СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЛАСТИ ВОЗМОЖНЫХ КУРСОВ ПРИВОДНЕНИЯ САМОЛЕТА-АМФИБИИ И УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ УГЛОВЫМ ПОЛОЖЕНИЕМ САМОЛЕТА-АМФИБИИ Российский патент 1996 года по МПК B64C35/00 

Изобретение относится к области авиации, а именно к гидроавиации и представляет собой способ автоматического и автономного определения курса приводнения самолета-амфибии (гидросамолета) и устройство управления полетом, оснащенное системой определения оптимального курса приводнения.

Как известно (Автоматизированное управление самолетами и вертолетами, под ред. С. М. Федорова, М, "Транспорт", 1977) /1/, область возможных курсов приземления самолета состоит всего из двух взаимопротивоположных курсов вдоль взлетно-посадочной полосы (ВПП), то есть заранее задана ориентацией ВПП. При этом задача сводится лишь к тому, чтобы с учетом направления ветра выбрать один из двух возможных курсов и произвести посадку с выбранным курсом в штурвальном или автоматическом режиме.

Известно решение, которое обеспечивает формирование управляющих сигналов курса и крена при координированном развороте с осуществлением стабилизации углового положения самолета (Бортовые системы управления полетом, под ред. Ю. В. Байбородина, М, "Транспорт", 1975) /2/.

Однако если задачей является посадка самолета на воду, то возникают трудности, связанные как с общей оценкой гидрометеоусловий (ГМУ) в районе предполагаемого приводнения, так и с правильным их учетом, в частности, ветра и волнения, при выполнении приводнения.

Известный способ определения области возможных курсов приводнения самолета-амфибии включает измерение вектора скорости ветра, сравнение его модуля с максимально допустимым значением, определение ветровой области допустимых курсов приводнения и оценку профиля водной поверхности ("Морской сборник", 1976, N 4 и N 6).

При этом согласно /2/ устройство управления угловым положением самолета содержит электронный блок управления сервоприводом элеронов, датчик параметров ветра, узел сравнения и блок формирования ветровой области допустимых курсов посадки. Информация о состоянии водной поверхности в районе предполагаемой посадки может поступать на борт летящего над морем самолета с наводных, наземных или иных объектов обеспечения посадки, либо уже находится на борту самолета с начала полета.

Однако в районе предполагаемого приводнения указанная информация обязательно уточняется экипажем путем визуальных наблюдений за акваторией.

Необходимость визуальной оценки профиля водной поверхности является основным недостатком известных решений.

Во-первых, самолет должен снизиться до высоты, достаточной для визуальных наблюдений. В результате безопасность приводнения существенно зависит от профессиональных качеств экипажа и, следовательно, не гарантирована.

Во-вторых, в условиях плохой видимости или полного ее отсутствия (плотный туман, ночь) приводнение вообще не может быть осуществлено, даже если совокупность ГМУ ветер-волна позволяют выполнить посадку.

Задачей настоящего изобретения является разработка такого способа определения области возможных курсов приводнения самолета-амфибии и такого устройства управления угловым положением самолета, которые обеспечивали бы безопасную посадку на воду в условиях практически любой видимости и автономного полета над морем во всех случаях, когда ветер и волнение на акватории приемлемы для приводнения.

Эта задача решается тем, что перед определением ветровой области допустимых курсов приводнения раскладывают вектор скорости ветра на встречную и боковую составляющие и проверяют выполнение ограничений их модулей заданными пороговыми величинами встречной и боковой составляющих соответственно, дополнительно измеряют параметры волны, сравнивают высоту волны с максимально допустимым ее значением и при соблюдении условий непревышения модуля вектора скорости ветра и высоты волны их максимально допустимых значений наряду с определением ветровой области допустимых курсов приводнения определяют волновую область допустимых курсов приводнения, после чего геометрически накладывают одну из указанных областей на другую и за искомую область принимают совокупность участков пересечения ветровой и волновой областей допустимых курсов приводнения.

