СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ СТОЛКНОВЕНИЙ ВЕРТОЛЕТА С ВЫСОКОВОЛЬТНЫМИ ЛИНИЯМИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ Российский патент 2011 года по МПК G01S13/93 G08G5/04 

Изобретение относится к радиолокационной технике и может использоваться для обеспечения безопасных полетов вертолетов, а именно для предупреждения их столкновений с высоковольтными линиями электропередач.

Известен способ предотвращения столкновений вертолета с высоковольтными линиями электропередач, заключающийся в том, что принимают электромагнитные колебания с помощью приемного устройства, размещаемого на вертолете, прием электромагнитных колебаний осуществляют в диапазоне радиоволн, излучаемых высоковольтными линиями электропередач, при этом прием излучаемых высоковольтными линиями электропередач электромагнитных колебаний ведут с различных направлений с помощью нескольких приемных антенн, максимумы диаграмм направленности которых ориентированы в разных угловых секторах плоскости полета вертолета, и по наличию сигнала в одной из приемных антенн определяют угловое положение проводов высоковольтной линии электропередач относительно корпуса вертолета, сравнивают значения принятого сигнала с опорными напряжениями, соответствующими величинам напряженности электромагнитного поля, излучаемого высоковольтной линией электропередачи на известном расстоянии от нее, и по результатам сравнения принимают решение по корректировке направления полета вертолета (патент РФ на изобретение №2156985, G01S 13/93, G08G 5/04, опубл. 27.09.2000).

Недостатком данного способа предотвращения столкновений вертолета с высоковольтными линиями электропередач является зависимость результатов измерения от погодных условий. Так уровни напряженности электромагнитного поля, излучаемого линией электропередач, вызванные высокочастотными переходными процессами, могут быть на 10-20 дБ больше при высокой влажности, тумане или дожде, чем при сухой погоде (Дональд Р.Ж.Уайт Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств и непреднамеренные помехи. Выпуск 1. Общие вопросы ЭМС. Межсистемные помехи. М., Советское радио. 1977), в результате чего при обработке сигнала растет ошибка определения кратчайшего расстояния до линии электропередач. Кроме того, способ не работоспособен при выключении напряжения в линии электропередач. Способ не позволяет определять угол между направлением движения вертолета и расположением проводов ЛЭП.

Технической задачей изобретения является устранение указанных недостатков.

Технический результат изобретения достигается тем, что в способе предотвращения столкновений вертолета с высоковольтными линиями электропередач, заключающемся в том, что принимают электромагнитные колебания с помощью приемного устройства, размещаемого на вертолете, прием электромагнитных колебаний осуществляют в диапазоне радиоволн, дополнительно осуществляют излучение и прием сигналов пеленгатором радиолокационного типа установленным на вертолете, пеленгатор сканирует пространство по направлению полета вертолета, определяют углы пеленга α₁, α₂ и дальности D₁, D₂ до каждой из двух опор линии электропередач, сравнивают значения дальностей до опор линии электропередач и при D₁<D₂ определяют дальность D_ЛЭП до проводов линии электропередач по направлению строительной оси вертолета и угол β расположения проводов линии электропередач относительно направления строительной оси вертолета соответственно из выражений:

при D₁>D₂ определяют дальность D_ЛЭП до проводов линии электропередач по направлению строительной оси вертолета и угол β расположения проводов линии электропередач относительно направления строительной оси вертолета соответственно из выражений:

при D₁=D₂ дальность D_ЛЭП до проводов линии электропередач по направлению строительной оси вертолета определяют из выражения: D_ЛЭП=D₂·cosα₂, исходя из значения дальности принимают решение по корректировке направления полета вертолета.

На фиг.1 представлена схема дополнительных построений для вывода формул определения расстояния до линии электропередач, где:

CB - высоковольтная линия электропередач;

C - точка размещения первой опоры линии электропередач;

B - точка размещения второй опоры линии электропередач;

A - точка размещения пеленгатора.

Для пояснения предлагаемого способа как процесса выполнения действий над материальным объектом с помощью материальных средств и подтверждения возможности осуществления заявляемого изобретения на фиг.2 представлена функциональная схема устройства для реализации способа предотвращения столкновений вертолета с высоковольтными линиями электропередач, где 1 - пеленгатор; 2 - вычислитель; 3 - индикатор.

Устройство для предотвращения столкновений вертолета с высоковольтными линиями электропередач содержит последовательно соединенные пеленгатор 1, вычислитель 2 и индикатор 3.

