасности в основном ориентированы на применение так называемых инструментальных правил полета, когда управление летательным аппаратом осуществляется на основе команд диспетчера полета, реализуемых в режиме оперативного управления или автоматическом режиме на борту летательного аппарата.It should be borne in mind that foreign security systems are mainly focused on the application of the so-called instrumental rules of flight, when the aircraft is controlled on the basis of the commands of the flight dispatcher, implemented in the operational control mode or automatic mode on board the aircraft.
Однако известно, что в операторской деятельности наиболее сложным является принятие решения в экстремальной ситуации. Оно состоит из двух этапов: опознания ситуации и определения порядка действий по ее ликвидации. Перед выполнением каждого следующего действия оператор должен предвидеть свои последующие шаги. Восприятие визуальных или речевых сигналов в словесной форме из долговременной памяти, со средств отображения или на слух требует определенного времени в условиях дефицита времени. Время восприятия графических символов значительно меньше, и опознание ситуации при индикации выделенных зон изображения позволяет также повысить адекватность принятия решения. Кроме того, воздействие такого физического фактора, как ускорение, вызывает снижение мозгового кровообращения у пилота, что в условиях нервно-эмоционального перенапряжения может вызвать даже кратковременное отключение сознания. Поэтому предоставление пилоту или диспетчеру полета информации, необходимой для принятия решения, до наступления момента принятия решения и в графических символах является предпочтительным.However, it is known that in operator activity the most difficult is the decision-making in an extreme situation. It consists of two stages: identification of the situation and determination of the procedure for its elimination. Before each next step, the operator must anticipate his next steps. The perception of visual or speech signals in verbal form from a long-term memory, from a display device or by ear requires a certain amount of time in conditions of time pressure. The time of perception of graphic symbols is much shorter, and the recognition of the situation when indicating the selected areas of the image can also improve the adequacy of decision-making. In addition, the impact of such a physical factor as acceleration causes a decrease in the cerebral circulation in the pilot, which, under conditions of neuro-emotional overstrain, can cause even a short-term loss of consciousness. Therefore, providing the pilot or flight dispatcher with the information necessary for making a decision before the decision is made and in graphic symbols is preferable.
Известен способ предупреждения о возможности попадания летательного аппарата в опасную зону вихревого следа генератора вихрей (WO 2005/010554, Al), в котором:A known method of warning about the possibility of an aircraft entering the danger zone of the vortex wake of a vortex generator (WO 2005/010554, Al), in which:
- получают информацию о конфигурации, местонахождении и ориентации летательного аппарата относительно инерциальной системы координат в текущий момент времени;- receive information about the configuration, location and orientation of the aircraft relative to the inertial coordinate system at the current time;
- получают информацию о положении, геометрических и массовых характеристиках и о параметрах движения генератора вихрей относительно инерциальной системы координат в текущий момент времени;- receive information about the position, geometric and mass characteristics and about the motion parameters of the vortex generator relative to the inertial coordinate system at the current time;
- сохраняют информацию о положении и параметрах движения генератора вихрей в инерциальной системе координат;- save information about the position and motion parameters of the vortex generator in an inertial coordinate system;
- получают информацию о параметрах окружающей среды в области совместного размещения летательного аппарата и генератора вихрей в текущий момент времени;- receive information on environmental parameters in the field of joint placement of the aircraft and the vortex generator at the current time;
- определяют траекторию вихревого следа генератора вихрей как совокупность траекторий центров областей завихренности, генерируемых указанным генератором вихрей, и интенсивность вихревого следа в инерциальной системе координат в текущий момент времени;- determine the trajectory of the vortex wake of the vortex generator as a set of trajectories of the centers of the vorticity regions generated by the specified vortex generator, and the intensity of the vortex wake in the inertial coordinate system at the current time;
- сохраняют информацию о координатах точек траектории и об интенсивности вихревого следа как совокупности траекторий центров областей завихренности генератора вихрей в инерциальной системе координат;- save information about the coordinates of the points of the trajectory and the intensity of the vortex wake as a set of trajectories of the centers of the regions of vorticity of the vortex generator in an inertial coordinate system;
- выбирают время упреждения, в течение которого возможно, по меньшей мере, выполнение маневра изменения траектории полета летательного аппарата, обеспечивающего уклонение летательного аппарата от опасной зоны вихревого следа генератора вихрей после предупреждения о возможности попадания в нее; - вычисляют упреждающее расстояние, равное расстоянию, преодолеваемому летательным аппаратом за время упреждения, моделируют контрольную плоскость, расположенную в пространстве перед летальным аппаратом перпендикулярно направлению его движения на упреждающем расстоянии от летательного аппарата, и определяют прогнозируемый момент времени пролета летательного аппарата через указанную контрольную плоскость в инерциальной системе координат;- choose the lead time, during which it is possible, at least, to perform a maneuver of changing the flight path of the aircraft, ensuring the aircraft to evade the danger zone of the vortex wake of the vortex generator after warning about the possibility of getting into it; - calculate the anticipatory distance equal to the distance covered by the aircraft during the lead, simulate a control plane located in space in front of the aircraft perpendicular to the direction of its movement at a proactive distance from the aircraft, and determine the predicted time of flight of the aircraft through the specified control plane in the inertial coordinate system;
- определяют геометрические характеристики опасной зоны вихревого следа генератора вихрей как совокупности опасных зон областей завихренности, генерируемых указанным генератором вихрей, в прогнозируемый момент времени;- determine the geometric characteristics of the danger zone of the vortex wake of the vortex generator as a set of dangerous zones of the vorticity regions generated by the specified vortex generator at the predicted point in time;
- определяют траекторию и интенсивность вихревого следа генератора вихрей как совокупность траекторий центров областей завихренности, генерируемых генератором вихрей, относительно инерциальной системы координат в прогнозируемый момент времени;- determine the trajectory and intensity of the vortex wake of the vortex generator as a set of trajectories of the centers of the vorticity regions generated by the vortex generator, relative to the inertial coordinate system at the predicted point in time;
- определяют координаты точки пересечения траектории вихревого следа генератора вихрей с указанной контрольной плоскостью в прогнозируемый момент времени пролета летательного аппарата через нее;- determine the coordinates of the intersection of the trajectory of the vortex wake of the vortex generator with the specified reference plane at the predicted time of flight of the aircraft through it;
- формируют вокруг указанной точки пересечения опасную зону вихревого следа как совокупность опасных зон областей завихренности, генерируемых указанным генератором, при попадании в которую у летательного аппарата параметры движения могут превысить допустимые пределы; формируют в указанной контрольной плоскости область прогнозируемых с учетом установленных нормативов производства полета положений летательного аппарата в прогнозируемый момент времени пересечения летательным аппаратом указанной контрольной плоскости; формируют вокруг области прогнозируемых положений область повышенного внимания, информация о попадании в которую опасной зоны вихревого следа будет предоставлена пользователю;- form around the indicated point of intersection the dangerous zone of the vortex wake as a set of dangerous zones of the vorticity regions generated by the indicated generator, when it enters into the aircraft motion parameters can exceed the permissible limits; form in the specified control plane the area of the predicted, taking into account the established standards for the production of flight positions of the aircraft at the predicted time point when the aircraft intersects the specified control plane; form an area of increased attention around the area of predicted positions, information about the vortex wake dangerous zone getting into it will be provided to the user;
- определяют координаты точек области прогнозируемых положений летательного аппарата, точек области повышенного внимания и точек опасной зоны вихревого следа в системе координат, связанной с летательным аппаратом;- determine the coordinates of the points of the area of the predicted positions of the aircraft, points of the area of increased attention and points of the danger zone of the vortex wake in the coordinate system associated with the aircraft;
- вычисляют расстояние от области повышенного внимания до опасной зоны вихревого следа; - вычисляют расстояние от области прогнозируемых положений летательного аппарата до опасной зоны вихревого следа;- calculate the distance from the area of increased attention to the danger zone of the vortex wake; - calculate the distance from the area of the predicted positions of the aircraft to the danger zone of the vortex wake;
- осуществляют для пользователя индикацию события равенства нулю расстояния от области повышенного внимания до опасной зоны вихревого следа указанного генератора вихрей;- carry out for the user an indication of the event that the distance from the area of increased attention to the danger zone of the vortex wake of the indicated vortex generator is zero;
- осуществляют для пользователя аварийную индикацию события равенства нулю расстояния от области повышенного внимания до опасной зоны вихревого следа указанного генератора вихрей.- carry out for the user an emergency indication of the event that the distance from the area of increased attention to the danger zone of the vortex wake of the specified vortex generator is zero.
При этом в описанном способе в качестве информации о положении, геометрических и массовых характеристиках и параметрах движения генератора вихрей, предпочтительно, используют информацию о типе генератора вихрей, скорости его перемещения, угловой скорости и координатах точек его траектории, и информацию из имеющихся у пользователя баз данных геометрических и массовых характеристик летательного аппарата. Определение интенсивности и траектории вихревого следа в пространстве и выявление его опасных зон осуществляют на основе этих данных, путем математического моделирования вихревого следа генератора вихрей с учетом влияния условий внешней среды.Moreover, in the described method, as information about the position, geometric and mass characteristics and motion parameters of the vortex generator, it is preferable to use information about the type of vortex generator, its speed, angular velocity and the coordinates of its path points, and information from the user’s databases geometric and mass characteristics of the aircraft. The intensity and trajectory of the vortex wake in space and the determination of its hazardous zones are determined on the basis of these data, by mathematical modeling of the vortex wake of the vortex generator taking into account the influence of environmental conditions.
Однако в описанном способе моделирование осуществляется на основе представления первоначально идеально симметричного формирования вихревых жгутов вихревого следа летательного аппарата с последующим наложением на модель параметров окружающей среды, например, сдвига ветра, скорости ветра и других параметров. И, хотя описанный способ демонстрирует значительную сходимость расчетных результатов с результатами натурных испытаний, процесс моделирования не может учесть всех особенностей и параметров движения генератора вихрей, зависящих как от геометрических параметров, так и от массовых характеристик, подвергающихся изменениям в каждый текущий момент времени, а также от траектории и положения генератора вихрей в пространстве.However, in the described method, the simulation is based on the representation of the initially ideally symmetric formation of the vortex bundles of the vortex wake of the aircraft, followed by the imposition of environmental parameters on the model, for example, wind shear, wind speed and other parameters. And, although the described method demonstrates a significant convergence of the calculated results with the results of full-scale tests, the modeling process cannot take into account all the features and parameters of the movement of the vortex generator, which depend on both geometric parameters and mass characteristics that undergo changes at each current point in time, as well as from the trajectory and position of the vortex generator in space.
Поэтому проблема наиболее точной оценки вихревой ситуации в полете, при взлете и при посадке является актуальной и в настоящее время.Therefore, the problem of the most accurate assessment of the vortex situation in flight, during takeoff and landing, is relevant at the present time.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Целью создания настоящего изобретения является создание способа обеспечения вихревой безопасности летательного аппарата в условиях полета, взлета и посадки, обеспечивающего информирование пилота о прогнозируемой полетной ситуации, моделируемой на основе данных фактических измерений, и аналитической оценки ситуации с точки зрения возможности наступления летного происшествия, и указания пути выхода из нее.The aim of the present invention is to provide a method for ensuring the vortex safety of an aircraft in flight, take-off and landing, providing the pilot with information about the predicted flight a situation modeled on the basis of actual measurements, and an analytical assessment of the situation in terms of the possibility of a flight accident, and an indication of the way out of it.
При создании настоящего изобретения была поставлена задача разработки способа обеспечения вихревой безопасности летательного аппарата, в котором в условиях предоставления пилоту защищаемого самолета или службе управления движением информации о наличии в области полета, взлета и посадки летательного аппарата вихревых следов, прогнозируемых на основе фактических измерений их параметров, представляющих опасность для защищаемого летательного аппарата, отслеживания их перемещения в воздушном пространстве, а также формирования управляющих сигналов предотвращения входа защищаемого летательного аппарата в опасные для него зоны- вихревых следов на основе определения прогнозируемого взаимного положения защищаемого летательного аппарата и опасной для него зоны вихревого следа генератора вихрей в некотором контрольном сечении впереди по курсу летательного аппарата, на расстоянии, за время преодоления которого летательный аппарат в случае опасности может произвести маневр уклонения от опасной зоны вихревого следа, также пилоту или диспетчеру службы управления полетом для выработки им решения по выбору уклоняющего маневра предоставляют текущую информацию о времени, оставшемся до входа управляемого им самолета в опасную зону.When creating the present invention, the task was to develop a method for ensuring the vortex safety of an aircraft, in which, under the conditions of providing the pilot with a protected aircraft or the traffic control service, information about the presence of vortex traces in the field of flight, take-off and landing of the aircraft, predicted based on actual measurements of their parameters, posing a danger to the protected aircraft, tracking their movement in airspace, as well as the formation of control signals to prevent the protected aircraft from entering the hazardous vortex wake zones based on the determination of the predicted relative position of the protected aircraft and the dangerous vortex wake vortex wake zone for it in a certain control section ahead of the aircraft, at a distance over which in case of danger, the aircraft can maneuver the evasion of the danger zone of the vortex wake, also to the pilot or flight control service dispatcher m to develop a decision on the choice of evasive maneuver, they provide current information on the time remaining until the entrance of the aircraft controlled by him into the danger zone.
При этом в условиях определения расположения вихревого следа в пространстве с учетом динамики изменения параметров окружающей среды, а положения летательного аппарата в пространстве - с учетом изменения его конфигурации и установленных нормативов производства полета, была поставлена задача определения в текущем режиме времени начальной циркуляции вихревых жгутов вихревых следов генераторов вихрей для целей наиболее достоверного прогнозирования образования и поведения вихревого следа каждого летательного аппарата.Moreover, in conditions of determining the location of the vortex wake in space, taking into account the dynamics of changes in environmental parameters, and the position of the aircraft in space, taking into account changes in its configuration and established standards for flight production, the task was to determine in the current mode the time of the initial circulation of vortex towers of vortex wakes vortex generators for the most reliable prediction of the formation and behavior of the vortex wake of each aircraft.
