WO2010008323A1 - Laser beacon for a landing glide slope system - Google Patents

Laser beacon for a landing glide slope system Download PDF

Info

Publication number
WO2010008323A1
WO2010008323A1 PCT/RU2009/000346 RU2009000346W WO2010008323A1 WO 2010008323 A1 WO2010008323 A1 WO 2010008323A1 RU 2009000346 W RU2009000346 W RU 2009000346W WO 2010008323 A1 WO2010008323 A1 WO 2010008323A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
laser
emitter
mini
monoblock
fact
Prior art date
Application number
PCT/RU2009/000346
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Петр Николаевич СЫГУРОВ
Original Assignee
МОЧАЛОВ, Владимир Николаевич
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 МОЧАЛОВ, Владимир Николаевич filed Critical МОЧАЛОВ, Владимир Николаевич
Publication of WO2010008323A1 publication Critical patent/WO2010008323A1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64FGROUND OR AIRCRAFT-CARRIER-DECK INSTALLATIONS SPECIALLY ADAPTED FOR USE IN CONNECTION WITH AIRCRAFT; DESIGNING, MANUFACTURING, ASSEMBLING, CLEANING, MAINTAINING OR REPAIRING AIRCRAFT, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; HANDLING, TRANSPORTING, TESTING OR INSPECTING AIRCRAFT COMPONENTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B64F1/00Ground or aircraft-carrier-deck installations
    • B64F1/18Visual or acoustic landing aids
    • B64F1/20Arrangement of optical beacons

Definitions

  • the proposal relates to optical devices of optical navigation systems, in particular, using low-power laser radiation sources to create extended rays in space, including visible radiation, designed to indicate the direction or target, in particular, allowing the crews of aircraft to visually perceive extended rays and determine your location in space relative to the glide path of the descent and the approach rate on the runway.
  • Optical navigation systems are known in various designs, where powerful sources of coherent or incoherent radiation are used as beacons of optical navigation systems (for example, see [Patent SU 1828036, [Samara Aggregate Production Association] 01/13/1989, B64F 1/18; “Electronics: HTB "N ° 3, 1999, e. 46-49, I. Olikhov, L. Kosovsky” Mobile laser three-color navigation system "and Patent RU 2248299, 12.02.2002, B63B 51/00]).
  • the closest in technical essence and the obtained technical result is the Gliccada-04 laser beacon of the directional glide landing system used at the Kypymoch international airport (see http://www.airport.samara.ru/. [Industry News, “At the Kurumoch International Airport, tests are carried out on the unique landing system Glycada-04,” Kurumoch Airport, press release October 25, 2005]).
  • the Glycada-04 laser beacon contains a monoblock, in which the emitter is placed, a heating system, including electric heating of the output glass of the emitter case, and a control system with a radio-transmitting device, a module control circuitry connected to laser diode control circuits.
  • the emitter includes a housing, laser modules, each of which contains a laser diode and an output collimator. Laser modules are configured to adjust the laser diode beams to a remote point and a mechanism for their rigid fixation is provided. Power consumption of one beacon - 100 W, dimensions of one beacon 1000cmx500cmx350cm, durability - 5-7 years, only 2 people can serve the system.
  • the main advantages of the well-known Glycada-04 laser beacon are the increase in profitability, durability and operational reliability compared to previously known ones, increase in accuracy of guidance on course and glide path, decrease in the crew’s vision, the ability to land aircraft in conditions of extremely poor visibility ( at dusk, at night, in bad weather), ensuring flight safety, reducing the size, weight of the product.
  • the Glycada-04 laser beacon - prototype further increase in radiation power, increase in its reliability, durability, and reduction in energy consumption are limited. It is difficult to maintain it, replace its elements under operating conditions, and it is necessary to fly over the landing system when replacing the emitters and optical elements of the Glicada-04 laser beacon.
  • the flexibility of its structures is limited, in in particular, from the point of view of the range of detection by the crew of the aircraft of course-glide path rays under adverse weather conditions.
  • a laser emitter for indicating the direction (see [Patent RU 2315405, 06/08/2006, H01S 5/022]), including a housing having connectors for connecting the power supply, and a cover with an exit window, located at an angle to the direction of the output radiation.
  • a semiconductor laser diode and a collimator / lens mounted with the possibility of its movement along the optical axis are located in the housing of each module.
  • Laser modules are placed in individual cells made in a single holder of heat-conducting material. Each cell has a mechanism for fixing the position of the laser module in the cell, which ensures the angular movement of the laser module relative to the case of the emitter.
  • thermo-refrigerators connected on one base to the holder, and on the other, rigidly connected to the radiator from the side of its inner surface.
  • a radiator is built into the laser emitter housing from the side of its rear wall for additional heat removal.
  • the modules are arranged to provide maximum output radiation density.
  • the laser module housing has mating sections of the outer surface of a spherical and cylindrical shape, and the mechanism for fixing the laser module in the holder cell is made with the possibility of moving the laser module relative to the holder along the radiation direction of the module and consists of two washers with an inner surface of a spherical shape mating with a spherical section of the housing surface modules, one of which has a threaded connection to the holder cell, and a nut, also having a threaded connection to the holder cell, both ensures, fixing the position of the spherical portion of the housing of the module between the washers.
  • the modules are located symmetrically on both sides of the longitudinal axis of symmetry perpendicular to the output of radiation.
  • the main advantages of the known laser emitter are the generation of laser radiation with high power and, most importantly, an increase in the optical power density in the laser beam by at least 0.6 N times (where N is the number of laser modules in the emitter) as compared with the known analogues.
  • the emitter is characterized by increased reliability, because failure of one of the modules reduces the radiation power of the entire device by only 1 / N part.
  • the design of the emitter as a whole is more resistant to climatic influences, while ensuring the tightness of the housing and the presence of a heating system for the housing and the possibility of cooling the laser module unit with thermo-refrigerators in combination with automatic maintenance of the set temperature of the laser module unit at extreme negative temperatures expands the scope of this design.
  • the technical result of the proposed laser beacon of a directional glide landing system is to increase reliability and durability, reduce dimensions, weight, improve control of the internal temperature regime during operation, improve manageability and control, reduce power consumption of the product, simplify maintenance and use, expand conditions of applicability without changing its design, including in the process of work.
  • the technical result of the proposed laser emitter to indicate the direction is to increase reliability and durability, reduce dimensions, weight, improve control of the internal temperature regime during operation, improve manageability and control, reduce power consumption of the product, simplify maintenance and use, expanding the conditions of applicability without changing its design, including during operation.
  • a laser beacon of a directional glide landing system for aircraft including a monoblock with a cylindrical detachable housing having at least an end, a middle and an output part, and containing a transmitter comprising the housing located in the middle of the monoblock housing with at least two cuvettes, with a removable mini-block with a body in each cuvette, walls of the mini-block cases along the central axis of the emitter, a cavity of a given volume is formed, in each mini-block there is at least one extended pencil case with an individual laser diode in the base of the pencil case and an output collimator located in the output part of the pencil case, in the base and output part of the mini-block there are coaxial holes for fastening the pencil case after its preliminary alignment, and when the laser beacon is operating, the optical axes of laser radiation all laser diodes are brought together in one conditional point along the axis of the emitter, a thermoregulation system, including electrothermological control devices according to the
  • the Emitter makes it possible to create the required operating temperature regime in the monoblock case (from minus 10 0 C to plus 20 0 C) to ensure the required operating temperature of laser diodes for preservation in during operation of the Emitter, stability of radiation power, wavelength, and alignment accuracy.
  • the superposition of the radiation of laser diodes, mainly low-power, of both each mini-block and the monoblock radiator as a whole, provides the formation of spatially-extended luminous landmarks indicating the glide path and approach path.
  • the brightness of the glow, the angles of inclination and the length of the landmarks provide the crew of the aircraft with sufficient information for an instant assessment of the location in space.
  • the low aggregate radiation density of the Laser beacon is safe for the organs of vision of the aircraft crew, even if it directly hits the radiation spot at any distance from the emitter.
  • the combination of features of the Laser beacon ensured the achievement of the technical result.
  • the technical result is also achieved by the fact that
  • the wavelength of the laser diodes is in the visible range of radiation; - installed laser diodes of low power with high service life and reliability.
  • the technical result is also achieved by the fact that the longitudinal axis of the cuvette and the mini-blocks are parallel to the coincident longitudinal axes of the emitter and the monoblock.
  • the pencil case has a cone-shaped tip, self-centering in the conical recess of the mini-block outlet, inside which the output collimator is fixed at a given distance from the laser diode along the optical axis of the laser radiation, on the opposite side there is a pencil base a tip with a laser diode and power and control leads with an outer surface in the form of an ellipsoid of revolution with grooves, for example, with four,
  • the emitter has a regular p - faceted body, behind each face of which there is a cuvette with a mini-block, where n is at least three.
  • each cuvette and the corresponding miniblock has the shape of a trapezoid with a smaller base closer to the center of the emitter, forming the said central cavity and additional cavities between the emitter and monoblock housings, which reduces the influence of the ambient temperature on the operation of the emitter and all elements monoblock and ensure operability with constant radiation power over a wider range of ambient temperatures.
  • emitter enclosures with a different number of faces, which depends on the assigned tasks.
  • Six- and octahedral emitter cases allow for the small size of the monoblock to place the required number of laser diodes, which create the necessary density of the radiated power while optimizing the temperature regime and power consumption.
  • the emitter be made hexagonal, for each facet in the cuvette there is a corresponding miniblock with four canisters; in this case, three pencil cases with laser diodes emitting during operation at the same longer wavelength are located on an arc of one circle of a larger radius relative to the central longitudinal axis of the emitter, and one pencil case with a laser diode emitting during operation at a shorter wavelength is located on a conventional arc of the other circles of smaller radius relative to the central longitudinal axis of the emitter.
  • each mini-block has an enlightened electrically heated output window to improve the output of radiation and reduce the dependence on the temperature of the external environment.
  • the output window is located at a predetermined angle to the direction of radiation, to prevent reflected radiation from entering the canisters.
  • the technical result is also achieved by the fact that the output surface of the monoblock is placed at a predetermined distance from the output windows of the mini-blocks of the emitter, which prevents the ingress of precipitation, dust, etc. on exit windows of mini-blocks.
  • the technical result is also achieved by the fact that the radiators of the electrothermal control devices of all mini-blocks are located in the aforementioned central cavity, which makes it possible to reduce the dimensions of the emitter and the monoblock, and also improves the thermoregulation of laser diodes and ensures the stability of their radiation wavelengths throughout the entire period of operation.
  • the technical result is also achieved by the fact that in the end part of the monoblock case in the thermal control system there is a rough air filter, which is the end face of the monoblock case, next to it, inside the monoblock there is an electric fan, the mentioned electric the heat exchanger is located in the middle section of the split air box, there is also a fine air filter located near the base of the emitter, the filters are equipped with clogging sensors, while the power of the electrothermal control device is much less than the power of the electric heat exchanger.
  • the proposed thermoregulation system allows for stable operation of the monoblock in a wide range of ambient temperatures.
  • the terminal temperature sensors are mainly located on the outer surface of the emitter base, opposite the radiation output, in the emitter housing at the level of the output window, at the side walls of the monoblock, on the shut-off valve, at the base of the monoblock, opposite the radiation output.
  • the technical result is also achieved by the fact that the radio transceiver and the built-in monitoring system are placed along the axis of the central output part of the monoblock.
  • the technical result is achieved by the fact that all systems and devices located in the end and output parts are connected to the systems and devices of the middle part of the Laser beacon with detachable electric and information cables.
  • the built-in part of the control system and the built-in control system are connected to each other, with the possibility of connecting a portable control panel of the Laser beacon.
  • the remote control panel for the course-glide path system as a whole and each Laser beacon of the system separately, as an element of an external control system and an external control system, will be located at the workplace of the airport dispatcher.
  • the essence of the proposed new and non-obvious Laser beacon of the course-glide path landing system consists of the proposed emitter with removable mini-blocks containing the proposed pencil cases with laser diodes, with a simplified ability to remove and replace the latter, with the use of a simplified alignment device and a simplified adjustment of the pencil case, with the proposed thermal control systems and management and integrated control system, placed and inherently connected with the emitter and its elements and with each other.
  • the proposed laser emitter to indicate the direction comprising a housing with at least two cuvettes, with a removable mini-block with a casing in each cuvette, the walls of the mini-blocks along the central axis of the radiator have a cavity of a given volume, each mini-block has at least one extended pencil case with an individual laser diode in the base of the pencil case and an output collimator located in the output part of the pencil case, there are co clear holes for attaching the pencil case after its preliminary alignment, moreover, when the laser beacon is operating, the optical axis of the laser radiation of all laser diodes are brought together at one conditional point along the axis of the emitter, the base of the corresponding miniblock is placed on the working surface of the corresponding electrothermal control device, at least one terminal temperature a sensor is located in each miniblock near each pencil case in close proximity to the laser diode in it, each sensor is connected to a microcontroller the scooter of a control and monitoring system including
  • the Emitter makes it possible to create the required operating temperature regime inside its case (from minus 10 0 C to plus 20 0 C) to ensure the required operating temperature of laser diodes for preservation in during operation of the Emitter, stability of radiation power, wavelength, and alignment accuracy.
  • the superposition of the radiation of laser diodes, mainly of low power, of both each mini-block and the Emitter as a whole, provides the formation of spatially extended luminous landmarks indicating the glide path and the approach course.
  • the low total radiation density of the Emitter is safe for the organs of vision of the crew of the aircraft even when it directly hits the radiation spot at any distance from the emitter.
  • the set of characteristics of the Emitter provided the achievement of the technical result.
  • - laser diodes during operation emit at different wavelengths; - the wavelength of the laser diodes is in the visible range of radiation;
  • the technical result is also achieved by the fact that pencil cases with laser diodes, when operating emitting at a longer wavelength, are placed along the greater circumference of the Emitter, and pencil cases with laser diodes, when operating emitting at a shorter wavelength, are placed closer to the center of the Emitter.
  • the technical result is also achieved by the fact that the longitudinal axis of the cuvette and mini-blocks are parallel to the longitudinal axis of the Emitter.
  • the pencil case has a cone-shaped tip, self-centering in the conical recess of the mini-block outlet, inside which the output collimator is fixed, for example, with a special nut with a spherical surface at a specified distance from the laser diode along the optical axis of the laser radiation , on the opposite side at the base of the pencil case there is a tip with a laser diode and power and control leads with an outer surface in the form of an ellipsoid of revolution with grooves, for example, four, rigidly fixed between the walls of the hole in the base of the miniblock by a dielectric material with high thermal conductivity.
  • wedges previously used for alignment may be in the grooves. The proposed allowed us to significantly simplify both the adjustment device and its implementation, to increase its accuracy. If necessary
  • the Emitter has a regular p - faceted body, behind each face of which there is a cuvette with a mini-block, where n is at least three.
  • each cuvette and the corresponding miniblock perpendicular to the radiation output, has the shape of a trapezoid with a smaller base closer to the center of the Radiator, forming the said central cavity and additional cavities between the housing of the Radiator and the mini-blocks, which reduces the influence of the ambient temperature on the operation of the Radiator and ensures operability with a constant radiation power over a wider range of ambient temperatures.