Разложение вектора скорости ветра на две составляющие, измерение на борту самолета параметров волнения, проверка приемлемости с точки зрения выполнения приводнения, совокупности ГМУ ветер-волна, определение ветровой и волновой областей допустимых курсов с последующим их наложением друг на друга позволяют определить, существуют ли курсы, вдоль которых может быть выполнено приводнение, а затем получить всю совокупность этих курсов, минуя визуальную оценку состояния водной поверхности, причем в условиях как автономного, так и неавтономного полета самолета над морем.

Настоящий способ имеет развитие в части наиболее предпочтительного определения ветровой и волновой областей допустимых курсов приводнения.

Что касается ветровой области, то ее определяют, исходя из результатов сравнений модуля "а" вектора скорости ветра с заданными допустимыми величинами "b" и "c" боковой и встречной составляющих указанного вектора.

При этом если a≅b, то ветровую область допустимых курсов приводнения определяют в виде равного π углового сектора, биссектриса которого совпадает с направлением вектора скорости встречного ветра.

Если b<a≅c, то ветровую область допустимых курсов приводнения определяют в виде углового сектора, биссектриса которого совпадает с направлением вектора скорости встречного ветра, а границы образованы касательными к окружности радиусом "b" с центром в точке, расположенной на указанной биссектрисе на расстоянии "а" от вершины углового сектора.

Если а > с, то ветровую область допустимых курсов приводнения определяют в виде совокупности двух одинаковых по величине и имеющих общую расположенную на векторе скорости встречного ветра вершину угловых секторов, границы каждого из которых образованы соответствующей касательной к первой окружности радиусом "b" с центром в точке, расположенной на векторе скорости встречного ветра на расстоянии "а" от общей вершины, и лучом, проведенным из общей вершины через ближнюю к указанной касательной точку пересечения второй и третьей окружностей, из которых одна имеет радиус "с" и центр в общей вершине, а другая радиус a/2 и центр на векторе скорости встречного ветра посередине между общей вершиной и точкой расположения центра первой окружности.

Совокупность указанных характерных для настоящего способа геометрических построений позволяет сформировать границы ветровой области допустимых курсов приводнения во всех трех случаях.

Что касается волновой области, то согласно развитию настоящего способа, ее определяют, исходя из типа волны по результатам сравнения отношения высоты волны к ее длине с заданной пороговой величиной и с учетом курса ψ волны.

При этом если волна ветровая, то есть , то устанавливают направление приводнения на волну, равное ψ+π, и допуски ±Δψ к этому направлению, после чего определяют волновую область допустимых курсов приводнения в виде углового сектора, биссектриса которого совпадает с направлением j+π, а границы заданы допусками ±Δψ.

Если волна относится к типу зыби, то есть , то волновая область может состоять из двух или трех частей в зависимости от того, превышает или не превышает высота зыби заданное пороговое значение.

В случае указанного превышения устанавливают два направления приводнения на волну, одно из которых равно , а другое , и допуски ±Δψ_з к каждому из указанных направлений, и волновую область допустимых курсов приводнения определяют в виде совокупности двух одинаковых по величине и имеющих общую вершину угловых секторов, биссектрисы которых совпадают с указанными направлениями, а границы каждого заданы допусками ±Δψ_з.

В случае непревышения высоты зыби заданного порогового значения два указанных направления с их допусками ±Δψ_з дополняют направлением ψ+π с допуском ±Δψ и волновую область допустимых курсов приводнения определяют в виде совокупности трех исходящих из общей вершины угловых секторов с биссектрисами, совпадающими с соответствующими направлениями и границами, заданными соответствующими допусками.

Наложение ветровой области на волновую область позволяет получить искомую область курсов, в которой удовлетворяются требования по ветру и волне. Эта разрешенная для приводнения область в общем случае может состоять из нескольких частей, число которых не превышает шести.