Под изменением конфигурации летательного аппарата понимается, например, изменение режима работы двигателей, в том числе, отказ одного или нескольких двигателей, изменение геометрии летательного аппарата, например, стреловидности крыла, обледенение поверхности летательного аппарата и другие изменения, приводящие к изменению режима обтекания его набегающим воздушным потоком и, следовательно, к изменению аэродинамических сил и моментов, обусловленных воздействием аэродинамических возмущений, в том числе, вихревого следа, а также к изменению возможностей летательного аппарата по компенсации таких воздействий.Changing the configuration of an aircraft means, for example, changing the operating mode of engines, including the failure of one or several engines, changing the geometry of the aircraft, for example, sweep the wing, icing the surface of the aircraft and other changes that lead to a change in the flow around it air flow and, consequently, to a change in aerodynamic forces and moments due to the influence of aerodynamic disturbances, including the vortex wake, as well as to a change in the aircraft’s ability to compensate for such effects.
При этом была также поставлена задача информирования пилота защищаемого летательного аппарата и/или службы управления воздушным движением о полетной ситуации, которая может сложиться через некоторое прогнозируемое время при наличии в области полета, взлета или посадки различных генераторов вихрей, с индикацией времени, оставшегося до возможного входа летательного аппарата в опасную для него зону вихревых следов этих генераторов.At the same time, the task was also to inform the pilot of the protected aircraft and / or air traffic control service about the flight situation, which may develop after some predicted time if there are various vortex generators in the flight, take-off or landing area, with an indication of the time remaining before a possible entrance the aircraft into the danger zone for it of the vortex traces of these generators.
Поставленная задача была решена созданием способа обеспечения вихревой безопасности летательного аппарата в области полета, взлета и посадки, в котором:The problem was solved by creating a way to ensure the vortex safety of the aircraft in the field of flight, takeoff and landing, in which:
- формируют и передают пользователям информацию о каждом защищаемом летательном аппарате в области его полета или взлета или посадки, включая данные о типе летательного аппарата, его конфигурации, его массе, его линейной и угловой скоростях, его местонахождении, его траектории и его ориентации, включая, предпочтительно, углах тангажа, рыскания и крена летательного аппарата, относительно инерциальной системы координат в текущий момент времени;- form and transmit to users information about each protected aircraft in the field of its flight or take-off or landing, including data on the type of aircraft, its configuration, its mass, its linear and angular speeds, its location, its trajectory and its orientation, including, preferably, the angles of pitch, yaw and roll of the aircraft, relative to the inertial coordinate system at the current time;
- формируют и передают пользователям информацию о каждом летательном аппарате из группы летательных аппаратов, являющихся генераторами вихрей в области полета или взлета или посадки указанных защищаемых летательных аппаратов, включая данные о типе каждого из генераторов вихрей, его конфигурации, его массе, его линейной и угловой скоростях, его местонахождении, его траектории, его ориентации предпочтительно, углах тангажа, рыскания и крена, относительно инерциальной системы координат в текущий момент времени;- form and transmit to users information about each aircraft from the group of aircraft that are vortex generators in the field of flight or take-off or landing of the indicated protected aircraft, including data on the type of each vortex generator, its configuration, its mass, its linear and angular speeds , its location, its trajectory, its orientation, preferably the pitch, yaw and roll angles, relative to the inertial coordinate system at the current time;
- пользователи получают указанную информацию об указанном защищаемом летательном аппарате и указанную информацию о каждом из указанных генераторов вихрей, и сохраняют ее;- users receive the specified information about the specified protected aircraft and the specified information about each of these vortex generators, and save it;
- пользователи получают информацию о параметрах окружающей среды в области полета, взлета или посадки защищаемого летательного аппарата в текущий момент времени, включая информацию о величине и направлении локальной скорости ветра, профиле ветра по высоте, степени турбулентности, типе подстилающей поверхности;- users receive information on environmental parameters in the field of flight, take-off or landing of the protected aircraft at the current time, including information on the magnitude and direction of the local speed wind, wind profile in height, degree of turbulence, type of underlying surface;
- в отношении каждого из генераторов вихрей в области полета, взлета и посадки защищаемого летательного аппарата пользователь производит следующие действия:- in relation to each of the vortex generators in the field of flight, takeoff and landing of the protected aircraft, the user performs the following actions:
- определяет траекторию и интенсивность вихревого следа генератора вихрей в инерциальной системе координат в текущий момент времени, и сохраняет информацию о координатах точек траектории и интенсивности вихревого следа генератора вихрей;- determines the trajectory and intensity of the vortex wake of the vortex generator in the inertial coordinate system at the current time, and saves information about the coordinates of the path points and the intensity of the vortex wake of the vortex generator;
- выбирает время упреждения, в течение которого защищаемым летательным аппаратом возможно выполнение, по меньшей мере, маневра изменения траектории полета летательного аппарата, обеспечивающего уклонение летательного аппарата от опасной для него зоны вихревого следа генератора вихрей после предупреждения о возможности попадания в нее;- selects the lead time during which the protected aircraft can carry out at least a maneuver of changing the flight path of the aircraft, ensuring the aircraft is evading the vortex generator vortex wake zone that is dangerous for it after warning of the possibility of getting into it;
- вычисляет упреждающее расстояние, равное расстоянию, преодолеваемому летательным аппаратом за выбранное время упреждения;- calculates a proactive distance equal to the distance covered by the aircraft for the selected lead time;
- моделирует контрольную плоскость в пространстве перед летальным аппаратом перпендикулярно направлению его движения на выбранном упреждающем расстоянии от летательного аппарата,- simulates the control plane in the space in front of the aircraft perpendicular to the direction of its movement at a selected proactive distance from the aircraft,
- определяет прогнозируемый момент времени пролета летательного аппарата через указанную контрольную плоскость в инерциальной системе координат;- determines the predicted time of flight of the aircraft through the specified reference plane in the inertial coordinate system;
- определяет геометрические характеристики опасной для защищаемого летательного аппарата зоны вихревого следа генератора вихрей в прогнозируемый момент времени;- determines the geometric characteristics of the vortex wake vortex generator zone, which is dangerous for the protected aircraft, at the predicted point in time;
- определяет координаты точки пересечения траектории вихревого следа генератора вихрей с указанной контрольной плоскостью в прогнозируемый момент времени пролета защищаемого летательного аппарата через нее;- determines the coordinates of the point of intersection of the trajectory of the vortex trace of the vortex generator with the specified reference plane at the predicted time of flight of the protected aircraft through it;
- формирует вокруг указанной точки пересечения опасную для защищаемого летательного аппарата зону вихревого следа, при попадании в которую у защищаемого летательного аппарата параметры движения могут превысить допустимые пределы; формирует в указанной контрольной плоскости область прогнозируемых с учетом установленных нормативов производства полета положений защищаемого летательного аппарата в прогнозируемый момент времени пересечения защищаемым летательным аппаратом указанной контрольной плоскости;- forms around the indicated intersection point a vortex wake zone, dangerous for the protected aircraft, if it enters the protected aircraft, the movement parameters may exceed the permissible limits; forms in the specified control plane the area of projections, taking into account established production standards flight positions of the protected aircraft at the predicted point in time of the intersection by the protected aircraft of the specified control plane;
- формирует вокруг области прогнозируемых положений область повышенного внимания, информация о попадании в которую указанной опасной зоны вихревого следа будет предоставлена пользователю;- generates an area of increased attention around the area of predicted positions, information about getting into the specified dangerous zone of the vortex wake will be provided to the user;
- определяет координаты точек области прогнозируемых положений защищаемого летательного аппарата, точек области повышенного внимания и точек указанной опасной зоны вихревого следа в системе координат, связанной с защищаемым летательным аппаратом;- determines the coordinates of the points of the area of the predicted positions of the protected aircraft, points of the area of increased attention and points of the specified danger zone of the vortex wake in the coordinate system associated with the protected aircraft;
- вычисляет расстояние от указанной области повышенного внимания до указанной опасной зоны вихревого следа в указанной контрольной плоскости;- calculates the distance from the specified area of increased attention to the specified danger zone of the vortex wake in the specified control plane;
- вычисляет расстояние от области прогнозируемых положений летательного аппарата до указанной опасной зоны вихревого следа;- calculates the distance from the area of the predicted positions of the aircraft to the specified danger zone of the vortex wake;
- для случаев, когда в указанной контрольной плоскости в области повышенного внимания предсказано наличие опасной зоны вихревого следа генератора вихрей, осуществляет визуализацию полетной ситуации в прогнозируемый момент времени с отображением взаимного расположения указанной опасной зоны и области прогнозируемых положений защищаемого летательного аппарата в контрольной плоскости;- for cases when the danger zone of the vortex wake of the vortex generator is predicted in the specified control plane in the area of increased attention, the flight situation is visualized at the predicted point in time with the relative position of the specified dangerous zone and the area of the predicted positions of the protected aircraft in the control plane displayed;
- осуществляет индикацию события равенства нулю расстояния от области повышенного внимания до опасной зоны вихревого следа указанного генератора вихрей; осуществляет аварийную индикацию события равенства нулю расстояния от области прогнозируемых положений летательного аппарата до опасной зоны вихревого следа указанного генератора вихрей, отличающегося тем, что:- provides an indication of the event that the distance from the area of increased attention to the danger zone of the vortex wake of the indicated vortex generator is equal to zero; provides an emergency indication of the event that the distance from the region of the predicted positions of the aircraft to the danger zone of the vortex wake of the specified vortex generator is zero, characterized in that:
- дополнительно определяют начальную циркуляцию вихревых жгутов вихревого следа, генерируемого каждым летательным аппаратом из группы защищаемых летательных аппаратов и из группы генераторов вихрей относительно инерциальной системе координат, и передает эту информацию другим пользователям в режиме текущего времени;- additionally determine the initial circulation of the vortex bundles of the vortex wake generated by each aircraft from the group of protected aircraft and from the group of vortex generators with respect to inertial coordinate system, and transfers this information to other users in the current time mode;
- пользователь дополнительно:- user additionally:
- для выбранного множества контрольных значений времени упреждения определяет взаимное положение области прогнозируемых положений защищаемого летательного аппарата и опасных зон генераторов вихрей, определяет наименьшее по величине значение контрольного времени упреждения, которому соответствует равенство нулю расстояния между опасной зоной вихревого следа генератора вихрей и областью прогнозируемых положений защищаемого летательного аппарата, и осуществляет индикацию его для пользователя в текущий момент времени;- for the selected set of lead-time control values, determines the relative position of the predicted position area of the protected aircraft and the hazard zones of the vortex generators, determines the smallest value of the lead-time control time, which corresponds to the zero distance between the danger zone of the vortex wake vortex trace and the region of the predicted positions of the protected aircraft apparatus, and displays it for the user at the current time;
- формирует предписывающий сигнал на выполнение защищаемым летательным аппаратом и/или летательного аппарата из группы генераторов вихрей маневра, обеспечивающего уклонение защищаемого летательного аппарата от опасной зоны вихревых следов генератора вихрей в течение выбранного пользователем времени упреждения после получения пользователем предупреждения о возможности попадания летательного аппарата в опасную зону вихревого следа генератора вихрей в прогнозируемый момент времени; и при этом пользователями являются защищаемые летательные аппараты и/или диспетчерская служба управления воздушным движением.- generates a prescriptive signal for a protected aircraft and / or aircraft from a group of vortex generators to maneuver to ensure that the protected aircraft evades the danger zone of the vortex traces of the vortex generator for a user-selected lead time after receiving a warning about the possibility of the aircraft entering the danger zone vortex trace of a vortex generator at a predicted point in time; and the users are protected aircraft and / or air traffic control service.
При этом, согласно изобретению, возможно, чтобы начальную циркуляцию вихревых жгутов вихревого следа летательных аппаратов из группы защищаемых летательных аппаратов и из группы генераторов вихрей определяли с помощью математического моделирования.Moreover, according to the invention, it is possible that the initial circulation of the vortex trails of the vortex wake of aircraft from the group of protected aircraft and from the group of vortex generators was determined using mathematical modeling.
Кроме того, согласно изобретению, предпочтительно, чтобы начальную циркуляцию вихревых жгутов вихревого следа летательного аппарата из группы защищаемых летательных аппаратов и из группы указанных генераторов вихрей определяли путем ее измерения.In addition, according to the invention, it is preferable that the initial circulation of the vortex vortex bundles of the aircraft from the group of protected aircraft and from the group of these vortex generators is determined by measuring it.
При этом, согласно изобретению, целесообразно, чтобы начальную циркуляцию вихревых жгутов вихревого следа летательного аппарата измеряли с помощью определения разности частот зондирующего луча, подаваемого на выбранной частоте в пространство за летательным аппаратом в область зарождения вихревых жгутов вихревого следа, и отраженного сигнала. При этом, согласно изобретению, целесообразно, чтобы определение начальной циркуляции вихревых жгутов вихревого следа осуществляли с помощью лидара, установленного на защищаемом летательном аппарате и на каждом из генераторов вихрей, при направлении его зондирующего луча в пространство за летательным аппаратом в область зарождения вихревых жгутов вихревого следа.In this case, according to the invention, it is advisable that the initial circulation of the vortex vortex bundles of the aircraft is measured by determining the frequency difference of the probe beam supplied at the selected frequency to the space behind the aircraft in the region of origin of the vortex vortex bundles and the reflected signal. Moreover, according to the invention, it is advisable that the initial circulation of the vortex wake vortex bundles be determined using a lidar mounted on the protected aircraft and on each of the vortex generators, with the probe beam directed into the space behind the aircraft into the region of the generation of the vortex wake vortex bundles .