  • the six and eight-sided Radiator housings have an advantage, allowing, with its small dimensions, to accommodate the required number of laser diodes, which create the necessary density of radiated power at a comfortable temperature regime and power consumption.
  • the emitter be made hexagonal, in each facet of the cuvette there is a corresponding mini-block with four pencil cases, while three pencil cases with laser diodes emitting during operation at one longer wavelength are located on an arc of one circle of a larger radius relative to the central longitudinal axis of the radiator, and one a pencil case with a laser diode emitting during operation at a shorter wavelength is located on a conventional arc of another circle of a smaller radius relative to the central longitudinal axis of the Emitter.
  • each mini-block has an enlightened electrically heated output window to improve the output of radiation and reduce the dependence on the ambient temperature.
  • the output window is located at a given angle to the direction of radiation, to prevent reflected radiation from entering the canisters.
  • the technical result is also achieved by the fact that the radiators of all mini-blocks are located in the aforementioned central cavity, which makes it possible to reduce the dimensions of the Emitter and also improves the thermoregulation of laser diodes, thereby ensuring the stability of their radiation wavelength over the entire period of operation.
  • the new and non-obvious Emitter can significantly simplify maintenance and use, namely, simplify the removal and replacement (if necessary) of the laser diode, as well as simplify the alignment device and provide a significant simplification and increase the accuracy of the alignment method.
  • the control system maintains at the base of the mini-block the temperature in the range recommended by the technical conditions for the operation of laser diodes, for various operating modes of the beacon in the range from minus 60 0 C to plus 80 0 C, namely, in standby mode and in the operating mode with adjustable radiation power.
  • the reliability and durability of the Emitter are increased, the temperature control of the Emitter and mini-units is ensured during operation, that is, a significant reduction in energy consumption is provided, the conditions for applicability of the proposed Emitter are expanded without changing its design even during operation, the dimensions and weight are reduced, and maintenance and use are simplified.
  • the aforesaid is ensured by the proposed modularity of the Elements of the Emitter, the designs of the mini-block and the pencil case in it, together with the selection and execution of the elements, their mutual placement and fastening.
  • Figure 1 shows a block diagram of the proposed laser beacon.
  • Figure 2 schematically shows a longitudinal section of a monoblock laser beacon.
  • FIG. 3 schematically shows a longitudinal section of an emitter of a laser beacon.
  • FIG. 4 shows a perspective view of a mini-block.
  • Figure 5 shows a perspective view of a pencil case with a laser diode.
  • Figure 6 schematically shows a longitudinal section of a pencil case with an ellipsoidal tip.
  • FIG. 7 schematically shows a longitudinal section of a laser emitter.
  • the proposed Laser beacon contains a monoblock 1, a control system 2, consisting of an integrated part of the control system 2a, located in the monoblock 1, and an external control system 26, located outside the monoblock 1, as well as a control system 3, consisting of an integrated control system For, located in monoblock 1, and an external monitoring system 36, located outside the monoblock 1 (see Figure 1).
  • the monoblock 1 also houses the emitter of the Laser beacon, for convenience of presentation also referred to hereinafter as the Emitter 4, thermoregulation system 5 (see Figure 2).
  • the housing 6 of the monoblock 1 in the form of a round straight cylinder is detachable and has an end 7, middle 8 and output 9 parts, while the end and middle parts are dust and water tight.
  • the considered Emitter 4 is designed to create a beam of laser radiation from laser diodes 10 and to ensure their information in one conditional “point” at a distance of 4 km along the axis of the emitter.
  • the emitter 4 is placed in the middle part 8 of the housing 6.
  • Thermoregulation system 5 is designed to maintain in the housing 6 of the monoblock 1 operating temperature in the range from minus 10 0 C to plus 20 0 C to ensure the operating temperature of the laser diodes 10 regulated by the technical conditions, at very different ambient temperatures: from minus 60 0 C to plus 80 0 C.
  • Thermoregulation system 5 is distributed in all three parts of the housing 6.
  • Control system 2 is designed to control the course-glide path system as a whole and each Laser beacon of the system separately.
  • the built-in part of the control system 2a, located in the monoblock 1, is designed to control the status of the Emitter 4 (standby mode and operating mode with adjustable radiation power), as well as the operation of the elements of the temperature control system 5.
  • the control system 2 is connected to the control system 3.
  • the built-in control system Za is designed to check the integrity of the electrical circuits of the built-in part of the control system 2a, the operability of the Radiator 4 and the elements of the thermoregulation system 5 by comparing the actual characteristics with those incorporated in the structure, forming an integral state assessment and transmission through the control system 2 signals that Radiator 4 is ready for operation.
  • the considered Emitter 4 (see FIG. 3) is equipped with eighteen laser diodes 10a with a radiation wavelength of 630 nm and six laser diodes 106 with a radiation wavelength of 585 nm.
  • the emitter 4 is enclosed in the housing 11 in the form of a regular hexagonal parallelepiped and forms six peripheral cavities 12 between the faces of the housing 11 and the housing 6 of the monoblock 1.
  • In the emitter 4 there are six cuvettes 13, each of which, as in the guide, contains an easily removable miniblock 14, each with its body, in cross section having the shape of a trapezoid (see Figure 4).
  • the large bases of the trapezoid form a face 15 of the minibus 14, parallel to the face of the Emitter 4.
  • the smaller bases of the trapezoid form a face 16 of the mini-block 14 located closer to the center of the Emitter 4.
  • the faces 16 define laterally the central cavity 17 of the Emitter 4.
  • Each mini-block 14 has four coaxial pairs holes 18 and 19, respectively, at its base 20 and output portion 21.
  • An extended pencil case 22 is placed in each pair (see FIG. 5).
  • Each laser diode 10a or 106 is mounted on the end of an ellipsoidal tip 24 placed inside the case and being its base (see FIG. 6).
  • the ellipsoidal tip 24 has an outer surface in the form of an ellipsoid of revolution (in cross section is an ellipse of small eccentricity).
  • Four grooves 25 are made along the ellipsoidal surface. In each of them there is a wedge 26, previously used to align the case 22 in the mini-block 14 (there may be no wedges 26 in part or in all grooves 25).
  • the free space between the inner surface of the walls of the hole 18 in the base 20 of the mini-block 14 and the outer surface of the tip 24 of the canister 22 and the remaining in the mentioned grooves 25 is filled with dielectric material with high thermal conductivity, which provides a rigid fixation of the canister 22 in the mini-block 14.
  • the heat-conducting properties of the dielectric material are close to the heat-conducting the properties of the structural materials of the pencil case 22 and the body of the mini-block 14.
  • the case 22 On the opposite side, on the radiation output side, the case 22 (see FIG. 5) has a cone-shaped tip 27 that self-centers in the conical recess of the outlet 19 of the mini-block 14. Inside the conical tip 27, the output collimator 23 is fixed with a special nut with a spherical surface (on figures not shown). Tips 24 and 27 have a tight fit in the case 22.
  • Cases 22 with laser diodes 10a, three in each mini-block 14, are evenly spaced along one circle closer to the outer edge of the Emitter 4, and pencil cases 22 with laser diodes 106, one in each mini-block 14, are uniformly located on the other circle closer to the inner part Emitter 4.
  • each mini-block 14 On the output side of the radiation, each mini-block 14 has a bleached electrically heated output window 28.
  • the placement of the mini-blocks 14 in the Emitter 4 is carried out by fixing it in the front landing lock of the cuvette 13 and tightening it by tightening it with a bolt through the eye 29 of the mini-block 14 on the rear landing site of the cuvette 13.
  • the longitudinal axis of the mini-blocks 14 and the cuvette 13 pairwise coincide and are parallel to the longitudinal axis of the Emitter 4, which coincides with the longitudinal axis of the monoblock 1.
  • thermoregulation system 5 (see Figure 2) consists of: - electrothermoregulating devices of small (12 watts) power 30 (hereinafter ETRU 30) with plates 31 L-shaped; on the working surfaces of each of them are placed the corresponding bases of 20 mini-blocks 14 (its end face and side surface in the central cavity 17);
  • a set of terminal temperature sensors 34 some of which are located in mini-blocks 14, one near each pencil case 22 in close proximity to the laser diode 10a or 106 in the pencil case 22 (not shown in the figures), while others are distributed throughout the volume of monoblock 1, namely, on the outer surface of the base of the Radiator 4, in its housing 11 at the level of the output window 28, at the shut-off damper 33 near the side walls of the monoblock 1, and at the end of the housing 6 of the monoblock 1, opposite the radiation output;
  • Filters 35 and 39 are equipped with 40 clogging sensors.
  • openings 42 are provided for outputting the radiation of the laser diodes 10, consistent with the location of the output windows 28 of the Emitter 4.
  • the output end 41 is placed at a distance from the output windows 28 of the mini-blocks 14 of the Emitter 4 (output surface of the Emitter
  • the built-in part of the control system 2a includes a microcontroller for generating control commands according to the actual temperatures in each mini-block 14 and monitored volume points of the monoblock 1, a mini-block 14 control circuitry connected to the laser diode control circuits 10, a radio transmitter and receiver unit 43.
  • the microcontroller is connected to a set of temperature end sensors 34, clogging sensors 40 filters 32 and 36 and with a registration sensor 44 position of the petals of the shut-off damper 33.
  • Elements of the integrated part of the system controls 2a are distributed in all three parts of the housing 6.
  • the mentioned microcontroller, boards with mini-block control circuits and laser diode control circuits 10 are distributed among blocks 45 located in the end part 7 near the base of the Radiator 4.
  • the built-in control system Za includes a microcontroller for checking and generating a status command.
  • the radio-transmitting device 43 and the built-in monitoring system are placed along the axis of the central output part 9 of the monoblock 1.
  • Monoblock 1 has connecting electrical and mechanical connectors.
  • the control systems 2 and control 3 of the Laser beacon also include (not shown in the figures) a remote control panel, a portable control panel located outside the monoblock 1, as well as part of the electric and information communication cables, autonomous power supplies of various designs, which can be located as in monoblock 1, and outside it.
  • the built-in part of control system 2a is connected to the built-in control system Za, there is a connector for the possibility of connecting a portable control panel of the Laser beacon.
  • the housing 6 of the monoblock 1 has covers through which the required maintenance or replacement of the failed elements of the monoblock 1 can easily be carried out, including the mini-blocks 14 of the Radiator 4, the temperature control system 5, the integrated part of the control system 2a, the integrated control system For, which simplifies maintenance and use of the laser beacon.
  • the elements of the systems and the Emitter 4 are optimally matched by weight and dimensions, which significantly reduced the weight and dimensions of the monoblock 1 of the Laser Beacon and the Emitter 4, as well as provide an optimally convenient arrangement of the elements of the systems and the Emitter 4.
  • the latter also made it possible to simplify the maintenance of the monoblock 1 of the Laser beacon.
  • the number and order of simultaneously emitting laser diodes 10 in each of the mini-blocks 14 is set by command of the control system 2 from the remote control panel, which ensures the preservation of the shape, indicatrix of radiation and determines the power of the Radiator 4 as a whole.
  • the power supply of each laser diode 10 is autonomous and is produced by the control system 2 through the control circuit of the mini-blocks 14 connected to the control circuits of the laser diodes 10.
  • the temperature regime of the laser diodes 10 in the monoblock 1 is the same due to the almost equal thermal conductivity of the structural materials of the housing 6 of the monoblock 1, the housing 11 of the Emitter 4, the housing of the mini-block 14, the canister 22 used to fix the dielectric material, the structural features of the placement of the canisters 22 and the design of the miniblock 14, ETRU 30 works with radiators 32.
  • thermoregulation system 5 according to the commands of the control system 2 generated by the readings of the terminal temperature sensors 34 in the mini-blocks 14 and their comparison with the required calculated value.
  • Bringing the temperature in the housing 11 of the Radiator 4 to the working temperature is carried out by reading the temperature values at the points of placement of the terminal temperature sensors 34, the operation of the electric fan 36, an electric heat exchanger of increased power 37 with air ducts 38, adjusting the position of the shutter flaps 33 and its temperature through the system control 2 (radio transceiver 43 and a microcontroller for checking and generating a status command of the built-in control system Za).
  • the temperature of the laser diodes 10, regulated by the technical conditions their work is carried out in all six mini-blocks 14 using ETRU 30 at an operating temperature in the monoblock case from minus 10 0 C to plus 20 0 C.
  • the position of the petals of the shut-off damper 33 is used, namely, the closed position of the shut-off damper 33 allows you to quickly warm up or cool down the internal volume of the Emitter 4 at any ambient temperature and when the Laser beacon is in standby mode for switching on, and open the position to cool the internal volume of the Radiator 4 is transmitted by air pumped by a blower fan 36 at high positive ambient temperatures, which also protects the one window 28 mini-blocks 14 from dust and dripping rain in the form of rain, snow or fog.
  • the entire volume of air used to cool or heat the Radiator 4 is filtered through replaceable coarse 35 and fine 39 filters.
  • the thermoregulation system 5 and control 2 it is possible to use the built-in monitoring system to check the integrity of the electrical circuits and the operability of the Radiator 4, the thermoregulation system 5 and control 2 by comparing the actual characteristics with those laid down in the structure, forming an integrated condition assessment and transmitting the Radiator readiness signal through the control system 2 4 to work.
  • Laser beacon operates as follows.
  • the control system 2 checks the health of the electric circuits of the mini-units 14, microcontrollers and end temperature sensors 34, the dust content of the filters 35 and 39, the position of the lobes of the shut-off damper 33, the radio-transmitting device 43, and also the control circuits of the mini-blocks 14 and laser diodes 10a and 106.
  • the thermal stabilization system 5 is brought on the operating temperature in the housing 1 monoblock from -10 0 C to +20 0 C and regulated to specifications - for laser diodes 10a and 106.
  • control system 3 In the event of a malfunction (failure to test the health of the systems), control system 3 generates a consolidated command "RADIATOR FAULT) ⁇ which is transmitted and displayed on the remote control monitor at the airport control tower.
  • "RADIATOR FAULT” When the aircraft enters the airport zone for boarding, the included heading system of three Laser beacons creates heading characters in space, providing the crew of the aircraft with the possibility of instant and visual positioning.
  • the radiation is turned off (the “RADIATOR OFF” banner lights up on the console monitor), the Laser beacon and the direction-gliding system as a whole are put into standby mode for the next turn-on, while all Laser Beacon systems are in working condition, the temperature regime is maintained optimal, the petals of the shut-off damper are either open or closed, depending on the temperature inside the emitter.
  • the radiation power of the Laser Beacon can be increased by the command of the airport controller through the remote control by switching on the third (50% increase) and fourth (100% increase) laser diodes 10a (s with a radiation wavelength of 630 nm] of each mini-block 14 (in this case, on the monitor of the remote control panel, the banners “RADIATOR IS ON IN MODE 2” or “THE RADIATOR IS ON IN MODE 3”).
  • the provision and control during operation of the temperature regime inside the monoblock 1, the emitter 4 and the mini-blocks 14 leads to a significant reduction in energy consumption by the laser beacon, to increase its reliability and durability.
  • the Laser Beacon Emitter 4 uses laser diodes 106. - of a single radiation wavelength equal to 540 nm, which is advisable to reduce the cost of the Laser beacon when working on local landing sites, with almost constant good visibility.
  • the difference with the Laser beacon of the previous example is only in the configuration of mini-blocks 14 with laser diodes 106, in the programs of the control system 2 and control system 3, which are not the subject of this application.
  • the Laser emitter is used autonomously to indicate the direction (Emitter) (see Fig. 7). It is similar to the Emitter 4 considered in Example 1 (see Figures 3-6), in which additional blocks 46 of the control and monitoring system are installed in the central cavity 15. All of the above allowed the use of the Laser Beacon and
  • the emitter at ambient temperatures in the range from minus 60 0 C to plus 80 0 C, under adverse weather conditions with their sharp changes, as it is possible to quickly rebuild their operation mode.
  • the optimum temperature is maintained in the housing 6 of the monoblock 1, in the Emitter 4 and in each of its mini-units 14. During the entire period of operation, the radiation of each laser diode 10 of the required wavelength and output power is preserved, as well as the reduction of the optical axes of the laser radiation of all laser diodes 10 v one conventional point along the axis of the emitter.
  • the laser beacon of the course-glide path system and the laser emitter as part of the Laser beacon can be used to provide landing aircraft on the runways of aerodromes, on unequipped areas, pilotage of ships in bridge spans and on difficult waterways.
  • the laser emitter can be used in lighting systems, spatial visualization in construction, show business and in education.

