СПОСОБЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗНАКА И ВЕЛИЧИНЫ ОТКЛОНЕНИЯ САМОЛЕТА ОТ КУРСА И ГЛИССАДЫ НА КОНЕЧНОМ ЭТАПЕ ЕГО ПОСАДКИ НА АЭРОДРОМ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ ИХ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2013 года по МПК G01S3/14 

Описание патента на изобретение RU2492495C2

Изобретения относятся к радиолокационной технике и могут быть использованы для формирования ошибки рассогласования, используемых для принятия решения о посадке самолета на аэродром, в частности, для посадки самолета на палубную взлетно-посадочную полосу авианосца.

Известно, что посадить самолет на аэродром можно, если использовать курс - глиссадный радиолокатор, располагаемый вблизи взлетно-посадочной полосы (ВПП) аэродрома, узконаправленные диаграммы антенн которого сканируют: одна в вертикальной, а другая в горизонтальной плоскостях. При этом оператор на индикаторах радиолокатора отслеживает величины и знаки отклонения самолета от курса и глиссады и сообщает об этом летчику, который устраняет рассогласования воздействуя на рули самолета.

Недостатком данного способа посадки самолета является сравнительно большое время, затрачиваемое на выявление и устранение ошибок рассогласования складываемое из времени принятия решения оператором, времени передачи информации от оператора к летчику, времени принятия решения летчиком и т.п.

Известны [патент 2374597, RU, F41H 11/02] способ и устройство формирования команды на пуск защитного боеприпаса, заключающийся в том, что импульс - команду на пуск защитного боеприпаса формируют только при совпадении во времени моментов выдачи команды на пуск защитного боеприпаса, устанавливаемых по началу возникновения и обнаружения на двух РЛС, разнесенных в пространстве, сигналов с частотой Fдо=2Vofo/С, когда цель будет находиться на удалении от РЛС, равном Do+(Vi/Vo)Do,

где С - скорость света,

Vi - радиальная скорость цели,

fo - средняя частота излучаемого РЛС непрерывного сигнала с частотной модуляцией по одностороннему пилообразному линейно возрастающему закону, выбираемая из условия: Do/Vo=fo/Fm dfm,

где Fm и dfm соответственно частота модуляции и девиация частоты сигнала,

Do и Vo выбираемые известные величины расстояния и скорости,

Однако данное устройство имеет совершенно иное предназначение, не связанное с посадкой самолетов на аэродром.

Целью изобретения является повышение надежности посадки самолетов.

Поставленная цель достигается за счет более быстрого и точного дополнительного определения величины и знака ошибки рассогласования между истинными и реальными значениями курса и глиссады на конечном этапе посадки самолета.

Определение знака и величины отклонения самолета от курса или глиссады на конечном этапе его посадки на аэродром осуществляют после радиолокационного облучения цели непрерывными сигналами с частотной модуляцией по одностороннему пилообразному линейно возрастающему закону и формирования импульс-команд на двух разнесенных в пространстве радиолокационных станциях определения момента выдачи команды на пуск защитного боеприпаса (РЛС) по началу возникновения и обнаружения на них сигналов частотой 3Fдо=3(2Vo fo)/С, когда цель будет находиться на удалении от РЛС, равном 3Do+(Vi/Vo)Do,

где С - скорость света,

Vi - радиальная скорость цели,

fo - средняя частота излучаемого РЛС непрерывного сигнала с частотной модуляцией по одностороннему пилообразному линейно возрастающему закону, выбираемая из условия: Do/Vo=fo/Fm dfm,

где Fm и dfm соответственно частота модуляции и девиация частоты сигнала,

Do и Vo выбираемые известные величины расстояния и скорости.

При этом в качестве цели используют отражатель радиоволн, устанавливаемый в начале взлетно-посадочной полосы аэродрома, на ее продольной оси, а ошибки отклонения самолета от курса и глиссады нужного знака формируют на выходах двух фазовых детекторов, являющихся: один нагрузкой двух идентичных курсовых РЛС, антенны которых располагают на оси параллельной продольной оси самолета, а второй, нагрузкой двух идентичных глиссадных РЛС, антенны которых располагают по оси параллельной вертикальной оси самолета.