При этом, согласно изобретению, целесообразно, чтобы пользователь осуществлял указанные для него операции одновременно в отношении каждого летательного аппарата, являющегося генератором вихрей в области полета, взлета или посадки защищаемого летательного аппарата, а визуализацию полетной ситуации с отображением взаимного расположения опасной зоны и области прогнозируемых положений летательного аппарата и индикацию наименьшего контрольного времени упреждения осуществлял в отношении опасных зон вихревых следов, находящихся в контрольной плоскости в области повышенного внимания.Moreover, according to the invention, it is advisable for the user to carry out the operations indicated for him simultaneously with respect to each aircraft, which is the generator of vortices in the field of flight, take-off or landing of the protected aircraft, and visualization of the flight situation, showing the relative position of the danger zone and the area of the predicted positions the aircraft and the indication of the smallest control lead-time was carried out in relation to the danger zones of the vortex tracks located in the control olny plane in the field of increased attention.
При этом, согласно изобретению, желательно, чтобы пользователь мог осуществлять текущую коррекцию времени упреждения.Moreover, according to the invention, it is desirable that the user can carry out the current correction of the lead time.
Кроме того, согласно изобретению, желательно, чтобы пользователь мог осуществлять текущую коррекцию координат области прогнозируемых положений защищаемого летательного аппарата.In addition, according to the invention, it is desirable that the user can carry out the current correction of the coordinates of the area of the predicted positions of the protected aircraft.
При этом, согласно изобретению, желательно, чтобы пользователь мог осуществлять текущую коррекцию координат области повышенного внимания.Moreover, according to the invention, it is desirable that the user can carry out the current correction of the coordinates of the area of increased attention.
При этом, согласно изобретению, указанную текущую коррекцию пользователь может осуществлять в режиме ручного регулирования или в полуавтоматическом или автоматическом режиме..Moreover, according to the invention, the user can perform the specified current correction in the manual control mode or in the semi-automatic or automatic mode ..
Кроме того, согласно изобретению, желательно для защищаемого летательного аппарата индикацию равенства нулю расстояния от области повышенного внимания до опасной для него зоны вихревого следа генератора вихрей в контрольной плоскости и/или аварийную индикацию равенства нулю расстояния от области прогнозируемых положений защищаемого летательного аппарата до опасной для него зоны вихревого следа генератора вихрей осуществлять с помощью индикации, выбранной из группы, включающей визуальную, аудио- и тактильную индикацию.In addition, according to the invention, it is desirable for the protected aircraft to indicate zero distance from the area of special attention to the danger zone of the vortex wake of the vortex generator in the control plane and / or emergency indication of zero distance from the region of the predicted positions of the protected aircraft to dangerous the vortex trace zones of the vortex generator should be carried out using an indication selected from the group including visual, audio, and tactile indication.
Кроме того, согласно изобретению, целесообразно в автоматическом режиме осуществлять запись в защищенный бортовой накопитель защищаемого летательного аппарата, по меньшей мере, в течение времени аварийной индикации события равенства нулю расстояния от области прогнозируемых положений защищаемого летательного аппарата до опасной для него зоны вихревого следа генератора вихрей, текущей информации о величине выбранного времени упреждения, координатах контрольной плоскости, области прогнозируемых положений защищаемого летательного аппарата и опасных для него зон вихревых следов других летательных аппаратов из группы генераторов вихрей в прогнозируемый момент времени и индуцируемого для пилота наименьшего по величине значения контрольного времени упреждения.In addition, according to the invention, it is advisable to automatically record in a protected on-board drive of a protected aircraft the apparatus, at least during the emergency indication of the event that the distance from the region of the predicted positions of the protected aircraft to the vortex trace zone of the vortex generator dangerous to it, the current information about the value of the selected lead time, the coordinates of the control plane, the region of the predicted positions of the protected aircraft and zones of vortex traces of other aircraft that are dangerous for it from the group of vortex generators at the predicted time and of the pilot of the smallest in size of control time value of pre-emption.
Поставленная задача также была решена созданием системы обеспечения вихревой безопасности летательного аппарата в области его полета, взлета и посадки, включающей:The task was also solved by creating a system for ensuring the vortex safety of an aircraft in the field of its flight, takeoff and landing, including:
- подсистему (1) информации о защищаемом летательном аппарате, способную, по меньшей мере, принимать, обрабатывать, формировать, сохранять и предоставлять пользователям информацию о типе каждого из указанных защищаемых летательных аппаратов, его конфигурации, массе, скоростях перемещения, местонахождении, его траектории и положении в пространстве относительно инерциальной системы координат в текущий момент времени, включая углы тангажа, рыскания и крена, и о начальной циркуляции вихревых жгутов его вихревого следа относительно инерциальной системы координат в текущий момент времени;- a subsystem (1) of information about the protected aircraft, capable of at least receiving, processing, generating, storing and providing users with information about the type of each of these protected aircraft, its configuration, mass, speed, location, its trajectory and position in space relative to the inertial coordinate system at the current time, including pitch, yaw and roll angles, and about the initial circulation of the vortex bundles of its vortex wake relative to the inertial nnaya coordinate system at the current time;
- подсистему (2) информации о генераторах вихрей, являющихся летательными аппаратами из группы генераторов вихрей в области нахождения защищаемого летательного аппарата, способную, по меньшей мере, принимать, обрабатывать, формировать, сохранять и предоставлять пользователям информацию о типе летательного аппарата, его конфигурации, массе, его линейной и угловой скоростях, его местонахождении, траектории и ориентации, включая углы тангажа, рыскания и крена, и о начальной циркуляции вихревых жгутов вихревого следа генератора вихрей относительно инерциальной системы координат в текущий момент времени;- a subsystem (2) of information about vortex generators, which are aircraft from the group of vortex generators in the field of finding a protected aircraft, capable of at least receiving, processing, generating, storing and providing users with information about the type of aircraft, its configuration, mass , its linear and angular velocities, its location, trajectory and orientation, including pitch, yaw and roll angles, and about the initial circulation of the vortex bundles of the vortex wake of the vortex generator finally inertial coordinate system at the current time;
- подсистему (3) информации об окружающей среде, способную фиксировать, сохранять и предоставлять пользователям информацию о состоянии окружающей среды в области совместного нахождения защищаемого летательного аппарата и генератора вихрей в текущий момент времени и в прогнозируемый момент времени; - подсистему (4) предупреждения пользователей о возможности попадания защищаемого летательного аппарата через выбранное время упреждения в опасную для него зону вихревого следа генератора вихрей впереди него, которое может привести к летному происшествию, обеспечивающая, по меньшей мере, аварийную индикацию возможности наступления события равенства нулю расстояния от области прогнозируемых положений защищаемого летательного аппарата до опасной для него зоны вихревого следа генератора вихрей в прогнозируемый момент времени и индикацию наименьшего по величине значения контрольного времени упреждения, оставшегося до входа летательного аппарата в указанную опасную зону;- subsystem (3) of environmental information that is capable of capturing, saving and providing users with information on the state of the environment in the field of joint location of the protected aircraft and the vortex generator at the current time and at a predicted time; - subsystem (4) warning users about the possibility of the protected aircraft falling through the selected lead-time into the danger zone for it of the vortex generator vortex generator ahead of it, which can lead to a flight accident, providing at least an emergency indication of the possibility of an event of zero distance from the area of the predicted positions of the protected aircraft to the zone of the vortex wake of the vortex generator dangerous for it at the predicted time and iju smallest largest value feedforward control time remaining until the entry of the aircraft into said danger area;
- подсистему (5) пользователя, способную принимать, обрабатывать, сохранять и отображать для пользователя информацию, поступающую от других подсистем, и формировать предписывающий сигнал на выполнение защищаемым летательным аппаратом и/или генератором вихрей маневра, обеспечивающего уклонение летательного аппарата от опасной зоны вихревых следов генераторов вихрей в течение выбранного пользователем времени упреждения после получения пользователем предупреждения о возможности попадания летательного аппарата в опасную зону вихревого следа генератора вихрей в прогнозируемый момент времени;- a subsystem (5) of the user, capable of receiving, processing, storing and displaying information for the user from other subsystems and generating a prescriptive signal for the maneuvers to protect the aircraft from the danger zone of the vortex traces of the generators by the protected aircraft and / or generator vortices during the user pre-emptive time after the user receives a warning about the possibility of the aircraft entering the danger zone of the vortices o trace vortex generator at the predicted point in time;
- подсистему (6) контроля, способную принимать, обрабатывать, сохранять и отображать информацию, включающую, по меньшей мере, информацию от подсистемы (4) предупреждения пользователя о прогнозируемой ситуации попадания защищаемого летательного аппарата в опасную для него зону вихревого следа генератора вихрей, которое может привести к летному происшествию, и информации от подсистемы (5) пользователя о переданном пользователю предписывающем сигнале на выполнение защищаемым летательным аппаратом и/или генератором вихрей маневра, обеспечивающего уклонение летательного аппарата от опасной зоны вихревых следов генераторов вихрей;- a control subsystem (6) capable of receiving, processing, storing and displaying information, including at least information from the user warning subsystem (4) about the predicted situation of the protected aircraft entering the vortex wake generator’s vortex wake zone, which may cause a flight accident, and information from the subsystem (5) of the user about the prescriptive signal transmitted to the user to perform maneuvers of the vortices by the protected aircraft and / or generator ayuschego evading aircraft from the danger zone of wake vortices vortex generators;
- коммуникационную подсистему (7), обеспечивающую интеграцию подсистем в единый комплекс.- communication subsystem (7), which provides integration of subsystems into a single complex.
При этом, согласно изобретению, целесообразно, чтобы:Moreover, according to the invention, it is advisable that:
- подсистема (1) информации о летательном аппарате, подсистема (2) информации о генераторах вихревого следа, подсистема (5) пользователя, подсистема (6) контроля были реализованы на основе штатного бортового оборудования летательного аппарата и/или оборудования системы управления воздушным движением и/или оборудования наземного, морского и/или авиационно-космического навигационных комплексов;- aircraft information subsystem (1), vortex wake generators information subsystem (2), user subsystem (5), control subsystem (6) were implemented on the basis of standard onboard equipment of the aircraft and / or equipment of the air traffic control system and / or equipment of ground, sea and / or aerospace navigation systems;
- подсистема (3) информации об окружающей среде была реализована на основе штатного бортового оборудования летательного аппарата и/или на основе штатного оборудования метеорологического обеспечения системы управления воздушным движением или в составе наземного, морского и/или авиационно- космического навигационных комплексов; подсистема (4) предупреждения пользователя о возможности попадания летательного аппарата в опасные зоны вихревых следов генераторов вихрей была реализована на основе программного обеспечения вычислительных систем пользователя и/или бортовых систем единой индикации и/или систем индикации диспетчерских служб управления воздушным движением или находится в составе наземного, морского и/или авиационно-космического навигационных комплексов в месте размещения диспетчера полета;- the subsystem (3) of environmental information was implemented on the basis of the standard on-board equipment of the aircraft and / or on the basis of the standard equipment of the meteorological support of the air traffic control system or as part of ground, sea and / or aerospace navigation systems; subsystem (4) of warning the user about the possibility of the aircraft entering the danger zones of the vortex traces of the vortex generators was implemented on the basis of the software of the user's computer systems and / or on-board unified indication systems and / or indication systems of air traffic control dispatch services or is part of the ground, marine and / or aerospace navigation systems at the location of the flight dispatcher;
- коммуникационная подсистема (7) была реализована на основе систем телекодовой связи и/или бортовых мультиплексных каналов информационного обмена.- the communication subsystem (7) was implemented on the basis of telecode communication systems and / or airborne multiplex communication channels.
Кроме того, согласно изобретению, целесообразно, чтобы подсистема (1) информации о защищаемом летательном аппарате и подсистема (2) информации о генераторах вихрей содержали устройства, обеспечивающие определение начальной циркуляции вихревых жгутов вихревых следов, генерируемых летательными аппаратами, относительно инерциальной системе координат с помощью математического моделирования.In addition, according to the invention, it is advisable that the subsystem (1) of information about the protected aircraft and the subsystem (2) of information about the vortex generators contain devices that determine the initial circulation of vortex bundles of vortex traces generated by aircraft, relative to the inertial coordinate system using mathematical modeling.
Кроме того, согласно изобретению, целесообразно, чтобы подсистема (1) информации о защищаемом летательном аппарате и подсистема (2) информации о генераторах вихрей содержали устройства, обеспечивающие определение начальной циркуляции вихревых жгутов вихревых следов, генерируемых летательными аппаратами, относительно инерциальной системе координат путем ее измерения.In addition, according to the invention, it is advisable that the subsystem (1) of information about the protected aircraft and the subsystem (2) of information about the vortex generators contain devices that determine the initial circulation of vortex bundles of vortex traces generated by aircraft, relative to the inertial coordinate system by measuring it .
Кроме того, согласно изобретению, целесообразно, чтобы подсистема (1) информации о защищаемом летательном аппарате и подсистема (2) информации о генераторах вихрей содержат устройства, обеспечивающие определение начальной циркуляции вихревых жгутов вихревых следов, генерируемых летательными аппаратами с помощью определения разности частот зондирующего сигнала, подаваемого на выбранной частоте в пространство за летательным аппаратом в область зарождения жгутов вихревого следа указанного летательного аппарата, и отраженного сигнала.In addition, according to the invention, it is advisable that the subsystem (1) of information about the protected aircraft and the subsystem (2) of information about the vortex generators contain devices that determine the initial circulation of vortex bundles of vortex traces generated by aircraft devices by determining the frequency difference of the probe signal supplied at a selected frequency to the space behind the aircraft in the region of origin of the vortex wiring harnesses of the specified aircraft, and the reflected signal.
