СИСТЕМА ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ О СЛЕПЯЩЕМ ВОЗДЕЙСТИИ НИЗКО РАСПОЛОЖЕННОГО СОЛНЦА НА ЭКИПАЖ ВОЗДУШНОГО СУДНА ПРИ ПОСАДКЕ Российский патент 2015 года по МПК G01W1/00 

Изобретение относится к метеорологическому приборостроению, а именно к технике измерения фотометрических параметров атмосферы, и предназначено для предупреждения экипажа воздушного суда (ВС) о слепящем воздействии низко расположенного над горизонтом солнца при посадке. В первую очередь может найти применение на аэродромах при определении посадочной видимости в ходе метеорологического обеспечения полетов авиации с целью повышения безопасности полетов, в том числе в составе систем измерения дальности видимости. Кроме того, предлагаемая система может быть использована в составе дорожных метеорологических станций для определения существования ограниченной видимости на напряженных участках автомагистралей с целью повышения безопасности дорожного движения.

Известны следующие способы и устройства инструментального определения характеристик видимости.

Нефелометрический метод измерения видимости (метод обратного светорассеяния), при реализации которого тем иди иным способом улавливают фотоприемником долю света, рассеянную в некотором слое атмосферы [1, 2], реализованный, например, в «Устройстве и способе для измерения пропускания света в атмосфере и определении метеорологической дальности видимости» [5] и «Импульсном нефелометре» [7].

Метод измерения дальности видимости в атмосфере через непосредственное измерение коэффициента пропускания света (базисный метод) [1, 2, 9], реализованный, например, в устройстве «Импульсного фотометра» [4].

Недостатками известных способов и устройств являются: их локальность, т.е. возможность определения оптических характеристик атмосферы лишь в непосредственной близости от прибора, и, как следствие, невозможность определения полетной видимости, в том числе вдоль глиссады снижения.

Метод оптической локации [1], сочетающий в себе возможности базисного и нефелометрического методов и позволяющий использовать оптические характеристики атмосферы на значительном удалении от прибора, реализованный, например, в «Устройстве для определения параметров видимости и микроструктуры атмосферных образований» [6].

Недостатками вышеперечисленных способов и устройств является то, что определяют только оптическую прозрачность (оптические характеристики) атмосферы и не учитывают особенности визуального восприятия воздушной обстановки пилотами ВС, обусловленные ограниченными возможностями зрения человека, в рассматриваемом случае по восприятию повышенных яркостей предмета и/или окружаемого фона.

Метод измерения дальности видимости в атмосфере через непосредственное измерение коэффициента пропускания реализован в следующих системах определения (оценки) дальности видимости на ВПП (RVR), оборудованных светосигнальной системой [9, 11].

Известна система определения (оценки) дальности видимости на ВПП (RVR), состоящая из метеорологического оборудования, производства ОАО «Пеленг» [9, 11]: прибора непрерывного дистанционного измерения метеорологической оптической дальности видимости в любое время суток и года «Пеленг СФ-01» [9, 10] и измерителя яркости фона «Пеленг СЛ 02» [8], предназначенного для измерения яркости неба вдоль взлетно-посадочной полосы (ВПП), в целях вычисления на метеостанции дальности видимости вдоль ВПП посредством корректировки данных прибора «Пеленг СФ-01».

Известна система определения (оценки) дальности видимости на ВИИ (RVR) на основе метеорологического оборудования, серийно выпускаемого фирмой Vaisala (Финляндия), в состав которого входят:

- измеритель дальности видимости Mitras (ИДВ «Mitras»), предназначенный для непрерывного дистанционного измерения коэффициента пропускания атмосферы в слое, равном длине измерительной базы в месте установке приемника и передатчика, в любое время дня и суток при любых метеорологических условиях [11, 12, 13];

- сопрягаемый с блоком электроники передатчика ИДВ «Mitras» датчик яркости фона (фоновой освещенности) LM11, предназначенный для измерения яркости фона;

- электронный блок передатчика метеорологической дальности видимости (MOR), который управляет работой приемника, передатчика и подключаемого к нему датчика яркости фона, осуществляет контроль всех функций, выполняет расчеты и внутренние тесты.