Основным отличием устройства управления угловым положением самолета-амфибии, содержащего сервопривод элеронов, электронный блок управления сервоприводом, датчик параметров ветра, первый узел сравнения, подключенный к датчику параметров ветра, и блок формирования ветровой области допустимых курсов приводнения, первый и второй входы которого подключены к выходам первого узла сравнения и датчика параметров ветра, согласно настоящему изобретению является то, что в устройство введены блок разложения вектора скорости ветра на две составляющие, второй узел сравнения, подключенный к выходу блока разложения вектора скорости ветра, датчик параметров волнения, третий узел сравнения, подключенный к датчику параметров волнения, блок формирования волновой области допустимых курсов приводнения, входы которого подключены к выходам третьего узла сравнения и датчика параметров волнения, блок формирования области возможных курсов приводнения, входы которого соединены с выходами блоков формирования ветровой и волновой областей допустимых курсов приводнения, и блок определения оптимального курса приводнения, входы которого соединены с выходами блока формирования области возможных курсов приводнения. При этом блок формирования ветровой области допустимых курсов приводнения снабжен третьим входом, подключенным к выходу второго узла сравнения, а блок управления сервоприводом электронов снабжен управляющим входом, подключенным к выходу блока определения оптимального курса приводнения.

Введение в устройство указанных блоков и организация связей между блоками согласно настоящему изобретению позволяет экипажу автономно определить область разрешенных курсов приводнения и выполнить разворот самолета на оптимальный курс приводнения.

На фиг. 1 дана блок-схема реализации способа; на фиг. 2 ветровая область допустимых курсов приводнения при истинном ветре, не большем порогового значения бокового ветра; на фиг. 3 ветровая область допустимых курсов приводнения при истинном ветре, большем порогового значения бокового ветра, но не превышающем порогового значения встречного ветра; на фиг. 4 - ветровая область допустимых курсов приводнения при истинном ветре, большем порогового значения встречного ветра; на фиг. 5 волновая область допустимых курсов приводнения для случая ветровой волны; на фиг. 6 волновая область допустимых курсов приводнения для случаев волны типа "зыбь"; на фиг. 7 - блок-схема устройства управления угловым положением самолета-амфибии; на фиг. 8 алгоритм реализации блока формирования ветровой области допустимых курсов приводнения; на фиг. 9 алгоритм реализации блока формирования волновой области допустимых курсов приводнения; на фиг. 10 алгоритмическая структурная схема блока формирования допустимых курсов приводнения.

На фиг. 1 представлена блок-схема реализации предложенного способа.

Устройство определения области возможных курсов приводнения содержит два бортовых датчика 1 и 2, осуществляющих постоянный контроль за параметрами ветра и волнения.

При этом датчик 1 измеряет модуль "а" и направление d вектора скорости ветра, а датчик 2 высоту h, длину λ и курс j волны.

В блоках 3 и 4 производится сравнение модуля "а" и высоты h с максимально допустимыми их значениями d и h_макс соответственно. В случаях превышения а над d и(или) h над h_макс приводнение считается запрещенным.

В блоке 5 вектор подвергается разложению на встречную и боковую составляющие, модули которых сравниваются в блоке 6 с заданными пороговыми значениями "с" и "b" встречного и бокового ветра соответственно. Приводнение разрешается командой, поступающей с блока 6 на блок 7 лишь при выполнении указанных ограничений для встречного и бокового ветра.

Формирование области допустимых курсов приводнения производится по двум каналам, а именно ветровому с помощью блока 7 и волновому с помощью блока 8. Блок 9 осуществляет выделение общих частей ветровой и волновой областей, приемлемых для приводнения. При этом совокупность всех разрешенных курсов приводнения может быть выведена на табло блока 10 индикации и с помощью блока 11 может быть определен оптимальный курс приводнения.

Далее дается подробное описание геометрического построения волновой и ветровой областей допустимых курсов приводнения в зависимости от типа волнения на акватории и от результатов сравнения модуля "а" истинного ветра с заданными пороговыми значениями "с" и "b" встречного и бокового ветра, приводится математическая форма записи границ всех областей допустимых курсов приводнения и рассматривается структура устройства управления угловым положением самолета-амфибии, оснащенного системой определения оптимального курса приводнения, содержащей блоки формирования областей допустимых курсов приводнения, выполненные в виде вычислителей по алгоритмам, соответствующим разработанной математической форме записи границ областей допустимых курсов приводнения.