При этом, согласно изобретению, целесообразно, чтобы подсистема (1) информации о защищаемом летательном аппарате и подсистема (2) информации о генераторах вихрей содержали устройства, обеспечивающие определение начальной циркуляции вихревых жгутов вихревого следа с помощью лидаров, установленных на летательном аппарате, при направлении зондирующего луча в пространство за этим летательным аппаратом в область зарождения вихревых жгутов его вихревого следа .Moreover, according to the invention, it is advisable that the subsystem (1) of information about the protected aircraft and the subsystem (2) of information about the vortex generators contain devices that determine the initial circulation of the vortex bundles of the vortex wake using lidars mounted on the aircraft, in the direction of the probing beam into the space behind this aircraft to the region of origin of the vortex bundles of its vortex wake.
При этом, согласно изобретению, желательно, чтобы подсистемы (1,2,3,4,5,6,7) осуществляли работу одновременно в отношении каждого летательного аппарата, являющегося защищаемым летательным аппаратом или генератором вихрей в области полета, взлета или посадки защищаемого летательного аппарата.Moreover, according to the invention, it is desirable that the subsystems (1,2,3,4,5,6,7) work simultaneously with respect to each aircraft, which is a protected aircraft or a vortex generator in the field of flight, take-off or landing of a protected aircraft apparatus.
При этом , согласно изобретению, желательно, чтобы подсистемы (1,2,3,4,5,6) были выполнены с возможностью текущей коррекции расчетных параметров в режиме ручного регулирования или в полуавтоматическом или автоматическом режиме..Moreover, according to the invention, it is desirable that the subsystems (1,2,3,4,5,6) are made with the possibility of current correction of the calculated parameters in manual control mode or in semi-automatic or automatic mode ..
При этом, согласно изобретению, целесообразно, чтобы подсистема (6) контроля содержала устройство, обеспечивающее запись предоставленной защищаемому летательному аппарату информации о прогнозируемой ситуации попадания защищаемого летательного аппарата в опасную для него зону вихревого следа генератора вихрей, которое может привести к летному происшествию, информации о индуцируемом для пользователя наименьшем по величине значении контрольного времени упреждения, оставшегося до входа летательного аппарата в указанную опасную зону и информации о переданном пользователю предписывающем сигнале на выполнение защищаемым летательным аппаратом и/или генератором вихрей маневра, обеспечивающего уклонение летательного аппарата от опасной зоны вихревых следов генераторов вихрей.Moreover, according to the invention, it is advisable that the control subsystem (6) contain a device that provides information provided to the protected aircraft about the predicted situation of the protected aircraft entering the vortex wake of the vortex generator, which could lead to a flight accident, information about induced by the user the smallest value of the control lead time remaining before the aircraft enters the specified danger zone and information about the prescriptive signal transmitted to the user to perform a vortex of a vortex maneuver by the protected aircraft and / or generator, providing the aircraft to evade the danger zone of the vortex traces of the vortex generators.
Кроме того, согласно изобретению, желательно, чтобы подсистема (6) контроля содержала устройство, обеспечивающее в автоматическом режиме запись в защищенный бортовой накопитель защищаемого летательного аппарата, по меньшей мере, в течение времени аварийной индикации события равенства нулю расстояния от области прогнозируемых положений защищаемого летательного аппарата до опасной для него зоны вихревого следа генератора вихрей, по меньшей мере, текущей информации о величине выбранного времени упреждения и индуцированного при этом для пилота наименьшего по величине значения контрольного времени упреждения.In addition, according to the invention, it is desirable that the monitoring subsystem (6) comprises a device that automatically records in a protected on-board drive of a protected aircraft for at least the time of emergency indication of the event that the distance from the region of the predicted positions of the protected aircraft is zero the apparatus to the zone of the vortex wake of the vortex generator, which is dangerous for it, at least the current information about the value of the selected lead-in time and the smallest control lead-time value induced for the pilot.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
В дальнейшем изобретение поясняется описанием примера осуществления способа обеспечения вихревой безопасности летательного аппарата в области полета , взлета и посадки согласно изобретению, который однако не ограничивает применение изобретения и не выходит за рамки объема изобретения, и прилагаемыми чертежами, на которых показаны:The invention is further illustrated by the description of an example implementation of a method for ensuring the vortex safety of an aircraft in the field of flight, take-off and landing according to the invention, which however does not limit the application of the invention and does not go beyond the scope of the invention, and the accompanying drawings, which show:
Фиг.l - схема оперативного взаимодействия летательных аппаратов и служб, являющихся пользователями в способе обеспечения вихревой безопасности летательного аппарата, согласно изобретению, вариант;Fig.l is a diagram of the operational interaction of aircraft and services that are users in a method for ensuring the vortex safety of an aircraft, according to the invention, an embodiment;
Фиг.2 - схема информационных потоков системы обеспечения вихревой безопасности летательного аппарата, согласно изобретению, вариант.Figure 2 is a diagram of the information flows of the vortex safety system of an aircraft, according to the invention, an option.
Лучший вариант осуществления изобретенияThe best embodiment of the invention
Изобретение может быть проиллюстрировано не ограничивающим его применение вариантом реализации способа обеспечения вихревой безопасности летательного аппарата (далее JTA), схема которого представлена на Фиг. 1 для случая, когда пользователем является защищаемый летательный аппарат 1 (далее - JlA I) в режиме полета по маршруту в окрестности аэродрома, и в его окрестности в полете находятся два других летательных аппарата 2 и 3, являющиеся генераторами вихрей (далее - ГВ 2 и ГВ 3). При этом ЛА 1, ГВ 2 и ГВ 3 оборудованы бортовыми пилотажно- навигационными комплексами, которые обеспечивают измерение навигационно- пилотажных параметров собственного ЛА и объединяет подсистемы, которые дополняют и корректируют друг друга: радиосистемы ближней и дальней навигации, радиомаячную систему, спутниковую систему навигации, доплеровскую систему измерения путевой скорости и угла сноса, инерционную систему, радиолокационную систему, оптоэлектронную систему и лазерный дальномер, радиовысотомер, систему воздушных сигналов, датчики углов атаки и скольжения, перегрузок, угловых скоростей, гировертикаль, систему межсамолетной навигации, бортовую систему единой индикации ЛА и содержит вычислительный комплекс, устройства индикации, сигнализации и визуализации информации, например, индикатор на лобовом стекле и/или дисплей. Кроме того, согласно изобретению, каждый указанный комплекс содержит устройства определения начальной циркуляции вихревых жгутов собственного следа защищаемых JlA 1 и JIA 2, включающие, по меньшей мере, один лидар, обеспечивающий подачу зондирующего луча в пространство за JIA в область зарождения вихревых жгутов его вихревого следа, и получение отраженного сигнала с измерением разности их частот. На основе полученных измерений комплекс, например, в JIA 1 определяет начальную циркуляцию вихревых жгутов этого JIA 1 и передает ее в текущем режиме другим пользователям, например, другим летательным аппаратам и/или комплексу аэродромаThe invention can be illustrated by a non-limiting embodiment of the method for ensuring the vortex safety of an aircraft (hereinafter JTA), the scheme of which is presented in FIG. 1 for the case when the user is the protected aircraft 1 (hereinafter - JlA I) in flight mode along the route in the vicinity of the aerodrome, and in its vicinity in flight are two other aircraft 2 and 3, which are vortex generators (hereinafter - GW 2 and HS 3). At the same time, aircraft 1, aircraft 2 and aircraft 3 are equipped with on-board flight and navigation systems that provide measurement of the navigation and flight parameters of their own aircraft and combine subsystems that complement and correct each other: short-range and long-range navigation systems, a beacon system, a satellite navigation system, Doppler system for measuring ground speed and drift angle, inertial system, radar system, optoelectronic system and laser range finder, radio altimeter, air signal system, sensors angles of attack and slip, overloads, angular velocities, gyro vertical, inter-aircraft navigation system, airborne integrated display system for aircraft and contains a computer complex, devices for indicating, signaling and visualizing information, for example, an indicator on the windshield and / or display. In addition, according to the invention, each of these complexes contains devices for determining the initial circulation of vortex bundles of its own trace protected by JlA 1 and JIA 2, including at least one lidar, providing a probe beam into the space behind the JIA in the region of origin of the vortex bundles of its vortex wake , and receiving a reflected signal with a measurement of the difference in their frequencies. Based on the measurements obtained, the complex, for example, in JIA 1 determines the initial circulation of the vortex bundles of this JIA 1 and transfers it in the current mode to other users, for example, other aircraft and / or the aerodrome complex
Навигационное оборудование аэродрома может представлять собой, например, комплекс, содержащий международную радиотехническую систему ближней навигации типа VОR/DМЕ (VOR - радиомаяк измерения азимута, DME - радиомаяк измерения дальности), являющуюся стандартной для обеспечения полетов на зарубежных международных трассах и предназначенной для непрерывного автоматического определения местоположения JIA (установленные нормы системы: дальность действия системы до 370 км, зона действия 0-40°), автоматического радиопеленгатора для индикации азимута JIA, например, типа АРП- 7C, и приводной радиостанции, например, типа AПP-8, предназначенной для обеспечения полетов JIA, оборудованных автоматическими радиокомпасами.Aerodrome navigation equipment can be, for example, a complex containing an international radio navigation system such as VOR / DME (VOR is a radio beacon for measuring azimuth, DME is a beacon for measuring range), which is standard for ensuring flights on international international routes and is designed for continuous automatic detection JIA locations (established system standards: range of the system up to 370 km, range 0-40 °), automatic direction finder for azimuth indication JIA, e.g., type ARP- 7C, and the drive station, for example, APP-8 type intended for flight JIA, equipped with automatic radio.
На Фиг.2 показана схема информационных потоков системы вихревой безопасности летательного аппарата согласно изобретению, вариант, когда подсистема 1 информации об JIA, подсистема 2 информации о ГВ и подсистема 3 информации об окружающей среде реализованы в указанном пилотажно- навигационном комплексе и, частично, на основе оборудования аэродрома, и фиксируют, сохраняют и предоставляют другим подсистемам системы обеспечения вихревой безопасности согласно изобретению информацию об углах атаки и скольжения, угловых скоростях вращения JIAl и ГB2, ГВЗ вокруг связанных осей координат, отклонения управляющих органов, режиме работы двигателей, перегрузках вдоль связанных осей координат, углах ориентации JIAl и ГB2, ГВЗ в связанной системе координат, информацию о конфигурации JIAl и ГB2, ГВЗ, приборной скорости, ускорении, углах ориентации вектора скорости в инерциальной системе координат в текущий момент времени, о начальной циркуляции вихревых жгутов вихревых следов JIA 1, ГВ 2, ГВ 3, координатах положения JIAl и ГB2, ГВЗ в пространстве, радиолокационную информацию о метеорологической обстановке, типе подстилающей поверхности, а также о профиле скорости ветра по высоте, а также полученную от наземных пунктов аэродрома по радиолиниям информацию, например, о положении других ГВ в пространстве, их форме и габаритах, скоростях и ориентации, типе ГВ, координатах точек их траектории, их геометрических и массовых характеристиках и о начальной циркуляции вихревых жгутов их вихревых следов.Figure 2 shows a diagram of the information flows of the vortex safety system of an aircraft according to the invention, an option when the JIA information subsystem 1, the HS information subsystem 2 and the environmental information subsystem 3 are implemented in the indicated navigation and navigation system and, partially, based on aerodrome equipment, and record, store and provide other subsystems of the vortex safety system according to the invention with information on angles of attack and slip, angular rotational speeds JIAl and B2, GVZ around the connected coordinate axes, deviations of the governing bodies, engine operating mode, overloads along the connected coordinate axes, orientation angles JIAl and GB2, GVZ in the associated coordinate system, configuration information JIAl and GB2, GVZ, instrument speed, acceleration, orientation angles the velocity vector in the inertial coordinate system at the current moment of time, about the initial circulation of the vortex bundles of the vortex tracks JIA 1, GV 2, GV 3, the position coordinates of JIAl and GB2, GVZ in space, radar information about the meteorological situation, the type of underlying surface, as well as the profile of the wind speed in height, as well as information received from the ground points of the airfield over the radio links, for example, about the position of other HS in space, their shape and dimensions, speeds and orientation, type of hot water, the coordinates of the points of their trajectory, their geometric and mass characteristics, and the initial circulation of the vortex bundles of their vortex traces.
Подсистема 4 предупреждения пользователя о возможности попадания летательного аппарата в опасную зону вихревого следа ГВ может быть реализована на основе пилотажно-навигационного комплекса и вычислительной системы ЛА, подсистема 5 пользователя может быть реализована на основе вычислительной системы JlAl , устройств индикации и визуализации информации, например, индикатора на лобовом стекле и/или дисплея, а коммутационная подсистема 6 реализована на основе бортовых мультиплексных каналов информационного обмена.Subsystem 4 for warning the user about the possibility of an aircraft entering the danger zone of the GW vortex wake can be implemented on the basis of the flight-navigation complex and the aircraft computing system, user subsystem 5 can be implemented on the basis of the JlAl computer system, information display and visualization devices, for example, an indicator on the windshield and / or display, and the switching subsystem 6 is implemented on the basis of airborne multiplexed information exchange channels.
Однако подсистема 4 может быть расположена и в месте расположения диспетчера полета, например, на аэродроме или корабле, а пилоту может быть предоставлена только информация, визуализированная на бортовых устройствах визуализации.However, subsystem 4 can also be located at the location of the flight dispatcher, for example, at an aerodrome or ship, and the pilot can only be provided with information visualized on-board visualization devices.
Согласно изобретению, подсистема 4 предупреждения пользователя и часть подсистемы 5 пользователя, включающая систему визуализации, могут быть выполнены известным образом (WO 2005/010554, Al).According to the invention, the user warning subsystem 4 and a part of the user subsystem 5, including the visualization system, can be implemented in a known manner (WO 2005/010554, Al).
