Лазерная система посадки летательных аппаратов (ла) на малоразмерные взлетно-посадочные площадки (впп)

Авторы патента:

B64F1/18 - оптические или акустические средства обеспечения посадки (оптические или акустические сигнальные устройства вообще G08)

Владельцы патента RU 2494018:

Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Экран" (RU)

Изобретение относится к области авиации, в частности к системам светооптической навигации с применением лазерных источников и оптических устройств. Изобретение предназначено для обеспечения точной посадки летательных аппаратов на малоразмерные посадочные площадки вертодромов, авианесущих кораблей и буровых платформ. Система посадки содержит два лазерных излучателя, установленных вблизи друг от друга на продолжении оси ВПП за ее конечным торцом (порогом), два оптических устройства, установленных по краям ВПП для поворота лазерных лучей и установки их в плоскости глиссады. Схема пространственного расположения лазерных излучателей и оптических устройств и формируемые ими направления лучей позволяют пилоту определить отклонение текущей траектории захода на посадку ЛА относительно заданного курса и глиссады. Динамически меняющийся вид проекций лучей позволяет пилоту оперативно реагировать на смещение ЛА и выполнять управляющие действия по поддержанию положения ЛА на заданной траектории снижения до завершения процесса посадки. Повышается точность управления и безопасность полетов. 2 ил.

Изобретение относится к системам свето-оптической навигации, в частности, с применением лазерных источников и оптических устройств, и может быть использовано для обеспечения точной посадки летательных аппаратов (ЛА) на малоразмерные посадочные площадки вертодромов, авианесущих кораблей и буровых платформ.

Известен вертодромный комплекс «Синева» [1] (Басов Ю.Г. Светосигнальные устройства. - М., Транспорт, 1993.- Стр. 226-230), состоящий из приводного светомаяка; четырех огней приближения, установленных перед посадочной площадкой на продолжении ее оси; четырех ограничительных огней; четырех посадочных огней; заградительных огней; глиссадных огней и прожекторов подсвета.

Недостатками системы [1] являются ее сложность, наличие сравнительно большого количества компонентов (многокомпонентность), высокое энергопотребление и невысокая точность индикации курса и глиссады снижения. Кроме того, система неэффективна при использовании в сложных метеоусловиях и имеет ограничения при ее установке на пересеченной местности и на площадках, размещенных на водных акваториях и в городской местности.

Известна лазерная система посадки воздушных судов [2] (патент РФ №2369532, МПК B64F 1/18), содержащая, по крайней мере, три лазерных излучателя, установленных вблизи взлетно-посадочной полосы (ВПП) со стороны захода воздушного судна на посадку, два из которых - глиссадные - расположены по краям ВПП и предназначены для формирования лучей, определяющих плоскость глиссады, а третий - курсовой - расположен перед порогом (торцом) на продолжении осевой линии ВПП и предназначен для формирования луча, определяющего курс посадки.

Недостатками системы [2] при использовании для посадки ЛА на малоразмерные посадочные площадки является расположение курсового излучателя перед порогом (торцом) ВПП), вследствие чего индикация посадочного курса прекращается за 200-400 м до порога ВПП.

Целью изобретения является уменьшение количества компонентов системы, повышение точности посадки ЛА, улучшение мобильности системы, снижение энергопотребления системы посадки ЛА и, как следствие, снижение требований к характеристикам электрооборудования, а также обеспечение индикации посадочного курса до завершения процесса посадки ЛА.

Поставленная цель достигается тем, что лазерные излучатели установлены вблизи друг от друга на продолжении оси ВПП за ее конечным торцом (порогом). Лучи излучателей расположены в плоскости, параллельной плоскости ВПП, и разведены симметрично относительно осина угол α, формируя визуальную информацию о курсе ЛА. С помощью дополнительных оптических поворотных устройств, установленных по краям ВПП, формируется направление лазерных лучей, определяющих плоскость глиссады.

Лазерная система посадки летательных аппаратов (ЛА) на малоразмерные взлетно-посадочные площадки (ВПП) отличается от известного технического решения, содержащего два лазерных излучателя, тем, что по краям ВПП вблизи заднего торца (порога) взлетно-посадочной полосы дополнительно установлены оптические устройства с возможностью поворота лучей лазерных излучателей в вертикальной и горизонтальной плоскостях и установки лучей в плоскость глиссады, а лазерные излучатели установлены вблизи друг от друга на продолжении оси ВПП за ее конечным торцом (порогом).