Abstract

The invention relates to a laser beacon for a landing glide slope system and a laser emitter for said laser beacon. Moreover said laser emitter may be used separately. The inventive laser beacon is characterised by the block-modular design thereof in accordance with the design of blocks, a thermal control system, the elements thereof, the relative positions of said components and the relationships therebetween and the control and test systems thereof. The inventive laser emitter is also characterised by the block-modular design thereof in accordance with the design of elements and blocks and the relative positions and relationships thereof. The invention makes it possible to increase the reliability and service life of the device, to reduce overall dimensions and weight thereof, improve the control of the internal temperature mode during operation, to reduce the energy consumption by the device, to ease the maintenance and use thereof, to extend the conditions of the use of the device without changing the structural design thereof, including during operation.

Description

ЛАЗЕРНЫЙ МАЯК LASER BEACON
КУРСОГЛИССАДНОЙ СИСТЕМЫ ИCOURSE SYSTEM AND
ЛАЗЕРНЫЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬLASER RADIATOR
Область техникиTechnical field
Предложение относится к оптическим устройствам систем оптической навигации, в частности, с использованием маломощных лазерных источников излучения для создания в пространстве протяженных лучей, в том числе видимых излучений, предназначенных для указания направления или цели, в частности, позволяющих экипажам летательных аппаратов визуально воспринимать протяженные лучи и определять свое местоположение в пространстве относительно глиссадной плоскости снижения и курса захода на взлетно - посадочную полосу.The proposal relates to optical devices of optical navigation systems, in particular, using low-power laser radiation sources to create extended rays in space, including visible radiation, designed to indicate the direction or target, in particular, allowing the crews of aircraft to visually perceive extended rays and determine your location in space relative to the glide path of the descent and the approach rate on the runway.
Предшествующий уровень техникиState of the art
Системы оптической навигации известны в различных выполнениях, где в качестве маяков систем оптической навигации используются мощные источники когерентного или некогерентного излучения (например, см. [Патент SU 1828036, [Самарское агрегатное производственное объединение] 13.01.1989, B64F 1/18; «Элeктpoникa: HTБ» N°3, 1999, ее. 46-49, И. Олихов, Л. Косовский «Moбильнaя лазерная трехцветная навигационная cиcтeмa» и Патент RU 2248299, 12.02.2002, B63B 51/00] ). Известные до сих пор системы для светотехнического оборудования аэропортов имеют следующие недостатки: а) во избежание ослепления экипажа источниками излучения большой плотности при заходе на посадку летательного аппарата не допускаются ошибки пилотирования естественного или субъективного характера на дальности менее 200 метров от кромки взлетно-посадочной полосы; б) значительное энергопотребление для обеспечения работоспособности при низкой надёжности системы; в) сложность технического обслуживания и замены элементов систем оптической навигации в условиях эксплуатации, необходимость облёта системы посадки при замене излучателей и оптических элементов маяков; г) гибкость известных конструкций является ограниченной, в частности, с точки зрения дальности обнаружения экипажем летательного аппарата курсоглиссадных лучей при неблагоприятных метеоусловиях.Optical navigation systems are known in various designs, where powerful sources of coherent or incoherent radiation are used as beacons of optical navigation systems (for example, see [Patent SU 1828036, [Samara Aggregate Production Association] 01/13/1989, B64F 1/18; “Electronics: HTB "N ° 3, 1999, e. 46-49, I. Olikhov, L. Kosovsky" Mobile laser three-color navigation system "and Patent RU 2248299, 12.02.2002, B63B 51/00]). Until now known systems for airport lighting equipment have the following disadvantages: a) piloting errors of a natural or subjective nature at a distance of less than 200 meters from the edge of the runway are avoided in order to avoid blinding the crew with high-density radiation sources when approaching the aircraft; b) significant energy consumption to ensure operability with low system reliability; c) the complexity of maintenance and replacement of elements of optical navigation systems under operating conditions, the need to fly over the landing system when replacing emitters and optical elements of beacons; d) the flexibility of the known structures is limited, in particular, from the point of view of the detection range of the crew of the glide and glide rays under adverse weather conditions.
Наиболее близким по технической сущности и получаемому техническому результату является лазерный маяк «Глиccaдa-04» курсоглиссадной системы посадки летательных аппаратов, используемый в международном аэропорту «Kypyмoч» (см. http://www.airport.samara.ru/. [Новости промышленности, «B Международном аэропорту "Курумоч" проводятся испытания уникальной системы посадки "Глиccaдa-04"», аэропорт "Курумоч", пресс-релиз 25 октября 2005 г.]). Лазерный маяк «Глиccaдa-04» содержит моноблок, в корпусе которого размещены излучатель, система подогрева, включая электроподогрев выходного стекла корпуса излучателя, и система управления с радиоприёмопередающим устройством, схемой управления модулями, соединенной со схемами управления лазерными диодами. Излучатель включает корпус, лазерные модули, каждый из которых содержит лазерный диод и выходной коллиматор. Лазерные модули выполнены с возможностью настройки лучей лазерных диодов на удаленную точку и предусмотрен механизм их жесткой фиксации. Потребляемая мощность одного маяка - 100 Вт, габариты одного маяка 1000cмx500cмx350cм, долговечность - 5-7 лет, обслуживать систему могут всего 2 человека.The closest in technical essence and the obtained technical result is the Gliccada-04 laser beacon of the directional glide landing system used at the Kypymoch international airport (see http://www.airport.samara.ru/. [Industry News, “At the Kurumoch International Airport, tests are carried out on the unique landing system Glycada-04,” Kurumoch Airport, press release October 25, 2005]). The Glycada-04 laser beacon contains a monoblock, in which the emitter is placed, a heating system, including electric heating of the output glass of the emitter case, and a control system with a radio-transmitting device, a module control circuitry connected to laser diode control circuits. The emitter includes a housing, laser modules, each of which contains a laser diode and an output collimator. Laser modules are configured to adjust the laser diode beams to a remote point and a mechanism for their rigid fixation is provided. Power consumption of one beacon - 100 W, dimensions of one beacon 1000cmx500cmx350cm, durability - 5-7 years, only 2 people can serve the system.
Основными достоинствами известного лазерного маяка «Глиccaдa-04» являются увеличение экономичности, долговечности и надежности в эксплуатации по сравнению с ранее известными, повышение точности наведения по курсу и глиссаде, снижение влияния на зрение экипажей, возможность осуществлять посадку воздушного судна в условиях максимально плохой видимости (в сумерках, ночью, при плохой погоде), обеспечение безопасности полетов, уменьшение габаритов, веса изделия. В то же время в лазерном маяке «Глиccaдa-04» - прототипе ограничено дальнейшее наращивание мощности излучения, увеличение его надежности, долговечности, уменьшение энергопотребления. Сложно его техническое обслуживание, замена его элементов в условиях эксплуатации и необходим облёт системы посадки при замене излучателей и оптических элементов лазерного маяка «Глиccaдa-04». Кроме того, также как в известных ранее лазерных маяках гибкость его конструкций является ограниченной, в частности, с точки зрения дальности обнаружения экипажем летательного аппарата курсоглиссадных лучей при неблагоприятных метеоусловиях.The main advantages of the well-known Glycada-04 laser beacon are the increase in profitability, durability and operational reliability compared to previously known ones, increase in accuracy of guidance on course and glide path, decrease in the crew’s vision, the ability to land aircraft in conditions of extremely poor visibility ( at dusk, at night, in bad weather), ensuring flight safety, reducing the size, weight of the product. At the same time, in the Glycada-04 laser beacon - prototype, further increase in radiation power, increase in its reliability, durability, and reduction in energy consumption are limited. It is difficult to maintain it, replace its elements under operating conditions, and it is necessary to fly over the landing system when replacing the emitters and optical elements of the Glicada-04 laser beacon. In addition, as in previously known laser beacons, the flexibility of its structures is limited, in in particular, from the point of view of the range of detection by the crew of the aircraft of course-glide path rays under adverse weather conditions.
Известны лазерные излучатели для указания направления (см., например, [Патент US 5394430, 28.02.1995, H01S 3/08 и Патент RU 2315405, 08.06.2006, H01S 5/022]).Known laser emitters to indicate the direction (see, for example, [Patent US 5394430, 02.28.1995, H01S 3/08 and Patent RU 2315405, 06/08/2006, H01S 5/022]).
Наиболее близким по технической сущности и получаемому техническому результату является лазерный излучатель для указания направления (см. [Патент RU 2315405, 08.06.2006, H01S 5/022]), включающий корпус, имеющий разъёмы для подключения блока питания, и крышку с выходным окном, расположенным под углом к направлению выходного излучения. В корпусе имеется по крайней мере два лазерных модуля. В корпусе каждого модуля расположены полупроводниковый лазерный диод и коллиматор/объектив, установленный с возможностью его перемещения вдоль оптической оси. Лазерные модули размещены в индивидуальные ячейки, выполненные в едином держателе из теплопроводящего материала. В каждой ячейке имеется механизм фиксации положения лазерного модуля в ячейке, обеспечивающий угловое перемещение лазерного модуля относительно корпуса излучателя. Имеются термохолодильники, одним основанием соединенные с держателем, а другим - жестко соединенные с радиатором со стороны его внутренней поверхности. Радиатор встроен в корпус лазерного излучателя со стороны его задней стенки для дополнительного отвода тепла. Модули расположены с возможностью обеспечения максимальной плотности выходного излучения. Имеются нагреватель корпуса излучателя, плата контроля и управления температурой лазерных модулей, схема управления модулями, соединенная со схемами управления лазерными диодами. Корпус лазерного модуля имеет сопряженные участки внешней поверхности сферической и цилиндрической форм, а механизм фиксации лазерного модуля в ячейке держателя выполнен с возможностью перемещения лазерного модуля относительно держателя вдоль направления излучения модуля и состоит из двух шайб с внутренней поверхностью сферической формы, сопрягаемой со сферическим участком поверхности корпуса модуля, одна из которых имеет резьбовое соединение с ячейкой держателя, и гайки, также имеющей резьбовое соединение с ячейкой держателя, обеспечивающей фиксацию положения сферического участка корпуса модуля между шайбами. Модули располагаются симметрично с двух сторон продольной оси симметрии, перпендикулярной выводу излучения. Основными достоинствами известного лазерного излучателя являются получение лазерного излучения с большой мощностью и, что самое главное, увеличение плотности оптической мощности в лазерном луче по сравнению с известными аналогами, как минимум, в 0,6N раз (где N количество лазерных модулей в излучателе). Излучатель отличается повышенной надежностью, т.к. выход из строя одного из модулей уменьшает мощность излучения всего устройства только на 1/N часть. Конструкция излучателя в целом является более устойчивой к климатическим воздействиям, при этом обеспечение герметичности корпуса и наличие системы нагрева корпуса и возможности охлаждения блока лазерных модулей термохолодильниками в сочетании с автоматическим поддержанием заданной температуры блока лазерных модулей при крайних отрицательных температурах расширяет области применения данной конструкции. Возможно обеспечение рабочего диапазона температур - от минус 400C до плюс 500C. В то же время в известной конструкции лазерного излучателя затруднено дальнейшее наращивание мощности излучения, увеличение его надежности, долговечности, уменьшение энергопотребления. Определяется это конструкцией излучателя и не достаточно эффективной терморегуляцией рабочей температуры в излучателе. Кроме того, весьма сложен механизм юстировки. Нет возможности сменить лазерные модули в процессе эксплуатации, требуется смена всего держателя.The closest in technical essence and the obtained technical result is a laser emitter for indicating the direction (see [Patent RU 2315405, 06/08/2006, H01S 5/022]), including a housing having connectors for connecting the power supply, and a cover with an exit window, located at an angle to the direction of the output radiation. There are at least two laser modules in the housing. A semiconductor laser diode and a collimator / lens mounted with the possibility of its movement along the optical axis are located in the housing of each module. Laser modules are placed in individual cells made in a single holder of heat-conducting material. Each cell has a mechanism for fixing the position of the laser module in the cell, which ensures the angular movement of the laser module relative to the case of the emitter. There are thermo-refrigerators connected on one base to the holder, and on the other, rigidly connected to the radiator from the side of its inner surface. A radiator is built into the laser emitter housing from the side of its rear wall for additional heat removal. The modules are arranged to provide maximum output radiation density. There is a heater for the emitter housing, a board for monitoring and controlling the temperature of the laser modules, a module control circuit connected to the laser diode control circuits. The laser module housing has mating sections of the outer surface of a spherical and cylindrical shape, and the mechanism for fixing the laser module in the holder cell is made with the possibility of moving the laser module relative to the holder along the radiation direction of the module and consists of two washers with an inner surface of a spherical shape mating with a spherical section of the housing surface modules, one of which has a threaded connection to the holder cell, and a nut, also having a threaded connection to the holder cell, both ensures, fixing the position of the spherical portion of the housing of the module between the washers. The modules are located symmetrically on both sides of the longitudinal axis of symmetry perpendicular to the output of radiation. The main advantages of the known laser emitter are the generation of laser radiation with high power and, most importantly, an increase in the optical power density in the laser beam by at least 0.6 N times (where N is the number of laser modules in the emitter) as compared with the known analogues. The emitter is characterized by increased reliability, because failure of one of the modules reduces the radiation power of the entire device by only 1 / N part. The design of the emitter as a whole is more resistant to climatic influences, while ensuring the tightness of the housing and the presence of a heating system for the housing and the possibility of cooling the laser module unit with thermo-refrigerators in combination with automatic maintenance of the set temperature of the laser module unit at extreme negative temperatures expands the scope of this design. It is possible to provide a working temperature range from minus 40 0 C to plus 50 0 C. At the same time, in the known design of the laser emitter, it is difficult to further increase the radiation power, increase its reliability, durability, and reduce energy consumption. This is determined by the design of the emitter and not sufficiently effective thermoregulation of the operating temperature in the emitter. In addition, the adjustment mechanism is very complicated. There is no way to change the laser modules during operation, you need to change the entire holder.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Техническим результатом предложенного лазерного маяка курсоглиссадной системы посадки является увеличение надежности и долговечности, уменьшение габаритов, веса, улучшение управления внутренним температурным режимом в процессе работы, улучшение управляемости и контроля, уменьшение энергопотребления изделия, упрощение обслуживания и пользования, расширение условий применяемости без изменения его конструкции, в том числе в процессе работы.The technical result of the proposed laser beacon of a directional glide landing system is to increase reliability and durability, reduce dimensions, weight, improve control of the internal temperature regime during operation, improve manageability and control, reduce power consumption of the product, simplify maintenance and use, expand conditions of applicability without changing its design, including in the process of work.
Техническим результатом предложенного лазерного излучателя для указания направления является увеличение надежности и долговечности, уменьшение габаритов, веса, улучшение управления внутренним температурным режимом в процессе работы, улучшение управляемости и контроля, уменьшение энергопотребления изделия, упрощение обслуживания и пользования, расширение условий применяемости без изменения его конструкции, в том числе в процессе работы.The technical result of the proposed laser emitter to indicate the direction is to increase reliability and durability, reduce dimensions, weight, improve control of the internal temperature regime during operation, improve manageability and control, reduce power consumption of the product, simplify maintenance and use, expanding the conditions of applicability without changing its design, including during operation.