На фиг.1 приведены рисунки, поясняющие способ определения знака и величины отклонения самолета от курса или глиссады на конечном этапе его посадки на аэродром. При этом, если антенны двух РЛС установить на удалении АВ друг от друга по оси параллельной поперечной оси самолета, то такая система позволит определить знак и величину отклонения самолета от курса, а если две антенны двух других РЛС установить аналогично, но по оси параллельной вертикальной оси самолета то такая система образует датчик определения знака и величины отклонения самолета от глиссады.

Если проанализировать работу известной РЛС определения момента выдачи команды на пуск защитного боеприпаса (далее РЛС) и известного устройства формирования данной команды, то можно сделать следующие выводы:

- при неточном приближении самолета по курсу или глиссаде к отражателю С, установленному вначале ВПП, на ее продольной оси, на выходах РЛС-А (фиг.2а, г) и РЛС-В (фиг.2б, д) начнут формироваться импульс команды, когда между антеннами РЛС и отражателем будут расстояния A1C или В1С, теоретически вычисляемые при решении уравнения:

2A1C Fm dfm/С-2 Vi fo/С=3(2Vo fo/С),

а на выходах РЛС-А (фиг.2б, д) и РЛС-В (фиг.2а, г) когда между антеннами РЛС и отражателем будут расстояния АС или ВС, теоретически вычисляемые при решении системы уравнений:

2АС Fm dfm/С-2Vi Cosk fo/С=3(2Vo fo/C)

AC=АВ/Sinк

Очевидно, что величина интервала времени

A 1 A / V i и л и B 1 B / V i = ( A 1 C ( B C ) 2 ( A B ) 2 ) / V i

определяет уровень отклонения самолета от курса (фиг 2.а, б) или от глиссады (фиг.2г, д), а очередность начала формирования импульс-команд на РЛС определяет знак отклонения самолета от нужного направления (влево или вправо от курса или вверх или вниз от глиссады), что фазовым детектором (см. У. Титце, К. Шенк, Полупроводниковая схемотехника, М, Мир, 1982 г., стр.494-495) может быть преобразовано в ошибку рассогласования нужного знака и величины для, например, управления рулями самолета;

- при точном приближении по курсу и глиссаде самолета к отражателю С, на выходе РЛС-А и РЛС-В (фиг.2 в, с) импульс-команды начнут формироваться одновременно когда между антеннами РЛС и отражателем будет расстояние АС или ВС, теоретически вычисляемые при решении системы уравнений:

2АС Fm dfm/C-2Vi Cosк1 fo/С=3(2Vo fo/C)

AC=0,5AB/Sinк1,

- при других выбранных величинах Vo и Do и других параметрах излучаемого сигнала изменятся и дальности между отражателем С и антеннами РЛС (самолетом), при которых начнут формироваться на РЛС импульс-команды. Так, например, в известном формирователе команды на пуск защитного боеприпаса это будет происходить на удалении самолета от отражателя С порядка 18 м, т.е. при значительном запасе времени на окончательное принятие решения летчиком: сажать или не сажать самолет, равном 18 м/(9 м/с)=2 с.

Рассмотрим на примере работу датчика знака и величины отклонения самолета от курса или глиссады.

Пусть через приемо-передающие антенны РЛС, установленные друг от друга на расстоянии АВ=0,75 м, излучают и принимают непрерывные СВЧ сигналы с частотной модуляцией по одностороннему пилообразному линейно возрастающему закону с параметрами: fo=100 ГГц, Fm=50 кГц, dfm=200 мГц, выбранными при Do=1,5 м и Vo=150 м/с, а также на второй смеситель в РЛС подают опорный сигнал частотой 100 кГц и пусть самолет точно заходит на посадку по глиссаде и чуть левее курса (фиг.1а). Тогда, при приближении самолета к отражателю С, на выходе РЛС-А импульс-команда начнет формироваться, когда между антенной РЛС и отражателем будет расстояние А1С=4,59 м, а на выходе РЛС-В, когда между антенной РЛС и отражателем будет расстояние ВС=4,591 м, т.е. когда угол K будут равен 9,405 град. При этом интервал времени A1A/Vi определится величиной 0,006883 с. Очевидно, что при больших отклонениях чем 0,75 м самолета от курса, величины интервалов времени A1A/Vi будут большими. Сказанное правомерно и при отклонении самолета вправо от курса или вниз от глиссады, за исключением того, что импульс-команды вперед начнут формироваться на РЛС-В чем на РЛС-А.