Сущность изобретения поясняется фиг.1 (а, б) и фиг.2. На фиг.1 (а, б) приведена схема расположения лазерных излучателей и оптических устройств относительно взлетно-посадочной полосы (ВПП) и показано направление распространения лазерных лучей в пространстве.

На фиг.2 показаны проекции лазерных лучей на фронтальную плоскость, зрительно воспринимаемые пилотом при выполнении посадки. Указанное на фиг.1 (а, б) расположение лазерных излучателей 1 и 1^*, оптических устройств 3 и 3^* и сформированное направление оптических лучей 2, 2^* и 4, 4^* одновременно создают индикацию положения ЛА относительно посадочного курса и глиссады снижения.

На фиг.1(а, б) и фиг.2 приняты следующие обозначения:

1 - первый лазерный излучатель (правый); 1^* - второй лазерный излучатель (левый); 2 - луч первого лазерного излучателя (правого); 2^* - луч второго лазерного излучателя (левого); 3 - первое оптическое устройство (правое); 3^* - второе оптическое устройство (левое); 4 - правый глиссадный луч; 4^* - левый глиссадный луч; 5 - место приземления ЛА; 6 - летательный аппарат (ЛА); L - расстояние от места приземления до "места установки" оптических устройств; h - высота ЛА над местом приземления; φ - угол наклона плоскости глиссады к плоскости ВПП; α - угол между лучами лазерных излучателей 7 - конечный торец (порог) ВПП; 8 - продольная ось ВПП; 9, 9^* - продольные границы ВПП; 10 - входной порог ВПП; 11 - плоскость ВПП.

Дополнительные обозначения на фиг.2 (а):

2п - луч первого (правого) лазерного излучателя, воспринимаемый пилотом;

2л^* - луч второго (левого) лазерного излучателя, воспринимаемый пилотом;

4 - правый глиссадный луч, зрительно воспринимаемый пилотом ЛА;

4^* - левый глиссадный луч, зрительно воспринимаемый пилотом ЛА;

На фиг.2 все элементы рисунков "б", "в", "г", "д", "е", "ж", "з", "и" идентичны элементам рисунка фиг.2(а).

В предлагаемом техническом решении излучатели 1, 1^* фиг.1(а, б) расположены вблизи друг от друга на продолжении продольной оси 8 взлетно-посадочной полосы (вертодрома или посадочной палубы) на некотором расстоянии от конечного торца (порога) 7 ВПП на высоте не более 0.25 м (в соответствии с рекомендациями ИКАО [3]) и формируют коллимированные лазерные лучи 2 и 2^*, расположенные параллельно плоскости ВПП (11) и разведенные симметрично относительно продолжения оси ВПП на угол α. Лазерные лучи 2 и 2^* направлены на оптические устройства 3 и 3^*, расположенные вблизи продольных границ ВПП (9, 9^*) и,в результате поворота лучей в оптических элементах устройств 3 и 3^*, формируются направление лучей 4 и 4^* с параметрами глиссады.

Разведенные на угол α симметрично относительно осиВПП, лазерные лучи 2 и 2^* (на отрезке до оптических устройств 3 и 3^*) предназначены для визуализации отклонения ЛА (6) от курса по конфигурации их проекций на фронтальную плоскость, а лазерные лучи 4 и 4^* - для визуализации отклонения ЛА от глиссады.

Расстояние L от места приземления 5 летательного аппарата 6 до расположения поворотных оптических устройств 3 и 3^* рассчитывается из соотношения:

L=h/tg φ,

где h - высота ЛА над точкой приземления;

φ - угол наклона плоскости глиссады к плоскости ВПП.

На фиг.2 схематично показаны девять вариантов конфигурации проекций 2п, 2л^* и 4п, 4л^* лазерных лучей 2, 2^* и 4, 4^* на плоскость визирования, зрительно воспринимаемые пилотом ЛА. По конфигурации проекций лучей пилот определяет положение ЛА относительно заданной траектории захода на посадочную площадку и выполняет управляющие действия по корректировке текущей траектории при отклонении ЛА от заданной.

Визуальная ориентация относительно посадочного курса осуществляется по виду лучей 2 и 2^*,которые при точном положении ЛА на посадочном курсе пилот воспринимает в виде угла, образованного равными отрезками проекций лучей 2п и 2^*л (фиг.2б, д, з). При смещении ЛА относительно посадочного курса вправо или влево конфигурация угла изменяется, и отрезок проекции, в сторону которого сместился ЛА, воспринимается пилотом в виде более короткого (фиг.2а, г, ж, в, е, и).

