Система для контроля качества посадки маневренного летательного аппарата

 

Использование: изобретение относится к аваиационной технике и касается проектирования средств контроля качества посадки маневренных летательных аппаратов. Сущность изобретения состоит в том, что в систему для контроля, содержащую блок хранения набора параметров допустимых отклонений, датчик удаления от торца взлетно-посадочной полосы, датчик отклонений от глиссады, блок вычисления скорости этого отклонения, анализатор допустимых отклонений и индикаторный блок, согласно изобретению введены датчик бокового отклонения, блок вычисления скорости этого отклонения и второй анализатор допустимых отклонений. Технический результат заключается в повышении информативности, объективности и оперативности контроля качества посадки летательного аппарата путем обеспечения адекватной индикации оценок техники пилотирования в реальном масштабе времени. 2. з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области авиационной техники, а именно, к средствам контроля качества посадки маневренных летательных аппаратов.

Известно устройство для контроля качества посадки летательного аппарата (патент США N 3452697, кл. 114-43.5, 1969), содержащее видеомагнитофон и подключенные к нему передающую телекамеру, телевизионный приемник и пульт управления.

Такое устройство позволяет фиксировать перемещение летательного аппарата относительно взлетно-посадочной полосы, однако оно имеет недостаточную зону контроля и не обеспечивает требуемой оперативности и информативности.

Известна также наиболее близкая по технической сущности система предупредительной сигнализации о приближении к земле летательного аппарата (Aircraft ground proximiti warning system, патент Великобритании N 1479082, НКИ B7W от 6.06.77), содержащая датчик отклонения от глиссады и блок вычисления скорости этого отклонения, датчик удаления от торца взлетно-посадочной полосы, блок хранения параметров допустимых отклонений, анализатор допустимых отклонений и индикаторный блок, при этом датчик удаления от торца взлетно-посадочной полосы подключен к командному входу блока хранения параметров допустимых отклонений, блок вычисления скорости отклонения от глиссады подключен к первому входу анализатора допустимых отклонений, второй вход которого соединен с выходом датчика отклонения от глиссады.

Такая система позволяет автоматически распознавать особую ситуацию и выдавать аварийный сигнал, то есть ранжировать полетные ситуации на опасные и безопасные. Однако известная система не позволяет оценить "запас безопасности" на заключительном этапе полета, не выдает информацию о качестве посадки.

Целью изобретения является повышение информативности, объективности и оперативности контроля качества посадки маневренного летательного аппарата путем обеспечения адекватной индикации оценок техники пилотирования в реальном масштабе времени.

Для этого известная система, содержащая датчик отклонения от глиссады и блок вычисления скорости этого отклонения, датчик удаления от торца взлетно-посадочной полосы, блок хранения параметров допустимых отклонений, анализатор допустимых отклонений и индикаторный блок, при этом датчик удаления от торца взлетно-посадочной полосы подключен к командному входу блока хранения параметров допустимых отклонений, блок вычисления скорости отклонения от глиссады подключен к первому входу анализатора допустимых отклонений, второй вход которого соединен с выходом датчика отклонения от глиссады, дополнительно снабжена датчиком бокового отклонения, блоком вычисления скорости этого отклонения и вторым анализатором допустимых отклонений, при этом блок хранения параметров допустимых отклонений снабжен шестью выходами, анализатор допустимых отклонений снабжен дополнительными третьим, четвертым, пятым и шестым входами и четырьмя выходами, причем дополнительные третий, четвертый и пятый входы первого анализатора соединены соответственно с третьим, вторым и первым выходами блока хранения параметров допустимых отклонений, блок вычисления скорости бокового отклонения и датчик бокового отклонения подключены соответственно к первому и второму входам второго анализатора, третий, четвертый и пятый входы которого соединены соответственно с шестым, пятым и четвертым выходами блока хранения параметров допустимых отклонений, причем шестые входы обоих анализаторов допустимых отклонений соединены с командным входом блока хранения параметров допустимых отклонений, первый, второй, третий и четвертый входы индикаторного блока соединены с выходами той же нумерации второго анализатора допустимых отклонений, а пятый, шестой, седьмой и восьмой входы индикаторного блока соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым выходами первого анализатора допустимых отклонений.