Очевидно, что точность и скорость дополнительного определения возможности посадки самолета на аэродром должны дать летчику дополнительную уверенность в принятии им окончательного решения на конечном этапе посадки самолета и тем самым повысить надежность посадки самолета в целом.

Похожие патенты RU2492495C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОСАДКИ САМОЛЕТА ПО КУРСУ ИЛИ ГЛИССАДЕ НА АЭРОДРОМ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ, РЛС ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗНАКА ОТКЛОНЕНИЯ ЦЕЛИ ОТ РАВНОСИГНАЛЬНОГО НАПРАВЛЕНИЯ 2011
  • Семенов Виктор Леонидович
RU2485537C2
БЕСПИЛОТНЫЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ (БЛА), СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЕ КОМАНДЫ НА РАСКРЫТИЕ ИМИТАТОРА БЛА (ВАРИАНТЫ), РАДИОЛОКАЦИОННАЯ СТАНЦИЯ ФОРМИРОВАНИЯ КОМАНДЫ НА РАСКРЫТИЕ ИМИТАТОРА БЛА (ВАРИАНТЫ) 2012
  • Семенов Виктор Леонидович
RU2557130C1
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ КОМАНДЫ ДЛЯ СРАБАТЫВАНИЯ СИСТЕМЫ ЗАЩИТЫ В АВТОМОБИЛЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2011
  • Семенов Виктор Леонидович
RU2472651C1
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ КОМАНДЫ НА ЗАЩИТУ ОБЪЕКТА ОТ ПРИБЛИЖАЮЩЕЙСЯ К НЕМУ ЦЕЛИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ 2011
  • Семенов Виктор Леонидович
RU2472101C1
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ КОМАНДЫ НА ПУСК ЗАЩИТНОГО БОЕПРИПАСА, УСТРОЙСТВО ФОРМИРОВАНИЯ КОМАНДЫ НА ПУСК ЗАЩИТНОГО БОЕПРИПАСА, СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОМЕНТА ВЫДАЧИ КОМАНДЫ НА ПУСК ЗАЩИТНОГО БОЕПРИПАСА, РЛС ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОМЕНТА ВЫДАЧИ КОМАНДЫ НА ПУСК ЗАЩИТНОГО БОЕПРИПАСА, СПОСОБЫ ОБНАРУЖЕНИЯ СИГНАЛОВ УЗКОПОЛОСНОГО СПЕКТРА ЧАСТОТ, ОБНАРУЖИТЕЛЬ СИГНАЛОВ УЗКОПОЛОСНОГО СПЕКТРА ЧАСТОТ 2007
  • Семенов Виктор Леонидович
RU2374597C2
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ И ВЕЛИЧИНЫ ОТКЛОНЕНИЯ САМОЛЕТА ОТ КУРСА И ГЛИССАДЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ 2014
  • Семенов Виктор Леонидович
RU2544482C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАЩИТНОГО БОЕПРИПАСА, ПОДЛЕЖАЩЕГО ПУСКУ, И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ (ВАРИАНТЫ) 2011
  • Семенов Виктор Леонидович
RU2471138C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАЩИТНОГО БОЕПРИПАСА, ПОДЛЕЖАЩЕГО ПУСКУ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ 2011
  • Семенов Виктор Леонидович
RU2531382C2
СПОСОБ АКТИВНОЙ ЗАЩИТЫ САМОЛЕТА ОТ РАКЕТЫ С РАДИОВЗРЫВАТЕЛЕМ, ПУЩЕННОЙ ЕМУ ВДОГОН, И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ 2011
  • Семенов Виктор Леонидович
RU2472102C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАЩИТНОГО БОЕПРИПАСА, ПОДЛЕЖАЩЕГО ПУСКУ, И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ, ФОРМИРОВАТЕЛИ ИЗВЕСТНЫХ ЦИФРОВЫХ ЧИСЕЛ 2011
  • Семенов Виктор Леонидович
RU2496083C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 492 495 C2