Визуальная ориентация относительно глиссады осуществляется по виду проекций лучей 4 и 4*, которые при точном положении ЛА в плоскости глиссады, воспринимаются пилотом в виде светящихся отрезков лучей 4п и 4*л (фиг.2г, д, е), расположенных строго горизонтально.

При смещении ЛА относительно глиссады вверх или вниз положение отрезков 4п и 4*л относительно горизонтали изменяется, и концы отрезков смещаются в направлении противоположном смещению ЛА (фиг.2а, б, в, ж, з, и).

Подобная наглядная, динамически меняющаяся картина из светящихся отрезков лучей, позволяет пилоту ЛА оперативно реагировать на смещение ЛА и выполнять управляющие действия по поддержанию проекций лучей 2п, 2^*л и 4п, 4^*л в соответствии с фиг.2д, который характеризует положение ЛА на заданной траектории снижения.

Заявленное техническое решение на практике может быть реализовано на основе лазерных излучетелей видимого спектрального диапазона. Поворотные оптические устройства размещаются на стандартных арматурах, а оптические элементы устройств могут быть выполнены в виде оптических зеркал, клиньев или призм с устройствами их юстировки.

Источники информации

1. Басов Ю.Г. Светосигнальные устройства. - М.: Транспорт, 1993. - 309 С.

2. Патент РФ №2369532, МПК B64F 1/18.

3. Приложение 14 к Конвенции о международной гражданской авиации. Аэродромы. - Том I. - Проектирование и эксплуатация аэродромов. Издание четвертое. - М.: Авиаиздат, 2004. - 272 с.

Лазерная система посадки летательных аппаратов (ЛА) на малоразмерные взлетно-посадочные площадки (ВПП), содержащая два лазерных излучателя, отличающаяся тем, что по краям ВПП дополнительно установлены оптические устройства с возможностью поворота лучей лазерных излучателей в вертикальной и горизонтальной плоскостях и установки лучей в плоскость глиссады, а лазерные излучатели установлены вблизи друг от друга на продолжении оси ВПП за ее конечным торцом (порогом).

Изобретение относится к области авиационного приборостроения и позволяет осуществить поиск в автоматическом режиме взлетно-посадочной полосы и обеспечить автоматическое управление посадкой летательного аппарата независимо от метеоусловий и времени суток.

Система посадки летательных аппаратов // 2483986

Изобретение относится к области авиации, в частности к системам посадки летательных аппаратов, и предназначено для обеспечения визуальной пространственной ориентации пилота при заходе на посадку в условиях ограниченной видимости.

Система ориентации движущегося объекта относительно оси взлетно-посадочной полосы (впп) // 2434791

Изобретение относится к светотехнике, в частности к светосигнальным системам, предназначенным для ориентации в ночное время, в сумерках и сложных метеоусловиях пилотов летательных аппаратов (ЛА) при взлете, посадке и пробеге относительно оси взлетно-посадочной полосы (ВПП).

Система посадки летательных аппаратов // 2397115

Изобретение относится к навигационным системам аэродромов и предназначено для обеспечения пространственной ориентации. .

Индикатор горизонтали световой // 2376211

Изобретение относится к оптическим системам передачи световой информации. .

Устройство заградительного огня высоковольтной линии электропередачи // 2370825

Изобретение относится к области регулирования движения воздушного транспорта и предназначено для использования при предупреждении столкновений низко летящего воздушного транспорта с линией электропередачи.

Лазерная система посадки воздушных судов // 2369532

Изобретение относится к авиационной технике. .

Способ и устройство стабилизации геометрических параметров указательных огней системы посадки летательных аппаратов // 2350517

Изобретение относится к области авиации, в частности к системам оптической посадки (ОСП) палубных летательных аппаратов (ЛА). .

Способ ориентирования в пространстве движущегося транспорта по световому лучу и устройство для его реализации // 2322371

Оптическая система посадки летательных аппаратов на палубу корабля // 2317233

Изобретение относится к области авиации, в частности к системам оптической посадки палубных летательных аппаратов (ЛА). .

