СИСТЕМА СВЕТОВОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ ДЛЯ ПОСАДКИ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА В НОЧНОЕ ВРЕМЯ Российский патент 1995 года по МПК B64F1/00 B64F1/18 E01F9/00 E01F9/06 

Изобретение относится к светотехническим средствам обеспечения полетов, в частности, к светотехническому оборудованию на аэродромах и может быть использовано для посадки летательных аппаратов на полевые аэродромы и необорудованные посадочные площадки, например, льдины в арктических и антарктических условиях.

Известны системы оптического обеспечения посадки, предусматривающие наличие сигнальных огней для обозначения торца взлетно-посадочной полосы (ВПП) и границ ВПП [3]
Недостатком известных систем такого типа является высокий уровень энергопотребления и связанные с этим проблемы надежности оборудования.

От этого недостатка свободна система, предусматривающая наличие пассивных огней, т. е. отражателей, рассеивающих и направляющих к наблюдателю (пилоту) свет, излучаемый бортовыми посадочно-рулежными фарами самолета (вертолета) [1] Данная система принята в качестве прототипа изобретения.

Использование отражателей, на поверхность которых нанесены световозвращающие, в том числе, многослойные пленки, создающие необходимый цветовой эффект, широко известно из практики обеспечения безопасности движения транспортных средств в ночное время.

Недостатком системы, известной из [1] является относительно невысокая эффективность системы.

Повышение эффективности системы в соответствии с изобретением достигается за счет выбора оптимального размещения (ориентации) отражателей, выбора оптимальной геометрии последних и конкретизации типа световозвращающего покрытия.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена расчетная схема ориентации отражателей, на фиг.2 расчетная схема для определения оптимальной геометрической формы и вариант установки отражателя на аэродроме; на фиг.3-9 возможные варианты конструктивного выполнения отражателей; на фиг.10-12 варианты конструктивного исполнения отражающей пленки.

Система посадки состоит из маркерных указателей (маркеров) 1, установленных соответствующим образом около ВПП 2 с возможностью их визуального наблюдения в отраженном свете фар летательного аппарата 3.

При этом маркеры 1 могут быть закреплены на стойках 4 (фиг.2) с использованием цилиндрических или сферических шарниров и ломких планок (на чертеже не показаны).

Маркеры 1 могут быть выполнены в виде тел вращения, образованных кривой произвольной формы (фиг. 3), плоских фигур произвольной формы (фиг.4), углублений произвольной формы (фиг. 5), пирамид (фиг.6), усеченных пирамид (фиг.7), комбинации плоских фигур, размещенных в разных плоскостях, (фиг.8), призм (фиг.9) и комбинации объемных тел в произвольном сочетании (фиг.6).

При выполнении маркера в виде объемного тела можно указать по крайней мере одну плоскость 5 (фиг.2), пересекающую только маркера 1 по замкнутой кривой (ломаной) линии, имеющей максимально возможный периметр (условно плоскость максимального периметра ПМП). Для варианта, показанного на фиг.8, линия сечения может быть незамкнутой. Если маркер выполнен осесимметричным, ПМП должна быть перпендикулярна оси симметрии. Если отражающая поверхность оказывается за ПМП (в частности вогнутое зеркало), то площадь такой отражающей поверхности в дальнейших расчетах учитывается со знаком "минус".

Маркеры 1 устанавливают так, чтобы линия, перпендикулярная ПМП, была направлена на летательных аппарат 3, находящийся на глиссаде в точке, соответствующей максимальному расчетному расстоянию, с которого визуально обнаруживают маркер в ночных условиях, т.е. углы установки ПМП каждого i-того маркера вычисляют по формулам:
α_i= arctg h/l_i ± 5^o ϕ_i= arctg b/l_i ± 5^o где li расстояние до проекции расчетной точки глиссады на горизонтальную плоскость (до точки 0), h высота летательного аппарата 3 над точкой 0. (См. также фиг.2, где показана проекция 6 направления на летательный аппарат 3 и направление 7 оси ВПП 2), b половина ширины ВПП.

Для упрощения установки маркеров 1 их ПМП можно размещать горизонтально (фиг. 3) или вертикально (фиг.8). В этом случае при дальнейших расчетах ПМП заменяется горизонтальной плоскостью нулевой отметки летного поля или вертикальной плоскостью, перпендикулярной оси ВПП.

