Устройство для индикации положения объекта

 

Изобретение относится к системам индикации отклонений от заданной траектории и может быть использовано в авиации в качестве индикатора отклонения по высоте 2 от глиссады при посадке на площадки ограниченных размеров. Целью изобретения является повышение точности и функциональной надежности устройства. Устройство устанавливается на палубе авианосца и содержит формирователь сигналов базовой линии огней и формирователь сигналов указательного огня с выходным окном. Использование указательного огня, удаленного от базовых огней по глубине, позволяет использовать принцип зрительного параллакса. При этом характеристика зависимости рассогласования огней от отклонения от глиссады становится непрерывной 8 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК сярз G 08 G 5/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4508212/24 (22) 22.12.88 (46) 15.08.92. Бюл. N 30 (72) В.M.Àõóòèí, М.P.Âàëüäåíáåðã, А.А,Горячев, Ж.Я.Заклецкая, Т.Р,Киппер, В.И.Пшеничный и А.С.Сидоров (56) Патент США

М 2991743, кл. 114-433, опублик. 1961. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНДИКАЦИИ ПОЛОЖЕ КИЯ ОБЪЕ KTA (57) Изобретение относится к системам индикации отклонений от заданной траектории и может быть использовано в авиаций в качестве индикатора отклонения по высоте

Изобретение относится к системам индикации отклонений от заданной траектории и может быть использовано в авиации в качестве индикатора отклонения по высоте от глиссады при посадке на площадки огра-" ниченных размеров, в частности на авианосец для судоходства в качестве индикатора фарватера.

Целью изобретения является повышение точности и функциональной надежности устройства.

На фиг.1 показан один из объектов использования; на фиг.2 — взаимосвязь элементов устройства; на фиг,3 — принцип формирования сигналов указательного ofня; на фиг.4 — принцип взаимосвязи протяженности выходного торца световода с углом зоны видимости указательного огня по горизонтали; на фиг,5 — пример выполнения блока волоконного световода; на фиг.8." принцип совмещения отдельных указательных огней; на фиг.7 — взаимосвязь видимого,.,!Ж „„1755312 А1 от глиссады при посадке на площадки ограниченных размеров. Целью изобретения является повышение точности и функциональной надежности устройства, Устройство устанавливается на йалубе авианосца и содержит формирователь сигналов базовой линии огней и формирователь сигналов указательного огня с выходным окном.

Использование указательного огня, удаленного от базовых огней по глубине, позволяет использовать принцип зрительного параллакса. При этом характеристика зависимости рассогласования огней от отклонения от глиссады становится непрерывной.

8 ил. рассогласования указательного и базовых огней и отклонения от глиссэдной прямой; на фиг.8 — различные положения указательного огня, видимые пилотом через выходное окно формирователя; 8а — при полете по глиссаде, 8б — при полете выше глиссады, 8в — при полете ниже глиссады, Устройство для индикации положения объекта устанавливаются (при использовании в авиации) на палубе (фиг,1) авианосца и содержит формирователь 1 сигналов базовой линии огней и формирователь 2 сигналов указательного огня с выходным окном

3, Формирователь 1 сигналов базовой линии огней содержит два ряда источников света, расположенных водной плоскости по разные стороны от выходного окна 3, Формирователь сигналов указательного огня содержит (фиг.2) линзы 4, источники 5 све-. та и блок 6 волоконных световодов, расположенный между источником 5 света и линзой 4.

1755312

Входной торец 7 каждого волоконного световода располагается перед источником

5 света, а выходной торец 8 — перед фокальной плоскостью 9 линзы 4, Входной торец 7 освещается источником света 5 и передает 5 излучение на выходной торец 8.

На фйг.3 показано формирование сигналов указательного огня линзой 4 в вертикальной плоскости, !усть вертикальный размер выходного торца 8 равен б и распо- 10 ложен торец на расстоянии а от плоскости линзы 4, фокус F которой находится на расстоянии а от плоскости линзы 4. Тогда на расстоянии f формируется указательный огонь 10, который является увеличенным 15 мнимым изображением выходного торца 8; имеет размер d . Угол зоны видимости ука/ зательного огня по вертикали р> определяется величиной выходного огня линзы 4 и расстоянием а до указательного огня. 20

Аналогично формируется изображение указательного огня в горизонтальной пло.скости (фиг.4).

Для обеспечения заданного угла зоны видимости указательного огня по горизон- 25 тали ф необходимо иметь выходной торец

8 волоконных световодов определенной длины.

В соответствии с фиг.4 расчетное значение длины световода определяется следую- 30 щим образом;. " !!

I=@ 1 где — требуемая длина торца;

P — попере4ное увеличение линзы 4; 35 . — требуемая длина указательного огня

10I I ! =2ащф- D, где а — расстояние от линзы до изображения торца (указательного огня); 40 ф- требуемый угол зоны видимости ука38TGRbH0l о огH5I в горизонтальной flllocK0сти;

Π— горизонтальный размер выходного окна 3, 45

Отсюда !

=2atg ф-р, D где а — расстояние от торца до линзы 4.

