СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ЛЕТНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА Российский патент 2012 года по МПК G05D1/08 

Описание патента на изобретение RU2460112C1

Предлагаемое изобретение относится к области авиационной техники, к управлению пространственным положением объекта, более конкретно к обеспечению безопасности при летных испытаниях комплексов, включающих беспилотные летательные аппараты (ЛА) с активной, пассивной или комбинированной головками самонаведения (ГСН), имеющие высотный маршевый горизонтальный участок траектории и конечный маловысотный горизонтальный участок.

Для безопасности летного эксперимента, под которой понимается обеспечение падения аварийных ЛА в опасные зоны, находящиеся внутри заданных границ полигона, применяются различные способы и устройства, их реализующие.

Известен способ обеспечения безопасности летного эксперимента, заключающийся в том, что измеряют на борту ЛА время полета, угол отклонения от директрисы стрельбы и боковое отклонение от нее, формируют, выдают и исполняют команду ликвидации при превышении значений времени полета, угла и (или) бокового отклонения над заданными на борту аппарата предельными значениями этих параметров (Управление летным экспериментом: Справочник авторов Берестова Л.М., Вида В.И., Горина В.В. на стр.21, издательство «Машиностроение», Москва, 1990 г.).

Известно устройство обеспечения безопасности летного эксперимента (Основы проектирования ЛА (транспортные системы). Учебник для технических вузов. Под редакцией В.П.Мишина. Москва. Машиностроение. 1985 г., стр.172-173), содержащее блок набора программы ликвидации по углу, блок выработки команды ликвидации по углу, датчик курса, рулевой агрегат, временное устройство, блок выработки команды ликвидации по времени, интегратор, блок набора программы ликвидации по боковому отклонению, блок выработки команды ликвидации по боковому отклонению, формирователь сигнала крена; выход блока набора программы ликвидации по углу соединен с входом блока выработки команды ликвидации по углу, выход блока выработки команды ликвидации по углу соединен с первым входом формирователя сигнала крена, выход которого соединен с входом рулевого агрегата; первый выход датчика курса соединен с входом блока выработки команды ликвидации по углу, а второй - с входом интегратора, выход которого соединен с первым входом блока выработки команды ликвидации по боковому отклонению, второй вход этого блока соединен с выходом блока набора программы ликвидации по боковому отклонению; первый выход временного устройства соединен с входом интегратора, второй - с входом блока выработки команды ликвидации по времени; второй и третий входы формирователя сигнала крена соединены с выходами блоков выработки команды ликвидации по боковому отклонению и времени полета, а выход - с входом рулевого агрегата.

Основные существенные признаки известных способа и устройства совпадают с существенными признаками заявляемых способа и устройства.

Причиной, препятствующей достижению сокращения размеров опасной зоны при применении известного способа, является отсутствие фиксации отказа при невыполнении ЛА программного снижения с высоты маршевого на маловысотный участок траектории. При этом становится возможной реализация нерасчетной траектории в вертикальной плоскости (отсутствие маловысотного конечного участка), следствием чего является большая (десятки километров) дальность полета после исполнения команды ликвидации по углу, боковому отклонению или времени полета. Вместе с увеличением на конечном участке выставленного значения угла ограничения Ψл в 3-4 раза (из-за перехода ЛА в режим самонаведения) это и приводит к увеличению размера зоны.

Известное устройство обеспечивает получение опасной зоны, неприемлемой из-за больших размеров, в связи с отсутствием в его составе блока, фиксирующего отказ при невыполнении программного снижения с высотного на маловысотный участок траектории.

Предлагаемым изобретением решается техническая задача - сократить размеры опасной зоны при невыполнении ЛА программного снижения.

Предлагается способ обеспечения безопасности летного эксперимента, заключающийся в том, что измеряют на борту ЛА время полета, угол отклонения от директрисы стрельбы и боковое отклонение от нее, формируют, выдают и исполняют команду ликвидации при превышении значений времени полета, угла и (или) бокового отклонения над заданными на борту ЛА предельными значениями этих параметров, дополнительно фиксируют факт неотработки ЛА команды на снижение и в случае неисполнения команды на снижение формируют, выдают и исполняют команду ликвидации.