Каждый анализатор допустимых отклонений содержит блок перемножения текущих параметров отклонения, три блока сравнения, каждый из которых связан с множителем, формирующим граничные значения одной из трех допустимых областей параметров отклонения, три коммутатора, обеспечивающие работу блоков сравнения в каждой из трех допустимых областей параметров отклонения, при этом первый множитель своим входом соединен с третьим входом каждого из анализаторов допустимых отклонений, а выходом этот множитель соединен с первым входом первого блока сравнения и с входом второго множителя, первый коммутатор своим первым входом соединен с выходом второго множителя, вторым входом - с шестым входом блока каждого из анализаторов допустимых отклонений, первым выходом этот же коммутатор соединен с входом третьего множителя и первым входом второго блока сравнения, вторым выходом - с первым выходом каждого из анализаторов допустимых отклонений, а управляющим входом - с выходом первого блока сравнения, второй коммутатор своим первым входом соединен с выходом третьего множителя, вторым входом - с выходом первого блока сравнения, первым выходом этот же коммутатор соединен с первым входом третьего блока сравнения, выход которого соединен с четвертым выходом каждого из анализаторов допустимых отклонений, второй выход коммутатора соединен с вторым выходом каждого из анализаторов допустимых отклонений, а управляющий вход - с выходом третьего блока сравнения, третий коммутатор своим входом соединен с выходом второго блока сравнения, выходом - с третьим выходом каждого из анализаторов допустимых отклонений, а управляющий входом третий коммутатор соединен с выходом третьего блока сравнения, блок перемножения своими первым, вторым, третьим и четвертым входами соединен соответственно, с первым, вторым, четвертым и пятым входами каждого из анализаторов допустимых отклонений, причем выход блока перемножения соединен со вторыми входами первого, второго и третьего блоков сравнения.

Индикаторный блок содержит логический элемент ИЛИ, индикаторы оценок "отлично", "хорошо", "удовлетворительно" и индикатор ухода на второй круг, три коммутатора, при этом первый и второй входы логического элемента ИЛИ соединены соответственно с четвертым и восьмым входами индикаторного блока, управляющие входы первого, второго и третьего коммутаторов соединены соответственно с третьим, вторым и первым входами индикаторного блока, индикатор оценки "удовлетворительно" соединен входом через первую пару контактов первого коммутатора с седьмым входом индикаторного блока, индикатор оценки "хорошо" соединен входом через вторые пары контактов первого и второго коммутаторов с шестым входом индикаторного блока, через первые пары контактов второго и третьего коммутаторов - с седьмым входом индикаторного блока, а через третью пару контактов первого коммутатора этот же индикатор соединен с пятым входом индикаторного блока, индикатор оценки "отлично" соединен входом через третьи пары контактов второго и третьего коммутаторов с пятым входом индикаторного блока, а через вторую пару контактов третьего коммутатора этот же индикатор соединен с шестым входом индикаторного блока, индикатор ухода на второй круг соединен с выходом логического элемента ИЛИ.

На фиг 1 представлена блок-схема системы; на фиг. 2 - блок-схема анализатора допустимых отклонений; на фиг. 3 - блок-схема индикаторного блока.

Система для контроля качества посадки маневренного летательного аппарата (фиг. 1) содержит датчик отклонений от глиссады 1, блок вычисления скорости отклонения от глиссады 2, датчик бокового отклонения 3, блок вычисления скорости бокового отклонения 4, датчик удаления от торца взлетно-посадочной полосы 5, блок хранения набора параметров допустимых отклонений 6, первый 7 и второй 8 анализаторы допустимых отклонений, индикаторный блок 9.

Анализатор допустимых отклонений 7 и 8 (фиг. 2) содержит блок перемножения 10, первый 11, второй 12 и третий 13 множители, первый 14, второй 15 и третий 16 блоки сравнения, первый 17, второй 18 и третий коммутаторы.