В первом случае поставленная задача решается тем, что предложен лазерный маяк курсоглиссадной системы посадки летательных аппаратов, включающий моноблок с цилиндрическим разъёмным корпусом, имеющим по крайней мере торцевую, среднюю и выходную части, и содержащий, размещённые в средней части корпуса моноблока, излучатель, включающий корпус по крайней мере с двумя кюветами, со съёмным миниблоком с корпусом в каждой кювете, стенками корпусов миниблоков по центральной оси излучателя образована полость заданного объёма, в каждом миниблоке имеется по крайней мере один протяженный пенал с индивидуальными лазерным диодом в основании пенала и выходным коллиматором, размещенным в выходной части пенала, в основании и выходной части миниблока имеются соосные отверстия для крепления пенала после его предварительной юстировки, причем при работе лазерного маяка оптические оси лазерных излучений всех лазерных диодов сведены в одной условной точке по оси излучателя, систему терморегуляции, включающую электротерморегулирующие устройства по числу миниблоков, причем основание соответствующего миниблока размещено на рабочей поверхности соответствующего электротерморегулирующего устройства, отсечную заслонку, расположенную между выходными торцами моноблока и излучателя, параллельно им, с возможностью электроподогрева контура заслонки, электрическое теплообменное устройство, помещенное в торцевой части корпуса моноблока, а также совокупность оконечных температурных датчиков, часть которых размещена в миниблоках около каждого пенала в непосредственной близости к лазерному диоду в нём, другая часть заданным образом распределена по всему объёму моноблока, систему управления со встроенной частью системы управления, размещённой в моноблоке и включающей микроконтроллер формирования управляющих команд по значениям фактических температур в каждом миниблоке и контролируемых точках объема моноблока, соединенный с совокупностью оконечных датчиков температуры и засоренности фильтров и с датчиком регистрации положения лепестков отсечной заслонки, схему управления миниблоками, соединенную со схемами управления лазерными диодами, радиоприёмопередающее устройство, и частью системы управления, внешней, размещенной вне моноблока, и систему контроля со встроенной системой контроля, размещённой в моноблоке, включающей микроконтроллер проверки и формирования команды состояния, и частью системы контроля, внешней, размещенной вне моноблока, системы управления и контроля соединены между собой, с элементами системы терморегуляции и излучателя.In the first case, the task is solved by the fact that a laser beacon of a directional glide landing system for aircraft is proposed, including a monoblock with a cylindrical detachable housing having at least an end, a middle and an output part, and containing a transmitter comprising the housing located in the middle of the monoblock housing with at least two cuvettes, with a removable mini-block with a body in each cuvette, walls of the mini-block cases along the central axis of the emitter, a cavity of a given volume is formed, in each mini-block there is at least one extended pencil case with an individual laser diode in the base of the pencil case and an output collimator located in the output part of the pencil case, in the base and output part of the mini-block there are coaxial holes for fastening the pencil case after its preliminary alignment, and when the laser beacon is operating, the optical axes of laser radiation all laser diodes are brought together in one conditional point along the axis of the emitter, a thermoregulation system, including electrothermological control devices according to the number of miniblocks, and the base of the present mini-block is placed on the working surface of the corresponding electrothermal control device, a shut-off damper located between the output ends of the monoblock and the emitter, parallel to them, with the possibility of electrically heating the damper circuit, an electric heat exchanger placed in the end of the monoblock body, as well as a set of terminal temperature sensors, some of which placed in mini-blocks near each pencil case in close proximity to the laser diode in it, the other part specified by distributed at once over the entire volume of the monoblock, a control system with an integrated part of the control system located in the monoblock and including a microcontroller for generating control commands according to the values of the actual temperatures in each miniblock and monitored points of the monoblock volume, connected to a set of terminal temperature sensors and filter clogging and with a registration sensor position of the shutter flap petals, mini-block control circuitry connected to laser diode control circuits, radio receiver giving device and part of the control system external allocated is monobloc and control system with integrated control system, placed in a monoblock consisting microcontroller checks and the formation of the state command, and part of the control system, external, located outside the monoblock, the control and control systems are interconnected, with elements of the thermoregulation system and emitter.
Основное отличие предложенного лазерного маяка курсоглиссадной системы посадки летательных аппаратов (далее «Лaзepный мaяк») от прототипа, его новизна и неочевидность заключаются в его блочно-модульном исполнении в совокупности с выбором и исполнением элементов, блоков, систем, их взаимном размещении и с помещением лазерного модуля (лазерный диод - выходной коллиматор) в предложенный пенал сменного миниблока, который и позволил значительно упростить удаление и замену (при необходимости) лазерного диода, а также упростить устройство юстировки и обеспечить значительное упрощение и повышение точности способа юстировки. Это обеспечивает упрощенную заменяемость элементов, управляемость и контроль. При весьма различных температурах окружающей среды: от минус 600C до плюс 800C Излучатель даёт возможность создать требуемый рабочий температурный режим в корпусе моноблока (от минус 100C до плюс 200C) для обеспечения требуемой температуры работы лазерных диодов для сохранения в процессе работы Излучателя стабильности мощности излучения, длины волны и точности юстировки. Суперпозиция излучения лазерных диодов, преимущественно маломощных, как каждого миниблока, так и излучателя моноблока в целом, обеспечивает образование пространственно - протяженных светящихся ориентиров, обозначающих глиссадную плоскость и курс захода на посадку. Яркость свечения, углы наклонов и длина ориентиров обеспечивают экипаж летательного аппарата достаточной полноты информацией для мгновенной оценки местоположения в пространстве. Низкая совокупная плотность излучения Лазерного маяка безопасна для органов зрения экипажа летательного аппарата даже при прямом попадании в пятно излучения на любом расстоянии от излучателя. Совокупность признаков Лазерного маяка обеспечила достижение поставленного технического результата. В зависимости от поставленных технических задач технический результат достигается также тем, чтоThe main difference between the proposed laser beacon of the directional glide landing system of aircraft (hereinafter referred to as the “Lighthouse Lighthouse”) from the prototype, its novelty and non-obviousness lies in its block-modular design in conjunction with the selection and execution of elements, blocks, systems, their mutual placement and with the laser room module (laser diode - output collimator) into the proposed pencil case of a replaceable mini-block, which allowed to significantly simplify the removal and replacement (if necessary) of the laser diode, as well as to simplify the device ovki and provide significant simplification and improvement of the accuracy of the alignment process. This provides simplified element interchangeability, controllability and control. At very different ambient temperatures: from minus 60 0 C to plus 80 0 C, the Emitter makes it possible to create the required operating temperature regime in the monoblock case (from minus 10 0 C to plus 20 0 C) to ensure the required operating temperature of laser diodes for preservation in during operation of the Emitter, stability of radiation power, wavelength, and alignment accuracy. The superposition of the radiation of laser diodes, mainly low-power, of both each mini-block and the monoblock radiator as a whole, provides the formation of spatially-extended luminous landmarks indicating the glide path and approach path. The brightness of the glow, the angles of inclination and the length of the landmarks provide the crew of the aircraft with sufficient information for an instant assessment of the location in space. The low aggregate radiation density of the Laser beacon is safe for the organs of vision of the aircraft crew, even if it directly hits the radiation spot at any distance from the emitter. The combination of features of the Laser beacon ensured the achievement of the technical result. Depending on the technical tasks, the technical result is also achieved by the fact that
- лазерные диоды при работе излучают на одинаковой длине волны;- laser diodes during operation emit at the same wavelength;
- лазерные диоды при работе излучают на разных длинах волн;- laser diodes during operation emit at different wavelengths;
- длина волны излучения лазерных диодов находится в видимом диапазоне излучения; - установлены лазерные диоды малой мощности с высокими ресурсом работы и надежностью.- the wavelength of the laser diodes is in the visible range of radiation; - installed laser diodes of low power with high service life and reliability.
Технический результат достигается также тем, что пеналы с лазерными диодами, при работе излучающими на большей длине волны, помещены на одной окружности большего радиуса относительно центральной продольной оси излучателя, а пеналы с лазерными диодами, при работе излучающими на меньшей длине волны, помещены на другой окружности меньшего радиуса относительно центральной продольной оси излучателя.The technical result is also achieved by the fact that pencil cases with laser diodes, when operating emitting at a longer wavelength, are placed on one circle of a larger radius relative to the central longitudinal axis of the emitter, and pencil cases with laser diodes, when operating emitting at a shorter wavelength, are placed on another circle smaller radius relative to the central longitudinal axis of the emitter.
Технический результат достигается также тем, что продольные оси кювет и миниблоков параллельны совпадающим продольным осям излучателя и моноблока.The technical result is also achieved by the fact that the longitudinal axis of the cuvette and the mini-blocks are parallel to the coincident longitudinal axes of the emitter and the monoblock.
Технический результат достигается также тем, что со стороны вывода излучения пенал имеет наконечник в форме конуса, самоцентрирующийся в конической выемке выходного отверстия миниблока, внутри которой выходной коллиматор закреплен на заданном расстоянии от лазерного диода по оптической оси лазерного излучения, с противоположной стороны в основании пенала имеется наконечник с лазерным диодом и выводами питания и управления с наружной поверхностью в форме эллипсоида вращения с пазами, например, с четырьмя,The technical result is also achieved by the fact that, on the radiation output side, the pencil case has a cone-shaped tip, self-centering in the conical recess of the mini-block outlet, inside which the output collimator is fixed at a given distance from the laser diode along the optical axis of the laser radiation, on the opposite side there is a pencil base a tip with a laser diode and power and control leads with an outer surface in the form of an ellipsoid of revolution with grooves, for example, with four,
(возможно от трёх до семи) жестко закреплённый между стенками отверстия в основании миниблока диэлектрическим материалом с высокой теплопроводностью. Кроме того, в пазах могут находиться клинья, ранее использованные для проведения юстировки. Предложенное позволило значительно упростить как устройство юстировки, так и её проведение, повысить её точность. При необходимости упрощается удаление и смена лазерных диодов из заменяемых миниблоков.(possibly from three to seven) rigidly fixed between the walls of the hole in the base of the miniblock by a dielectric material with high thermal conductivity. In addition, wedges previously used for alignment may be in the grooves. The proposed allowed us to significantly simplify both the adjustment device and its implementation, to increase its accuracy. If necessary, the removal and replacement of laser diodes from replaceable mini-blocks is simplified.
Технический результат достигается также тем, что излучатель имеет правильный п - гранный корпус, за каждой гранью которого размещена кювета с миниблоком, где п равно по крайней мере трём.The technical result is also achieved by the fact that the emitter has a regular p - faceted body, behind each face of which there is a cuvette with a mini-block, where n is at least three.
Предложено, чтобы перпендикулярно выводу излучения поперечное сечение каждой кюветы и соответствующего миниблока имело форму трапеции с меньшим основанием ближе к центру излучателя, образуя упомянутую центральную полость и дополнительные полости между корпусами излучателя и моноблока, что позволяет уменьшить влияние температуры внешней среды на работу излучателя и всех элементов моноблока и обеспечить работоспособность с постоянной мощностью излучения на более широком интервале температур окружающей среды.It is proposed that, perpendicular to the radiation output, the cross section of each cuvette and the corresponding miniblock has the shape of a trapezoid with a smaller base closer to the center of the emitter, forming the said central cavity and additional cavities between the emitter and monoblock housings, which reduces the influence of the ambient temperature on the operation of the emitter and all elements monoblock and ensure operability with constant radiation power over a wider range of ambient temperatures.
Возможно создавать корпуса излучателя с различным числом граней, которое зависит от поставленных решаемых задач. Шести- и восьмигранные корпуса излучателя позволяют при небольших габаритах моноблока разместить требуемое число лазерных диодов, создающих необходимую плотность излучаемой мощности при оптимизации температурного режима и потребляемой мощности. Предложено излучатель выполнять шестигранным, за каждой его гранью в кювете помещен соответствующий миниблок с четырьмя пеналами; при этом три пенала с лазерными диодами, излучающими при работе на одной большей длине волны, расположены на дуге одной окружности большего радиуса относительно центральной продольной оси излучателя, а один пенал с лазерным диодом, излучающим при работе на меньшей длине волны, расположен на условной дуге другой окружности меньшего радиуса относительно центральной продольной оси излучателя.It is possible to create emitter enclosures with a different number of faces, which depends on the assigned tasks. Six- and octahedral emitter cases allow for the small size of the monoblock to place the required number of laser diodes, which create the necessary density of the radiated power while optimizing the temperature regime and power consumption. It is proposed that the emitter be made hexagonal, for each facet in the cuvette there is a corresponding miniblock with four canisters; in this case, three pencil cases with laser diodes emitting during operation at the same longer wavelength are located on an arc of one circle of a larger radius relative to the central longitudinal axis of the emitter, and one pencil case with a laser diode emitting during operation at a shorter wavelength is located on a conventional arc of the other circles of smaller radius relative to the central longitudinal axis of the emitter.
Технический результат достигается также тем, что в излучателе каждый миниблок имеет просветленное электроподогреваемое выходное окно для улучшения вывода излучения и уменьшения зависимости от температуры внешней среды. Кроме того, в каждом миниблоке выходное окно расположено под заданным углом к направлению излучения, для исключения попадания отраженного излучения в пеналы.The technical result is also achieved by the fact that in the emitter, each mini-block has an enlightened electrically heated output window to improve the output of radiation and reduce the dependence on the temperature of the external environment. In addition, in each mini-block the output window is located at a predetermined angle to the direction of radiation, to prevent reflected radiation from entering the canisters.
Технический результат достигается также тем, что выходная поверхность моноблока помещена на заданном расстоянии от выходных окон миниблоков излучателя, что препятствует попаданию осадков, пыли и т.д. на выходные окна миниблоков.The technical result is also achieved by the fact that the output surface of the monoblock is placed at a predetermined distance from the output windows of the mini-blocks of the emitter, which prevents the ingress of precipitation, dust, etc. on exit windows of mini-blocks.
Технический результат достигается также тем, что радиаторы электротерморегулирующих устройств всех миниблоков расположены в упомянутой центральной полости, что позволяет уменьшить габариты излучателя и моноблока, а также улучшает терморегуляцию лазерных диодов и обеспечивает стабильность их длин волн излучения в течение всего периода работы.The technical result is also achieved by the fact that the radiators of the electrothermal control devices of all mini-blocks are located in the aforementioned central cavity, which makes it possible to reduce the dimensions of the emitter and the monoblock, and also improves the thermoregulation of laser diodes and ensures the stability of their radiation wavelengths throughout the entire period of operation.
В предложенном варианте технический результат достигается также тем, что в торцевой части корпуса моноблока в системе терморегуляции имеются фильтр грубой очистки воздуха, являющийся торцом корпуса моноблока, рядом с ним, внутри моноблока размещен электровентилятор, упомянутое электрическое теплообменное устройство помещено в среднем сечении разъёмного воздушного короба, также имеется фильтр тонкой очистки воздуха, расположенный вблизи основания излучателя, фильтры оснащены датчиками засоренности, при этом мощность электротерморегулирующего устройства значительно меньше мощности электрического теплообменного устройства. Предложенная система терморегуляции позволяет обеспечить стабильную работу моноблока в большем диапазоне температур внешней среды.In the proposed embodiment, the technical result is also achieved by the fact that in the end part of the monoblock case in the thermal control system there is a rough air filter, which is the end face of the monoblock case, next to it, inside the monoblock there is an electric fan, the mentioned electric the heat exchanger is located in the middle section of the split air box, there is also a fine air filter located near the base of the emitter, the filters are equipped with clogging sensors, while the power of the electrothermal control device is much less than the power of the electric heat exchanger. The proposed thermoregulation system allows for stable operation of the monoblock in a wide range of ambient temperatures.
Технический результат достигается также тем, что оконечные температурные датчики преимущественно размещены на наружной поверхности основания излучателя, противоположной выводу излучения, в корпусе излучателя на уровне выходного окна, у боковых стенок моноблока, на отсечной заслонке, у основания моноблока, противоположного выводу излучения.The technical result is also achieved by the fact that the terminal temperature sensors are mainly located on the outer surface of the emitter base, opposite the radiation output, in the emitter housing at the level of the output window, at the side walls of the monoblock, on the shut-off valve, at the base of the monoblock, opposite the radiation output.
Технический результат достигается также тем, что радиоприёмопередающее устройство и встроенная система контроля помещены по оси центральной выходной части моноблока.The technical result is also achieved by the fact that the radio transceiver and the built-in monitoring system are placed along the axis of the central output part of the monoblock.
Технический результат достигается также тем, что торцевая и средняя части корпуса моноблока выполнены пылевлагозащищенными.The technical result is also achieved by the fact that the end and middle parts of the monoblock body are made dust and water tight.
Технический результат достигается тем, что все системы и устройства, размещенные в торцевой и выходных частях, соединены с системами и устройствами средней части Лазерного маяка разъёмными электрическими и информационными кабелями.The technical result is achieved by the fact that all systems and devices located in the end and output parts are connected to the systems and devices of the middle part of the Laser beacon with detachable electric and information cables.
Технический результат достигается также тем, что встроенная часть системы управления и встроенная система контроля соединены друг с другом, с возможностью подключения переносного пульта контроля Лазерного маяка. Следует заметить, что дистанционный пульт управления курсоглиссадной системой в целом и каждым Лазерным маяком системы в отдельности, как элемент внешней системы управления и внешней системы контроля, будет находиться на рабочем месте диспетчера аэропорта.The technical result is also achieved by the fact that the built-in part of the control system and the built-in control system are connected to each other, with the possibility of connecting a portable control panel of the Laser beacon. It should be noted that the remote control panel for the course-glide path system as a whole and each Laser beacon of the system separately, as an element of an external control system and an external control system, will be located at the workplace of the airport dispatcher.