Геометрическое построение всех возможных частей ветровой области допустимых курсов приводнения иллюстриpуется фиг. 2, 3, 4.

Фиг. 2 соответствует случаю 0<a≅b. При этом ветровая область представляет собой угловой сектор величиной π.. Одним из условий построения является отсутствие попутной составляющей ветра. Направление является опорным (например, направление на географический Север); вектор скорости ветра над акваторией; 0 условное местонахождение самолета; K₁ и K₂ границы ветровой области.

При b<a≅c ветровая область представляет собой угловой сектор величиной, меньшей π, и строится следующим образом (фиг. 3). С центром в точке 0 условном местоположении самолета проводят окружность радиусом "b". Из точки 0 проводят вектор истинного ветра так, что a. На отрезке ОA а, как на диаметре, вычерчивают вторую окружность, которая пересекает окружность радиусом "b" в точках B и C. Касательные AB и AC образуют границы ветровой области.

Как следует из фиг. 3, вдоль любого курса, проведенного из точки A через дугу BOC, боковой ветер будет всегда меньше величины "b", а встречный меньше допустимой величины C OF. На границах AB и AC боковой ветер максимален и равен "b", а встречный соответственно минимален и равен . Встречный ветер максимален на курсе AО и равен а < с, при этом боковой ветер равен нулю. В рассматриваемом случае, как и в предыдущем (фиг. 2), ветровая область допустимых курсов приводнения состоит из одного диапазона.

При c<a≅d ветровая область состоит из двух частей (диапазонов), симметричных относительно вектора истинного ветра и строится следующим образом (фиг. 4). Сначала повторяют построение по фиг. 3, а именно: проводят окружности радиусом "b" и диаметром "а", а также касательные AB и AC. Однако теперь точка F, характеризующая величину C OF максимально возможного встречного ветра, лежит на диаметре ОA, а не вне его, как в случае фиг. 3. Далее проводят третью окружность, имеющую радиус "с" и центр в точке A. Эта окружность пересечет дугу BOC в двух симметричных относительно ОA точках C_* и C1*

.. Проведя из точки A лучи, проходящие через точки C_* и C1*, получим два угловых сектора с границами K₁, K11 и K₂, K12, внутри которых выполнены требования как по встречному, так и по боковому ветру (условие по отсутствию попутного ветра выполнено изначально). Заметим, что внутри "сердцевины" C_*AC1* требование по встречному ветру нарушено.

Для каждого из рассмотренных случаев (фиг. 2, 3, 4) границы ветровой области допустимых курсов приводнения могут быть записаны математически в следующем виде:
для случая a≅b

для случая b<a≅c

для случая c<a≅d границы K₁ и K₂ определяются выражениями (2), а границы K11

и K12 могут быть вычислены по формулам:



Геометрическое построение всех возможных частей волновой области допустимых курсов приводнения иллюстрируется фиг. 5, 6.

Фиг. 5 соответствует случаю волнения ветрового типа, который характеризуется тем, что отношение высоты волны к ее длине равно или превышает заданную пороговую величину, например 1/30.

При этом устанавливают генеральное направление j_*, противоположное направлению перемещения фронта волны и ветра. Границы X₁ и X₂ волновой области определяются допусками ±Δψ к указанному направлению.

Если волнение принадлежит к типу зыби , то возможны два варианта (фиг. 6). Один из них соответствует превышению высоты волн зыби заданного порогового значения h_* < h_макс. При этом приводнение поперек фронта зыби запрещено по соображениям гидродинамики и в качестве допустимых устанавливают два взаимно противоположных направления (A и C на фиг. 6) вдоль фронта зыби. Волновая область допустимых курсов приводнения в этом случае состоит из двух диапазонов угловых секторов с границами P₁, P₂ и q₁, q₂, заданными допусками ±Δψ_з к указанным взаимно противоположным направлениям вдоль фронта зыби.

При высоте волн зыби, не превышающей порогового значения h_*, приводнение возможно как вдоль (направления A и C на фиг.6), так и поперек (направление ψ_* на фиг. 6) фронта зыби. В этом случае волновая область допустимых курсов приводнения состоит из трех диапазонов угловых секторов с ранее определенными границами X₁ и X₂, P₁ и P₂, q₁ и q₂.