Для решения данной технической задачи предлагается устройство обеспечения безопасности летного эксперимента, содержащее блок набора программы ликвидации по углу, блок выработки команды ликвидации по углу, датчик курса, рулевой агрегат, временное устройство, блок выработки команды ликвидации по времени, интегратор, блок набора программы ликвидации по боковому отклонению, блок выработки команды ликвидации по боковому отклонению, формирователь сигнала крена; выход блока набора программы ликвидации по углу соединен с входом блока выработки команды ликвидации по углу, выход блока выработки команды ликвидации по углу соединен с первым входом формирователя сигнала крена, выход которого соединен с входом рулевого агрегата; первый выход датчика курса соединен с входом блока выработки команды ликвидации по углу, а второй - с входом интегратора, выход которого соединен с первым входом блока выработки команды ликвидации по боковому отклонению, второй вход этого блока соединен с выходом блока набора программы ликвидации по боковому отклонению; первый выход временного устройства соединен с входом интегратора, второй - с входом блока выработки команды ликвидации по времени; второй и третий входы формирователя сигнала крена соединены с выходами блоков выработки команды ликвидации по боковому отклонению и времени полета, а выход - с входом рулевого агрегата, дополнительно содержит блок набора программы ликвидации по отсутствию программного снижения, блок выработки команды ликвидации по отсутствию программного снижения, датчик высоты, выход которого соединен с входом блока выработки команды ликвидации по отсутствию программного снижения; выход блока набора программы ликвидации по отсутствию программного снижения соединен со вторым входом блока выработки команды ликвидации по отсутствию программного снижения, выход которого соединен с входом формирователя сигнала крена.

В предлагаемом способе для получения технического результата контролируют факт отработки ЛА команды на снижение и в случае неисполнения команды на снижение формируют, выдают и исполняют команду на принудительное прекращение полета (ликвидацию) ЛА.

Этот результат достигается за счет того, что устройство содержит блок набора программы ликвидации по отсутствию программного снижения, блок выработки команды ликвидации по отсутствию программного снижения, датчик высоты, выход которого соединен с входом блока выработки команды ликвидации по отсутствию программного снижения; выход блока набора программы ликвидации по отсутствию программного снижения соединен со вторым входом блока выработки команды ликвидации по отсутствию программного снижения, выход которого соединен с входом формирователя сигнала крена.

Техническим результатом, достигаемым предполагаемым изобретением, является уменьшение ширины опасной зоны на конечном участке более чем в 2 раза и сокращение протяженности зоны на 15%.

На фиг.1 представлена опасная зона (зона возможного падения - ЗВП) при дальности пуска ЛА 240 км.

Сплошной и пунктирной линиями обозначены опасные зоны при применении известного устройства и заявленного изобретения соответственно.

На фиг.2 представлена блок-схема устройства обеспечения безопасности.

Устройство содержит: блок набора программы по углу 1, выход которого соединен с входом блока выработки команды ликвидации по углу 2, выход блока выработки команды ликвидации по углу 2 соединен с входом формирователя сигнала крена 14, выход которого соединен с входом рулевого агрегата 4; датчик курса 3, один выход которого соединен с входом блока выработки команды ликвидации по углу 2, а другой - с входом интегратора 7, выход которого соединен с входом блока выработки команды ликвидации по боковому отклонению 9, второй вход блока 9 соединен с выходом блока набора программы ликвидации по боковому отклонению 8; временное устройство 5, один выход которого соединен с входом интегратора 7, другой - с входом блока выработки команды ликвидации по времени 6; формирователь сигнала крена 14, четыре входа которого соединены с выходами блоков выработки команды ликвидации по углу 2, боковому отклонению 9, времени полета 6 и отсутствию программного снижения 11, а выход - с рулевым агрегатом 4; датчик высоты 12, выход которого соединен с входом блока выработки команды ликвидации по отсутствию программного снижения 11; блока набора программы ликвидации по отсутствию программного снижения 10, выход которого соединен с входом блока выработки команды ликвидации по отсутствию программного снижения 11.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. Если ЛА реализует в вертикальной плоскости штатную траекторию, заявленное устройство не задействуется.

Предлагаемый способ реализуется предлагаемым устройством следующим образом. В случае неисполнения штатной траектории (отсутствии программного снижения) блок выработки команды ликвидации по отсутствию программного снижения 11 вырабатывает команду ликвидации. Рулевой агрегат 4 отклоняет рулевые поверхности "враздрай", закручивая ЛА относительно продольной оси и переводя его тем самым на траекторию ликвидации. На рулевой агрегат 4 поступает сигнал σэ' с формирователя сигнала крена 14, который вырабатывает этот сигнал при наличии команды ликвидации, поступающей по четырем независимым каналам с блоков выработки команды ликвидации по углу 2, боковому отклонению 9, времени полета 6 и отсутствию программного снижения 11, т.е. блок 14 вырабатывает сигнал управления креном σэ' по логической формуле.

где KЛZ, КЛt, КЛH, КЛψ - команды ликвидации по каналам, соответствующим индексам.