Существо предложенного нового и неочевидного Лазерного маяка курсоглиссадной системы посадки состоит в совокупности предложенного излучателя со съёмными миниблоками, содержащими предложенные пеналы с лазерными диодами, с упрощённой возможностью удаления и замены последних, с обеспечением использования упрощенного юстирующего устройства и упрощенной юстировки пенала, с предложенными системами терморегуляции и управления и встроенной системой контроля, помещёнными и неотъемлемо связанными с излучателем и его элементами и друг с другом.The essence of the proposed new and non-obvious Laser beacon of the course-glide path landing system consists of the proposed emitter with removable mini-blocks containing the proposed pencil cases with laser diodes, with a simplified ability to remove and replace the latter, with the use of a simplified alignment device and a simplified adjustment of the pencil case, with the proposed thermal control systems and management and integrated control system, placed and inherently connected with the emitter and its elements and with each other.
Нами достигнут упомянутый технический результат - увеличение надежности и долговечности, уменьшение габаритов, веса, энергопотребления изделия, упрощение обслуживания и пользования, расширение условий применяемости предложенного Лазерного маяка.We have achieved the aforementioned technical result - increasing reliability and durability, reducing the dimensions, weight, energy consumption of the product, simplifying maintenance and use, expanding the conditions of applicability of the proposed Laser beacon.
Техническая реализация решений лазерного маяка, основана на известных базовых технических и технологических процессах, которые к настоящему времени хорошо разработаны и широко применяются. Предложение удовлетворяет критерию «пpoмышлeннaя применимость)).The technical implementation of laser beacon solutions is based on well-known basic technical and technological processes that are currently well developed and widely used. The proposal satisfies the criterion of “intended applicability)).
Во втором случае поставленная задача решается тем, что предложен лазерный излучатель для указания направления, включающий корпус по крайней мере с двумя кюветами, со съёмным миниблоком с корпусом в каждой кювете, стенками корпусов миниблоков по центральной оси излучателя образована полость заданного объёма, в каждом миниблоке имеется по крайней мере один протяженный пенал с индивидуальными лазерным диодом в основании пенала и выходным коллиматором, размещенным в выходной части пенала, в основании и выходной части миниблока имеются соосные отверстия для крепления пенала после его предварительной юстировки, причем при работе лазерного маяка оптические оси лазерных излучений всех лазерных диодов сведены в одной условной точке по оси излучателя, основание соответствующего миниблока размещено на рабочей поверхности соответствующего - электротерморегулирующего устройства, по крайней мере по одному оконечному температурному датчику размещено в каждом миниблоке около каждого пенала в непосредственной близости к лазерному диоду в нём, каждый датчик соединен с микроконтроллером системы управления и контроля, включающей схему управления миниблоками, соединённую со схемами управления лазерными диодами.In the second case, the task is solved by the fact that the proposed laser emitter to indicate the direction, comprising a housing with at least two cuvettes, with a removable mini-block with a casing in each cuvette, the walls of the mini-blocks along the central axis of the radiator have a cavity of a given volume, each mini-block has at least one extended pencil case with an individual laser diode in the base of the pencil case and an output collimator located in the output part of the pencil case, there are co clear holes for attaching the pencil case after its preliminary alignment, moreover, when the laser beacon is operating, the optical axis of the laser radiation of all laser diodes are brought together at one conditional point along the axis of the emitter, the base of the corresponding miniblock is placed on the working surface of the corresponding electrothermal control device, at least one terminal temperature a sensor is located in each miniblock near each pencil case in close proximity to the laser diode in it, each sensor is connected to a microcontroller the scooter of a control and monitoring system including a mini-block control circuit connected to laser diode control circuits.
Основное отличие предложенного лазерного излучателя (далее «Излyчaтeль») от прототипа, его новизна и неочевидность в его модульном исполнении в совокупности с выбором и исполнением элементов, их взаимном размещении и с помещением лазерного модуля (лазерный диод - выходной коллиматор) в предложенный пенал сменного миниблока, который и позволил значительно упростить удаление и замену (при необходимости) лазерного диода, а также упростить устройство юстировки и обеспечить значительное упрощение и повышение точности способа юстировки. Это обеспечивает упрощенную заменяемость элементов, управляемость и контроль. При весьма различных температурах окружающей среды: от минус 600C до плюс 800C Излучатель даёт возможность создать требуемый рабочий температурный режим внутри его корпуса (от минус 100C до плюс 200C) для обеспечения требуемой температуры работы лазерных диодов для сохранения в процессе работы Излучателя стабильности мощности излучения, длины волны и точности юстировки. Суперпозиция излучения лазерных диодов, преимущественно маломощных, как каждого миниблока, так и Излучателя в целом, обеспечивает образование пространственно - протяженных светящихся ориентиров, обозначающих глиссадную плоскость и курс захода на посадку. Низкая совокупная плотность излучения Излучателя безопасна для органов зрения экипажа летательного аппарата даже при прямом попадании в пятно излучения на любом расстоянии от излучателя. Совокупность признаков Излучателя обеспечила достижение поставленного технического результата.The main difference between the proposed laser emitter (hereinafter referred to as the “Transmitter”) from the prototype, its novelty and non-obviousness in its modular design in conjunction with the selection and execution of the elements, their mutual placement and with the placement of the laser module (laser diode - output collimator) in the proposed pencil case of a replaceable mini-block , which made it possible to greatly simplify the removal and replacement (if necessary) of the laser diode, as well as to simplify the alignment device and provide significant simplification and improving the accuracy of the alignment method. This provides simplified element interchangeability, controllability and control. At very different ambient temperatures: from minus 60 0 C to plus 80 0 C, the Emitter makes it possible to create the required operating temperature regime inside its case (from minus 10 0 C to plus 20 0 C) to ensure the required operating temperature of laser diodes for preservation in during operation of the Emitter, stability of radiation power, wavelength, and alignment accuracy. The superposition of the radiation of laser diodes, mainly of low power, of both each mini-block and the Emitter as a whole, provides the formation of spatially extended luminous landmarks indicating the glide path and the approach course. The low total radiation density of the Emitter is safe for the organs of vision of the crew of the aircraft even when it directly hits the radiation spot at any distance from the emitter. The set of characteristics of the Emitter provided the achievement of the technical result.
В зависимости от поставленных технических задач технический результат достигается также тем, чтоDepending on the technical tasks, the technical result is also achieved by the fact that
- лазерные диоды при работе излучают на одинаковой длине волны;- laser diodes during operation emit at the same wavelength;
- лазерные диоды при работе излучают на разных длинах волн; - длина волны излучения лазерных диодов находится в видимом диапазоне излучения;- laser diodes during operation emit at different wavelengths; - the wavelength of the laser diodes is in the visible range of radiation;
- установлены лазерные диоды малой мощности с высокими ресурсом работы и надежностью.- installed laser diodes of low power with high service life and reliability.
Технический результат достигается также тем, что пеналы с лазерными диодами, при работе излучающими на большей длине волны, помещены по большей окружности Излучателя, а пеналы с лазерными диодами, при работе излучающими на меньшей длине волны, помещены ближе к центру Излучателя.The technical result is also achieved by the fact that pencil cases with laser diodes, when operating emitting at a longer wavelength, are placed along the greater circumference of the Emitter, and pencil cases with laser diodes, when operating emitting at a shorter wavelength, are placed closer to the center of the Emitter.
Технический результат достигается также тем, что продольные оси кювет и миниблоков параллельны продольной оси Излучателя. Технический результат достигается также тем, что со стороны вывода излучения пенал имеет наконечник в форме конуса, самоцентрирующийся в конической выемке выходного отверстия миниблока, внутри которой выходной коллиматор закреплен, например, специальной гайкой со сферической поверхностью на заданном расстоянии от лазерного диода по оптической оси лазерного излучения, с противоположной стороны в основании пенала имеется наконечник с лазерным диодом и выводами питания и управления с наружной поверхностью в форме эллипсоида вращения с пазами, например, с четырьмя, жестко закреплённый между стенками отверстия в основании миниблока диэлектрическим материалом с высокой теплопроводностью. Кроме того, в пазах могут находиться клинья, ранее использованные для проведения юстировки. Предложенное позволило значительно упростить как устройство юстировки, так и её проведение, повысить её точность. При необходимости упрощается удаление и смена лазерных диодов из заменяемых миниблоков.The technical result is also achieved by the fact that the longitudinal axis of the cuvette and mini-blocks are parallel to the longitudinal axis of the Emitter. The technical result is also achieved by the fact that on the radiation output side, the pencil case has a cone-shaped tip, self-centering in the conical recess of the mini-block outlet, inside which the output collimator is fixed, for example, with a special nut with a spherical surface at a specified distance from the laser diode along the optical axis of the laser radiation , on the opposite side at the base of the pencil case there is a tip with a laser diode and power and control leads with an outer surface in the form of an ellipsoid of revolution with grooves, for example, four, rigidly fixed between the walls of the hole in the base of the miniblock by a dielectric material with high thermal conductivity. In addition, wedges previously used for alignment may be in the grooves. The proposed allowed us to significantly simplify both the adjustment device and its implementation, to increase its accuracy. If necessary, the removal and replacement of laser diodes from replaceable mini-blocks is simplified.
Технический результат достигается также тем, что Излучатель имеет правильный п - гранный корпус, за каждой гранью которого размещена кювета с миниблоком, где п равно по крайней мере трём.The technical result is also achieved by the fact that the Emitter has a regular p - faceted body, behind each face of which there is a cuvette with a mini-block, where n is at least three.
Предложено, чтобы перпендикулярно выводу излучения поперечное сечение каждой кюветы и соответствующего миниблока имело форму трапеции с меньшим основанием ближе к центру Излучателя, образуя упомянутую центральную полость и дополнительные полости между корпусами Излучателя и миниблоков, что позволяет уменьшить влияние температуры внешней среды на работу Излучателя и обеспечить работоспособность с постоянной мощностью излучения на более широком интервале температур окружающей среды.It is proposed that, perpendicular to the radiation output, the cross section of each cuvette and the corresponding miniblock has the shape of a trapezoid with a smaller base closer to the center of the Radiator, forming the said central cavity and additional cavities between the housing of the Radiator and the mini-blocks, which reduces the influence of the ambient temperature on the operation of the Radiator and ensures operability with a constant radiation power over a wider range of ambient temperatures.
Возможно создавать корпуса Излучателя с различным числом граней, которое зависит от поставленных решаемых задач. Преимущество имеют шести- и восьмигранные корпуса Излучателя, позволяющие при его небольших габаритах, разместить требуемое число лазерных диодов, создающих необходимую плотность излучаемой мощности при комфортном температурном режиме и потребляемой мощности. Предложено Излучатель выполнять шестигранным, в каждой его грани в кювете помещен соответствующий миниблок с четырьмя пеналами, при этом три пенала с лазерными диодами, излучающими при работе на одной большей длине волны, расположены на дуге одной окружности большего радиуса относительно центральной продольной оси излучателя, а один пенал с лазерным диодом, излучающим при работе на меньшей длине волны, расположен на условной дуге другой окружности меньшего радиуса относительно центральной продольной оси Излучателя.It is possible to create emitter enclosures with a different number of faces, which depends on the assigned tasks. The six and eight-sided Radiator housings have an advantage, allowing, with its small dimensions, to accommodate the required number of laser diodes, which create the necessary density of radiated power at a comfortable temperature regime and power consumption. It is proposed that the emitter be made hexagonal, in each facet of the cuvette there is a corresponding mini-block with four pencil cases, while three pencil cases with laser diodes emitting during operation at one longer wavelength are located on an arc of one circle of a larger radius relative to the central longitudinal axis of the radiator, and one a pencil case with a laser diode emitting during operation at a shorter wavelength is located on a conventional arc of another circle of a smaller radius relative to the central longitudinal axis of the Emitter.
Технический результат достигается также тем, что в Излучателе каждый миниблок имеет просветленное электроподогреваемое выходное окно для улучшения вывода излучения и уменьшения зависимости от температуры внешней среды. Кроме того, в каждом миниблоке выходное окно расположено под заданным углом к направлению излучения, для исключения попадания отраженного излучения в пеналы.The technical result is also achieved by the fact that in the Emitter, each mini-block has an enlightened electrically heated output window to improve the output of radiation and reduce the dependence on the ambient temperature. In addition, in each mini-block the output window is located at a given angle to the direction of radiation, to prevent reflected radiation from entering the canisters.
Технический результат достигается также тем, что радиаторы всех миниблоков расположены в упомянутой центральной полости, что позволяет уменьшить габариты Излучателя, а также улучшает терморегуляцию лазерных диодов, чем обеспечивает стабильность их длины волны излучения в течение всего периода работы.The technical result is also achieved by the fact that the radiators of all mini-blocks are located in the aforementioned central cavity, which makes it possible to reduce the dimensions of the Emitter and also improves the thermoregulation of laser diodes, thereby ensuring the stability of their radiation wavelength over the entire period of operation.
Новый и неочевидный Излучатель позволяет значительно упростить обслуживание и пользование, а именно, упростить удаление и замену (при необходимости) лазерного диода, а также упростить устройство юстировки и обеспечить значительное упрощение и повышение точности способа юстировки. Система управления поддерживает в основании миниблока температуру в интервале, рекомендуемом техническими условиями эксплуатации лазерных диодов, при различных режимах работы маяка в диапазоне от минус 600C до плюс 800C, а именно, в режиме ожидания и в рабочем режиме с регулируемой мощностью излучения. Увеличены надежность и долговечность Излучателя, обеспечено управление температурным режимом Излучателя и миниблоков в процессе работы, то есть обеспечено значительное снижение энергопотребления, расширены условия применяемости предложенного Излучателя без изменения его конструкции даже в процессе работы, уменьшены габариты и вес, а также упрощено обслуживание и пользование. Сказанное обеспечено предложенной модульностью элементов Излучателя, конструкциями миниблока и пенала в нем в совокупности с выбором и исполнением элементов, их взаимном размещении и креплении.The new and non-obvious Emitter can significantly simplify maintenance and use, namely, simplify the removal and replacement (if necessary) of the laser diode, as well as simplify the alignment device and provide a significant simplification and increase the accuracy of the alignment method. The control system maintains at the base of the mini-block the temperature in the range recommended by the technical conditions for the operation of laser diodes, for various operating modes of the beacon in the range from minus 60 0 C to plus 80 0 C, namely, in standby mode and in the operating mode with adjustable radiation power. The reliability and durability of the Emitter are increased, the temperature control of the Emitter and mini-units is ensured during operation, that is, a significant reduction in energy consumption is provided, the conditions for applicability of the proposed Emitter are expanded without changing its design even during operation, the dimensions and weight are reduced, and maintenance and use are simplified. The aforesaid is ensured by the proposed modularity of the Elements of the Emitter, the designs of the mini-block and the pencil case in it, together with the selection and execution of the elements, their mutual placement and fastening.
Техническая реализация решений лазерного излучателя, основана на известных базовых технических и технологических процессах, которые к настоящему времени хорошо разработаны и широко применяются. Предложение удовлетворяет критерию «пpoмышлeннaя применимость)).The technical implementation of laser emitter solutions is based on well-known basic technical and technological processes that are currently well developed and widely used. The proposal satisfies the criterion of “intended applicability)).
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Настоящее предложение поясняется фигурами 1 - 7.This proposal is illustrated by figures 1 to 7.
На Фиг.1 изображена блок - схема предложенного лазерного маяка. На Фиг.2 схематически изображено продольное сечение моноблока лазерного маяка.Figure 1 shows a block diagram of the proposed laser beacon. Figure 2 schematically shows a longitudinal section of a monoblock laser beacon.
На фиг.З схематически изображено продольное сечение излучателя лазерного маяка. На фиг. 4 изображена аксонометрия миниблока.Fig. 3 schematically shows a longitudinal section of an emitter of a laser beacon. In FIG. 4 shows a perspective view of a mini-block.
На фиг.5 изображена аксонометрия пенала с лазерным диодом.Figure 5 shows a perspective view of a pencil case with a laser diode.
На фиг.6 схематически изображено продольное сечение пенала с эллипсоидальным наконечником.Figure 6 schematically shows a longitudinal section of a pencil case with an ellipsoidal tip.
На фиг.7 схематически изображено продольное сечение лазерного излучателя.7 schematically shows a longitudinal section of a laser emitter.
Варианты осуществления изобретенияEmbodiments of the invention