Для выбора оптимальной формы маркера следует пользоваться уравнениями:
S₁' (0,2-1,0)S⁺ S₂' (0,5-1,0)S^-, где S_1,2' площадь проекции отражающей поверхности на ПМП (поз. 8 на фиг.2), S⁺ положительная площадь отражающей поверхности, S^- отрицательная площадь отражающей поверхности (поз.9 на фиг. 2).

Указанные соотношения определяют оптимальную выпуклость или вогнутость маркера по отношению к условной плоскости отражения (ПМП), в качестве которой может быть выбрана также плоскость нулевой отметки или вертикальная плоскость. В последнем случае для вариантов типа фиг.8 площадь проекции отражающей поверхности выбирается в пределах 0,5-1,0 от полной площади отражающей поверхности.

Таким образом, достигается оптимальное использование площади отражающей поверхности маркеров за счет наиболее выгодной ориентации поверхностей по отношению к источникам света и наблюдателю.

Для покрытия маркеров выбрана светоотражающая пленка следующих типов (см. фиг.10-12):
призматические линзы 10, вставленные в прозрачную синтетическую смолу 11, с покрытием 12;
элементы оптических линз 13, вставленные в синтетическую резину 14 и погруженные в капсулу 15 из гибкого прозрачного пластика;
элементы оптических линз 16, вставленные в прозрачную смолу 17 (канифоль), имеющую ровное наружное покрытие 18.

При этом для вариантов типа фиг.8 покрытие может быть нанесено с двух сторон.

Указанные тиры покрытий фиксируются на поверхности маркеров клеем, если в качестве основы не используется самоклеящая пленка 19 (фиг.10).

В качестве варианта выполнения могут быть применены пленочные интерференционные светофильтры различных световых оттенков для создания определенного рисунка, например, полос на отражающей поверхности (фиг.4).

Система посадки летательного аппарата в ночных условиях, содержащая бортовую осветительную фару на борту летательного аппарата и систему пассивных посадочных знаков (маркеров), размещенных по контуру взлетно-посадочной полосы (ВПП) аэродрома, причем для каждого маркера выбрано оптимальное соотношение, определяющее площадь его отражающей поверхности, выбрана оптимальная ориентация маркера относительно плоскости поверхности летного поля, выбраны оптимальные формы маркеров и конструктивные схемы светотражающих пленок ( покрытие маркеров). 4 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. СИСТЕМА СВЕТОВОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ ДЛЯ ПОСАДКИ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА В НОЧНОЕ ВРЕМЯ, включающая светотехнические средства, обеспечивающие возможность визуального ориентирования относительно ВПП при выполнении посадки ночью в условиях отсутствия оптической видимости, отличающаяся тем, что огни приближения, посадочные, ограничительные огни и огни рулежных дорожек заменены пассивными светоотражающими устройствами определенной геометрической формы, оптимальным образом ориентированным на свет посадочных фар летательного аппарата, при этом в качестве основания для ориентации светоотражающего устройства принята условная плоскость его максимального периметра, расположенная так, что нормаль к ней направленная на источник света летательного аппарата, совершающего посадку, составляет с горизонтальной плоскостью угол α , а проекция этой нормали на горизонтальную плоскость составляет с осью ВПП угол ϕ , определяемые по зависимостям:
α = arctg h/L ,
ϕ = arctg b/2L¹,
где h высота полета летательного аппарата с включенными посадочными фарами;
L расстояние по горизонтали от светоотражающего устройства до основания вертикали от летательного аппарата с включенными посадочными фарами до оси ВПП;
L¹ расстояние от начала ВПП по ее оси до основания вертикали к летательному аппарату с включенными посадочными фарами;
b ширина ВПП. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что светоотражающие устройства выполнены в виде наружных поверхностей тел вращения. 3. Система по п.1, отличающаяся тем, что светоотражающие устройства выполнены в виде внутренних поверхностей тел вращения. 4. Система по п.1, отличающаяся тем, что отражающие поверхности выполнены в виде простых плоских поверхностей или объемных комбинаций, составленных из плоских поверхностей. 5. Система по п. 1, отличающаяся тем, что поверхности светоотражающих устройств покрыты специальными светоотражающими материалами различных цветовых оттенков.