В качестве пеленгатора 1 может быть использован радиолокационный сканирующий пеленгатор, осуществляющий излучение и прием электромагнитной энергии и выдающий на выходе пеленг и дальность до обнаруженного объекта.

Устройство работает следующим образом.

На фиг.1 в точках C и B расположены опоры линии электропередач (ЛЭП). Прямая, проходящая через указанные точки - провода ЛЭП.

Вертолет находится в точке A и выполняет полет в направлении линии AF. На вертолете размещен пеленгатор радиолокационного типа. Указанный пеленгатор имеет возможность также измерять дальность до пеленгуемого объекта.

Пеленгатор сканирует пространство, осуществляя сканирование по часовой стрелке.

При сканировании измеряются пеленги опор ЛЭП. Пеленги опоры C - α₁, а опоры B - α₂, а также дальности до опор - D₁ - дальность до опоры C и D₂ - дальность до опоры B.

Рассмотрим определение дальности до проводов ЛЭП - D_ЛЭП в направлении полета вертолета.

Из фиг.1 видно, что отрезок AF является искомой дальностью - D_ЛЭП

Учитывая, что CA=D₁, а AB=D₂, получим:

где

С учетом (2) и (3) формула для вычисления дальности D_ЛЭП примет вид:

При полете вертолета важно знать также и под каким углом расположены провода ЛЭП по отношению к направлению движения вертолета. Этот угол на фиг.1 обозначен β.

Формулы (4) и (5) справедливы, если D₁<D₂.

При D₁>D₂ формулы для вычисления D_ЛЭП и β примут вид:

В случае равенства D₁=D₂ дальность - D_ЛЭП определится:

или

Таким образом, для определения дальности до проводов ЛЭП - D_ЛЭП а также угла, между направлением движения вертолета и расположением проводов ЛЭП необходимо определить пеленги опор ЛЭП, дальности до опор.

Если D₁<D₂, то для вычисления используются формулы (4) и (5), если D₁>D₂, то (6) и (7), а если D₁=D₂, то формула (8) или (9).

Изобретение может использоваться для предупреждения столкновений вертолетов с высоковольтными линиями электропередач ЛЭП. Способ заключается в приеме электромагнитных колебаний, отраженных от опор ЛЭП в диапазоне радиоволн, пеленгатором радиолокационного типа, установленном на вертолете, пеленгатор сканирует пространство по направлению полета вертолета, определяют углы пеленга α₁, α₂ и дальности D₁, D₂ до каждой из двух опор ЛЭП, затем сравнивают значения дальностей до опор ЛЭП и при D₁<D₂, определяют дальность D_ЛЭП ДО проводов ЛЭП по направлению строительной оси вертолета и угол β расположения проводов ЛЭП относительно направления строительной оси вертолета соответственно из выражений:

при D₁>D₂ определяют дальность D_ЛЭП по направлению строительной оси вертолета и угол β расположения проводов ДЭП относительно направления строительной оси вертолета соответственно из выражений

при D₁=D₂ дальность D_ЛЭП по направлению строительной оси вертолета определяют из выражения: D_ЛЭП=D₂·cosα₂ исходя из значения дальности принимают решение по корректировке направления полета вертолета. Достигаемым техническим результатом является повышение точности определения дальности до проводов. 2 ил.

Способ предотвращения столкновений вертолета с высоковольтными линиями электропередач, заключающийся в том, что принимают электромагнитные колебания с помощью приемного устройства, размещаемого на вертолете, прием электромагнитных колебаний осуществляют в диапазоне радиоволн, отличающийся тем, что осуществляют излучение и прием сигналов пеленгатором радиолокационного типа, установленном на вертолете, пеленгатор сканирует пространство по направлению полета вертолета, определяют углы пеленга α₁, α₂ и дальности D₁, D₂ до каждой из двух опор линии электропередач, сравнивают значения дальностей до опор линии электропередач и при D₁<D₂ определяют дальность D_ЛЭП до проводов линии электропередач по направлению строительной оси вертолета и угол β расположения проводов линии электропередач относительно направления строительной оси вертолета соответственно из выражений


при D₁>D₂ определяют дальность D_ЛЭП до проводов линии электропередач по направлению строительной оси вертолета и угол β расположения проводов линии электропередач относительно направления строительной оси вертолета соответственно из выражений


при D₁=D₂ дальность D_ЛЭП до проводов линии электропередач по направлению строительной оси вертолета определяют из выражения D_ЛЭП=D₂·cosα₂, исходя из значения дальности принимают решение по корректировке направления полета вертолета.