Для каждого из рассмотренных случаев (фиг. 5, 6) границы волновой области допустимых курсов приводнения могут быть записаны математически в следующем виде:





где
±Δψ величина допусков к генеральному направлению в обе стороны при приводнении поперек фронта волн (зыби);




±Δψ_з величина допусков к генеральным направлениям в обе стороны при приводнении вдоль фронта зыби.

На фиг. 7 представлена блок-схема устройства управления угловым положением самолета-амфибии, оснащенного системой определения оптимального курса приводнения, выполненной в соответствии с ранее рассмотренной фиг. 1.

Устройство фиг. 7, кроме ранее обозначенных (см. фиг. 1) датчиков 1, 2 и блоков 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 содержит сервопривод 12 электронов и электронный блок управления сервоприводом 12, включающий в себя, как известно из /2/, блок 13 задания режимов полета, задатчик 14 крена, датчик 15 угловой скорости крена, фильтр 16, гировертикаль 17, датчик 18 курса, задатчик 19 курса, ключевые элементы 20, 21, запоминающее устройство 22, сумматоры 23, 24, 25, первый и второй формирователи 26, 27 сигнала управления курсом и управляемый переключатель 28. Блок управления сервоприводом 12 согласно настоящему изобретению снабжен управляющим входом, который подключен к выходу блока 11 определения оптимального курса приводнения и является входом дополнительного ключевого элемента 29.

Связи блоков 3 и 4 сравнения (компараторов) с блоками 7 и 8 формирования ветровой и волновой областей допустимых курсов приводнения (см. фиг. 1) могут быть организованы (см. фиг. 7) через логический элемент 30 "ИЛИ" и управляемый переключатель 31, имеющий отдельный выход на индикатор 32 запрета приводнения.

Принцип работы устройства фиг. 7 заключается в следующем.

В подрежиме разворота с заданным креном задатчик 14 крена, управляемый блоком 13 задания режимов полета, задает угол крена, который поступает в сумматор 23. При этом ключевой элемент 21 командой с блока 13 разомкнут. В результате сигнал заданного крена через переключатель 28 поступает в сумматор 25, на второй вход которого подается отфильтрованный сигнал угловой скорости крена с датчика 15, а на третий вход текущий крен с гировертикали 17. Сформированный в сумматоре 25 сигнал поступает на сервопривод 12 элеронов. Таким образом, на этом первом этапе подрежима разворота с заданным креном устройство сводит текущий крен к заданному и затем стабилизирует его.

При выходе самолета на заданный курс пилотом или по команде с блока 13 на задатчике 14 устанавливается нулевой крен, а ключевой элемент 21 переводится в замкнутое состояние. При этом в блоке 26 формируется сигнал, пропорциональный разности между текущим курсом с датчика 18 и курсом, запомненным в устройстве 22 в момент окончания разворота, и таким образом, на этом втором этапе работы в подрежиме разворота с заданным креном стабилизируется указанное выше запомненное значение курса. Текущий крен постепенно сводится к нулю, а курс - к значению, запомненному в устройстве 22.

Работу устройства в подрежиме разворота самолета на заданный курс условно можно разделить также на два этапа этап собственно разворота на заданный курс и этап стабилизации.

На этапе собственно разворота по команде с блока 13 переключатель 28 замыкает связь между формирователем 27 и сумматором 25, а на задатчике 19 устанавливается нужный курс. В сумматоре 24 формируется разность между текущим курсом с датчика 18 и заданным, которая поступает в блок 27. Сформированный в блоке 27 сигнал управления курсом поступает в сумматор 25, куда из блока 17 поступает также сигнал текущего крена. Из блока 25 сигнал управления поступает на сервопривод 12 элеронов.