Реферат патента 2013 года СПОСОБЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗНАКА И ВЕЛИЧИНЫ ОТКЛОНЕНИЯ САМОЛЕТА ОТ КУРСА И ГЛИССАДЫ НА КОНЕЧНОМ ЭТАПЕ ЕГО ПОСАДКИ НА АЭРОДРОМ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ ИХ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретения относятся к радиолокационной технике и могут быть использованы для формирования ошибок рассогласования, используемых для принятия решения о посадке самолета на аэродром, в частности для посадки самолета на палубную взлетно-посадочную полосу авианосца. Достигаемый технический результат - повышение надежности посадки самолетов. Указанный результат достигается за счет более быстрого и точного дополнительного определения величины и знака ошибки рассогласования между истинными и реальными значениями курса и глиссады на конечном этапе посадки самолета, ошибки рассогласования нужного знака формируют на выходах двух фазовых детекторов, являющихся: один нагрузкой двух идентичных курсовых радиолокационных станций (РЛС), антенны которых располагают на оси, параллельной продольной оси самолета, а второй нагрузкой двух идентичных глиссадных РЛС, антенны которых располагают по оси, параллельной вертикальной оси самолета, при этом каждая из четырех разнесенных в пространстве РЛС излучает непрерывные сигналы с частотной модуляцией по одностороннему пилообразному линейно возрастающему закону в сторону отражателя радиоволн, установленному в начале взлетно-посадочной полосы аэродрома на ее продольной оси. Заявленные способы реализуются с помощью устройства определения знака и величины отклонения самолета от курса на конечном этапе его посадки на аэродром и устройства определения знака и величины отклонения самолета от глиссады на конечном этапе его посадки на аэродром. 4 н.п. ф-лы, 1 ил.

Формула изобретения RU 2 492 495 C2

1. Способ определения знака и величины отклонения самолета от курса на конечном этапе его посадки на аэродром, заключающийся в радиолокационном облучении цели непрерывными сигналами с частотной модуляцией по одностороннему пилообразному линейно возрастающему закону со стороны двух разнесенных в пространстве радиолокационных станций (РЛС), установленных на самолете, и формировании на каждой РЛС импульс-команд по началу возникновения и обнаружения на них сигналов частотой 3Fдо=3(2Vo fo)/C, когда цель будет находиться на удалении от РЛС, равном 3Do+(Vi/Vo)Do,
где С - скорость света,
Vi - радиальная скорость цели,
fo - средняя частота излучаемого РЛС непрерывного сигнала с частотной модуляцией по одностороннему пилообразному линейно возрастающему закону, выбираемая из условия: Do/Vo=fo/Fm dfm,
где Fm и dfm соответственно частота модуляции и девиация частоты сигнала,
Do и Vо - выбираемые известные величины расстояния и скорости, отличающийся тем, что в качестве цели используют отражатель радиоволн, устанавливаемый в начале взлетно-посадочной полосы аэродрома, на ее продольной оси, а ошибку отклонения самолета от курса нужного знака формируют на выходах двух фазовых детекторов, являющихся нагрузкой двух идентичных курсовых РЛС, антенны которых располагают на оси параллельной продольной оси самолета.