В дальнейшем полезная модель поясняется конкретными вариантами его выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи. Приведенные ниже примеры модификаций моноблока предложенного Лазерного маяка курсоглиссадной системы посадки (далее «Лaзepный мaяк») и лазерного излучателя (далее «Излyчaтeль») не являются единственными и предполагают наличие других реализаций, особенности которых отражены в совокупности признаков формулы изобретения.In the future, the utility model is illustrated with specific options for its implementation with reference to the accompanying drawings. The following examples of modifications of the monoblock of the proposed Laser beacon of the course-glide slope landing system (hereinafter “Lighthouse”) and the laser emitter (hereinafter “Transmitter”) are not unique and suggest the presence of other implementations, the features of which are reflected in the totality of the features of the claims.
Предложенный Лазерный маяк содержит моноблок 1 , систему управления 2, состоящую из встроенной части системы управления 2а, размещенной в моноблоке 1 , и внешней системы управления 26, находящейся вне моноблока 1 , а также систему контроля 3, состоящую из встроенной системы контроля За, размещенной в моноблоке 1 , и внешней системы контроля 36, находящейся вне моноблока 1 (см. Фиг.1). В моноблоке 1 также размещены излучатель Лазерного маяка, для удобства изложения также названный в дальнейшем Излучатель 4, система терморегуляции 5 (см. Фиг.2). Корпус 6 моноблока 1 в виде круглого прямого цилиндра выполнен разъёмным и имеет торцевую 7, среднюю 8 и выходную 9 части, при этом торцевая и средняя части выполнены пылевлагозащищенными.The proposed Laser beacon contains a monoblock 1, a control system 2, consisting of an integrated part of the control system 2a, located in the monoblock 1, and an external control system 26, located outside the monoblock 1, as well as a control system 3, consisting of an integrated control system For, located in monoblock 1, and an external monitoring system 36, located outside the monoblock 1 (see Figure 1). The monoblock 1 also houses the emitter of the Laser beacon, for convenience of presentation also referred to hereinafter as the Emitter 4, thermoregulation system 5 (see Figure 2). The housing 6 of the monoblock 1 in the form of a round straight cylinder is detachable and has an end 7, middle 8 and output 9 parts, while the end and middle parts are dust and water tight.
Рассматриваемый Излучатель 4 предназначен для создания пучка лучей лазерного излучения лазерных диодов 10 и обеспечения их сведения в одной условной «тoчкe» на удалении 4 км по оси излучателя. Излучатель 4 помещен в среднюю часть 8 корпуса 6. Система терморегуляции 5 предназначена для поддержания в корпусе 6 моноблока 1 рабочей температуры в диапазоне от минус 100C до плюс 200C для обеспечения регламентированной техническими условиями температуры работы лазерных диодов 10, при весьма различных температурах окружающей среды: от минус 600C до плюс 800C. Система терморегуляции 5 распределена во всех трёх частях корпуса 6.The considered Emitter 4 is designed to create a beam of laser radiation from laser diodes 10 and to ensure their information in one conditional “point” at a distance of 4 km along the axis of the emitter. The emitter 4 is placed in the middle part 8 of the housing 6. Thermoregulation system 5 is designed to maintain in the housing 6 of the monoblock 1 operating temperature in the range from minus 10 0 C to plus 20 0 C to ensure the operating temperature of the laser diodes 10 regulated by the technical conditions, at very different ambient temperatures: from minus 60 0 C to plus 80 0 C. Thermoregulation system 5 is distributed in all three parts of the housing 6.
Система управления 2 предназначена для управления курсоглиссадной системой в целом и каждым Лазерным маяком системы в отдельности. Встроенная часть системы управления 2а, размещенная в моноблоке 1 , предназначена для управления режимами состояния Излучателя 4 (режим ожидания и рабочий режим с регулируемой мощностью излучения), а также работой элементов системы терморегуляции 5.Control system 2 is designed to control the course-glide path system as a whole and each Laser beacon of the system separately. The built-in part of the control system 2a, located in the monoblock 1, is designed to control the status of the Emitter 4 (standby mode and operating mode with adjustable radiation power), as well as the operation of the elements of the temperature control system 5.
Система управления 2 соединена с системой контроля 3. Встроенная система контроля За предназначена для проверки целостности электросхем встроенной части системы управления 2а, работоспособности Излучателя 4 и элементов системы терморегуляции 5 путем сравнения фактических характеристик с заложенными в конструкции, формирования интегральной оценки состояния и передачи через систему управления 2 сигнала о готовности Излучателя 4 к работе. Имеется дистанционный пульт управления курсоглиссадной системой в целом и каждым Лазерным маяком системы в отдельности, как элемент внешней системы управления 26 и внешней системы контроля 36 (находится на рабочем месте диспетчера аэропорта и на фигурах не показан).The control system 2 is connected to the control system 3. The built-in control system Za is designed to check the integrity of the electrical circuits of the built-in part of the control system 2a, the operability of the Radiator 4 and the elements of the thermoregulation system 5 by comparing the actual characteristics with those incorporated in the structure, forming an integral state assessment and transmission through the control system 2 signals that Radiator 4 is ready for operation. There is a remote control panel for the course-glide path system as a whole and each Laser beacon of the system separately, as an element of an external control system 26 and an external control system 36 (located at the workstation of the airport dispatcher and is not shown in the figures).
Рассматриваемый Излучатель 4 (см. Фиг.З) укомплектован восемнадцатью лазерными диодами 10а с длиной волны излучения 630 нм и шестью лазерными диодами 106 с длиной волны излучения 585 нм. Излучатель 4 заключен в корпус 11 в форме правильного шестигранного параллелепипеда и образует шесть периферийных полостей 12 между гранями корпуса 11 и корпусом 6 моноблока 1. В Излучателе 4 имеется шесть кювет 13, в каждой из которых, как в направляющей, помещен легкосъёмный миниблок 14, каждый со своим корпусом, в поперечном сечении имеющий форму трапеции (см. Фиг.4). Большие основания трапеций образуют грань 15 корпуса миниблока 14, параллельную грани Излучателя 4. Меньшие основания трапеций образуют грань 16 миниблока 14, размещенную ближе к центру Излучателя 4. Грани 16 ограничивают с боков центральную полость 17 Излучателя 4. В каждом миниблоке 14 имеется четыре пары соосных отверстий 18 и 19, соответственно, в его основании 20 и выходной части 21. В каждой паре помещен протяженный пенал 22 (см. Фиг.5). В пенале 22 имеются соответствующий лазерный диод 10а или 106 и выходной коллиматор 23. Каждый лазерный диод 10а или 106 закреплен на конце эллипсоидального наконечника 24, помещаемом внутрь пенала и являющегося его основанием (см. Фиг.6). Эллипсоидальный наконечник 24 имеет наружную поверхность в форме эллипсоида вращения (в сечении - эллипс малого эксцентриситета). По эллипсоидальной поверхности выполнено четыре паза 25. В каждом из них находиться по клину 26, использованному ранее для юстировки пенала 22 в миниблоке 14 (возможно отсутствие клиньев 26 в части или во всех пазах 25). Свободное пространство между внутренней поверхностью стенок отверстия 18 в основании 20 миниблока 14 и наружной поверхностью наконечника 24 пенала 22 и оставшееся в упомянутых пазах 25 заполнено диэлектрическим материалом с высокой теплопроводностью, что обеспечивает жесткую фиксацию пенала 22 в миниблоке 14. Теплопроводные свойства диэлектрического материала близки к теплопроводным свойствам конструкционных материалов пенала 22 и корпуса миниблока 14.The considered Emitter 4 (see FIG. 3) is equipped with eighteen laser diodes 10a with a radiation wavelength of 630 nm and six laser diodes 106 with a radiation wavelength of 585 nm. The emitter 4 is enclosed in the housing 11 in the form of a regular hexagonal parallelepiped and forms six peripheral cavities 12 between the faces of the housing 11 and the housing 6 of the monoblock 1. In the emitter 4 there are six cuvettes 13, each of which, as in the guide, contains an easily removable miniblock 14, each with its body, in cross section having the shape of a trapezoid (see Figure 4). The large bases of the trapezoid form a face 15 of the minibus 14, parallel to the face of the Emitter 4. The smaller bases of the trapezoid form a face 16 of the mini-block 14 located closer to the center of the Emitter 4. The faces 16 define laterally the central cavity 17 of the Emitter 4. Each mini-block 14 has four coaxial pairs holes 18 and 19, respectively, at its base 20 and output portion 21. An extended pencil case 22 is placed in each pair (see FIG. 5). In the case 22, there is a corresponding laser diode 10a or 106 and an output collimator 23. Each laser diode 10a or 106 is mounted on the end of an ellipsoidal tip 24 placed inside the case and being its base (see FIG. 6). The ellipsoidal tip 24 has an outer surface in the form of an ellipsoid of revolution (in cross section is an ellipse of small eccentricity). Four grooves 25 are made along the ellipsoidal surface. In each of them there is a wedge 26, previously used to align the case 22 in the mini-block 14 (there may be no wedges 26 in part or in all grooves 25). The free space between the inner surface of the walls of the hole 18 in the base 20 of the mini-block 14 and the outer surface of the tip 24 of the canister 22 and the remaining in the mentioned grooves 25 is filled with dielectric material with high thermal conductivity, which provides a rigid fixation of the canister 22 in the mini-block 14. The heat-conducting properties of the dielectric material are close to the heat-conducting the properties of the structural materials of the pencil case 22 and the body of the mini-block 14.
С противоположной стороны, со стороны вывода излучения, пенал 22 (см. Фиг.5) имеет наконечник 27 в форме конуса, самоцентрирующийся в конической выемке выходного отверстия 19 миниблока 14. Внутри конусного наконечника 27 выходной коллиматор 23 закреплен специальной гайкой со сферической поверхностью (на фигурах не показана). Наконечники 24 и 27 имеет плотную посадку в пенал 22.On the opposite side, on the radiation output side, the case 22 (see FIG. 5) has a cone-shaped tip 27 that self-centers in the conical recess of the outlet 19 of the mini-block 14. Inside the conical tip 27, the output collimator 23 is fixed with a special nut with a spherical surface (on figures not shown). Tips 24 and 27 have a tight fit in the case 22.
Пеналы 22 с лазерными диодами 10а, по три в каждом миниблоке 14, равномерно размещены по одной окружности ближе к наружному краю Излучателя 4, а пеналы 22 с лазерными диодами 106, по одному в каждом миниблоке 14, равномерно расположены по другой окружности ближе к внутренней части Излучателя 4.Cases 22 with laser diodes 10a, three in each mini-block 14, are evenly spaced along one circle closer to the outer edge of the Emitter 4, and pencil cases 22 with laser diodes 106, one in each mini-block 14, are uniformly located on the other circle closer to the inner part Emitter 4.
Со стороны вывода излучения каждый миниблок 14 имеет просветленное электроподогреваемое выходное окно 28.On the output side of the radiation, each mini-block 14 has a bleached electrically heated output window 28.
Размещение миниблоков 14 в Излучателе 4 производится путем его фиксации в переднем посадочном замке кюветы 13 и жесткого закрепления путем стягивания болтом через проушину 29 миниблока 14 на задней посадочной площадке кюветы 13. Продольные оси миниблоков 14 и кювет 13 попарно совпадают и параллельны продольной оси Излучателя 4, совпадающей с продольной осью моноблока 1.The placement of the mini-blocks 14 in the Emitter 4 is carried out by fixing it in the front landing lock of the cuvette 13 and tightening it by tightening it with a bolt through the eye 29 of the mini-block 14 on the rear landing site of the cuvette 13. The longitudinal axis of the mini-blocks 14 and the cuvette 13 pairwise coincide and are parallel to the longitudinal axis of the Emitter 4, which coincides with the longitudinal axis of the monoblock 1.
Конструкция Излучателя 4, включая конструкции миниблоков 14 и пеналов 22, предопределили простоту его сборки и процесса юстировки, обеспечили сведение в одной условной точке по оси излучателя оптических осей лазерных излучений всех работающих лазерных диодов 10, для данного примера - на удалении 4 километров.The design of the Emitter 4, including the design of the mini-units 14 and the canisters 22, predetermined the simplicity of its assembly and the alignment process, ensured that the optical axes of the laser radiations of all the working laser diodes 10 were reduced at one conventional point along the axis of the emitter, for this example, at a distance of 4 kilometers.
Нами упрощено устройство юстировки, включающее упомянутые клинья 26 для юстировки, значительно упрощен способ юстировки и повышена его точность.We have simplified the adjustment device, including the said adjustment wedges 26, the adjustment method has been greatly simplified and its accuracy has been improved.
Значительно упрощены удаление и замена (при необходимости) лазерного диодаSignificantly simplified removal and replacement (if necessary) of the laser diode
10а или 106. Следовательно, упрощено обслуживание и пользование Излучателя10a or 106. Consequently, the maintenance and use of the Emitter is simplified
4, а также Лазерного маяка.4, as well as the Laser Beacon.
Система терморегуляции 5 (см. Фиг.2) состоит из: - электротерморегулирующих устройств малой (12 ватт) мощности 30 (далее ЭТРУ 30) с пластинами 31 Г-образной формы; на рабочих поверхностях каждой из них размещены соответствующие основания 20 миниблоков 14 (его торец и боковая поверхность в центральной полости 17);The thermoregulation system 5 (see Figure 2) consists of: - electrothermoregulating devices of small (12 watts) power 30 (hereinafter ETRU 30) with plates 31 L-shaped; on the working surfaces of each of them are placed the corresponding bases of 20 mini-blocks 14 (its end face and side surface in the central cavity 17);
- радиаторов 32 ЭТРУ 30, размещенных на поверхности, противоположной рабочей ЭТРУ 30 в центральной полости 17;- radiators 32 ETRU 30, placed on the surface opposite the working ETRU 30 in the Central cavity 17;
- отсечной заслонки 33, расположенной между выходными торцами моноблока 1 и Излучателя 4, параллельно им, с возможностью электроподогрева контура заслонки 33,- shut-off damper 33, located between the output ends of the monoblock 1 and the Emitter 4, parallel to them, with the possibility of electric heating of the contour of the damper 33,
- совокупности оконечных температурных датчиков 34, часть которых размещена в миниблоках 14 по одному около каждого пенала 22 в непосредственной близости к лазерному диоду 10а или 106 в пенале 22 (на фигурах не показаны), а другие распределены по всему объёму моноблока 1 , а именно, на наружной поверхности основания Излучателя 4, в его корпусе 11 на уровне выходного окна 28, у отсечной заслонки 33 около боковых стенок моноблока 1 , и у торца корпуса 6 моноблока 1 , противоположного выводу излучения;- a set of terminal temperature sensors 34, some of which are located in mini-blocks 14, one near each pencil case 22 in close proximity to the laser diode 10a or 106 in the pencil case 22 (not shown in the figures), while others are distributed throughout the volume of monoblock 1, namely, on the outer surface of the base of the Radiator 4, in its housing 11 at the level of the output window 28, at the shut-off damper 33 near the side walls of the monoblock 1, and at the end of the housing 6 of the monoblock 1, opposite the radiation output;
- фильтра грубой очистки воздуха 35, являющегося торцом корпуса 6 моноблока 1 ;- filter coarse air 35, which is the end of the housing 6 of the monoblock 1;
- электровентилятора 36, помещенного внутри моноблока 1 рядом с фильтром 35;- electric fan 36, placed inside the monoblock 1 next to the filter 35;
- электрического теплообменного устройства повышенной (800 ватт) мощности 37, помещенного в среднем сечении разъёмного воздушного короба 38, - фильтра тонкой очистки воздуха 39, расположенного вблизи основания- electric heat exchanger increased (800 watts) power 37, placed in the middle section of a split air duct 38, - fine filter 39, located near the base
Излучателя 4 и параллельно ему.Emitter 4 and parallel to it.
Фильтры 35 и 39 оснащены датчиками засоренности 40.Filters 35 and 39 are equipped with 40 clogging sensors.
В выходном торце 41 корпуса 6 моноблока 1 предусмотрены отверстия 42 для вывода излучения лазерных диодов 10, согласующиеся с расположением выходных окон 28 Излучателя 4. Выходной торец 41 помещен на расстоянии от выходных окон 28 миниблоков 14 Излучателя 4 (выходной поверхности ИзлучателяIn the output end 41 of the housing 6 of the monoblock 1, openings 42 are provided for outputting the radiation of the laser diodes 10, consistent with the location of the output windows 28 of the Emitter 4. The output end 41 is placed at a distance from the output windows 28 of the mini-blocks 14 of the Emitter 4 (output surface of the Emitter
3), что препятствует попаданию осадков, пыли и т.д. на выходные окна 28.3), which prevents the ingress of precipitation, dust, etc. on the weekend windows 28.
Встроенная часть системы управления 2а включает микроконтроллер формирования управляющих команд по значениям фактических температур в каждом миниблоке 14 и контролируемых точках объёма моноблока 1 , схему управления миниблоками 14, соединенную со схемами управления лазерными диодами 10, радиоприёмопередающее устройство 43.. Микроконтроллер соединен с совокупностью оконечных датчиков температуры 34, датчиками засоренности 40 фильтров 32 и 36 и с датчиком регистрации 44 положения лепестков отсечной заслонки 33. Элементы встроенной части системы управления 2а распределены во всех трёх частях корпуса 6. Упомянутый микроконтроллер, платы со схемами управления миниблоками и управления лазерными диодами 10 распределены по блокам 45, размещёнными в торцевой части 7 вблизи основания Излучателя 4. Встроенная система контроля За включает микроконтроллер проверки и формирования команды состояния. Радиоприёмопередающее устройство 43 и встроенная система контроля За помещены по оси центральной выходной части 9 моноблока 1.The built-in part of the control system 2a includes a microcontroller for generating control commands according to the actual temperatures in each mini-block 14 and monitored volume points of the monoblock 1, a mini-block 14 control circuitry connected to the laser diode control circuits 10, a radio transmitter and receiver unit 43. The microcontroller is connected to a set of temperature end sensors 34, clogging sensors 40 filters 32 and 36 and with a registration sensor 44 position of the petals of the shut-off damper 33. Elements of the integrated part of the system controls 2a are distributed in all three parts of the housing 6. The mentioned microcontroller, boards with mini-block control circuits and laser diode control circuits 10 are distributed among blocks 45 located in the end part 7 near the base of the Radiator 4. The built-in control system Za includes a microcontroller for checking and generating a status command. The radio-transmitting device 43 and the built-in monitoring system are placed along the axis of the central output part 9 of the monoblock 1.
Все системы и устройства, размещенные в торцевой 7 и выходной 9 частях, соединены с системами и элементами средней 8 части Лазерного маяка разъёмными электрическими и информационными жгутами. В моноблоке 1 имеются присоединительные электрические и механические разъёмы.All systems and devices located in the end 7 and output 9 parts are connected to the systems and elements of the middle 8 part of the Laser beacon by detachable electrical and information harnesses. Monoblock 1 has connecting electrical and mechanical connectors.