При достижении курсом заданного значения начинается второй этап подрежима этап стабилизации. При этом работа устройства может быть осуществлена в двух вариантах. В одном из них можно, пользуясь переключателем 28, прервать связь блоков 27 и 25, восстановив при этом связь блоков 26 и 25, после чего работа устройства принципиально не отличается от его работы на втором этапе рассмотренного выше подрежима разворота с заданным креном. В другом варианте связь блоков 27 и 25 не разрывается. Устройство и в этом случае стабилизирует курс. Однако если при первом варианте стабилизируемым является курс, запомненный в блоке 22, то при втором варианте стабилизируется курс, установленный на задатчике 19.

При необходимости приводнения с оптимальным курсом по команде с блока 13 через управляемый ключ 29 подключается блок 11 определения оптимального курса.

Согласно изобретению оптимальный курс приводнения формируется следующим образом.

Датчик 1 выдает информацию о величине "а" скорости ветра и направлении "δ" ветра. Датчик 2 выдает информацию о высоте h, длине λ и курсе j волны. В компараторе 3 происходит сравнение скорости "а" ветра с максимально допустимым значением "d", а в компараторе 4 высоты h волнения с пороговым значением h_макс. Сигналы с выходов компараторов 3, 4 поступают на первый и второй входы логического элемента 30 "ИЛИ". В случае превышения хотя бы одной из указанных характеристик соответствующего ей порогового значения на индикатор 32 запрета через управляемый переключатель 31 подается постоянное напряжение, включающее табло "применение запрещено", одновременно с этим на табло загорается индикация причины запрета по сигналам с выходов компараторов 3, 4 ("ветер больше допустимого" или "высота волнения больше допустимой"). Если каждый из параметров "а" и "h" не превышает допустимых значений, то переключатель 31 подает сигнал на включение в работу блоков 7 и 8 формирования границ ветровой и волновой областей.

В блоке 7 формируются сигналы, пропорциональные границам всех возможных частей (диапазонов) ветровой области или, что то же, области курсов, при которых выполняются требования, наложенные на ветер. Блок 7 может быть выполнен в виде вычислителя по алгоритму (см. фиг. 8), соответствующему математическим выражениям (1), (2), (3), которые определяют границы всех частей ветровой области допустимых курсов приводнения.

В блоке 8 с учетом типа волнения формируются сигналы, пропорциональные границам всех возможных частей (диапазонов) волновой области. Этот блок может быть выполнен также в виде вычислителя. Алгоритм вычислений представлен на фиг. 9 и соответствует вышеприведенным математическим выражениям (4), (5), (6), которые определяют границы всех частей волновой области допустимых курсов приводнения.

В блоке 9 производится аналитическое сравнение границ ветровой и волновой областей, полученных соответственно в блоках 7 и 8. Алгоритмическая структурная схема, реализующая такое сравнение, которое по своей сути эквивалентно геометрическому наложению одной области на другую, представлена на фиг. 10. Сравнение производится поочередно, то есть каждая часть ветровой области сравнивается с каждой частью волновой области.

Очередность сравнения всех пар ветровых и волновых границ организована путем использования технологических констант m, n₁, n₂, n₃ и l, начальное значение которых равно трем. Если ветровая область состоит из одной части (a≅c), то структурная схема фиг. 10 работает один раз. Если ветровая область состоит из двух частей, что имеет место при а > c, то определение области возможных курсов приводнения осуществляется в два цикла работы схемы фиг. 10.

Это достигается путем использования дополнительных технологических констант n и t, начальное значение которых также равно трем, и технологических констант n₄, n₅ и n₆ с начальным значением, равным единице.

Если в результате сравнения границ какой-либо одной пары диапазонов (а всего вариантов такого сравнения может быть не более шести) оказалось, что существует некоторая общая их часть, то есть существует некоторая совокупность курсов, вдоль которых выполняются требования, наложенные как на ветер, так и на волнение, то в блоке 9 формируются сигналы, пропорциональные границам этой общей части. Указанные сигналы выводятся на индикатор 10 области возможных курсов приводнения. Если в результате проведенного анализа оказалось, что взятые для сравнения два диапазона не имеют общей части, то экипажу выдается информация, что приводнение с соответствующими курсами запрещено.

Блок 10 представляет собой индикатор, в котором результаты работы блоков 7 и 8 выводятся, например, в буквенно-цифровом виде. В частности, на табло блока 10 может выдаваться и картинка полного круга со всеми разрешенными, если они имеются, диапазонами возможных курсов приводнения, то есть вся область разрешенных для приводнения курсов.