Подсистема 4 предупреждения на основе информации, полученной через коммуникационную подсистему 7 от подсистем 1 , 2 и 3 вычисляет траектории вихревых следов ГB2 и ГВЗ, находящихся в окрестности JlAl , например, известным образом (WO 2005/010554, Al), определяет геометрические характеристики зон вихревого следа ГВ, удовлетворяющих критерию опасности, установленному пользователем, например, величине угла крена JlA под прогнозируемым воздействием вихревого следа на JlA в прогнозируемый момент времени пересечения JlA некоторой моделированной контрольной плоскости, расположенной в пространстве впереди JlA перпендикулярно направлению его движения на упреждающем расстоянии от JlA, формирует в контрольной плоскости информацию о взаимном прогнозируемом расположении JlA и опасных зон вихревых следов, определяет степень их опасности для JIA и отслеживает в текущем режиме расстояние между опасной зоной и областью прогнозируемых положений JIA.The warning subsystem 4, based on the information received through the communication subsystem 7 from subsystems 1, 2, and 3, calculates the trajectories of the vortex tracks GB2 and the GVZ located in the vicinity of JlAl, for example, in a known manner (WO 2005/010554, Al), determines the geometric characteristics of the vortex zones trace of hot water satisfying a hazard criterion set by the user, for example, the angle of heel JlA under the predicted impact of the vortex wake on JlA at the predicted time of crossing JlA of some simulated control -plane, in the space situated ahead JlA perpendicular to its direction of movement at a distance from the proactive JlA, generates in the control plane information on the mutual arrangement of the projected JlA and wake vortex danger areas, determines the degree of their danger to the JIA and, in the current mode, monitors the distance between the danger zone and the area of the predicted positions of the JIA.
При этом математическое моделирование вихревых следов JIAl, ГB2,ГBЗ может быть осуществлено, например, с помощью известных алгоритмов, таких, как алгоритм, являющийся объектом «know-how» авторов изобретения (WO 2005/010554, Al), или, например, с использованием известного алгоритма вычисления траектории и интенсивности вихревого следа (Nоrthwеst Rеsеаrсh Аssосiаtеs, Iпс, Аirсrаft Vоrtех Spacing System (AVOSS), Аlgоrithm Vеrsiоп 3.1.1), обеспечивающего вычисление координат центров областей завихренности на основе интегрирования дифференциального уравнения, описывающего эволюцию областей завихренности в пространстве и времени, или других алгоритмов, обеспечивающих указанные вычисления.In this case, mathematical modeling of the vortex traces JIAl, GB2, GBZ can be carried out, for example, using well-known algorithms, such as the algorithm that is the object of the “know-how” of the inventors (WO 2005/010554, Al), or, for example, using the well-known algorithm for calculating the trajectory and intensity of the vortex wake (Northwest Resecss Associats, Ips, Airfax Vortex Spacing System (AVOSS), Algorithm Versiop 3.1.1), which provides the calculation of the coordinates of the centers of the vorticity regions based on the integration of the differential equation Tei vorticity in space and time, or other algorithms that provide said calculation.
Подсистема 4 предупреждения сохраняет эти данные. Параметры начальных координат областей завихренности определяют с помощью инструментальных измерений, согласно изобретению, - с помощью лазерных радиолокационных устройств типа лидар с измерением и оценкой величины начальной циркуляции вихревых жгутов или с помощью математического моделирования тангенциальных скоростей воздушного потока вихревого следа с последующим вычислением траектории и интенсивности вихревого следа.Subsystem 4 warning stores this data. The parameters of the initial coordinates of the vorticity regions are determined using instrumental measurements, according to the invention, using laser radar devices of the lidar type with measuring and estimating the magnitude of the initial circulation of the vortex bundles or using mathematical modeling of the tangential velocities of the vortex wake air flow followed by calculation of the trajectory and intensity of the vortex wake .
Кроме того, согласно изобретению, подсистема 4 предупреждения производит для выбранного множества контрольных значений времени упреждения определение взаимного положения области прогнозируемых положений защищаемого JlAl и опасных зон ГB2 и ГВЗ, определяет наименьшее по величине значение контрольного времени упреждения, которому соответствует равенство нулю расстояния между опасной зоной вихревого следа ГB2 и ГВЗ и областью прогнозируемых положений защищаемого JlAl , и осуществляет индикацию его для пользователя в текущий момент времени.In addition, according to the invention, the warning subsystem 4, for a selected set of lead-time control values, determines the relative position of the area of the predicted positions of the protected JlAl and hazardous zones GB2 and GVZ, determines the smallest value of the lead-forward control time, which corresponds to the equal to zero distance between the danger zone of the vortex trace GB2 and GVZ and the area of the predicted positions of the protected JlAl, and displays it for the user at the current time.
При этом информация для пилота JIAl, визуализируемая на дисплее навигационной карты, который обычно применяется в JIA для индикации курса JIA и для изображения символов, генерируемых бортовой инерциальной навигационной системой, например, системой Аirbоrпе Iпегtiаl Nаvigаtiоп System (AINS), может быть представлена, например, в показываемой на карте области повышенного внимания и изображением в ней области прогнозируемых положений JIAl и опасных' зон вихревых следов ГВ 2 и ГВЗ в пространстве в прогнозируемый момент времени, как описано ранее авторами настоящего изобретения (WO 2005/010554, Al). При этом область прогнозируемых положений JlAl может иметь вид, например, прямоугольника, размеры которого пропорциональны габаритам области возможного положения корпуса JIAl в пространстве. При этом целесообразно, чтобы изображение опасных зон вихревых следов проецировалось на дисплее только в том случае, если опасные зоны пересекаются с областью повышенного внимания, одновременно с индикацией, например, звуковой, этого события. Опасные зоны вихревых следов могут иметь вид, например, круга или другой удобной для зрительного восприятия геометрической фигуры. При этом изображение может сопровождаться визуальной индикацией, например, световой или цветной, самих областей прогнозируемых положений JlA! и опасных зон вихревых следов или их границ.At the same time, information for the JIAl pilot, visualized on the display of the navigation chart, which is usually used in the JIA to indicate the JIA course and to display symbols generated by the inertial navigation system, for example, the Airborne Navigation System (AINS), can be presented, for example, in the area of increased attention shown on the map and the image in it of the area of the predicted JIAl positions and dangerous' zones vortex traces of GV 2 and GVZ in space at a predicted point in time, as previously described by the authors of the present invention (WO 2005/010554, Al). In this case, the region of the predicted positions JlAl may have the form, for example, of a rectangle whose dimensions are proportional to the dimensions of the region of the possible position of the JIAl case in space. In this case, it is advisable that the image of the danger zones of the vortex traces is projected on the display only if the danger zones intersect with the area of increased attention, at the same time as indicating, for example, sound, this event. Danger zones of vortex traces can take the form, for example, of a circle or other geometrical figure convenient for visual perception. In this case, the image may be accompanied by a visual indication, for example, light or color, of the areas of the predicted JlA positions themselves! and danger zones of vortex traces or their boundaries.
Подсистема 4 предупреждения осуществляет выбор времени упреждения, необходимого для выполнения маневра по изменению траектории JlA. Это время упреждения, согласно изобретению, может быть откорректировано в текущем режиме с помощью ручного регулирования, полуавтоматического или автоматического регулирования с учетом, например, квалификации пилота или особенностей поставленной полетной задачи.Subsystem 4 warnings selects the lead time required to perform a maneuver to change the trajectory of JlA. This lead time, according to the invention, can be adjusted in the current mode using manual control, semi-automatic or automatic control, taking into account, for example, pilot qualifications or the characteristics of the assigned flight task.
Подсистема 5 пользователя через коммуникационную подсистему 7 информирует пилота JIAl о прогнозируемом событии попадания в опасную зону с помощью звуковой, тактильной или визуальной индикации и обеспечивает визуализацию этой информации для него и для диспетчера полетов, а также формирует предписывающий сигнал, например, звуковой, о необходимости выполнения рекомендуемого маневра. На основе представленной индикации наименьшего по величине значения контрольного времени упреждения пилот оценивает возможность совершения рекомендуемого маневра и принимает решение о его реализации.The user subsystem 5, through the communication subsystem 7, informs the JIAl pilot about the predicted event of entry into the danger zone using sound, tactile or visual indications and provides visualization of this information for him and the flight dispatcher, as well as generates a prescriptive signal, for example, sound, about the need to execute recommended maneuver. Based on the presented indication of the smallest value of the control lead time, the pilot evaluates the possibility of performing the recommended maneuver and makes a decision on its implementation.
В случае размещения подсистемы 5 пользователя также и в месте размещения диспетчера полетов, эта информация может быть продублирована, что позволяет диспетчеру сконцентрировать свое внимание на разрешении создавшейся полетной ситуации. Подсистема 6 контроля, согласно изобретению, сохраняет текущую информацию о величине выбранного времени упреждения, координатах контрольной плоскости, области прогнозируемых положений JlA! и опасных зон вихревых следов ГB2 и ГВЗ, а также об индуцируемом для пилота соответствующем наименьшем контрольном времени упреждения в течение времени аварийной индикации события равенства нулю расстояния от области прогнозируемых положений JIAl до опасных зон вихревого следа ГB2 и ГВЗ, а также информацию о предписанном JlA! Маневре для уклонения JIAl от входа в опасную зону.If the subsystem 5 of the user is also located in the location of the flight dispatcher, this information can be duplicated, which allows the dispatcher to concentrate on resolving the flight situation. The monitoring subsystem 6, according to the invention, stores current information about the value of the selected lead time, the coordinates of the control plane, the area of the predicted positions JlA! and the danger zones of the vortex traces of GB2 and GVZ, as well as the corresponding minimum control lead time induced for the pilot during the emergency indication of the event that the distance from the area of the predicted positions JIAl to the danger zones of the vortex trace GB2 and GVZ is zero, as well as information about the prescribed JlA! A maneuver to evade JIAl from entering the danger zone.
Это сохранение может быть обеспечено с помощью, например, отдельного устройства сохранения информации, размещенного как на борту, например, в системе записи информации так называемого «чepнoгo ящикa», так и в составе наземных, надводных, космических средств контроля за воздушным движением. Наличие такой информации позволит осуществлять мероприятия по установлению причин авиакатастроф для целей оценки действий пилота JIA в ситуации наличия в окружающем его пространстве вихревых следов, попадание в опасные зоны которых могли привести, например, к изменению конфигурации JlA или изменению его траектории.This storage can be achieved using, for example, a separate information storage device located both on board, for example, in the so-called “black box” information recording system, and as part of ground, surface, and space air traffic control devices. The availability of such information will allow for the implementation of measures to determine the causes of air crashes in order to assess the actions of the JIA pilot in the situation of the presence of vortex traces in the space surrounding it, falling into the danger zones of which could lead, for example, to a change in the JlA configuration or to change its trajectory.
Специалистам в области воздушного движения должно быть очевидно, что применение способа обеспечения вихревой безопасности JIA дает несомненные преимущества в расследовании действий пилота в условиях повышенной опасности, что является неоценимым преимуществом для страховых компаний.It should be obvious to experts in the field of air traffic that applying the JIA vortex safety method provides undoubted advantages in investigating a pilot’s actions in conditions of increased danger, which is an invaluable advantage for insurance companies.
Разумеется, хотя в описанном примере представлены лишь два генератора вихрей и визуализируется и индуцируется поведение лишь двух опасных зон вихревых следов ГB2 и ГВЗ, вычисления по слежению за вихревым следом ГВ осуществляются в отношении всех ГВ, находящихся в окрестности JlA l , а отображаются на дисплее только зоны вихревых следов ГВ, попадания в которые следует избежать по причине их опасности для JlA. Кроме того, пилоту предоставляется индикация наименьшего во величине контрольного времени упреждения, то есть, до возможного входа в соответствующую опасную зону, что способствует его выбору последовательности решаемых задач по выполнению уклоняющих маневров. При этом на основе оценки пилотом схемы расположения потенциально опасных зон на дисплее может быть принято адекватное решение о характере маневра JlA, который приведет к выходу JlA из области опасных зон вихревых следов.Of course, although only two vortex generators are presented in the described example and the behavior of only two hazardous zones of the vortex wake GB2 and GWZ is visualized and induced, calculations for tracking the vortex wake of the GW are carried out for all GW located in the vicinity of JlA l, and only zones of vortex traces of HS, which should be avoided due to their danger to JlA. In addition, the pilot is provided with an indication of the smallest control lead-in time, that is, before a possible entry into the corresponding danger zone, which contributes to his choice of the sequence of tasks to be performed to perform evasive maneuvers. In this case, based on the pilot’s assessment of the location of potentially dangerous zones on the display, an adequate decision can be made about the nature of the JlA maneuver, which will lead to the JlA leaving the vortex wake region of the dangerous zones.
Подсистема 4 предупреждения о возможности попадания JlA в опасную зону вихревого следа ГВ согласно изобретению может быть реализована с использованием штатного бортового и наземного оборудования, например, бортовой инерциальной навигационной системы JlA (Аirbоrпе Iпеrtiаl Nаvigаtiоп Sуstеm (AINS), системы воздушных сигналов (Аir Dаtа Соmрutег Sуstеm (ADC), доплеровского измерителя скорости сноса JIA (Dоррlеr Sуstеm (DS), радиолокатора переднего обзора JIA (Fогwаrd Viеw Rаdаг (FVR) и использованием информации, поступающей от управления воздушным движением (Аir Тrаffiс Сопtrоl (АТС), системы единой индикации (Uпitеd Iпdiсаtiоп Sуstеm (UIS), мультиплексного канала информационного обмена (Iпfоrmаtiоп Ехсhапgе Мultiрlех Channel (IEMC), а также от совместимых с указанными системами информационных систем, применяемых на JIA других стран, например, системы предотвращения столкновений Соllisiоп Аvоidапсе Sуstеm (TCAS), системы предупреждения об опасности движения Тrаffiс АΙеrt, США.The warning subsystem 4 for the possibility of JlA getting into the danger zone of the GW vortex wake according to the invention can be implemented using standard on-board and ground-based equipment, for example, the JlA airborne inertial navigation system (Аirbоrpe Ипрітіl Navi-аtiаt Sustеm (AINS), the airborne signal system (Аir Dеmаtааtауаtауа Датаааа Датаааа (ADC), the JIA Doppler drift speed meter (Dorler System (DS), the front-view radar JIA (Fogward Wi-Radag (FVR) and the use of information from air traffic control (Air Traffic Control (AT) ), unified display systems (IPadisystem Sustem (UIS), multiplexed information exchange channel (Ipormatiop Exhapl Multilex Channel (IEMC), as well as information systems compatible with the indicated systems used on the JIA of other countries, for example, collision api Svop (TCAS), Traffic Safety Warning Systems, USA.