В системы управления 2 и контроля 3 Лазерного маяка также входят (на фигурах не показаны) дистанционный пульт управления, переносной пульт контроля, расположенные вне моноблока 1 , а также часть электрических и информационных кабелей связи, автономные источники питания различного исполнения, которые могут быть расположены как в моноблоке 1 , так и вне его. Встроенная часть системы управления 2а соединена со встроенной системой контроля За, имеется разъём для возможности подключения переносного пульта контроля Лазерного маяка. Корпус 6 моноблока 1 имеет крышки, через которые легко может производиться требуемое обслуживание или замена вышедших из строя элементов моноблока 1 , в том числе миниблоков 14 Излучателя 4, системы терморегуляции 5, встроенной части системы управления 2а, встроенной системы контроля За, что упрощает обслуживание и пользование Лазерным маяком. Элементы систем и Излучателя 4 оптимально подобраны по весу и габаритам, что позволило значительно уменьшить вес и габариты моноблока 1 Лазерного маяка и Излучателя 4, а также обеспечить оптимально удобное расположение элементов систем и Излучателя 4. Последнее также позволило упростить обслуживание моноблока 1 Лазерного маяка.The control systems 2 and control 3 of the Laser beacon also include (not shown in the figures) a remote control panel, a portable control panel located outside the monoblock 1, as well as part of the electric and information communication cables, autonomous power supplies of various designs, which can be located as in monoblock 1, and outside it. The built-in part of control system 2a is connected to the built-in control system Za, there is a connector for the possibility of connecting a portable control panel of the Laser beacon. The housing 6 of the monoblock 1 has covers through which the required maintenance or replacement of the failed elements of the monoblock 1 can easily be carried out, including the mini-blocks 14 of the Radiator 4, the temperature control system 5, the integrated part of the control system 2a, the integrated control system For, which simplifies maintenance and use of the laser beacon. The elements of the systems and the Emitter 4 are optimally matched by weight and dimensions, which significantly reduced the weight and dimensions of the monoblock 1 of the Laser Beacon and the Emitter 4, as well as provide an optimally convenient arrangement of the elements of the systems and the Emitter 4. The latter also made it possible to simplify the maintenance of the monoblock 1 of the Laser beacon.
При работе Лазерного маяка количество и порядок одновременно излучающих лазерных диодов 10 в каждом из миниблоков 14 задается по команде системы управления 2 с дистанционного пульта управления, что обеспечивает сохранность формы, индикатриссы излучения и определяет мощность Излучателя 4 в целом. Энергопитание каждого лазерного диода 10 автономно и производится системой управления 2 через схему управления миниблоками 14, соединенную со схемами управления лазерными диодами 10.During the operation of the Laser beacon, the number and order of simultaneously emitting laser diodes 10 in each of the mini-blocks 14 is set by command of the control system 2 from the remote control panel, which ensures the preservation of the shape, indicatrix of radiation and determines the power of the Radiator 4 as a whole. The power supply of each laser diode 10 is autonomous and is produced by the control system 2 through the control circuit of the mini-blocks 14 connected to the control circuits of the laser diodes 10.
Температурный режим лазерных диодов 10 в моноблоке 1 одинаков за счет практически равной теплопроводности конструктивных материалов корпуса 6 моноблока 1 , корпуса 11 Излучателя 4, корпуса миниблока 14, пенала 22, используемого для фиксации диэлектрического материала, конструктивных особенностей размещения пеналов 22 и самой конструкции миниблока 14, работы ЭТРУ 30 с радиаторами 32.The temperature regime of the laser diodes 10 in the monoblock 1 is the same due to the almost equal thermal conductivity of the structural materials of the housing 6 of the monoblock 1, the housing 11 of the Emitter 4, the housing of the mini-block 14, the canister 22 used to fix the dielectric material, the structural features of the placement of the canisters 22 and the design of the miniblock 14, ETRU 30 works with radiators 32.
Температурная однородность обеспечивается в целом системой терморегуляции 5 по командам системы управления 2, вырабатываемым по показаниям оконечных температурных датчиков 34 в миниблоках 14 и их сравнения с требуемым расчетным значением. Доведение температуры в корпусе 11 Излучателя 4 до рабочей выполняется с помощью считывания показаний значений температур в точках размещения оконечных температурных датчиков 34, работы электровентилятора 36, электрического теплообменного устройства повышенной мощности 37 с воздушными коробами 38, регулирования положения лепестков отсечной заслонки 33 и её температуры через систему управления 2 (радиоприемопередающее устройство 43 и микроконтроллер проверки и формирования команды состояния встроенной системы контроля За). Обеспечение температуры лазерных диодов 10, регламентированной техническими условиями их работы, производится во всех шести миниблоках 14 с помощью ЭТРУ 30 при рабочей температуре в корпусе моноблока от минус 100C до плюс 200C.Temperature uniformity is ensured as a whole by the thermoregulation system 5 according to the commands of the control system 2 generated by the readings of the terminal temperature sensors 34 in the mini-blocks 14 and their comparison with the required calculated value. Bringing the temperature in the housing 11 of the Radiator 4 to the working temperature is carried out by reading the temperature values at the points of placement of the terminal temperature sensors 34, the operation of the electric fan 36, an electric heat exchanger of increased power 37 with air ducts 38, adjusting the position of the shutter flaps 33 and its temperature through the system control 2 (radio transceiver 43 and a microcontroller for checking and generating a status command of the built-in control system Za). The temperature of the laser diodes 10, regulated by the technical conditions their work is carried out in all six mini-blocks 14 using ETRU 30 at an operating temperature in the monoblock case from minus 10 0 C to plus 20 0 C.
Также для поддержания рабочей температуры используется регулирование положением лепестков отсечной заслонки 33, а именно, закрытое положение отсечной заслонки 33 позволяет быстро прогреть или охладить внутренний объём Излучателя 4 при любой температуре окружающего воздуха и нахождении Лазерного маяка в режиме ожидания на включение, а открытое положение - охладить внутренний объём Излучателя 4 пропускаемым нагнетаемым электровентилятором 36 воздухом при высоких положительных температурах окружающего воздуха, что также предохраняет выходные окна 28 миниблоков 14 от запыления и попадания капель осадков в виде дождя, снега или тумана.Also, to maintain the operating temperature, the position of the petals of the shut-off damper 33 is used, namely, the closed position of the shut-off damper 33 allows you to quickly warm up or cool down the internal volume of the Emitter 4 at any ambient temperature and when the Laser beacon is in standby mode for switching on, and open the position to cool the internal volume of the Radiator 4 is transmitted by air pumped by a blower fan 36 at high positive ambient temperatures, which also protects the one window 28 mini-blocks 14 from dust and dripping rain in the form of rain, snow or fog.
Кроме того, весь объём воздуха, используемый для охлаждения или подогрева Излучателя 4, фильтруется через сменные фильтры грубой 35 и тонкой 39 очистки. При работе Лазерного маяка имеется возможность с помощью встроенной системы контроля За осуществлять проверку целостности электросхем и работоспособности Излучателя 4, системы терморегуляции 5 и управления 2 путем сравнения фактических характеристик с заложенными в конструкции, формирования интегральной оценки состояния и передачи через систему управления 2 сигнала о готовности Излучателя 4 к работе.In addition, the entire volume of air used to cool or heat the Radiator 4 is filtered through replaceable coarse 35 and fine 39 filters. During the operation of the Laser beacon, it is possible to use the built-in monitoring system To check the integrity of the electrical circuits and the operability of the Radiator 4, the thermoregulation system 5 and control 2 by comparing the actual characteristics with those laid down in the structure, forming an integrated condition assessment and transmitting the Radiator readiness signal through the control system 2 4 to work.
Лазерный маяк работает следующим образом. При подаче напряжения на Излучатель 4 через встроенную систему контроля За системой управления 2 производится проверка исправности электрических цепей миниблоков 14, микроконтроллеров и оконечных датчиков температур 34, запыленности фильтров 35 и 39, положения лепестков отсечной заслонки 33, радиоприемопередающего устройства 43, а также схем управления миниблоками 14 и лазерными диодами 10а и 106. В случае исправности (прохождения теста на исправность), за заданное техническим заданием время, системой термостабилизации 5 производится доведение до рабочей температуры в корпусе моноблока 1 от минус 100C до плюс 200C и до регламентированной техническими условиями - для лазерных диодов 10а и 106.Laser beacon operates as follows. When voltage is applied to the Emitter 4 through an integrated control system, the control system 2 checks the health of the electric circuits of the mini-units 14, microcontrollers and end temperature sensors 34, the dust content of the filters 35 and 39, the position of the lobes of the shut-off damper 33, the radio-transmitting device 43, and also the control circuits of the mini-blocks 14 and laser diodes 10a and 106. In case of serviceability (passing the serviceability test), for the time specified by the technical task, the thermal stabilization system 5 is brought on the operating temperature in the housing 1 monoblock from -10 0 C to +20 0 C and regulated to specifications - for laser diodes 10a and 106.
При нормальных метеоусловиях обычно включено по два лазерных диода: 106 и один - 10а в каждом миниблоке 14. Выбор работы Излучателя 4 Лазерного маяка на двух разных длинах волн (в нашем случае с длиной волны излучения 630 нм - 10а и с длиной волны излучения 585 нм - 106) обусловлен необходимостью создания пространственно-протяженного луча, видимого на удалениях до 11 километров при дальности видимости 5 и менее километров. По команде с контрольно-диспетчерского пункта аэропорта через пульт дистанционного управления производится включение Излучателя 4, при этом на мониторе пульта постоянно горит транспарант «ИЗЛУЧATEЛЬ ВКЛЮЧЕН В РЕЖИМЕ 1 ».Under normal weather conditions, two laser diodes are usually turned on: 106 and one 10a in each mini-block 14. The choice of the Laser Beacon Emitter 4 at two different wavelengths (in our case with a radiation wavelength of 630 nm is 10a and with a radiation wavelength of 585 nm - 106) due to the need creating a spatially extended beam visible at distances of up to 11 kilometers with a visibility range of 5 or less kilometers. On command from the airport control and dispatch center, the Radiator 4 is turned on via the remote control, and the banner “RADIATOR IS ON IN MODE 1” is constantly lit on the monitor of the remote control.
В случае неисправности (непрохождения теста на исправность систем) системой контроля 3 вырабатывается сводная команда «ИЗЛУЧATEЛЬ НЕИСПРАВЕН)^ которая передается и изображается на мониторе пульта дистанционного управления на контрольно-диспетчерский пункт аэропорта. При заходе летательного аппарата в зону аэропорта для посадки, включенная курсоглиссадная система из трех Лазерных маяков создает в пространстве курсоглиссадные символы, обеспечивающие экипаж летательного аппарата возможностью мгновенного и визуального позиционирования. После посадки летательного аппарата по команде с дистанционного пульта управления производится выключение излучения (на мониторе пульта загорается транспарант «ИЗЛУЧATEЛЬ BЫKЛЮЧEH»), Лазерный маяк и курсоглиссадная система в целом переводится в режим ожидания следующего включения, при этом все системы Лазерных маяков находятся в рабочем состоянии, температурный режим поддерживается оптимальным, лепестки отсечной заслонки либо открыты либо закрыты, в зависимости от температуры внутри излучателя.In the event of a malfunction (failure to test the health of the systems), control system 3 generates a consolidated command "RADIATOR FAULT) ^ which is transmitted and displayed on the remote control monitor at the airport control tower. When the aircraft enters the airport zone for boarding, the included heading system of three Laser beacons creates heading characters in space, providing the crew of the aircraft with the possibility of instant and visual positioning. After the aircraft lands, on command from the remote control unit, the radiation is turned off (the “RADIATOR OFF” banner lights up on the console monitor), the Laser beacon and the direction-gliding system as a whole are put into standby mode for the next turn-on, while all Laser Beacon systems are in working condition, the temperature regime is maintained optimal, the petals of the shut-off damper are either open or closed, depending on the temperature inside the emitter.
При сложных метеоусловиях (интенсивный дождь, снег, туман) мощность излучения Лазерного маяка может быть увеличена по команде диспетчера аэропорта через дистанционный пульт управления путем включения в работу третьего (увеличение на 50%) и четвертого (увеличение на 100%) лазерных диодов 10а (с длиной волны излучения 630 нм] каждого миниблока 14 (при этом на мониторе дистанционного пульта управления загораются транспаранты «ИЗЛУЧATEЛЬ ВКЛЮЧЕН В РЕЖИМЕ 2» или «ИЗЛУЧATEЛЬ ВКЛЮЧЕН В РЕЖИМЕ 3»).Under difficult weather conditions (intense rain, snow, fog), the radiation power of the Laser Beacon can be increased by the command of the airport controller through the remote control by switching on the third (50% increase) and fourth (100% increase) laser diodes 10a (s with a radiation wavelength of 630 nm] of each mini-block 14 (in this case, on the monitor of the remote control panel, the banners “RADIATOR IS ON IN MODE 2” or “THE RADIATOR IS ON IN MODE 3”).
Обеспечение и управление в процессе работы температурным режимом внутри моноблока 1 , Излучателя 4 и миниблоков 14 приводит к значительному снижению энергопотребления Лазерным маяком, к увеличению его надежности и долговечности.The provision and control during operation of the temperature regime inside the monoblock 1, the emitter 4 and the mini-blocks 14 leads to a significant reduction in energy consumption by the laser beacon, to increase its reliability and durability.
В другом примере в Излучателе 4 Лазерного маяка использованы лазерные диоды 106. - одной длины волны излучения, равной 540 нм, что целесообразно для снижения себестоимости Лазерного маяка при работе на местных посадочных площадках, при практически постоянной хорошей видимости. В этом случае различие с Лазерным маяком предшествующего примера заключается только в комплектации миниблоков 14 лазерными диодами 106, в программах системы управления 2 и системы контроля 3, которые не являются предметами настоящей заявки.In another example, the Laser Beacon Emitter 4 uses laser diodes 106. - of a single radiation wavelength equal to 540 nm, which is advisable to reduce the cost of the Laser beacon when working on local landing sites, with almost constant good visibility. In this case, the difference with the Laser beacon of the previous example is only in the configuration of mini-blocks 14 with laser diodes 106, in the programs of the control system 2 and control system 3, which are not the subject of this application.
В случае комплектации миниблоков 14 лазерными диодами 10, работающими на разных длинах волн, получено расширение условий применяемости предложенного Лазерного маяка без изменения его конструкции. Изменение длины волны Излучателя 4 влияет на изменение применений Лазерного маяка без смены миниблоков 14, а только перенастройкой программ системы управления 2.In the case of completing the mini-blocks with 14 laser diodes 10 operating at different wavelengths, an extension of the applicability conditions of the proposed Laser beacon without changing its design is obtained. Changing the wavelength of the Emitter 4 affects the change in the application of the Laser beacon without changing the mini-blocks 14, but only by reconfiguring the control system 2 programs.
В следующем примере Лазерный излучатель для указания направления (Излучатель) использован автономно (см. Фиг. 7). Он аналогичен рассмотренному в примере 1 Излучателю 4 (см. фигуры 3-6), в котором дополнительно в центральной полости 15 установлены блоки 46 системы управления и контроля. Всё ранее изложенное позволило использовать Лазерный маяк иIn the following example, the Laser emitter is used autonomously to indicate the direction (Emitter) (see Fig. 7). It is similar to the Emitter 4 considered in Example 1 (see Figures 3-6), in which additional blocks 46 of the control and monitoring system are installed in the central cavity 15. All of the above allowed the use of the Laser Beacon and
Излучатель при температурах внешней среды в диапазоне от минус 600C до плюс 800C, при неблагоприятных метеоусловиях с резкими их изменениями, так как обеспечена возможность быстрой перестройки режима их работы. Обеспечено поддержание оптимальной температуры в корпусе 6 моноблока 1 , в Излучателе 4 и в каждом его миниблоке 14. В течение всего периода работы сохраняется излучение каждого лазерного диода 10 требуемой длины волны и выходной мощности, а также сведение оптических осей лазерных излучений всех лазерных диодов 10 в одной условной точке по оси излучателя.The emitter at ambient temperatures in the range from minus 60 0 C to plus 80 0 C, under adverse weather conditions with their sharp changes, as it is possible to quickly rebuild their operation mode. The optimum temperature is maintained in the housing 6 of the monoblock 1, in the Emitter 4 and in each of its mini-units 14. During the entire period of operation, the radiation of each laser diode 10 of the required wavelength and output power is preserved, as well as the reduction of the optical axes of the laser radiation of all laser diodes 10 v one conventional point along the axis of the emitter.
В предложенных Лазерном маяке и Излучателе весьма просто осуществляется дальнейшее наращивание мощности излучения путем увеличения количества кювет 13, пеналов 20 в миниблоках 14, при сохранении повышенной надёжности и долговечности Лазерного маяка и Излучателя, без значительного увеличения энергопотребления, веса и габаритов. Нами исключена возможность ослепления экипажа источниками излучения при заходе на посадку летательного аппарата.In the proposed Laser Beacon and Emitter, it is very simple to further increase the radiation power by increasing the number of cuvettes 13, pencil cases 20 in the mini-blocks 14, while maintaining the increased reliability and durability of the Laser beacon and Emitter, without significantly increasing energy consumption, weight and dimensions. We excluded the possibility of blinding the crew with radiation sources when approaching the aircraft.
Промышленная применимостьIndustrial applicability
Лазерный маяк курсоглиссадной системы и лазерный излучатель в составе Лазерного маяка могут быть использованы для обеспечения посадки летательных аппаратов на взлетно-посадочные полосы аэродромов, на необорудованные площадки, проводки судов в пролетах мостов и на сложных водных путях. Кроме того, лазерный излучатель может быть использован в системах подсветки, пространственной визуализации в строительстве, шоу - бизнесе и в образовании. The laser beacon of the course-glide path system and the laser emitter as part of the Laser beacon can be used to provide landing aircraft on the runways of aerodromes, on unequipped areas, pilotage of ships in bridge spans and on difficult waterways. In addition, the laser emitter can be used in lighting systems, spatial visualization in construction, show business and in education.