Индикаторный блок 9 (фиг. 3) содержит логический элемент ИЛИ 20, индикатор ухода на второй круг 21, индикаторы оценок "отлично" 22, "хорошо" 23, "удовлетворительно" 24, первый 25, второй 26 и третий 27 коммутаторы.

Датчик удаления от торца взлетно-посадочной полосы 5 подключен к командному входу блока хранения параметров допустимых отклонений 6. Блок вычисления скорости отклонения от глиссады 2 подключен к первому входу первого анализатора допустимых отклонений 7, второй вход которого соединен с выходом датчика отклонения от глиссады 2. Блок хранения параметров допустимых отклонений 6 снабжен шестью выходами. Анализатор допустимых отклонений 7 снабжен дополнительными третьим, четвертым, пятым и шестым входами и четырьмя выходами. Дополнительные третий, четвертый и пятый входы первого анализатора 7 соединены соответственно с третьим, вторым и первым выходами блока хранения параметров допустимых отклонений 6. Блок вычисления скорости бокового отклонения 4 и датчик бокового отклонения 3 подключены соответственно к первому и второму входам второго анализатора 8, третий, четвертый и пятый входы которого соединены соответственно с шестым, пятым и четвертым выходами блока хранения параметров допустимых отклонений 6. Шестые входы обоих анализаторов допустимых отклонений 7 и 8 соединены с командным входом блока хранения параметров допустимых отклонений 6. Первый, второй, третий и четвертый входы индикаторного блока 9 соединены с выходами той же нумерации второго анализатора допустимых отклонений 8, а пятый, шестой, седьмой и восьмой входы индикаторного блока 9 соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым выходами первого анализатора допустимых отклонений 7.

Каждый анализатор допустимых отклонений 7, 8 содержит блок перемножения текущих параметров отклонения 10, три блока сравнения 14, 15, 16, каждый из которых связан с множителем (11, 12, 13), формирующим граничные значения одной из трех допустимых областей параметров отклонения, три коммутатора 17, 18, 19, обеспечивающие работу блоков сравнения 14, 15, 16 в каждой из трех допустимых областей параметров отклонения. При этом первый множитель 11 своим входом соединен с третьим входом каждого из анализаторов допустимых отклонений 7, 8, а выходом этот множитель соединен с первым входом первого блока сравнения 14 и с входом второго множителя 12. Первый коммутатор 17 своим первым входом соединен с выходом второго множителя 12, вторым входом - с шестым входом блока каждого из анализаторов допустимых отклонений 7, 8. Первый выход коммутатора 17 соединен с входом третьего множителя 13 и первым входом второго блока сравнения 15, вторым выходом - с первым выходом каждого из анализаторов допустимых отклонений 7 и 8, а управляющий входом - с выходом первого блока сравнения 14. Второй коммутатор 18 своим первым входом соединен с выходом третьего множителя 13, вторым входом - с выходом первого блока сравнения 14. Первым выходом коммутатор 18 соединен с первым входом третьего блока сравнения 16, выход которого соединен с четвертым выходом каждого из анализаторов допустимых отклонений 7 и 8. Второй выход коммутатора 18 соединен с вторым выходом каждого из анализаторов допустимых отклонений 7 и 8, а управляющий вход - с выходом третьего блока сравнения 15. Третий коммутатор 19 своим входом соединен с выходом второго блока сравнения 15, выходом - с третьим выходом каждого из анализаторов допустимых отклонений 7 и 8, а управляющим входом третий коммутатор 19 соединен с выходом третьего блока сравнения 16. Блок перемножения 10 своими первым, вторым, третьим и четвертым входами соединен соответственно с первым вторым, четвертым и пятым входами каждого из анализаторов допустимых отклонений 7 и 8. Выход блока перемножения 10 соединен с вторыми входами первого 14, второго 15 и третьего 16 блоков сравнения.