Способ формирования оптической посадочной траектории летательного аппарата // 2494932

Изобретение относится к области авиационной техники, в частности к светотехническим средствам обеспечения посадки летательных аппаратов. Способ включает использование одного излучателя света для формирования трех участков посадочной траектории, при этом на начальном этапе посадки формируют участок траектории пробивания облачности, для этого излучатель света разворачивают относительно плоскости горизонта так, чтобы угол отклонения его светового пучка от плоскости горизонта был равен требуемому для текущих метеоусловий углу пробивания облачности θпр и фиксируют излучатель света в этом положении. Далее формируют глиссадный участок посадочной траектории, для этого излучатель света поворачивают так, чтобы угол отклонения его светового пучка от плоскости горизонта был равен требуемому для данного типа летательного аппарата углу наклона глиссады θгл и фиксируют излучатель в этом положении, затем определяют высоту начала выравнивания и начинают изменять угловую ориентацию светового пучка излучателя относительно плоскости горизонта таким образом, чтобы угол отклонения светового пучка излучателя от плоскости горизонта совпадал с углом наклона выбранной траектории участка выравнивания. Технический результат заключается в повышении безопасности посадки летательных аппаратов. 3 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

Система индикации высоты летательного аппарата (ла) над порогом взлетно - посадочной полосы (впп) // 2518891

Изобретение относится к системам посадки летательных аппаратов (ЛА), в частности к светосигнальным системам. Система индикации высоты ЛА над порогом взлетно-посадочной полосы (ВПП), включает установленные в конце ВПП на оси два лазерных излучателя видимого диапазона спектра с коллимированными лучами, направленными в сторону движущегося объекта под углом наклона к плоскости ВПП, меньшим угла траектории снижения ЛА при посадке, при этом лучи разведены под небольшими (до 5º) равными углами симметрично относительно вертикальной плоскости, проходящей через ось ВПП. Достигается повышение точности посадки и расширение диапазона индикации высоты пересечения порога ВПП. 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Система визуальной посадки летательных аппаратов (ла) // 2522766

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к системам оптической навигации. Система визуальной посадки летательных аппаратов состоит из двух глиссадных лазерных излучателей, курсового и двух боковых лазерных излучателей, лазерной подсистемы визуальной индикации оси ВПП, подсистемы начального торца ВПП, подсистемы конечного торца ВПП и подсистемы конечного участка боковых границ ВПП. Достигается повышение информативности системы визуальной посадки, повышение мобильности системы посадки, сокращение временных затрат на монтаж/демонтаж оборудования. 6 з.п ф-лы, 2 ил.

Осветительный прибор для освещения летного поля // 2530737

Изобретение относится к осветительному прибору для освещения летного поля аэродрома, в частности для подачи сигналов летательному аппарату. Техническим результатом является создание прибора, обладающего высокой отказоустойчивостью, уменьшение эксплуатационных затрат на монтаж и техническое облуживание. Прибор содержит источник света, имеющий по меньшей мере один светодиод (4), электрические компоненты (5) для подачи питания на источник света и для управления им, оптические компоненты (7) для оказания воздействия на свет, генерируемый источником света, и наружный корпус (11, 12) для размещения в нем источника света, а также электрических (5) и оптических компонентов. В наружном корпусе предусмотрено светопропускное отверстие (14), через которое проходит свет, подвергшийся воздействию оптических компонентов (7). Технический результат достигается за счет того, что указанный источник света с оптическими и электрическими компонентами (5, 7) установлен в герметически закрытом кассетном модуле (1). При этом кассетный модуль встроен в наружный корпус, который также герметически закрыт, вследствие чего расположенные в кассетном модуле компоненты имеют двойную защиту, обеспечивающую герметичность. 13 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ посадки летательного аппарата // 2542820

Способ посадки летательного аппарата, при котором используется штатные приводные радиолокационные и навигационные системы, а также лазерная система автоматического управления посадкой, содержащая два полусферических, сферический, четыре цилиндрических датчика лазерного излучения, контроллер лазерной системы, лазерный излучатель, включающий лазер и два электромеханических преобразователя, объединенные в двухкоординатный модуль поворота мощного лазера. Статор электромеханических преобразователей по продольной оси ортогонально прикреплен к несущему основанию летательного аппарата. Датчики лазерного излучения включают контроллер, имеющий многоканальный вход, радиоприемопередатчик, контроллер радиоприемопередатчика, контроллер лазера, фотодиоды, расположенные на поверхности датчика с дискретным шагом по углам пеленга и места. Обеспечивается надежность посадки летательных аппаратов в экстремальных метеоусловиях, ближнее и дальнее выравнивание при подлете к взлетно-посадочной полосе. 6 ил.