В блоке 11 определяется оптимальный курс приводнения, за который принимают курс, направленный вдоль биссектрисы наибольшего из возможных диапазонов области разрешенных курсов приводнения. По команде с блока 13 результирующий сигнал с выхода блока 11 проходит через ключевой элемент 29 и таким образом осуществляется автоматический разворот самолета на оптимальный курс приводнения.

Проведенные в результате проектно-конструкторских разработок расчетные исследования и моделирование показали, что предложенное решение позволяет экипажу автономно и автоматически, то есть в условиях полета над необорудованной акваторией и при любой видимости (в том числе, ночью) выполнить разворот самолета на оптимальный курс приводнения и тем самым повысить безопасность приводнения, либо заранее предупреждает экипаж о том, что при существующих в районе предполагаемого приводнения ГМУ безопасное приводнение является невозможным.

Использование: в авиации для посадки гидросамолетов. Сущность: способ определения области возможных курсов приводнения самолета-амфибии путем измерения параметров ветра и волнения на акватории включает определение боковой и встречной составляющих вектора скорости ветра, проверку совокупности гидрометеоусловий ветер-волна и определение ветровой и волновой области допустимых курсов приводнения с последующим их наложением друг на друга. Устройство управления угловым положением самолета-амфибии содержит сервопривод элеронов, блок управления сервоприводом, датчик параметров ветра, датчик параметров волнения, блок формирования волновой области допустимых курсов, блок формирования области возможных курсов приводнения, блок определения оптимального курса приводнения, блок формирования ветровой области допустимых курсов, блок разложения вектора скорости ветра на две составляющие узлы сравнения. 2 с. и 8 з. п. ф-лы, 10 ил.