Claims

Ф О Р М У Л А И З О Б Р Е Т Е Н И Я CLAIM
1. Лазерный маяк курсоглиссадной системы, включающий моноблок с цилиндрическим разъёмным корпусом, имеющим по крайней мере торцевую, среднюю и выходную части, и содержащий, размещённые в средней части корпуса моноблока, излучатель, включающий корпус с, по крайней мере, двумя кюветами, со съёмным миниблоком с корпусом в каждой кювете, стенками корпусов миниблоков по центральной оси излучателя образована полость заданного объёма, в каждом миниблоке имеется по крайней мере один протяженный пенал с индивидуальными лазерным диодом в основании пенала и выходным коллиматором, размещенным в выходной части пенала, в основании и выходной части миниблока имеются соосные отверстия для крепления пенала после его предварительной юстировки, причем при работе лазерного маяка оптические оси лазерных излучений всех лазерных диодов сведены в одной условной точке по оси излучателя, систему терморегуляции, включающую электротерморегулирующие устройства, по числу миниблоков, причем основание соответствующего миниблока размещено на рабочей поверхности соответствующего электротерморегулирующего устройства, отсечную заслонку, расположенную между выходными торцами моноблока и излучателя, параллельно им, с возможностью электроподогрева контура заслонки, электрическое теплообменное устройство, помещенное в торцевой части корпуса моноблока, а также совокупность оконечных температурных датчиков, часть которых размещена в миниблоках около каждого пенала в непосредственной близости к лазерному диоду в нём, другая часть заданным образом распределена по всему объёму моноблока, систему управления со встроенной частью системы управления, размещённой в моноблоке и включающей микроконтроллер формирования управляющих команд по значениям фактических температур в каждом миниблоке и контролируемых точках объема моноблока, соединенный с совокупностью оконечных датчиков температуры и засоренности фильтров и с датчиком регистрациии положения лепестков отсечной заслонки, схему управления миниблоками, соединенную со схемами управления лазерными диодами, радиоприёмопередающее устройство, и частью системы управления, внешней, размещенной вне моноблока, и систему контроля со встроенной системой контроля, размещённой в моноблоке, включающей микроконтроллер проверки и формирования команды состояния, и частью системы контроля, внешней, размещенной вне моноблока, системы управления и контроля соединены между собой, с элементами системы терморегуляции и излучателя.1. Laser beacon of the course-glide path system, including a monoblock with a cylindrical detachable body having at least an end, a middle and an output part, and containing an emitter located in the middle part of the monoblock body, including a body with at least two cuvettes, with a removable a mini-block with a body in each cuvette, walls of the mini-block bodies along the central axis of the emitter, a cavity of a given volume is formed, each mini-block has at least one extended pencil case with an individual laser diode at the base the pencil case and the output collimator located in the output part of the pencil case, in the base and output part of the mini-block there are coaxial holes for attaching the pencil case after its preliminary alignment, moreover, when the laser beacon is operating, the optical axis of the laser radiation of all laser diodes are brought together at one conventional point along the axis of the emitter, the system thermoregulation, including electrothermal control devices, according to the number of miniblocks, and the base of the corresponding miniblock is placed on the working surface of the corresponding electrotherm of the irrigation device, a shut-off damper located between the output ends of the monoblock and the emitter, parallel to them, with the possibility of electrically heating the damper circuit, an electric heat exchanger placed in the end of the monoblock body, as well as a set of terminal temperature sensors, some of which are located in mini-blocks near each canister close proximity to the laser diode in it, the other part in a predetermined manner distributed over the entire volume of the monoblock, a control system with an integrated part of the system control units located in a monoblock and including a microcontroller for generating control commands according to the values of actual temperatures in each miniblock and monitored volume points of the monoblock, connected to a set of end sensors for temperature and filter clogging and to a sensor for registering and positioning the shutter flap petals, a mini-block control circuitry connected to circuits control of laser diodes, a radio-transmitting device, and part of a control system external located outside the monoblock, and the system th control with built-in control system, housed in a monoblock, which includes a microcontroller, and a status check command, and part of the control system, external located outside the monoblock, control and monitoring systems are interconnected, with elements of the thermoregulation system and emitter.
2. Лазерный маяк пo п.1, отл и ч а ю щи й ся тем, что лазерные диоды при работе излучают на одинаковой длине волны. 2. The laser beacon according to claim 1, characterized in that the laser diodes during operation emit at the same wavelength.
3. Лазерный маяк по п.1, отл и ч а ю щи й ся тем, что лазерные диоды при работе излучают на разных длинах волн.3. The laser beacon according to claim 1, characterized in that the laser diodes during operation emit at different wavelengths.
4. Лазерный маяк пo п.1, о тл и ч а ю щ и й ся тем, что длина волны излучения лазерных диодов находится в видимом диапазоне излучения.4. The laser beacon according to claim 1, according to the fact that the radiation wavelength of the laser diodes is in the visible radiation range.
5. Лазерный маяк пo п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что пеналы с лазерными диодами, при работе излучающими на большей длине волны, помещены на одной окружности большего радиуса относительно центральной продольной оси излучателя, а пеналы с лазерными диодами, при работе излучающими на меньшей длине волны, помещены на другой окружности меньшего радиуса относительно центральной продольной оси излучателя. 5. The laser beacon according to claim 1, with the fact that pencil cases with laser diodes, when operating emitting at a longer wavelength, are placed on the same circle with a larger radius relative to the central longitudinal axis of the emitter, and pencil cases with laser diodes, when operating emitting at a shorter wavelength, are placed on another circle of a smaller radius relative to the central longitudinal axis of the emitter.
6. Лазерный маяк пo п.1, отл и ч а ю щ и й ся тем, что продольные оси кювет и миниблоков параллельны совпадающим продольным осям излучателя и моноблока.6. The laser beacon according to claim 1, distinguished by the fact that the longitudinal axes of the cuvettes and mini-blocks are parallel to the coincident longitudinal axes of the emitter and the monoblock.
7. Лазерный маяк пo п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что со стороны вывода излучения пенал имеет наконечник в форме конуса, самоцентрирующийся в конической выемке выходного отверстия миниблока, внутри которой выходной коллиматор закреплен на заданном расстоянии от лазерного диода по оптической оси лазерного излучения, с противоположной стороны в основании пенала имеется наконечник с лазерным диодом и выводами питания и управления с наружной поверхностью в форме эллипсоида вращения с пазами, жестко закреплённый между стенками отверстия в основании миниблока диэлектрическим материалом с высокой теплопроводностью.7. The laser beacon according to claim 1, on the one hand, in that, on the radiation output side, the pencil case has a cone-shaped tip, self-centering in the conical recess of the mini-block outlet, inside which the output collimator is fixed to a predetermined the distance from the laser diode along the optical axis of the laser radiation, on the opposite side at the base of the pencil case there is a tip with a laser diode and power and control terminals with an outer surface in the form of an ellipsoid of revolution with grooves, rigidly fixed between the walls of the hole in the main The mini-block is formed by a dielectric material with high thermal conductivity.
8. Лазерный маяк по п.7, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в упомянутых пазах имеются клинья.8. The laser beacon according to claim 7, with the fact that in the mentioned grooves there are wedges.
9. Лазерный маяк пoп.1, отл ича ющи й ся тем, что излучатель имеет правильный п - гранный корпус, за каждой гранью которого размещена кювета с миниблоком, где п равно по крайней мере трём.9. Laser beacon according to claim 1, characterized in that the emitter has a regular p-shaped body, behind each face of which there is a cuvette with a mini-block, where n is at least three.
10. Лазерный маяк по п.9, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что перпендикулярно выводу излучения поперечное сечение каждой кюветы и соответствующего миниблока имеют форму трапеции с меньшим основанием ближе к центру излучателя, образуя упомянутую центральную полость и дополнительные полости между корпусами излучателя и моноблока.10. The laser beacon according to claim 9, with the fact that perpendicular to the radiation output, the cross section of each cuvette and the corresponding miniblock have a trapezoid shape with a smaller base closer to the center of the emitter, forming the aforementioned central cavity and additional cavities between the cases of the emitter and the monoblock.
11. Лазерный маяк по п.10, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что излучатель выполнен шестигранным, за каждой его гранью в кювете помещен соответствующий миниблок с четырьмя пеналами, при этом три пенала с лазерными диодами, излучающими при работе на одной большей длине волны, расположены на дуге одной окружности большего радиуса относительно центральной продольной оси излучателя, а один пенал с лазерным диодом, излучающим при работе на меньшей длине волны, расположен на условной дуге другой окружности меньшего радиуса относительно центральной продольной оси излучателя.11. The laser beacon according to claim 10, with the fact that the emitter is hexagonal, behind each face in the cuvette there is a corresponding mini-block with four pencil cases, and three pencil cases with laser diodes emitting when working at one longer wavelength, they are located on an arc of one circle of a larger radius relative to the central longitudinal axis of the emitter, and one pencil case with a laser diode emitting when working at a shorter wavelength is located on a conventional arc of another circle of a smaller radius relative to the central length noy emitter axis.
12. Лазерный маяк по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в излучателе каждый миниблок имеет просветленное электроподогреваемое выходное окно.12. The laser beacon according to claim 1, with the fact that in the emitter, each mini-block has an enlightened electrically heated output window.
13. Лазерный маяк по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в каждом миниблоке выходное окно расположено под заданным углом к направлению излучения.13. The laser beacon according to claim 1, with the fact that in each miniblock the output window is located at a given angle to the direction of radiation.
14. Лазерный маяк по п.1, отл и ч а ю щ и й ся тем, что выходной торец корпуса моноблока, обеспечивающий вывод излучения лазерных диодов, расположен на заданном расстоянии от выходных окон. 14. The laser beacon according to claim 1, distinguished by the fact that the output end of the monoblock case, which provides the output of laser diode radiation, is located at a predetermined distance from the output windows.
15. Лазерный маяк пo п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что радиаторы электротерморегулирующих устройств всех миниблоков расположены в упомянутой центральной полости.15. The laser beacon according to claim 1, on the basis of the fact that the radiators of the electrothermological control devices of all mini-blocks are located in the said central cavity.
16. Лазерный маяк по п.1, отл и ч а ю щи й ся тем, что в торцевой части корпуса моноблока в системе терморегуляции размещены фильтр грубой очистки воздуха, электровентилятор, упомянутое электрическое теплообменное устройство, воздушный короб, фильтр тонкой очистки воздуха, фильтры оснащены датчиками засоренности, при этом мощность электротерморегулирующего устройства значительно меньше мощности электрического теплообменного устройства.16. The laser beacon according to claim 1, wherein the coarse air filter, the electric fan, the mentioned electric heat exchanger, the air box, the fine air filter, filters equipped with clogging sensors, while the power of the electrothermal control device is much less than the power of the electric heat exchanger.
17. Лазерный маяк по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что радиоприёмопередающее устройство и встроенная система контроля помещены по оси центральной выходной части моноблока.17. The laser beacon according to claim 1, with the fact that the radio-transmitting device and the built-in monitoring system are placed along the axis of the central output part of the monoblock.
18. Лазерный маяк по п.1, отл ичающи йся тем, что встроенная часть системы управления и встроенная система контроля соединены друг с другом по электрическим и информационным кабелям с разъёмами для разъединения частей моноблока и подключения переносного пульта контроля.18. The laser beacon according to claim 1, characterized in that the integrated part of the control system and the integrated control system are connected to each other by electrical and information cables with connectors for disconnecting the monoblock parts and connecting a portable control panel.
19. Лазерный излучатель для указания направления, включающий корпус по крайней мере с двумя кюветами, со съёмным миниблоком с корпусом в каждой кювете, стенками корпусов миниблоков по центральной оси излучателя образована полость заданного объёма, в каждом миниблоке имеется по крайней мере один протяженный пенал с индивидуальными лазерным диодом в основании пенала и выходным коллиматором, размещенным в выходной части пенала, в основании и выходной части миниблока имеются соосные отверстия для крепления пенала после его предварительной юстировки, причем при работе лазерного маяка оптические оси лазерных излучений всех лазерных диодов сведены в одной условной точке по оси излучателя, основание соответствующего миниблока размещено на рабочей поверхности соответствующего электротерморегулирующего устройства, по крайней мере по одному оконечному температурному датчику размещено в каждом миниблоке около каждого пенала в непосредственной близости к лазерному диоду в нём, каждый датчик соединен с микроконтроллером системы управления и контроля, включающей схему управления миниблоками, соединённую со схемами управления лазерными диодами. 19. Laser emitter to indicate the direction, including a housing with at least two cuvettes, with a removable miniblock with a housing in each cuvette, a cavity of a given volume is formed on the central axis of the emitter along the walls of the miniblock cases, each miniblock has at least one extended pencil case with individual a laser diode in the base of the pencil case and an output collimator located in the output part of the pencil case, in the base and output part of the mini-block there are coaxial holes for attaching the pencil case after its preliminary alignment, and when the laser beacon is operating, the optical axis of the laser radiation of all the laser diodes is brought together at one conditional point along the axis of the emitter, the base of the corresponding miniblock is placed on the working surface of the corresponding electrothermal regulating device, at least one terminal temperature sensor is placed in each miniblock near each pencil case in close proximity to the laser diode in it, each sensor is connected to a microcontroller of the control and monitoring system, including a control circuit mini-blocks connected to laser diode control circuits.
20. Лазерный излучатель по п.19, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что лазерные диоды при работе излучают на одинаковой длине волны.20. The laser emitter according to claim 19, with the fact that the laser diodes during operation emit at the same wavelength.
21. Лазерный излучатель по п.19, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что лазерные диоды при работе излучают на разных длинах волн.21. The laser emitter according to claim 19, with the fact that the laser diodes during operation emit at different wavelengths.
22. Лазерный излучатель по п.19, отл и ч а ю щ и й ся тем, что длина волны излучения лазерных диодов находится в видимом диапазоне излучения.22. The laser emitter according to claim 19, characterized in that the radiation wavelength of the laser diodes is in the visible radiation range.
23. Лазерный излучатель по п.19, отличающи йся тем, что пеналы с лазерными диодами, при работе излучающими на большей длине волны, помещены на одной окружности большего радиуса относительно центральной продольной оси излучателя, а пеналы с лазерными диодами, при работе излучающими на меньшей длине волны, помещены на другой окружности меньшего радиуса относительно центральной продольной оси излучателя.23. The laser emitter according to claim 19, characterized in that the cases with laser diodes, when emitting at a longer wavelength, are placed on the same circle of a larger radius relative to the central longitudinal axis of the emitter, and the cases with laser diodes, when emitting at a shorter wavelengths placed on another circle of smaller radius relative to the central longitudinal axis of the emitter.
24. Лазерный излучатель по п.19, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что продольные оси миниблоков параллельны продольной оси излучателя.24. The laser emitter according to claim 19, with the fact that the longitudinal axes of the mini-blocks are parallel to the longitudinal axis of the emitter.
25. Лазерный излучатель по п.19, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что со стороны вывода излучения пенал имеет наконечник в форме конуса, самоцентрирующийся в конической выемке выходного отверстия миниблока, внутри которой выходной коллиматор закреплен на заданном расстоянии от лазерного диода по оптической оси лазерного излучения, с противоположной стороны в основании пенала имеется наконечник с лазерным диодом и выводами питания и управления с наружной поверхностью в форме эллипсоида вращения с пазами, жестко закреплённый между стенками отверстия в основании миниблока диэлектрическим материалом с высокой теплопроводностью.25. The laser emitter according to claim 19, with the fact that on the output side of the radiation, the pencil case has a cone-shaped tip, self-centering in the conical recess of the outlet of the miniblock, inside which the output collimator is fixed at a predetermined distance from the laser diode along the optical axis of the laser radiation, on the opposite side there is a tip with a laser diode and power and control leads with an outer surface in the form of an ellipsoid of revolution with grooves on the opposite side of the pencil case rigidly fixed between the walls of the hole at the base of the miniblock by a dielectric material with high thermal conductivity.
26. Лазерный излучатель по п.25, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в упомянутых пазах имеются клинья. 26. The laser emitter according to claim 25, with the fact that there are wedges in said grooves.
27. Лазерный излучатель по п.19, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что излучатель имеет правильный п - гранный корпус, за каждой гранью которого размещена кювета с миниблоком, где п равно по крайней мере трём.27. The laser emitter according to claim 19, with the fact that the emitter has a regular p-shaped body, behind each face of which there is a cuvette with a mini-block, where n is at least three.
28. Лазерный излучатель по п.27, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что перпендикулярно выводу излучения поперечное сечение каждой кюветы и соответствующего миниблока имеют форму трапеции с меньшим основанием ближе к центру излучателя, образуя упомянутую центральную полость и дополнительные полости между корпусами излучателя и миниблоков.28. The laser emitter according to claim 27, with the fact that perpendicular to the output of radiation, the cross section of each cuvette and the corresponding miniblock are trapezoidal with a smaller base closer to the center of the emitter, forming the said central cavity and additional cavities between the emitter and mini-blocks.
29. Лазерный излучатель по п.28, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что излучатель выполнен шестигранным, на каждой его грани в кювете помещен соответствующий миниблок с четырьмя пеналами, при этом три пенала с лазерными диодами, излучающими при работе на одной большей длине волны, расположены на дуге одной окружности большего радиуса относительно центральной продольной оси излучателя, а один пенал с лазерным диодом, излучающим при работе на меньшей длине волны, расположен на условной дуге другой окружности меньшего радиуса относительно центральной продольной оси излучателя.29. The laser emitter according to claim 28, with the fact that the emitter is hexagonal, a corresponding mini-block with four pencil cases is placed on each of its faces in the cuvette, and three pencil cases with laser diodes emitting when working at one longer wavelength, they are located on an arc of one circle of a larger radius relative to the central longitudinal axis of the emitter, and one pencil case with a laser diode emitting when working at a shorter wavelength is located on a conventional arc of another circle of a smaller radius relative to the central rodolnoy emitter axis.
30. Лазерный излучатель по п.19, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в излучателе каждый миниблок имеет просветленное электроподогреваемое выходное окно. 30. The laser emitter according to claim 19, with the fact that in the emitter, each mini-block has an enlightened electrically heated output window.
31. Лазерный излучатель по п.19, отл ич а ющи й ся тем, что в каждом миниблоке выходное окно расположено под заданным углом к направлению излучения.31. The laser emitter according to claim 19, characterized in that in each mini-block the output window is located at a predetermined angle to the radiation direction.
32. Лазерный излучатель по п.19, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что радиаторы электротермореrулирующих устройств всех миниблоков расположены в упомянутой центральной полости. 32. The laser emitter according to claim 19, with the fact that the radiators of the electrothermal control devices of all mini-blocks are located in the said central cavity.
PCT/RU2009/000346 2008-07-18 2009-07-09 Laser beacon for a landing glide slope system WO2010008323A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008129351 2008-07-18
RU2008129351 2008-07-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010008323A1 true WO2010008323A1 (en) 2010-01-21

Family

ID=41550552

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2009/000346 WO2010008323A1 (en) 2008-07-18 2009-07-09 Laser beacon for a landing glide slope system

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2010008323A1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5121188A (en) * 1990-05-16 1992-06-09 Applied Laser Systems Laser module assembly
RU2166821C2 (en) * 1999-01-22 2001-05-10 ЗАО "Энергомаштехника" Laser diode strip
WO2002067222A1 (en) * 2001-02-21 2002-08-29 Biophoton S.A System for displaying in space a trajectory
RU2315405C1 (en) * 2006-06-08 2008-01-20 Михаил Ильич Свердлов Laser radiator

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5121188A (en) * 1990-05-16 1992-06-09 Applied Laser Systems Laser module assembly
RU2166821C2 (en) * 1999-01-22 2001-05-10 ЗАО "Энергомаштехника" Laser diode strip
WO2002067222A1 (en) * 2001-02-21 2002-08-29 Biophoton S.A System for displaying in space a trajectory
RU2315405C1 (en) * 2006-06-08 2008-01-20 Михаил Ильич Свердлов Laser radiator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6028535A (en) Integrated approach lighting system and method of use thereof
CA2313469C (en) Laser lighting system
EP2483155B1 (en) Lighting unit for an airfield beacon system
CN109885083A (en) Transmission line of electricity fining inspection flying platform and method for inspecting based on laser radar
US20050007257A1 (en) System and method of preventing aircraft wingtip ground incursion
CN101263338B (en) Novel lighting apparatus for navigational aids
ES2665985T3 (en) Radar atmospheric time detection for a wind turbine
US6846099B2 (en) Aircraft position light
EP2199206B1 (en) Network of radio-controlled light-warning devices
US20020018009A1 (en) System and method of preventing aircraft wing damage
JP2010536630A (en) Aircraft lighting system
RU2434791C1 (en) System for orienting aircraft relative to runway axis
RU80158U1 (en) COURSE-LASER LASER BEACON AND LASER RADIATOR
WO2010008323A1 (en) Laser beacon for a landing glide slope system
CN110626500A (en) Unmanned aerial vehicle
CN108364488A (en) A kind of city haze traffic lights
CN105717941A (en) Light beam generation device and method for generating visible boundary and electronic boundary system
US20220376794A1 (en) Beacon system
US5136288A (en) Method and installation for providing alignment guidance to an aircraft in the approach stage
CN105539868A (en) Deck equipment, on-board equipment and guiding device and method for carrier landing of aircraft
EP1060342A1 (en) Beamformer for a remotely illuminated lighting system and method
US11453510B1 (en) Apparatuses, systems, and methods for improved landing of aerial vehicles
EP3388871A1 (en) Laser light striping apparatus
US10962792B2 (en) Laser light striping apparatus
CN207089658U (en) Airborne Telemetry instrument

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09798198

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09798198

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1