Кроме того, подсистемы системы обеспечения вихревой безопасности летательного аппарата согласно изобретению могут быть локализованы раздельно на различных объектах системы управления движением или различных JlA и ГВ с обеспечением информирования пользователя о результатах осуществления операционных вычислений с помощью индикации и визуализации их. При этом пользователями такой информации могут быть как экипажи JlA, так и диспетчерские службы аэродромов, кораблей, консультирующих экипажи JIA при производстве полетов о рекомендуемой траектории полета или о необходимости маневра JlA для исключения опасной полетной ситуации, что особенно важно в условиях плохой видимости и сложных метеоусловиях.In addition, the subsystems of the vortex safety system of an aircraft according to the invention can be localized separately at various objects of the motion control system or various JlA and GV, providing the user with information about the results of operational calculations by indicating and visualizing them. At the same time, users of such information can be both JlA crews and dispatch services of aerodromes, ships advising JIA crews on flights on the recommended flight path or on the need for JlA maneuvers to eliminate a dangerous flight situation, which is especially important in conditions of poor visibility and difficult weather conditions .
Специалистам в области авиации должно быть понятно, что система обеспечения вихревой безопасности согласно изобретению является воплощением комплексного подхода к проблеме обеспечения безопасности летательных аппаратов, и применима как в условиях полета по маршруту, так и в условиях посадки или взлета летательных аппаратов. При этом подсистема 5 пользователя, размещенная как на борту JlA, так и в месте размещения диспетчера полета, может обеспечить текущую коррекцию имеющейся у диспетчера информации о вихревой обстановке в районе приземления или посадки, что позволит не только повысить безопасность взлета и посадки, но и сократить временной интервал между JIA при взлете или приземлении.Professionals in the field of aviation should understand that the vortex safety system according to the invention is the embodiment of an integrated approach to the problem of ensuring the safety of aircraft, and is applicable both in flight conditions along the route and in conditions of landing or take-off of aircraft. At the same time, subsystem 5 of the user, located both on board the JlA and in the location of the flight dispatcher, can provide current correction of the information available to the dispatcher on the vortex situation in the area of landing or landing, which will not only increase the safety of takeoff and landing, but also reduce the time interval between the JIA during take-off or landing.
Кроме того, применение способа обеспечения вихревой безопасности согласно изобретению позволит снизить нагрузку диспетчера полета по формированию предписывающих указаний пилоту, так как ответственность принятия решения о выполнении маневра уклонения от опасной зоны вихревого следа ложится и на пилота, и ему предоставляется дополнительная информация, облегчающая принятие решения. При этом следует иметь в виду, что, так или иначе, решение пилот принимает и сейчас, без использования такого способа обеспечения вихревой безопасности согласно изобретению, но в условиях отсутствия информации о расположении опасных зон вихревых следов.In addition, the application of the vortex safety method according to the invention will reduce the load of the flight dispatcher to generate prescriptive instructions to the pilot, since the responsibility of deciding on the maneuver to evade the danger zone of the vortex wake lies with the pilot, and he is provided with additional information to facilitate decision making. It should be borne in mind that, one way or another, the pilot makes a decision now, without using this method of ensuring vortex safety according to the invention, but in the absence of information about the location of the dangerous zones of the vortex traces.
Специалистам в области авиации и авионики должно быть понятно, что п способ и систему обеспечения вихревой безопасности согласно настоящему изобретению могут быть внесены улучшения и усовершенствования, не выходящие за рамки притязаний и формулы настоящего изобретения, например, связанные с различием условий применения системы, а также с усовершенствованием навигационных и информационных систем. Например, могут быть применены различные вычислительные алгоритмы, наиболее точно реализующие поставленные задачи, применены различные способы индикации и визуализации информации, предоставляемой пользователю, улучшающие адекватность восприятия полученной пользователем информации, предусмотрено использование различных информационных потоков.Specialists in the field of aviation and avionics should understand that the method and system for ensuring vortex safety according to the present invention can be made improvements and improvements that do not go beyond the claims and claims of the present invention, for example, related to the difference in the conditions of use of the system, as well as improvement of navigation and information systems. For example, various computational algorithms that most accurately implement the tasks can be applied, various methods of indicating and visualizing the information provided to the user, improving the adequacy of the perception of the information received by the user, are applied, the use of various information streams is provided.
Для специалистов по управлению воздушным движением должно быть ясно, что интегрированную систему вихревой безопасности согласно изобретению можно реализовать и для выполнения функций управления полетами, так как отслеживание вихревой обстановки в окрестности наземных ГВ и летящих ГВ можно осуществлять с использованием систем предупреждения, размещенных автономно на JIA, на кораблях, на аэродромах, объединенных в единую информационную систему, позволяющую предотвращать создание нештатных ситуаций, связанных с попаданием JIA в опасные зоны вихревых следов различных ГВ. При этом в качестве ГВ могут быть JIA различных типов, например, самолеты, вертолеты, беспилотные средства, а также морские суда, в том числе, авианосцы.For air traffic control specialists, it should be clear that the integrated vortex safety system according to the invention can also be implemented to perform flight control functions, since the vortex situation can be monitored in the vicinity of ground HVs and flying HVs using warning systems installed autonomously on the JIA, on ships, at aerodromes, combined into a single information system, which helps to prevent the creation of contingencies related to JIA getting into dangerous situations Ones of vortex traces of various HS. At the same time, as JV can be JIA various types, for example, airplanes, helicopters, unmanned aerial vehicles, as well as sea vessels, including aircraft carriers.
Промышленная применимостьIndustrial applicability
Способ и система обеспечения вихревой безопасности летательного аппарата согласно изобретению могут быть реализованы на основе использования имеющегося в на JIA и в комплексах управления воздушным движением оборудования, с дополнительной установкой устройств, обеспечивающих выполнение описанных выше операций способа. Например, в виде программ, адаптированных к типу JlA, условиям эксплуатации JlA, типу используемого на нем оборудования, и совместимых с информационными системами управления воздушным движением. А также могут быть использованы для установки на различных летательных аппаратах, а также в различных тренажерах для обучения пилотов и диспетчеров действиям в условиях вихревой опасности The method and system for ensuring the vortex safety of an aircraft according to the invention can be implemented based on the use of equipment available on the JIA and in air traffic control complexes, with additional installation of devices that ensure the performance of the method operations described above. For example, in the form of programs adapted to the JlA type, the operating conditions of the JlA, the type of equipment used on it, and compatible with air traffic control information systems. And can also be used for installation on various aircraft, as well as in various simulators for training pilots and controllers in vortex hazard conditions

Claims

Формула изобретения Claim
1. Способ обеспечения вихревой безопасности летательного аппарата в области его полета, взлета и посадки, в котором:1. A method of ensuring vortex safety of an aircraft in the field of its flight, takeoff and landing, in which:
- формируют и передают пользователям информацию о каждом защищаемом летательном аппарате в области его полета или взлета или посадки, включая данные о типе летательного аппарата, его конфигурации, его массе, его линейной и угловой скоростях, его местонахождении, его траектории и его ориентации, включая, предпочтительно, углах тангажа, рыскания и крена летательного аппарата, относительно инерциальной системы координат в текущий момент времени;- form and transmit to users information about each protected aircraft in the field of its flight or take-off or landing, including data on the type of aircraft, its configuration, its mass, its linear and angular speeds, its location, its trajectory and its orientation, including, preferably, the angles of pitch, yaw and roll of the aircraft, relative to the inertial coordinate system at the current time;
- формируют и передают пользователям информацию о каждом летательном аппарате из группы летательных аппаратов, являющихся генераторами вихрей в области полета или взлета или посадки указанных защищаемых летательных аппаратов, включая данные о типе каждого из генераторов вихрей, его конфигурации, его массе, его линейной и угловой скоростях, его местонахождении, его траектории, его ориентации предпочтительно, углах тангажа, рыскания и крена, относительно инерциальной системы координат в текущий момент времени;- form and transmit to users information about each aircraft from the group of aircraft that are vortex generators in the field of flight or take-off or landing of the indicated protected aircraft, including data on the type of each vortex generator, its configuration, its mass, its linear and angular speeds , its location, its trajectory, its orientation, preferably the pitch, yaw and roll angles, relative to the inertial coordinate system at the current time;
- пользователи получают указанную информацию об указанном защищаемом летательном аппарате и указанную информацию о каждом из указанных генераторов вихрей, и сохраняют ее;- users receive the specified information about the specified protected aircraft and the specified information about each of these vortex generators, and save it;
- пользователи получают информацию о параметрах окружающей среды в области полета, взлета или посадки защищаемого летательного аппарата в текущий момент времени, включая информацию о величине и направлении локальной скорости ветра, профиле ветра по высоте, степени турбулентности, типе подстилающей поверхности;- users receive information about the environmental parameters in the field of flight, take-off or landing of the protected aircraft at the current time, including information on the magnitude and direction of the local wind speed, wind profile in height, degree of turbulence, type of underlying surface;
- в отношении каждого из генераторов вихрей в области полета, взлета и посадки защищаемого летательного аппарата пользователь производит следующие действия:- in relation to each of the vortex generators in the field of flight, takeoff and landing of the protected aircraft, the user performs the following actions:
- определяет траекторию и интенсивность вихревого следа генератора вихрей в инерциальной системе координат в текущий момент времени, и сохраняет информацию о координатах точек траектории и интенсивности вихревого следа генератора вихрей; / выбирает время упреждения, в течение которого защищаемым летательным аппаратом возможно выполнение, по меньшей мере, маневра изменения траектории полета летательного аппарата, обеспечивающего уклонение летательного аппарата от опасной для него зоны вихревого следа генератора вихрей после предупреждения о возможности попадания в нее;- determines the trajectory and intensity of the vortex wake of the vortex generator in the inertial coordinate system at the current time, and saves information about the coordinates of the path points and the intensity of the vortex wake of the vortex generator; / selects the lead time during which the protected aircraft can carry out at least a maneuver of changing the flight path of the aircraft, ensuring the aircraft is evading the vortex generator vortex wake zone that is dangerous for it after warning of the possibility of getting into it;
- вычисляет упреждающее расстояние, равное расстоянию, преодолеваемому летательным аппаратом за выбранное время упреждения;- calculates a proactive distance equal to the distance covered by the aircraft for the selected lead time;
- моделирует контрольную плоскость в пространстве перед летальным аппаратом перпендикулярно направлению его движения на выбранном упреждающем расстоянии от летательного аппарата,- simulates the control plane in the space in front of the aircraft perpendicular to the direction of its movement at a selected proactive distance from the aircraft,
- определяет прогнозируемый момент времени пролета летательного аппарата через указанную контрольную плоскость в инерциальной системе координат;- determines the predicted time of flight of the aircraft through the specified reference plane in the inertial coordinate system;
- определяет геометрические характеристики опасной для защищаемого летательного аппарата зоны вихревого следа генератора вихрей в прогнозируемый момент времени;- determines the geometric characteristics of the vortex wake vortex generator zone, which is dangerous for the protected aircraft, at the predicted point in time;
- определяет координаты точки пересечения траектории вихревого следа генератора вихрей с указанной контрольной плоскостью в прогнозируемый момент времени пролета защищаемого летательного аппарата через нее;- determines the coordinates of the point of intersection of the trajectory of the vortex trace of the vortex generator with the specified reference plane at the predicted time of flight of the protected aircraft through it;
- формирует вокруг указанной точки пересечения опасную для защищаемого летательного аппарата зону вихревого следа, при попадании в которую у защищаемого летательного аппарата параметры движения могут превысить допустимые пределы; формирует в указанной контрольной плоскости область прогнозируемых с учетом установленных нормативов производства полета положений защищаемого летательного аппарата в прогнозируемый момент времени пересечения защищаемым летательным аппаратом указанной контрольной плоскости;- forms around the indicated intersection point a vortex wake zone hazardous to the protected aircraft, if it enters the protected aircraft, the movement parameters may exceed the permissible limits; forms in the specified control plane the area of the positions of the protected aircraft that are predicted, taking into account the established standards for the production of flight, at the predicted point in time when the protected aircraft will intersect the specified control plane;
- формирует вокруг области прогнозируемых положений область повышенного внимания, информация о попадании в которую указанной опасной зоны вихревого следа будет предоставлена пользователю;- generates an area of increased attention around the area of predicted positions, information about getting into the specified dangerous zone of the vortex wake will be provided to the user;
- определяет координаты точек области прогнозируемых положений защищаемого летательного аппарата, точек области повышенного внимания и точек указанной опасной зоны вихревого следа в системе координат, связанной с защищаемым летательным аппаратом;- determines the coordinates of the points of the area of the predicted positions of the protected aircraft, points of the area of increased attention and points of the indicated danger zone of the vortex wake in the coordinate system associated with the protected aircraft;
- вычисляет расстояние от указанной области повышенного внимания до указанной опасной зоны вихревого следа в указанной контрольной плоскости;- calculates the distance from the specified area of increased attention to the specified danger zone of the vortex wake in the specified control plane;
- вычисляет расстояние от области прогнозируемых положений летательного аппарата до указанной опасной зоны вихревого следа;- calculates the distance from the area of the predicted positions of the aircraft to the specified danger zone of the vortex wake;
- для случаев, когда в указанной контрольной плоскости в области повышенного внимания предсказано наличие опасной зоны вихревого следа генератора вихрей, осуществляет визуализацию полетной ситуации в прогнозируемый момент времени с отображением взаимного расположения указанной опасной зоны и области прогнозируемых положений защищаемого летательного аппарата в контрольной плоскости;- for cases when the danger zone of the vortex wake of the vortex generator is predicted in the specified control plane in the area of increased attention, the flight situation is visualized at the predicted point in time with the relative position of the specified dangerous zone and the area of the predicted positions of the protected aircraft in the control plane displayed;
- осуществляет индикацию события равенства нулю расстояния от области повышенного внимания до опасной зоны вихревого следа указанного генератора вихрей; осуществляет аварийную индикацию события равенства нулю расстояния от области прогнозируемых положений летательного аппарата до опасной зоны вихревого следа указанного генератора вихрей, отличающийся тем, что:- provides an indication of the event that the distance from the area of increased attention to the danger zone of the vortex wake of the indicated vortex generator is equal to zero; provides an emergency indication of the event that the distance from the region of the predicted positions of the aircraft to the danger zone of the vortex wake of the specified vortex generator is zero, characterized in that:
- дополнительно определяют начальную циркуляцию вихревых жгутов вихревого следа, генерируемого каждым летательным аппаратом из группы защищаемых летательных аппаратов и из группы генераторов вихрей относительно инерциальной системе координат , и передают эту информацию другим пользователям в режиме текущего времени;- additionally determine the initial circulation of the vortex towers of the vortex wake generated by each aircraft from the group of protected aircraft and from the group of vortex generators with respect to the inertial coordinate system, and transmit this information to other users in the current time mode;
- пользователь дополнительно:- user additionally:
- для выбранного множества контрольных значений времени упреждения определяет взаимное положение области прогнозируемых положений защищаемого летательного аппарата и опасных зон генераторов вихрей, определяет наименьшее по величине значение контрольного времени упреждения, которому соответствует равенство нулю расстояния между опасной зоной вихревого следа генератора вихрей и областью прогнозируемых положений защищаемого летательного аппарата, и осуществляет индикацию его для пользователя в текущий момент времени; - формирует предписывающий сигнал на выполнение защищаемым летательным аппаратом и/или летательного аппарата из группы генераторов вихрей маневра, обеспечивающего уклонение защищаемого летательного аппарата от опасной зоны вихревых следов генератора вихрей в течение выбранного пользователем времени упреждения после получения пользователем предупреждения о возможности попадания летательного аппарата в опасную зону вихревого следа генератора вихрей в прогнозируемый момент времени; и при этом пользователями являются защищаемые летательные аппараты и/или диспетчерская служба управления воздушным движением.- for the selected set of lead-time control values, determines the relative position of the predicted position area of the protected aircraft and the hazard zones of the vortex generators, determines the smallest value of the lead-time control time, which corresponds to the zero distance between the danger zone of the vortex wake vortex trace and the region of predicted positions of the protected flying apparatus, and displays it for the user at the current time; - generates a prescriptive signal for a protected aircraft and / or aircraft from a group of vortex generators to maneuver to ensure that the protected aircraft evades the danger zone of the vortex traces of the vortex generator for a user-selected lead time after receiving a warning about the possibility of the aircraft entering the danger zone vortex trace of a vortex generator at a predicted point in time; and the users are protected aircraft and / or air traffic control service.