Наличие аберраций у линзы 4 приводит 50

= - =к искривлению изображения на краях линзы. С целью исключения таких искажений .. выходной торец 8 выполняется по форме повторяющей кривизну поля линзы (фиг.5).

Тогда в формулу должен быть введен попра- 55 вочный коэффициент 4, учитывающий кривизну поля линзы 4, при этом определяется длина кривой изогнутого выходного торца световода!

- K(2atg ф- р).

Входной торец 7 может быть выполнен разветвленным в целях более полного использования светового потока ламп.

Перед выходным торцом 8 можно устанавливать полевую диаграмму 11, с помощью которой легко регулировать горизонтальный угол зоны видимости указательного огня в широком диапазоне.

Линзы 4 располагаются в вертикальный ряд так, что они лежат в одной плоскости (фиг.б). Выходной торец 7 располагается на оптической оси только для центральной линзы 4. Выходные торцы остальных линз смещают относительно оптической оси так, что мнимые изображения, формируемые каждой линзой 4, совпадают.

Аналогичный результат может быть получен за счет разворота линз 4 относительно центральной по радиусу с центром, расположенным в центре мнимых изображений.

Наблюдатель со стороны зрачка линз системы не может различить, какой иэ огней мнимых изображений он видит, т.е, для него создается эффект единого указательного огня, Устройство работает следующим образом.

Устройство устанавливается под углом Ъ, равным заданному углу глиссады (фиг.7). Максимальный угол зоны видимости указательного огня р складывается из отдельных углов линз 4 — l>: и —, фц.

l=1

Пилот, находясь на высоте h выше высоты, соответствующей глиссаде h<> на величину

h видит указательный огонь на расстоянии е от базовых линий, лежащих на одной оси с центральной линзой. При этом зависимость отклонения 0Т глиссады по высоте от рассогласования огней имеет вид

h.= К е, где К!. — коэффициент пропорциональности, зависимый от расстояния самолета от системы, Картина, наблюдаемая пилотом, представлена на фиг.8. Если самолет летит по глиссаде, то пилот видит указательный огонь, визуально расположенный на одном уровне с базовыми огнями (фиг,8а). Если самолет отклоняется выше глиссады, то указательный огонь виден выше базовых линий (фиг.8б). Если самолет отклоняется ниже глиссады, то указательный огонь виден ниже базовых линий (фиг.8в).

1755312

Предъявление пилоту указательного огня непосредственно через положительную линзу обеспечивает более высокую точ- . ность оценки величины рассогласования я между указательным и базовыми огнями 5 по сравнению с известным устройством, Средняя квадратическая погрешность определения рассогласования указательного и базовых огней е для системы складывается из отдельных составляющих: 10

O= Офв+ Офг + 0 и, rt где 0 — суммарная погрешность системы;

0 фв — ПОГрЕШНОСтЬ, СВяааННая С фОрМИ- 16 рованием.вертикального угла зоны видимости указательного огня:

Офр — погрешность, связанная с формированием горизонтального угла зоны видимости указательного огня, 20

- 0 и — ПОГРЕШНОСТЬ, ВНОСИМаЯ ИСтОЧНИком света.

8 устройстве при формировании гори зонтального угла зоны видимости указательного огня не вносится дополнительной 25 ошибки в вертикальный размер указательного огня, так как при этом используется одна и та же линза 4. Следовательно, 0 фг

=О, Расположение источников света и их несоосность не имеют значения, так какуказательный огонь по вертикали формируется из вертикальной величины выходного торца световода, который имеет жесткую конструкцию и не требует замены в течение экс- Э5 плуатации устройства. 8 то же время лампы могут быть легко заменимы на исправные по мере выхода из строя, не влияя на точность устройства, не требуя ее юстировки, т.е. ч и - О.

Формула изобретения

Устройство для индикации положения объекта, содержащее формирователь сигналов указательного огня с выходным окном, включающий оптически соединенные источники света и линзы, и формирователь сигналов базовой линии огней, содержащий два ряда источников света, расположенных в одной плоскости по разные стороны выходного окна соосно его горизонтальной осисимметрии,отличающееся тем, что, с целью повышения точности и функциональной надежности устройства, в формирователь сигналов указательйого огня введен блок волоконных световодов, каждый из которых расположен между соответствующим источником света и линзой, при этом выходной торец каждого волоконного световода размещен перед фокальной плоскостью линзы и выполнен изогнутым в соответствии кривизной поля линзы длиной!

t - K(2atg ф — ), 0 где К вЂ” коэффициент, кривизны поля линзы; а — расстояние от линзы до выходного торца световода; ф- угол зоны видимости указательного огня по горизонтали;

D — размер выходного окна по горизонтали;

Р- поперечное увеличение линзы;

6п и шириной Ь -р-, где 0 - среднеквадратическая погрешность рассогласования указательного и базовых огней, . 1755312

1, 1755312

Фие. Я

Фиг. 3 б

1755312

1755312

Фиг.. 6

1755312

Фиг. 8

Составитель А, Зинькова

Техред М.Моргентал Корректор М. Петрова

Редактур Э. Слиган

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2895 Тираж Подписное

БНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва. Ж 35, Раушская наб„4/5