Команды в блоках выработки команды ликвидации 2, 9, 6, 11 формируются путем сравнения заданных, набранных при подготовке ЛА значений параметров Ψл, Zл, tл, Hл в блоках набора программ соответственно 1, 8, 13, 10 с текущими значениями этих параметров Ψ(t), Z(t), t, H(t).

Текущие значения параметров поступают с выходов соответствующих датчиков 3, 5, 12, а параметр Z(t) - с выхода интегратора 7, вычисляющего функцию

Похожие патенты RU2460112C1

название год авторы номер документа
СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПОСАДКОЙ САМОЛЕТА 1993
  • Бабушкин С.А.
  • Вихнович Г.И.
  • Цвинтарный В.Я.
RU2040434C1
МОДЕЛИРУЮЩИЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ПРОВЕРКИ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ БЕСПИЛОТНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА 2010
  • Каманин Валерий Владимирович
  • Подоплекин Юрий Федорович
  • Симановский Игорь Викторович
  • Юрескул Андрей Григорьевич
RU2432592C1
СИСТЕМА ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ НАТУРНЫХ ИСПЫТАНИЙ БЕСПИЛОТНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА 2000
  • Никольцев В.А.
  • Коржавин Г.А.
  • Подоплекин Ю.Ф.
  • Симановский И.В.
  • Войнов Е.А.
  • Приходько В.В.
  • Каманин В.В.
  • Фонарев А.А.
  • Ефремов Г.А.
  • Леонов А.Г.
  • Царев В.П.
  • Бурганский А.И.
  • Зимин С.Н.
  • Меркулов В.А.
RU2163732C1
СИСТЕМА ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ НАТУРНЫХ ИСПЫТАНИЙ БЕСПИЛОТНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА 2000
  • Никольцев В.А.
  • Коржавин Г.А.
  • Подоплекин Ю.Ф.
  • Симановский И.В.
  • Войнов Е.А.
  • Приходько В.В.
  • Каманин В.В.
  • Андриевский В.Р.
  • Ефремов Г.А.
  • Леонов А.Г.
  • Царев В.П.
  • Бурганский А.И.
  • Зимин С.Н.
RU2160927C1
БОРТОВАЯ АППАРАТУРА СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ БЕСПИЛОТНЫМ ЛЕТАТЕЛЬНЫМ АППАРАТОМ 2002
  • Никольцев В.А.
  • Коржавин Г.А.
  • Симановский И.В.
  • Подоплёкин Ю.Ф.
  • Войнов Е.А.
  • Горбачев Е.А.
  • Яковлев В.Н.
  • Иванов В.П.
  • Ефремов Г.А.
  • Леонов А.Г.
  • Царев В.П.
  • Бурганский А.И.
  • Зимин С.Н.
  • Артамасов О.Я.
  • Семаев А.Н.
RU2207613C1
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ БЕСПИЛОТНЫМ ЛЕТАТЕЛЬНЫМ АППАРАТОМ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ 2008
  • Красов Анатолий Иванович
  • Макеев Михаил Игоревич
  • Пятко Сергей Григорьевич
  • Смольникова Мария Анатольевна
  • Токарев Юрий Петрович
  • Юмаев Константин Рустамович
RU2390815C1
СИСТЕМА ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ НАТУРНЫХ ИСПЫТАНИЙ БЕСПИЛОТНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА 1999
  • Никольцев В.А.
  • Коржавин Г.А.
  • Подоплекин Ю.Ф.
  • Симановский И.В.
  • Войнов Е.А.
  • Приходько В.В.
  • Каманин В.В.
  • Андриевский В.Р.
  • Яковлев С.П.
  • Бельских А.И.
  • Глазков А.И.
  • Екшембиев С.Х.
  • Тесля И.Д.
RU2163387C1
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ СИСТЕМА ПОДДЕРЖКИ ЭКИПАЖА 2013
  • Якушев Анатолий Фёдорович
  • Ясенок Андрей Васильевич
  • Минеев Михаил Иванович
  • Калинин Юрий Иванович
  • Болин Вячеслав Павлович
  • Павленко Юрий Максимович
  • Дрожжина Анна Юрьевна
  • Терновский Сергей Александрович
  • Якушев Вячеслав Анатольевич
  • Мусихина Ольга Анатольевна
  • Фролкина Людмила Вениаминовна
RU2541902C2
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ СИСТЕМА ПОДДЕРЖКИ ЭКИПАЖА 2015
  • Ефанов Василий Васильевич
RU2598130C1
Моделирующий комплекс для отладки системы управления автономным подвижным объектом 2017
  • Каманин Валерий Владимирович
  • Юрескул Андрей Григорьевич
  • Попадьин Александр Николаевич
RU2662331C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 460 112 C1