В качестве прототипа автором выбраны системы определения (оценки) дальности видимости на ВИИ (RVR), оборудованных светосигнальной системой:

- система определения RVR, состоящая из прибора измерения метеорологической оптической дальности видимости «Пеленг СФ-01» [9, 10, 11] и измерителя яркости фона «Пеленг СЛ02» [8, 9];

- система определения RVR, разработанная на основе измерителя дальности видимости (ИДВ «Mitras»), [11, 12, 13] при использовании датчика яркости фона (фоновой освещенности) LM11.

Недостатками прототипов с точки зрения заявляемых целей являются: угол поля зрения (~7°) датчиков яркости фона [8, 9, 11] не соответствует сектору обзора командира воздушного судна (ВС) на заключительном этапе снижения, обеспечивающем оптимальные условия зрительной работы;

- верхний предел диапазона измерения яркости (20 000 кд/м² [8] и 30 000 кд/м² [9]) не соответствует значению безусловно слепящей яркости для зрения человека;

- ориентация оптической оси датчиков яркости фона на север (в противоположную от солнца сторону) под углом к горизонту (5-10° [8, 9] и 20-50° [9, 11, 12, 13] соответственно) без учета наиболее подверженного влиянию описываемого явления курса (-ов) посадки (взлета).

Цель изобретения - обеспечение предупреждения летного экипажа ВС и органов обслуживания воздушного движения (ОВД) о слепящем воздействии низко расположенного над горизонтом солнца на глиссаде снижения и при посадке при использовании выбранного прототипа по новому предназначению при исключении вышеуказанных недостатков.

Сущность изобретения: система предупреждения экипажа воздушного суда (ВС) о слепящем воздействии низко расположенного над горизонтом солнца при посадке (взлете) содержит датчик яркости фона (1), анализирующий блок (2) и информационный блок (3).

Новым в системе является то, что телесный угол приемного устройства датчика яркости фона строго соответствует оптимальному сектору обзора командира воздушного судна при посадке (8); направление центральной оптической оси датчика строго соответствует направлению взгляда командира ВС на заключительном этапе снижения и посадки на обеспечиваемую ВПП (4) с заданным курсом; существует анализирующий блок, предназначенный для сопоставления значения измеренной яркости с верхним предельным значением яркости наблюдаемой поверхности при нормальной операторской деятельности пилота ВС; существует информационный блок, посредством которого осуществляется доведение до экипажей ВС и ОВД информации в той или иной форме об ограниченной видимости до «нулевой» из-за слепящего воздействия солнца в направлении посадочного курса.

Состав, особенности установки и принцип работы предлагаемой системы поясняется рисунком (фиг.1).

Принцип работы предлагаемой системы заключается в следующем. Около диска солнца (5) всегда наблюдается основной максимум яркости неба - околосолнечный ореол (6), имеющий угловую ширину до 10-12°. Его яркость возрастает с уменьшением прозрачности атмосферы. При малооблачном небе ореол вокруг солнца создает в поле зрения экипажа ВС фон с яркостью, являющейся безусловно слепящей для пилотов. В ходе суточного движения по небосклону низко расположенное над горизонтом в створе посадочного (взлетного) курса солнце в условиях малооблачной погоды в период времени, определяемый широтой местоположения аэродрома, и ориентацией, обеспечиваемой ВВП, создает фон с безусловно слепящей яркостью для пилотов ВС, что равносильно наличию «нулевой» посадочной видимости. Повышенная яркость фона, созданная в поле зрения датчика яркости при перекрытии околосолнечным ореолом телесного угла приемного устройства, сопоставляется в анализирующем блоке с предельно допустимым (критическим) значением яркости фона. При его превышении информационный блок осуществляет доведение до потребителей сообщения о наличии на посадке неблагоприятных условий по видимости для принятия решения.

Благодаря этому достигается технический результат: получение и доведение до летных экипажей ВС и органов ОВД информации о наличии в створе посадочного (взлетного) курса ограниченной посадочной видимости (видимости на ВПП), угрожающей безопасности полетов в метеорологическом отношении.

ЛИТЕРАТУРА

1. Приборы и установки для метеорологических измерений на аэродромах. Под. ред. Л.П. Афиногенова, Е.В. Романова. Л.: Гидрометеоиздат., 1981 г., 296 с.

2. Метеорологические измерения. М.: Военное издательство, 1985 г., 240 с.