2. Способ по п.l , отличающийся тем, что начальную циркуляцию вихревых жгутов вихревого следа летательных аппаратов из группы защищаемых летательных аппаратов и из группы генераторов вихрей определяют с помощью математического моделирования.2. The method according to claim 1, characterized in that the initial circulation of the vortex bundles of the vortex wake of the aircraft from the group of protected aircraft and from the group of vortex generators is determined by mathematical modeling.
3. Способ по п.l, отличающийся тем, что начальную циркуляцию вихревых жгутов вихревого следа летательных аппаратов из группы защищаемых летательных аппаратов и из группы генераторов вихрей определяют путем ее измерения.3. The method according to claim 1, characterized in that the initial circulation of the vortex bundles of the vortex wake of the aircraft from the group of protected aircraft and from the group of vortex generators is determined by measuring it.
4. Способ по п.l , отличающийся тем, что начальную циркуляцию вихревых жгутов вихревого следа летательного аппарата измеряют с помощью определения разности частот зондирующего сигнала, подаваемого с указанного летательного аппарата на выбранной частоте в пространство за летательным аппаратом в область зарождения жгутов его вихревого следа, и отраженного сигнала.4. The method according to p. 1, characterized in that the initial circulation of the vortex wiring harnesses of the vortex wake of the aircraft is measured by determining the frequency difference of the probe signal supplied from the specified aircraft at a selected frequency into the space behind the aircraft in the region of origin of the vortex wake harnesses, and reflected signal.
5. Способ по п.З, отличающийся тем, что определение начальной циркуляции вихревых жгутов вихревого следа осуществляют с помощью лидара, установленного на каждом летательном аппарате из группы защищаемых летательных аппаратов и каждом летательном аппарате из группы генераторов вихрей, при направлении зондирующего луча в пространство за летательным аппаратом в область зарождения вихревых жгутов его вихревого следа. 5. The method according to p. 3, characterized in that the initial circulation of the vortex trails of the vortex wake is determined using a lidar installed on each aircraft from the group of protected aircraft and each aircraft from the group of vortex generators, with the probe beam directed into the space beyond aircraft to the region of origin of the vortex bundles of its vortex wake.
6. Способ по п.l, отличающийся тем, что пользователь осуществляет указанные операции одновременно в отношении каждого летательного аппарата, являющегося генератором вихрей в области полета, взлета или посадки защищаемого летательного аппарата, а визуализацию полетной ситуации с отображением взаимного расположения опасной зоны и области прогнозируемых положений летательного аппарата и индикацию наименьшего по величине значения контрольного времени упреждения осуществляет в отношении опасных зон вихревых следов, находящихся в области повышенного внимания в контрольной плоскости.6. The method according to claim 1, characterized in that the user performs the indicated operations simultaneously with respect to each aircraft, which is the generator of vortices in the field of flight, take-off or landing of the protected aircraft, and visualization of the flight situation, showing the relative position of the danger zone and the area predicted the position of the aircraft and the indication of the smallest value of the control lead time is carried out in relation to the danger zones of the vortex tracks located in the region increased attention to the reference plane.
7. Способ по п. 1 , отличающийся тем, что пользователь осуществляет текущую коррекцию времени упреждения.7. The method according to p. 1, characterized in that the user carries out the current correction of the lead time.
8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что пользователь осуществляет текущую коррекцию координат области прогнозируемых положений защищаемого летательного аппарата.8. The method according to p. 1, characterized in that the user carries out the current correction of the coordinates of the area of the predicted positions of the protected aircraft.
9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что пользователь осуществляет текущую коррекцию координат области повышенного внимания.9. The method according to p. 1, characterized in that the user performs the current correction of the coordinates of the area of increased attention.
10. Способ по.п.l, отличающийся тем, что пользователь осуществляет текущую коррекцию времени упреждения, и/или координат области прогнозируемых положений защищаемого летательного аппарата и/или координат области повышенного внимания в режиме ручного регулирования или в полуавтоматическом или автоматическом режиме..10. The method according to item l, characterized in that the user carries out the current correction of the lead time and / or the coordinates of the area of the predicted positions of the protected aircraft and / or the coordinates of the area of increased attention in manual control mode or in semi-automatic or automatic mode ..
1 1. Способ по п. l , отличающийся тем, что для защищаемого летательного аппарата индикацию равенства нулю расстояния от области повышенного внимания до опасной для него зоны вихревого следа генератора вихрей в контрольной плоскости и аварийную индикацию равенства нулю расстояния от области прогнозируемых положений защищаемого летательного аппарата до опасной для него зоны вихревого следа генератора вихрей осуществляют с помощью индикации, выбранной из группы, включающей визуальную, аудио- и тактильную индикацию. 1 1. The method according to p. L, characterized in that, for the protected aircraft, the indication of zero distance from the area of increased attention to the danger zone for it of the vortex trace of the vortex generator in the control plane and the emergency indication of zero distance from the region of predicted positions of the protected aircraft to a zone of a vortex trace of a vortex generator dangerous for it, vortices are carried out using an indication selected from the group including visual, audio, and tactile indication.
12. Способ по п.l, отличающийся тем, что производят запись предоставленной защищаемому летательному аппарату информации о прогнозируемой ситуации попадания защищаемого летательного аппарата в опасную для него зону вихревого следа генератора вихрей, которое может привести к летному происшествию, и информацию о переданном пользователю предписывающем сигнале на выполнение защищаемым летательным аппаратом и/или генератором вихрей маневра, обеспечивающего уклонение летательного аппарата от опасной зоны вихревых следов генераторов вихрей.12. The method according to p. 1, characterized in that they record the information provided to the protected aircraft about the predicted situation of the protected aircraft falling into the vortex wake vortex generator hazard zone for it, which could lead to a flight accident, and information about the prescriptive signal transmitted to the user to perform a maneuver by the protected aircraft and / or generator of vortices, ensuring the aircraft to evade the danger zone of the vortex traces of the vortex generators .
13. Способ по п. 1, отличающийся тем, что осуществляют в автоматическом режиме запись в защищенный бортовой накопитель защищаемого летательного аппарата, по меньшей мере, в течение времени аварийной индикации события равенства нулю расстояния от области прогнозируемых положений защищаемого летательного аппарата до опасной для него зоны вихревого следа генератора вихрей, текущей информации о величине выбранного времени упреждения, координатах контрольной плоскости, области прогнозируемых положений защищаемого летательного аппарата и опасных для него зон вихревых следов других летательных аппаратов из группы генераторов вихрей в прогнозируемый момент времени и индуцированного при этом для пилота наименьшего по величине значения контрольного времени упреждения.13. The method according to p. 1, characterized in that they automatically record in the protected on-board drive of the protected aircraft, at least during the emergency indication of the event that the distance from the area of the predicted positions of the protected aircraft to the danger zone for it is zero vortex trace of the vortex generator, current information about the value of the selected lead time, the coordinates of the control plane, the area of the predicted positions of the protected aircraft and -hazardous for him wake vortex zones other aircraft from the group consisting of vortex generators at the forecasted time and induced with the pilot smallest largest value feedforward control time.
14. Система обеспечения вихревой безопасности летательного аппарата в области его полета, взлета и посадки, включающая:14. A system for ensuring the vortex safety of an aircraft in the field of its flight, takeoff and landing, including:
- подсистему (1) информации о защищаемом летательном аппарате, способную, по меньшей мере, принимать, обрабатывать, формировать, сохранять и предоставлять пользователям информацию о типе каждого из указанных защищаемых летательных аппаратов, его конфигурации, массе, скоростях перемещения, местонахождении, его траектории и положении в пространстве относительно инерциальной системы координат в текущий момент времени, включая углы тангажа, рыскания и крена, и о начальной циркуляции вихревых жгутов его вихревого следа относительно инерциальной системы координат в текущий момент времени; - подсистему (2) информации о генераторах вихрей, являющихся летательными аппаратами из группы генераторов вихрей в области нахождения защищаемого летательного аппарата, способную, по меньшей мере, принимать, обрабатывать, формировать, сохранять и предоставлять пользователям информацию о типе летательного аппарата, его конфигурации, массе, его линейной и угловой скоростях, его местонахождении, траектории и ориентации, включая углы тангажа, рыскания и крена, и о начальной циркуляции вихревых жгутов вихревого следа генератора вихрей относительно инерциальной системы координат в текущий момент времени;- a subsystem (1) of information about the protected aircraft, capable of at least receiving, processing, generating, storing and providing users with information about the type of each of these protected aircraft, its configuration, mass, speed, location, its trajectory and position in space relative to the inertial coordinate system at the current time, including pitch, yaw and roll angles, and about the initial circulation of the vortex bundles of its vortex wake relative to the inertial nnaya coordinate system at the current time; - a subsystem (2) of information about vortex generators, which are aircraft from the group of vortex generators in the field of finding a protected aircraft, capable of at least receiving, processing, generating, storing and providing users with information about the type of aircraft, its configuration, mass , its linear and angular velocities, its location, trajectory and orientation, including pitch, yaw and roll angles, and about the initial circulation of the vortex bundles of the vortex wake of the vortex generator finally inertial coordinate system at the current time;
- подсистему (3) информации об окружающей среде, способную фиксировать, сохранять и предоставлять пользователям информацию о состоянии окружающей среды в области совместного нахождения защищаемого летательного аппарата и генератора вихрей в текущий момент времени и в прогнозируемый момент времени;- subsystem (3) of environmental information that is capable of capturing, saving and providing users with information on the state of the environment in the field of joint location of the protected aircraft and the vortex generator at the current time and at a predicted time;
- подсистему (4) предупреждения пользователей о возможности попадания защищаемого летательного аппарата через выбранное время упреждения в опасную для него зону вихревого следа генератора вихрей впереди него, которое может привести к летному происшествию, обеспечивающая, по меньшей мере, аварийную индикацию возможности наступления события равенства нулю расстояния от области прогнозируемых положений защищаемого летательного аппарата до опасной для него зоны вихревого следа генератора вихрей в прогнозируемый момент времени и индикацию наименьшего по величине значения контрольного времени упреждения, оставшегося до входа летательного аппарата в указанную опасную зону;- subsystem (4) of warning users about the possibility of the protected aircraft falling through the selected lead-time into the danger zone of the vortex generator vortex track ahead of it, which can lead to a flight accident, providing at least an emergency indication of the possibility of an event of zero distance from the area of the predicted positions of the protected aircraft to the zone of the vortex wake of the vortex generator dangerous for it at the predicted time and iju smallest largest value feedforward control time remaining until the entry of the aircraft into said danger area;
- подсистему (5) пользователя, способную принимать, обрабатывать, сохранять и отображать для пользователя информацию, поступающую от других подсистем, и формировать предписывающий сигнал на выполнение защищаемым летательным аппаратом и/или генератором вихрей маневра, обеспечивающего уклонение летательного аппарата от опасной зоны вихревых следов генераторов вихрей в течение выбранного пользователем времени упреждения после получения пользователем предупреждения о возможности попадания летательного аппарата в опасную зону вихревого следа генератора вихрей в прогнозируемый момент времени; - подсистему (6) контроля, способную принимать, обрабатывать, сохранять и отображать информацию, включающую, по меньшей мере, информацию от подсистемы (4) предупреждения пользователя о прогнозируемой ситуации попадания защищаемого летательного аппарата в опасную для него зону вихревого следа генератора вихрей, которое может привести к летному происшествию, и информации от подсистемы (5) пользователя о переданном пользователю предписывающем сигнале на выполнение защищаемым летательным аппаратом и/или генератором вихрей маневра, обеспечивающего уклонение летательного аппарата от опасной зоны вихревых следов генераторов вихрей;- a subsystem (5) of the user, capable of receiving, processing, storing and displaying information for the user from other subsystems and generating a prescriptive signal for the maneuvers to protect the aircraft from the danger zone of the vortex traces of the generators by the protected aircraft and / or generator vortices during the user pre-emptive time after the user receives a warning about the possibility of the aircraft entering the danger zone of the vortices o trace vortex generator at the predicted point in time; - a control subsystem (6) capable of receiving, processing, storing and displaying information, including at least information from the user warning subsystem (4) about the predicted situation of the protected aircraft entering the vortex wake generator’s vortex wake zone, which may cause a flight accident, and information from the subsystem (5) of the user about the prescriptive signal transmitted to the user to perform maneuvers of the vortices by the protected aircraft and / or generator ayuschego evading aircraft from the danger zone of wake vortices vortex generators;
- коммуникационную подсистему (7), обеспечивающую интеграцию подсистем в единый комплекс.- communication subsystem (7), which provides integration of subsystems into a single complex.