2. Способ определения знака и величины отклонения самолета от глиссады на конечном этапе его посадки на аэродром, заключающийся в радиолокационном облучении цели непрерывными сигналами с частотной модуляцией по одностороннему пилообразному линейно возрастающему закону со стороны двух разнесенных в пространстве радиолокационных станций (РЛС), установленных на самолете и формировании на каждой РЛС импульс-команд по началу возникновения и обнаружения на них сигналов частотой 3Fдо=3(2Vo fo)/C, когда цель будет находиться на удалении от РЛС, равном 3Do+(Vi/Vo)Do,
где С - скорость света,
Vi - радиальная скорость цели,
fo - средняя частота излучаемого РЛС непрерывного сигнала с частотной модуляцией по одностороннему пилообразному линейно возрастающему закону, выбираемая из условия: Do/Vo=fo/Fm dfm,
где Fm и dfm соответственно частота модуляции и девиация частоты сигнала,
Do и Vo - выбираемые известные величины расстояния и скорости, отличающийся тем, что в качестве цели используют отражатель радиоволн, устанавливаемый в начале взлетно-посадочной полосы аэродрома, на ее продольной оси, а ошибку отклонения самолета от глиссады нужного знака формируют на выходах двух фазовых детекторов, являющихся нагрузкой двух идентичных глиссадных РЛС, антенны которых располагают на оси параллельной вертикальной оси самолета.

3. Устройство определения знака и величины отклонения самолета от курса на конечном этапе его посадки на аэродром, содержащее две разнесенные в пространстве радиолокационные станции определения момента выдачи команды на пуск защитного боеприпаса (РЛС), отличающееся тем, что выходы РЛС подключены к входам фазового детектора.

4. Устройство определения знака и величины отклонения самолета от глиссады на конечном этапе его посадки на аэродром, содержащее две разнесенные в пространстве радиолокационные станции определения момента выдачи команды на пуск защитного боеприпаса (РЛС), отличающееся тем, что выходы РЛС подключены к входам фазового детектора.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2013 года RU2492495C2

СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ КОМАНДЫ НА ПУСК ЗАЩИТНОГО БОЕПРИПАСА, УСТРОЙСТВО ФОРМИРОВАНИЯ КОМАНДЫ НА ПУСК ЗАЩИТНОГО БОЕПРИПАСА, СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОМЕНТА ВЫДАЧИ КОМАНДЫ НА ПУСК ЗАЩИТНОГО БОЕПРИПАСА, РЛС ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОМЕНТА ВЫДАЧИ КОМАНДЫ НА ПУСК ЗАЩИТНОГО БОЕПРИПАСА, СПОСОБЫ ОБНАРУЖЕНИЯ СИГНАЛОВ УЗКОПОЛОСНОГО СПЕКТРА ЧАСТОТ, ОБНАРУЖИТЕЛЬ СИГНАЛОВ УЗКОПОЛОСНОГО СПЕКТРА ЧАСТОТ 2007
  • Семенов Виктор Леонидович
RU2374597C2
СПОСОБ ПОСАДКИ САМОЛЕТОВ 2005
  • Винокуров Леонид Васильевич
RU2296372C2
СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ СТОЛКНОВЕНИЯ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА С ЗЕМЛЕЙ 2003
  • Фальков Э.Я.
RU2234739C1
СПОСОБ ТОЧНОЙ ПОСАДКИ ВОЗДУШНЫХ СУДОВ 1998
  • Тельминов М.М.
  • Фисенко А.Г.
  • Довгань А.С.
RU2199472C2
РАДИОЛОКАЦИОННАЯ СИСТЕМА БЛИЖНЕГО ДЕЙСТВИЯ ДЛЯ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ СТОЛКНОВЕНИЯ С ПРЕПЯТСТВИЯМИ МАНЕВРИРУЮЩИХ НА АЭРОДРОМЕ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ 2001
  • Елисеев С.Е.
  • Гусевский В.И.
  • Терехов В.А.
  • Баскаков А.И.
  • Ерусалимский М.А.
RU2192653C1
US 6119055 А, 12.09.2000
Гусеничная машина для добычи резного торфа 1935
  • Трофимов В.Н.
SU48159A1
US 7414566 B2, 19.08.2008
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ФУНКЦИЙ ЗРЕНИЯ 1995
  • Розенблюм Ю.З.
  • Чернышева С.Г.
  • Воробьев А.В.
  • Орлова И.А.
RU2089088C1

RU 2 492 495 C2

Авторы

Семенов Виктор Леонидович

Даты

2013-09-10Публикация

2011-07-21Подача