4. Патент на полезную модель №2116633 кл. G01J 1/44 «Импульсный фотометр» Заявка: 97101381/25, 30.01.1997. Опубликовано: 27.07.1998.

5. Патент на полезную модель №2356031 кл. G01N 21/59 (2006.01), G01W 1/00 (2006.01) «Устройство и способ для измерения пропускания света в атмосфере и определения метеорологической дальности видимости».

6. Патент на полезную модель №2110082 кл. G01W 1/00 «Устройство для определения параметров видимости и микроструктуры атмосферных образований», Заявка: 96113307/28, 26.06.1996. Опубликовано: 27.04.1998, RU.

7. Патент на полезную модель №2034242 Кл. G01J 1/44 «Импульсный нефелометр» Заявка: 5055108/25, 08.07.1992. Опубликовано: 30.04.1995.

8. Измеритель яркости фона «Пеленг СЛ-02» производства ОАО «Пеленг» Республики Беларусь, Номер сертификата 5757, номер гос. реестра РБ 03 11 4004, 09, http://www.peleng.by/products/meteorology/datchiki_dlya_opredeleniya_parametr ov_meteovelichin/

9. Видимость для аэронавигации. Т.А. Базлова, Н.В. Бочарников, П.Я. Никишков, А.С. Солонин. СПб., ЦОП РГГМУ, 2012 г., 332 с.

10. Прибор для измерения метеорологической дальности видимости «Пеленг СФ-01» Руководство по эксплуатации. - Спб, изд. АО «Пеленг», 1999, 67 с.

11. Метеорологическое оборудование аэродромов и его эксплуатация. - СПб: Гидрометеоиздат, 2003. 592 с.

12. Измеритель дальности видимости ИДВ Mitras. Руководство по эксплуатации и обслуживанию. RVR - U192. ru 1.1, январь 1996, - Vaisala, 1996.

13. Измеритель дальности видимости ИДВ Mitras LP11/LR11. Техническое руководство. RVR-T639-S248 ru. - 1.1, январь 1997, - Vaisala, 1997.

Изобретение относится к метеорологическому приборостроению и может быть использовано для предупреждения экипажа воздушного суда (ВС) о слепящем воздействии низко расположенного над горизонтом солнца при посадке. Технический результат - расширение функциональных возможностей. Для этого система содержит датчик яркости фона 1, анализирующий блок 2 и информационный блок 3. При этом телесный угол приемного устройства датчика яркости фона 1 строго соответствует оптимальному сектору обзора командира воздушного судна при посадке 8; ориентация центральной оптической оси датчика яркости 1 строго соответствует направлению взгляда командира ВС на заключительном этапе снижения и посадки на обеспечиваемую взлетно-посадочную полосу (ВПП) 4 с заданным курсом; анализирующий блок 2 обеспечивает сопоставление значения измеренной яркости с верхним предельным значением яркости наблюдаемой поверхности при нормальной операторской деятельности; информационный блок 3 обеспечивает доведение до экипажей ВС и органов обслуживания воздушного движения информации об ограниченной до «нулевой» посадочной видимости в направлении посадочного курса вследствие слепящего воздействия солнца. 1 ил.

Система предупреждения экипажа воздушного суда (ВС) о слепящем воздействии низко расположенного над горизонтом солнца при посадке, содержащее датчик яркости, анализирующий блок, информационный блок, отличающаяся тем, что:
- телесный угол приемного устройства датчика яркости фона строго соответствует оптимальному сектору обзора командира воздушного судна при посадке;
- верхний предел диапазона измерений яркости датчика превышает соответствующие значения безусловно слепящей яркости для зрения человека;
- направление центральной оптической оси датчика строго соответствует направлению взгляда командира ВС на заключительном этапе снижения и посадки на обеспечиваемую ВПП с заданным курсом;
- в систему входит анализирующий блок, предназначенный для сопоставления значения измеренной яркости фона в направлении посадки с верхним предельным значением яркости наблюдаемой поверхности при нормальной операторской деятельности пилота ВС;
- в систему включен информационный блок, предназначенный для доведения посредством каналов связи до летных экипажей ВС и органов обслуживания воздушного движения (ОВД) информации об ограниченной посадочной видимости вследствие слепящего воздействия солнца в направлении посадочного курса с целью повышения безопасности полетов в метеорологическом отношении.