15. Система по п.14, отличающаяся тем, что:15. The system of claim 14, characterized in that:
- подсистема (1) информации о летательном аппарате, подсистема (2) информации о генераторах вихревого следа, подсистема (5) пользователя, подсистема (6) контроля реализованы на основе штатного бортового оборудования летательного аппарата и/или оборудования системы управления воздушным движением и/или оборудования наземного, морского и/или авиационно-космического навигационных комплексов;- the subsystem (1) of information about the aircraft, the subsystem (2) of information about the generators of the vortex wake, the subsystem (5) of the user, the subsystem (6) of control are implemented on the basis of the standard on-board equipment of the aircraft and / or equipment of the air traffic control system and / or equipment of ground, sea and / or aerospace navigation systems;
- подсистема (3) информации об окружающей среде реализована на основе штатного бортового оборудования летательного аппарата и/или на основе штатного оборудования метеорологического обеспечения системы управления воздушным движением или в составе наземного, морского и/или авиационно-космического навигационных комплексов; подсистема (4) предупреждения пользователя о возможности попадания летательного аппарата в опасные зоны вихревых следов генераторов вихрей реализована на основе программного обеспечения вычислительных систем пользователя и/или бортовых систем единой индикации и/или систем индикации диспетчерских служб управления воздушным движением или находится в составе наземного, морского и/или авиационно-космического навигационных комплексов в месте размещения диспетчера полета;- the subsystem (3) of environmental information is implemented on the basis of the standard onboard equipment of the aircraft and / or on the basis of the standard equipment of the meteorological support of the air traffic control system or as a part of ground, sea and / or aerospace navigation systems; subsystem (4) of warning the user about the possibility of the aircraft entering the danger zones of the vortex traces of the vortex generators is implemented on the basis of the software of the user's computer systems and / or on-board unified indication systems and / or indication systems of air traffic control dispatch services or is part of the ground, sea and / or aerospace navigation systems at the location of the flight controller;
- коммуникационная подсистема (7) реализована на основе систем телекодовой связи и/или бортовых мультиплексных каналов информационного обмена. - the communication subsystem (7) is implemented on the basis of telecode communication systems and / or airborne multiplex communication channels.
16. Система по п.14, отличающаяся тем, что подсистема (1) информации о защищаемом летательном аппарате и подсистема (2) информации о генераторах вихрей содержат устройства, обеспечивающие определение начальной циркуляции вихревых жгутов вихревых следов, генерируемых летательными аппаратами, относительно инерциальной системе координат с помощью математического моделирования.16. The system according to 14, characterized in that the subsystem (1) of information about the protected aircraft and the subsystem (2) of information about the vortex generators contain devices that determine the initial circulation of vortex bundles of vortex traces generated by aircraft, relative to the inertial coordinate system using mathematical modeling.
17. Система по п.14, отличающаяся тем, что подсистема (1) информации о защищаемом летательном аппарате и подсистема (2) информации о генераторах вихрей содержат устройства, обеспечивающие определение начальной циркуляции вихревых жгутов вихревых следов, генерируемых летательными аппаратами, относительно инерциальной системе координат, путем ее измерения.17. The system according to 14, characterized in that the subsystem (1) of information about the protected aircraft and the subsystem (2) of information about the vortex generators contain devices that determine the initial circulation of vortex bundles of vortex traces generated by aircraft relative to the inertial coordinate system , by measuring it.
18. Система по п.14, отличающаяся тем, что подсистема (1) информации о защищаемом летательном аппарате и подсистема (2) информации о генераторах вихрей содержат устройства, обеспечивающие определение начальной циркуляции вихревых жгутов вихревых следов, генерируемых летательными аппаратами с помощью определения разности частот зондирующего сигнала, подаваемого на выбранной частоте в пространство за летательным аппаратом в область зарождения жгутов вихревого следа указанного летательного аппарата, и отраженного сигнала.18. The system of claim 14, wherein the subsystem (1) of information about the protected aircraft and the subsystem (2) of information about the vortex generators contain devices that determine the initial circulation of vortex bundles of vortex traces generated by aircraft by determining the frequency difference a probe signal supplied at a selected frequency to the space behind the aircraft in the nucleation region of the vortex wiring harnesses of the aircraft, and the reflected signal.
19. Система по п.18, отличающаяся тем, что подсистема (1) информации о защищаемом летательном аппарате и подсистема (2) информации о генераторах вихрей содержат устройства, обеспечивающие определение начальной циркуляции вихревых жгутов вихревого следа с помощью лидаров, установленных на летательном аппарате, при направлении зондирующего луча в пространство за этим летательным аппаратом в область зарождения вихревых жгутов его вихревого следа .19. The system according to p. 18, characterized in that the subsystem (1) of information about the protected aircraft and the subsystem (2) of information about the vortex generators contain devices that determine the initial circulation of the vortex bundles of the vortex wake using lidars mounted on the aircraft, when the probe beam is directed into the space behind this aircraft to the region of origin of the vortex bundles of its vortex wake.
20. Система по п.14, отличающаяся тем, что подсистемы (1,2,3,4,5,6,7) осуществляют работу одновременно в отношении каждого летательного аппарата, являющегося защищаемым летательным аппаратом или генератором вихрей в области полета, взлета или посадки защищаемого летательного аппарата. 20. The system according to 14, characterized in that the subsystems (1,2,3,4,5,6,7) work simultaneously with respect to each aircraft that is a protected aircraft or a vortex generator in the field of flight, take-off or landing protected aircraft.
21. Система по .п.14, отличающаяся тем, что подсистемы (1,2,3,4,5,6) выполнены с возможностью текущей коррекции расчетных параметров в режиме ручного регулирования или в полуавтоматическом или автоматическом режиме..21. The system according to item 14, characterized in that the subsystems (1,2,3,4,5,6) are made with the possibility of current correction of the calculated parameters in manual control mode or in semi-automatic or automatic mode ..
22. Система по п.14, отличающаяся тем, что подсистема (6) контроля содержит устройство, обеспечивающее запись предоставленной защищаемому летательному аппарату информации о прогнозируемой ситуации попадания защищаемого летательного аппарата в опасную для него зону вихревого следа генератора вихрей, которое может привести к летному происшествию, информации о индуцируемом для пользователя наименьшем по величине значении контрольного времени упреждения, оставшегося до входа летательного аппарата в указанную опасную зону и информации о переданном пользователю предписывающем сигнале на выполнение защищаемым летательным аппаратом и/или генератором вихрей маневра, обеспечивающего уклонение летательного аппарата от опасной зоны вихревых следов генераторов вихрей.22. The system of claim 14, characterized in that the control subsystem (6) comprises a device that provides information on the predicted situation of the protected aircraft entering the vortex wake of the vortex generator, which could lead to a flight accident, provided to the protected aircraft , information on the user-induced smallest value of the control lead time remaining before the aircraft enters the specified danger zone and information on A prescriptive signal issued to the user to perform a vortex of a maneuver by the protected aircraft and / or generator, providing the aircraft to evade the danger zone of the vortex traces of the vortex generators.
23. Система по п.22, отличающаяся тем, что подсистема (6) контроля содержит устройство, обеспечивающее в автоматическом режиме запись в защищенный бортовой накопитель защищаемого летательного аппарата, по меньшей мере, в течение времени аварийной индикации события равенства нулю расстояния от области прогнозируемых положений защищаемого летательного аппарата до опасной для него зоны вихревого следа генератора вихрей, по меньшей мере, текущей информации о величине выбранного времени упреждения и индуцированного при этом для пилота наименьшего по величине значения контрольного времени упреждения. 23. The system according to claim 22, characterized in that the monitoring subsystem (6) comprises a device that automatically records in a protected on-board drive of the protected aircraft, at least during the emergency indication of the event that the distance from the area of the predicted positions is zero of the protected aircraft to the zone of the vortex wake of the vortex generator, which is dangerous for it, at least the current information about the value of the selected lead time and the the largest value of the control lead time.
PCT/RU2008/000567 2007-08-23 2008-08-21 Aircraft vortex safety method WO2009029005A2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007131794/11A RU2007131794A (en) 2007-08-23 2007-08-23 METHOD AND SYSTEM OF PROVISION OF VORTEX SAFETY OF AIRCRAFT
RU2007131794 2007-08-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2009029005A2 true WO2009029005A2 (en) 2009-03-05

Family

ID=40388067

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2008/000567 WO2009029005A2 (en) 2007-08-23 2008-08-21 Aircraft vortex safety method

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2007131794A (en)
WO (1) WO2009029005A2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10055998B1 (en) 2017-08-25 2018-08-21 Airbus Operations (S.A.S.) Ground-based identification of wake turbulence encounters
US10276050B2 (en) 2016-05-19 2019-04-30 Airbus Operations (S.A.S.) Method making it possible to identify the proximity of a wake turbulence and to generate a report relative to that proximity
US11030907B1 (en) 2020-06-19 2021-06-08 Honeywell International Inc. Methods, systems, and apparatuses for identifying and indicating the secondary runway aiming point (SRAP) approach procedures

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2469411C1 (en) * 2011-06-02 2012-12-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" Dataware of aircraft flight safety in vortex field
RU2477893C1 (en) * 2011-09-30 2013-03-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" Method for provision of aircraft flight vortex safety
RU2496121C1 (en) * 2012-03-11 2013-10-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" Method for provision of aircraft flight vortex safety

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10276050B2 (en) 2016-05-19 2019-04-30 Airbus Operations (S.A.S.) Method making it possible to identify the proximity of a wake turbulence and to generate a report relative to that proximity
US10055998B1 (en) 2017-08-25 2018-08-21 Airbus Operations (S.A.S.) Ground-based identification of wake turbulence encounters
US11030907B1 (en) 2020-06-19 2021-06-08 Honeywell International Inc. Methods, systems, and apparatuses for identifying and indicating the secondary runway aiming point (SRAP) approach procedures

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007131794A (en) 2009-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7333030B2 (en) Method and system for preventing an aircraft from penetrating into a dangerous trailing vortex area of a vortex generator
CA2536671C (en) Integrated system for aircraft vortex safety
RU2550887C2 (en) On-board integrated crew support information system and cognitive format of presenting flight information at take-off phase of multi-engine aircraft
RU2634502C2 (en) Method and device for traffic control at aerodrome
EP2837914B1 (en) Display systems and methods for providing displays indicating a required time of arrival
US8362925B2 (en) Avionics display system and method for generating flight information pertaining to neighboring aircraft
EP2685442B1 (en) System for displaying runway information
EP2830032B1 (en) Aircraft flight deck display, system and method for displaying integrated minimum safe altitude and minimum vectoring altitude information on a display device in an aircraft
US10407179B2 (en) Aircraft systems and methods for displaying wind shear
US11482115B2 (en) Systems and methods for providing optimal sequencing and spacing in an environment of potential wake vortices
WO2009029005A2 (en) Aircraft vortex safety method
US11574549B2 (en) Composite vertical profile display systems and methods
Mahapatra Aviation Weather Surveillance Systems: Advanced Radar and Surface Sensors for Flight Safety and Air Traffic Management
RU2324203C2 (en) Method and system of warning for airvehicles about potential vortex wakes danger condition
US9047770B2 (en) Method for determining an instantaneous or anticipated probable zone of occupancy of an aircraft in an airport navigation zone
RU2324953C2 (en) Integrated aircraft vortex safety system
WO2007115359A1 (en) Display system for controlling aircraft traffic and method
RU2695019C1 (en) Method of preventing penetration of aircraft into vortex trail of vortex generator
RU2695249C1 (en) Method of preventing ingress of an aircraft into a vortex trail of a vortex generator aircraft
RU2397549C1 (en) Method of warning on threat of collision of helicopter with ground obstacles
RU2758526C1 (en) Method for preventing an aircraft from getting into a vortex track of a vortex generator aircraft
Holforty et al. Flight deck display of airborne traffic wake vortices
Menon et al. Metrics for Air Transportation System Safety Analysis
EP3985646A1 (en) Composite vertical profile display systems and methods
Baburov et al. Methods for Improving Flight Efficiency and Safety Based on Technologies Applicable in Collision Avoidance Systems

Legal Events

Date Code Title Description
NENP Non-entry into the national phase in:

Ref country code: DE