1. Способ определения области возможных курсов приводнения самолета-амфибии, включающий измерение вектора скорости ветра, сравнение его модуля с максимально допустимым значением, определение ветровой области допустимых курсов приводнения и оценку профиля водной поверхности, отличающийся тем, что перед определением ветровой области допустимых курсов приводнения раскладывают вектор скорости ветра на встречную и боковую составляющие и проверяют выполнение ограничений их модулей заданными пороговыми величинами встречной и боковой составляющих соответственно, дополнительно измеряют высоту, длину и курс волны, сравнивают высоту волны с максимально допустимым ее значением и при соблюдении условий непревышения модулем вектора скорости ветра и высоты волны их максимально допустимых значений наряду с определением ветровой области допустимых курсов приводнения определяют волновую область допустимых курсов приводнения, после чего геометрически накладывают одну из указанных областей на другую и за искомую область принимают совокупность участков пересечения ветровой и волновой областей допустимых курсов приводнения. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сравнивают модуль вектора скорости ветра с заданными пороговыми величинами встречной и боковой составляющих указанного вектора и ветровую область допустимых курсов приводнения определяют исходя из результатов этих сравнений. 3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что фиксируют непревышение модуля вектора скорости ветра над заданной пороговой величиной боковой составляющей указанного вектора и ветровую область допустимых курсов приводнения определяют в виде равного π углового сектора, биссектриса которого совпадает с направлением вектора скорости встречного ветра. 4. Способ по п. 2, отличающийся тем, что фиксируют превышение модуля вектора скорости ветра над заданной пороговой величиной боковой составляющей этого вектора и непревышение указанного модуля над заданной пороговой величиной встречной составляющей вектора скорости ветра и ветровую область допустимых курсов приводнения определяют в виде углового сектора, биссектриса которого совпадает с направлением вектора скорости встречного ветра, а границы образованы касательными к окружности радиусом, равным заданной пороговой величине боковой составляющей вектора скорости ветра, с центром в точке, расположенной на указанной биссектрисе на расстоянии, равном модулю вектора скорости ветра, от вершины углового сектора. 5. Способ по п. 2, отличающийся тем, что фиксируют превышение модуля вектора скорости ветра над заданной допустимой пороговой величиной встречной составляющей этого вектора и ветровую область допустимых курсов приводнения определяют в виде совокупности двух одинаковых по величине и имеющих общую расположенную на векторе скорости встречного ветра вершину угловых секторов, границы каждого из которых образованы соответствующей касательной к первой окружности радиусом, равным заданной пороговой величине боковой составляющей вектора скорости ветра, с центром в точке, расположенной на векторе скорости встречного ветра на расстоянии, равном модулю вектора скорости ветра, от общей вершины, и лучом, проведенным из общей вершины через ближнюю к указанной касательной точке пересечения второй и третьей окружностей, из которых одна имеет радиус, равный заданной пороговой величине встречной составляющей вектора скорости ветра, и центр в общей вершине, а другая радиус, равный половине модуля вектора скорости ветра, и центр на векторе скорости встречного ветра посередине между общей вершиной и точкой расположения центра первой окружности. 6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что вычисляют отношение высоты волны к ее длине, сравнивают это отношение с заданным пороговым значением и волновую область допустимых курсов приводнения определяют исходя из результатов указанного сравнения и с учетом курса j волны. 7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что фиксируют непревышение заданного порогового значения над отношением высоты волны к ее длине, устанавливают направление приводнения на волну, равное j+π, и допуски ±Δψ к этому направлению, после чего определяют волновую область допустимых курсов приводнения в виде углового сектора, биссектриса которого совпадает с направлением j+π, а границы заданы допусками ±Δψ.
8. Способ по п. 6, отличающийся тем, что фиксируют превышение заданного порогового значения над отношением высоты волны к ее длине, устанавливают два направления приводнения на волну, одно из которых равно , а другое , и допуски ±Δψ_з к каждому из указанных направлений, сравнивают высоту зыби с заданным пороговым ее значением и при превышении высоты зыби над указанным пороговым значением определяют волновую область допустимых курсов приводнения в виде совокупности двух одинаковых по величине и имеющих общий узел угловых секторов, биссектрисы которых совпадают с указанными направлениями, а границы каждого заданы допусками ±Δψ_з. 9. Способ по п. 6, отличающийся тем, что фиксируют превышение заданного порогового значения над отношением высоты волны к ее длине, устанавливают первое, второе и третье направления приводнения на волну, из которых первое равно ψ+π, второе и третье допуски ±Δψ к первому направлению и допуски ±Δψ_з к каждому из второго и третьего направлений, сравнивают высоту зыби с заданным пороговым значением и при непревышении высоты зыби над указанным пороговым значением определяют волновую область допустимых курсов приводнения в виде совокупности трех исходящих от общего узла угловых секторов, из которых первый имеет биссектрису, совпадающую с направлением ψ+π, и границы, заданные допусками ±Δψ, а второй и третий одинаковой величины имеют биссектрисы, совпадающие с направлениями и соответственно, и границы, заданные для каждого из секторов допусками ±Δψ_з.
10. Устройство управления угловым положением самолета-амфибии, содержащее сервопривод элеронов, электронный блок управления сервоприводом, датчик параметров ветра, первый узел сравнения, подключенный к датчику параметров ветра, и блок формирования ветровой области допустимых курсов приводнения, первый и второй входы которого подключены к выходам первого узла сравнения и датчика параметров ветра, отличающееся тем, что в него введены блок разложения вектора скорости ветра на две составляющие, второй узел сравнения, подключенный к выходу блока разложения вектора скорости ветра, датчик параметров волнения, третий узел сравнения, подключенный к датчику параметров волнения, блок формирования волновой области допустимых курсов приводнения, входы которого подключены к выходам третьего узла сравнения и датчика параметров волнения, блок формирования области возможных курсов приводнения, входы которого соединены с выходами блоков формирования ветровой и волновой областей допустимых курсов приводнения, и блок определения оптимального курса приводнения, входы которого соединены с выходами блока формирования области возможных курсов приводнения, при этом блок формирования ветровой области допустимых курсов приводнения снабжен третьим входом, подключенным к выходу второго узла сравнения, а блок управления сервоприводом элеронов снабжен управляющим входом, подключенным к выходу блока определения оптимального курса приводнения.