Индикаторный блок 9 содержит логический элемент ИЛИ 20, индикаторы оценок "отлично" 22, "хорошо" 23, "удовлетворительно" 24 и индикатор ухода на второй круг 21, три коммутатора 25, 26, 27. Первый и второй входы логического элемента ИЛИ 20 соединены соответственно с четвертым и восьмым входами индикаторного блока 9, управляющие входы первого 25, второго 26 и третьего 27 коммутаторов соединены соответственно с третьим, вторым и первым входами индикаторного блока 9. Индикатор оценки "удовлетворительно" 24 соединен входом через первую пару контактов первого коммутатора 25 с седьмым входом индикаторного блока 9. Индикатор оценки "хорошо" 23 соединен входом через вторые пары контактов первого 25 и второго 26 коммутаторов с шестым входом индикаторного блока 9, через первые пары контактов второго 26 и третьего 27 коммутаторов - с седьмым входом индикаторного блока 9, а через третью пару контактов первого коммутатора 25 индикатор 23 соединен с пятым входом индикаторного блока 9. Индикатор оценки "отлично" 22 соединен входом через третьи пары контактов второго 26 и третьего 27 коммутаторов с пятым входом индикаторного блока 9, а через вторую пару контактов третьего коммутатора 27 этот же индикатор соединен с шестым входом индикаторного блока 9. Индикатор ухода на второй круг 21 соединен с выходом логического элемента ИЛИ 20.

Индикаторы оценок "отлично" 22, "хорошо" 23 и "удовлетворительно" 24 выполнены в виде цифровых индикаторов. Первый 17 и второй 18 коммутаторы анализаторов допустимых отклонений 7, 8 выполнены в виде реле с двумя парами контактов, одна из которых нормальнозамкнутая, а другая - нормальноразомкнутая. Третий коммутатор 19 выполнен в виде реле с нормальнозамкнутыми контактами. Коэффициенты усиления для первого 11, второго 12 и третьего 13 множителей анализаторов допустимых отклонений 7 и 8 соответственно равны 1/3, 2, 3/2. Первый 25, второй 26 и третий 27 коммутаторы индикаторного блока 9 выполнены в виде реле с тремя парами нормальнозамкнутых контактов.

Система работает следующим образом. Области допустимых отклонений M_k = M(L) предварительно рассчитываются для ряда дискретных значений удаления от начала взлетно-посадочной полосы как для продольного, так и для бокового движений. Описание границ этих областей хранится в блоке 6 хранения набора параметров допустимых отклонений. Код удаления L_k, измеряемого датчиком 5, подается на адресную шину блока 6 и выбирает данные, характеризующие одну из областей M, соответствующую текущей дальности L с ошибкой, не превышающей интервал квантования. Вектор отклонений X формируется блоками 1, 2 и 3, 4. В анализаторах 7 и 8 проверяется условие возможности продолжения захода на посадку для продольного и бокового движений соответственно: x ∈ M_к (1) означающее, что отклонения не превышают предельно допустимых, и оценивается качество пилотирования на посадке, то есть "запас безопасности" с адекватной полетной ситуации индикацией оценок техники пилотирования либо команды ухода на второй круг через индикаторный блок 9. Проверка условия (1) и оценка качества посадки в продольном боковом движении осуществляется анализаторами допустимых отклонений следующим образом. Области допустимых отклонений M_k в двумерном пространстве аппроксимируются многоугольниками. Для внутренних точек многоугольника, то есть точек, удовлетворяющих условию (1), справедлива система неравенств: a_ix < ρ_i, i = 1...n (2) где a_i - единичный вектор нормали к i-ой грани многоугольника; ρ_i - - полярное расстояние этой грани до начала координат; a_ix - скалярное произведение векторов; n - число граней многоугольника.

Тогда из условия равномерного нормирования области M различным оценкам техники пилотирования будет соответствовать выполнение различных условий: при 0 ≅ a_ix < 1/3ρ_i - оценка "отлично";
при 1/3ρ_i≅ a_ix < 2/3ρ_i - оценка "хорошо";
при 2/3ρ_i≅ a_ix < ρ_i - оценка "удовлетворительно";
при a_ix ≥ ρ_i срабатывает индикаторный блок 6 сигнализации ухода на второй круг.