Реферат патента 2012 года СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ЛЕТНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА

Группа изобретений относится к области авиационной техники, к управлению пространственным положением объекта, более конкретно к обеспечению безопасности при летных испытаниях комплексов, включающих беспилотные летательные аппараты (ЛА) с активной, пассивной или комбинированной головками самонаведения (ГСН). Технический результат заявленной группы изобретений заключается в сокращении размеров опасной зоны при невыполнении ЛА программного снижения. Способ обеспечения безопасности летного эксперимента заключается в том, что измеряют на борту ЛА время полета, угол отклонения от директрисы стрельбы и боковое отклонение от нее, формируют, выдают и исполняют команду ликвидации при превышении значений времени полета, угла и (или) бокового отклонения над заданными на борту ЛА предельными значениями этих параметров, дополнительно фиксируют факт неотработки ЛА команды на снижение и в случае неисполнения команды на снижение формируют, выдают и исполняют команду ликвидации. Устройство обеспечения безопасности летного эксперимента содержит блок набора программы ликвидации по углу, блок выработки команды ликвидации по углу, датчик курса, рулевой агрегат, временное устройство, блок выработки команды ликвидации по времени, интегратор, блок набора программы ликвидации по боковому отклонению, блок выработки команды ликвидации по боковому отклонению, формирователь сигнала крена. 2 н.п. формулы, 2 ил.

Формула изобретения RU 2 460 112 C1

1. Способ обеспечения безопасности летного эксперимента, заключающийся в том, что измеряют на борту ЛА время полета, угол отклонения от директрисы стрельбы и боковое отклонение от нее, формируют, выдают и исполняют команду ликвидации при превышении значений времени полета, угла и(или) бокового отклонения над заданными на борту ЛА предельными значениями этих параметров, отличающийся тем, что фиксируют факт неотработки ЛА команды на снижение и в случае неисполнения команды на снижение формируют, выдают и исполняют команду ликвидации.

2. Устройство обеспечения безопасности летного эксперимента, содержащее блок набора программы ликвидации по углу, блок выработки команды ликвидации по углу, датчик курса, рулевой агрегат, временное устройство, блок выработки команды ликвидации по времени, интегратор, блок набора программы ликвидации по боковому отклонению, блок выработки команды ликвидации по боковому отклонению, формирователь сигнала крена; выход блока набора программы ликвидации по углу соединен с входом блока выработки команды ликвидации по углу, выход блока выработки команды ликвидации по углу соединен с первым входом формирователя сигнала крена, выход которого соединен с входом рулевого агрегата; первый выход датчика курса соединен с входом блока выработки команды ликвидации по углу, а второй - с входом интегратора, выход которого соединен с первым входом блока выработки команды ликвидации по боковому отклонению, второй вход этого блока соединен с выходом блока набора программы ликвидации по боковому отклонению; первый выход временного устройства соединен с входом интегратора, второй - с входом блока выработки команды ликвидации по времени; второй и третий входы формирователя сигнала крена соединены с выходами блоков выработки команды ликвидации по боковому отклонению и времени полета, а выход - с входом рулевого агрегата, отличающееся тем, что содержит блок набора программы ликвидации по отсутствию программного снижения, блок выработки команды ликвидации по отсутствию программного снижения, датчик высоты, при этом выход датчика высоты соединен с входом блока выработки команды ликвидации по отсутствию программного снижения; выход блока набора программы ликвидации по отсутствию программного снижения соединен со вторым входом блока выработки команды ликвидации по отсутствию программного снижения, выход которого соединен с входом формирователя сигнала крена.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2012 года RU2460112C1

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ БЕСПИЛОТНЫМ ЛЕТАТЕЛЬНЫМ АППАРАТОМ 2002
  • Абадеев Э.М.
  • Ляпунов В.В.
  • Макаров Н.В.
  • Петушков Б.К.
  • Селезнев И.С.
  • Троицкий В.Н.
  • Трусов В.Н.
RU2212702C1
ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ И СПОСОБ ПОЛЕТА ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА 2007
  • Хрусталёв Евгений Николаевич
  • Хрусталёва Татьяна Михайловна
  • Хрусталёва Ирина Евгеньевна
RU2376204C2
TW 201020172 A, 01.06.2010
RU 96118455 A, 27.01.1999.

RU 2 460 112 C1

Авторы

Драпкин Борис Иосифович

Зубарев Анатолий Вениаминович

Смирнова Нина Викторовна

Даты

2012-08-27Публикация

2010-12-23Подача