Способ посадки летательного аппарата // 2543144

Изобретение относится к области авиационного приборостроения, а именно к оборудованию для автоматического управления посадкой летательного аппарата. Лазерная система автоматического управления посадкой летательного аппарата состоит из двух полусферических датчиков лазерного излучения, имеющих встроенные лазеры и радио-приемопередатчики, и четырех цилиндрических датчиков лазерного излучения, содержащих встроенные радио-приемопередатчики, и радио-приемопередатчика, сферического датчика лазерного излучения и лазерного излучателя. Два полусферических датчика лазерного излучения установлены по продольной линии в начале и в конце, а четыре цилиндрических датчика лазерного излучения установлены по бокам в начале и в конце взлетно-посадочной полосы, а на летательном аппарате размещены радио-приемопередатчик, сферический датчик лазерного излучения и излучатель луча лазера. Излучатель состоит из двух электромеханических преобразователей, на концах валов которых укреплено зеркало, контроллера лазера, параболоида вращения с внутренней зеркальной поверхностью, внутри которого между его фокусом и вершиной установлена видеокамера, а основание вершины параболоида вращения жестко соединено с телескопической стойкой двухкоординатного стола. Достигается повышение надежности посадки летательного аппарата на взлетно-посадочную полосу. 11 ил.

Способ визуальной посадки летательных аппаратов (ла) // 2546024

Способ визуальной посадки летательного аппарата (ЛА) заключается в выводе ЛА в посадочный коридор, определении положения ЛА относительно плоскости глиссады и посадочного курса, определении соответствия текущей скорости ЛА, заданной по виду лазерного луча, направленного под углом к плоскости глиссады сбоку от ЛА. Угловое положение луча меняется в зависимости от заданного скоростного режима посадки. Обеспечивается безопасность посадки за счет визуализации информации о скорости снижения. 3 ил.

Лазерная система посадки летательных аппаратов (ла) на малоразмерные взлетно-посадочные площадки (впп) // 2547157

Лазерная система посадки летательных аппаратов (ЛА) на малоразмерные взлетно-посадочные площадки (ВПП) содержит два лазерных излучателя слева и справа вблизи ВПП со стороны захода на посадку, лучи которых направлены параллельно плоскости ВПП в сторону двух оптических устройств, выполненных с возможностью поворота направления лучей лазерных излучателей в плоскость глиссады. На ВПП вблизи точки пересечения лазерных лучей установлен генератор аэрозолей. Обеспечивается повышение безопасности посадки за счет повышения информативности. 3 ил.

Способ посадки воздушного судна с помощью ультрафиолетовых приемников и излучателей (2 варианта) // 2550907

Изобретение относится к области авиации, в частности к системам посадки воздушных судов. Способ посадки воздушного судна на взлетно-посадочную полосу осуществляется при помощи ультрафиолетовых приемников. Воздушное судно обнаруживается ультрафиолетовыми приемниками фотонного излучения до подлета к зоне привода на посадочную полосу. Обнаружение производится с помощью двух групп ультрафиолетовых приемников, синхронно и синфазно механически вращающихся вокруг своих осей в азимутальной плоскости на наземных мачтах. Мачты разнесены друг от друга на базовое расстояние. Каждая из групп мачт осуществляет обнаружение во всех направлениях угломестной плоскости. После обработки полученного сигнала воздушному судну отдаются команды на маневр. Достигается повышение безопасности полетов воздушных судов. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Оптическая система определения координат летательного аппарата, основанная на монофотонной уф-с технологии для навигационного обеспечения захода на посадку воздушного судна // 2564934

Изобретение относится к области авиации, в частности к аэродромному и бортовому самолетному оборудованию. Оптическая система определения координат летательного аппарата содержит наземный оптический излучатель-маяк, расположенный в начале взлетно-посадочной полосы и устройство для приема излучения, размещенное на борту воздушного судна. По обе стороны от взлетно-посадочной полосы размещено не менее двух приемников излучения с известными заранее координатами в виде монофотонных устройств. На воздушном судне размещен как минимум один приемник излучения, в качестве которого применено монофотонное устройство и как минимум один излучатель-маяк ультрафиолетового излучения, сигналы от которого регистрируются наземными приемниками излучения и используются для определения углов места и азимута воздушного судна. Достигается повышение надежности и безопасности посадки воздушного судна. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.