Составляющие векторов a_i передаются с четвертого и пятого входов анализаторов допустимых отклонений 7 и 8 на четвертый и пятый входы блока перемножения 10, первый и второй входы которого соединены с первым и вторым входами анализаторов допустимых отклонений 7 и 8. На выходе блока перемножения 10 получается код скалярного произведения a_ix. Величина ρ_i снимаются с третьего входа анализаторов допустимых отклонений 7 и 8. С выхода первого множителя 11 сигнал, пропорциональный 1/3ρ_i подается на первый вход первого блока сравнения 14, на второй вход которого подается сигнал a_ix с выхода блока перемножения 10. При условии 0 ≅ a_ix < 1/3ρ_i выход первого блока сравнения 14 находится в состоянии логического нуля, и сигнал, адекватный оценке "отлично", подается на первый вход анализаторов допустимых отклонений 7 и 8. В противном случае например, при 1/3ρ_i≅ a_ix < 2/3ρ_i выход первого блока сравнения 14 переходит в состояние логической единицы, подается сигнал на управляющий вход первого коммутатора 17 и через нормальнозамкнутую пару контактов второго коммутатора 18 на второй выход анализаторов допустимых отклонений 7 и 8, что адекватно оценке "хорошо", В силу отмеченного размыкается нормальнозамкнутая пара контактов и замыкается нормальноразомкнутая пара контактов первого реле 17, то есть обнуляется первый выход анализатора допустимых отклонений 7, 8 и на первый вход второго блока сравнения 15 поступает сигнал, пропорциональный 2/3ρ_i (прекращается индикация оценки "отлично", производится индикация оценки "хорошо"). При увеличении вектора отклонений x 2/3ρ_i≅ a_ix < ρ_i выход второго блока сравнения 15 переходит в состояние логической единицы, прекращается индикация оценки "хорошо", производится индикация оценки "удовлетворительно" и сигнал, пропорциональный ρ_i , с третьего множителя 13 через замкнутую пару контактов второго коммутатора 18 поступает на первый вход третьего блока сравнения 16. При a_ix ≥ ρ_i выход третьего блока сравнения 16 переходит в состояние логической единицы, обнуляется третий выход анализаторов допустимых отклонений 7 и 8 и запитывается четвертый, что адекватно команде ухода на второй круг. Таким образом, на первом, втором, третьем и четвертом выходах первого анализатора допустимых отклонений 7 формируются сигналы, адекватные оценкам 5, 4, 3 и 2 за качество посадки в продольном движении, а на выходе второго анализатора допустимых отклонений 8 - в боковом. Блок индикации 9 общей оценки за качество посадки в текущий момент времени, либо команды ухода на второй круг следующим образом.

Если четвертый выход хотя бы одного из анализаторов допустимых отклонений 7 и 8 переходит в состояние логической единицы, то есть подается сигнал с четвертого или восьмого входа индикаторного блока 9 на один из входов логического элемента ИЛИ 20, включается индикатор ухода на второй круг 21. При условии нахождения четвертого и восьмого входов индикаторного блока 9 в состоянии логического нуля производится индикация общей оценки J, являющейся среднеарифметическим от оценки продольного и бокового движений за качество посадки в текущий момент времени по трехбальной системе в следующем порядке: при 3 ≅J< 3,5 производится индикация оценки "удовлетворительно", при 3,5 ≅ J < 4 - "хорошо", при 4 ≅ J ≅ 5 - "отлично". Например, при оценке за боковое движение "удовлетворительно" и за продольное движение "хорошо" в текущий момент времени происходит следующее. На управляющий вход первого коммутатора 25 поступает сигнал логической единицы с третьего входа индикаторного блока 9. Все три пары контактов первого коммутатора 25 замыкаются при нормальноразомкнутых остальных. Через вторую пару контактов первого коммутатора 25 проходит сигнал логической единицы с шестого входа индикаторного блока 9 и включается индикатор оценки "хорошо" 23.

Таким образом, предлагаемая система позволяет не только ранжировать полетные ситуации на опасные и безопасные не только в продольном канале движения, но и в боковом, а также оценивать "запас безопасности" на заключительном этапе полета с индикацией адекватных оценок техники пилотировния в реальном масштабе времени.

Введение датчика бокового отклонения, блока вычисления скорости этого отклонения, дополнительного анализатора допустимых отклонений и индикаторного блока в известную систему позволяет формировать объективные количественные критерии оценки качества посадки с учетом продольного и бокового движений в реальном времени, что существенно повышает информативность, объективность и оперативность контроля.

Положительный эффект, создаваемый совокупностью названных признаков, определяет существенным повышением точности, достоверности и оперативности оценки качества посадки, а также возросшей возможностью парирования аварийных ситуаций на заключительном этапе полета.

Формула изобретения

1. Система для контроля качества посадки маневренного летательного аппарата, содержащая блок хранения набора параметров допустимых отклонений, датчик удаления от торца взлетно-посадочной полосы, последовательно соединенные датчик отклонений от глиссады, блок вычисления скорости этого отклонения, анализатор допустимых отклонений, второй - пятый входы которого соединены соответственно с выходом датчика отклонений от глиссады, с третьим, вторым и первым выходами блока хранения набора параметров допустимых отклонений, соединенного командным входом с датчиком удаления от торца взлетно-посадочной полосы, и индикаторный блок, отличающаяся тем, что в нее введены последовательно соединенные датчик бокового отклонения, блок вычисления скорости этого отклонения и второй анализатор допустимых отклонений, второй вход которого соединен с выходом датчика бокового отклонения, третий - пятый входы - соответственно с шестым, пятым и четвертым выходами блока хранения набора параметров допустимых отклонений, причем шестые входы обоих анализаторов допустимых отклонений соединены с командным входом блока хранения набора параметров допустимых отклонений, первый - четвертый входы индикаторного блока соединены с одноименными выходами второго анализатора допустимых отклонений, а пятый - седьмой и восьмой - соответственно с первым - четвертым выходами первого анализатора допустимых отклонений.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что каждый анализатор допустимых отклонений содержит блок перемножения, первую и вторую схемы сравнения, последовательно соединенные первый множитель, вход которого соединен с третьим входом анализатора допустимых отклонений, второй множитель, первый коммутатор, второй выход которого соединен с первым выходом анализатора допустимых отклонений, а управляющий и второй входы - с выходом первой схемы сравнения и шестым входом анализатора допустимых отклонений соответственно, третий множитель, второй коммутатор, второй выход которого соединен с вторым выходом анализатора допустимых отклонений, а второй вход - с выходом первой схемы сравнения, третью схему сравнения, третий коммутатор, выход которого соединен с третьим выходом анализатора допустимых отклонений, при этом выход блока перемножения, первый - четвертый входы которого соединены соответственно с первым, вторым, четвертым и пятым входами анализатора допустимых отклонений, соединен с вторыми входами первой, второй и третьей схем сравнения, первые входы первой и второй схем сравнения соединены соответственно с выходом первого множителя и первым выходом первого коммутатора, управляющий вход второго коммутатора и второй вход третьего коммутатора соединены с выходом второй схемы сравнения, четвертый выход анализатора допустимых отклонений соединен с выходом третьей схемы сравнения.

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что индикаторный блок содержит последовательно соединенные логический элемент ИЛИ, первый и второй входы которого соединены соответственно с четвертым и восьмым входами индикаторного блока, и индикатор ухода на второй круг, а также три коммутатора, индикаторы оценок "Отлично", "Хорошо" и "Удовлетворительно", причем управляющие входы первого, второго и третьего коммутаторов соединены соответственно с третьим, вторым и первым входами индикаторного блока, седьмой вход которого соединен через первую пару контактов первого коммутатора с входом индикатора оценки "Удовлетворительно", индикатор оценки "Хорошо" соединен входом через вторые пары контактов первого и второго коммутаторов с шестым входом индикаторного блока, через первые пары контактов второго и третьего коммутаторов - с седьмым входом индикаторного блока и через третью пару контактов первого коммутатора - с пятым входом индикаторного блока, индикатор оценки "Отлично" соединен входом через третьи пары контактов второго и третьего коммутаторов с пятым входом индикаторного блока и через вторую пару контактов третьего коммутатора - с шестым входом индикаторного блока.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3