Система огней глиссады, обеспечивающая визуальную и оптическую посадку в очках ночного видения вертолета на корабль в темное время суток Российский патент 2018 года по МПК B64F1/18 B64D47/02 

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к системам оптической навигации, а также предназначено для посадки вертолетов в темное время суток при использовании экипажем пилотажных очков ночного видения на основе электронно-оптических преобразователей, а также визуально на корабельную взлетно-посадочную площадку.

Известна система посадки летательных аппаратов (см. патент RU №2108943 МПК B64F 01/18, публикация от 20.04.1998), содержащая наземную систему маяков - излучателей и приемника излучения - оптико-электронного прибора, установленного на борту воздушного судна, причем наземные маяки-излучатели и приемник на борту воздушного судна функционируют в инфракрасном диапазоне частот.

Известно устройство для обеспечения посадки летательного аппарата в темное время суток (см. патент RU №2225808 МПК B64F 01/18, публикация от 20.03.2004), содержащее бортовую посадочную фару и светосигнальную систему с маркерами для визуального отображения экипажу взлетно-посадочной площадки, причем на борту летательного аппарата дополнительно установлена фара инфракрасного подсвета, маркеры выполнены пассивными со светоотражающим покрытием направленного действия, работающим в световом и инфракрасном диапазонах и ориентированы одной из плоскостей перпендикулярно к направлению захода на посадку летательного аппарата, а также предусмотрены очки ночного видения для отображения экипажу панорамы взлетно-посадочной полосы, вертолетной площадки либо участка акватории гидроаэродрома при подсвете маркеров фарой инфракрасного подсвета.

Известна система повышения качества изображения для систем ночного видения (см. заявка на патент US №2004.0094700 МПК G02B 23/12, публикация от 20.05.2004), содержащая усилитель изображения для преобразования входящего инфракрасного и/или видимого света для представления через окуляр (очки ночного видения) к глазам пользователя.

Известно светодиодное устройство совместимое с биноклем ночного видения (см., патент ЕР №2216675 МПК G02F 01/13357, публикация от 28.12.2011), содержащее светодиодное устройство с тремя типами светоизлучающих светодиодов: зеленые, синие и красные, излучающих в трех различных спектральных диапазонах, каждая из которых центрирована на свою длину волны, причем средство управления, обеспечивающее два режима работы дня и ночи, в дневном режиме, синий, зеленый и красный светодиоды излучают свет, режим ночи излучают только красные светодиоды, причем очки ночного видения совместимы со светодиодным освещением.

Очки ночного видения формируют промежуточное изображение объекта на фотокатоде электронно-оптического преобразователя. Затем усиленное по яркости изображение с экранов электронно-оптических преобразователей попадает в глаза экипажа, который в результате наблюдает усиленное по яркости бинокулярное изображение удаленного объекта.

Известна оптическая система посадки вертолета на корабельную взлетно-посадочную площадку (см. патент RU №124020 МПК G08G 05/00, публикация от 10.01.2013), содержащая индикатор глиссады, индикатор курса, указатель истинного горизонта, индикатор вертикального перемещения, установленных на надстройках корабля излучающими поверхностями светового видимого диапазона в сторону захода вертолета на посадку.

Светодиоды представляют собой точечные либо квазиточечные источники света, излучающие в данном эмиссионном конусе.

Обычно в видимом диапазоне спектре используются три типа светодиодов, излучающих в трех разных спектральных диапазонах, так что смесь излучаемых лучей может давать белый свет. Как правило, светодиоды излучают красный, зеленый и синий цвета.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для обеспечения посадки летательного аппарата ночью (см. патент №2225808 МПК B64F 01/18, публикация от 20.03.2004), содержащее бортовую посадочную фару и светосигнальную систему с маркерами для визуального отображения экипажу взлетно-посадочной полосы, вертолетной площадки или участка акватории гидроаэродрома, причем на борту летательного аппарата дополнительно установлена фара инфракрасного подсвета, маркеры выполнены пассивными со светоотражающим покрытием направленного действия, работающим в световом и инфракрасном диапазонах, и ориентированы одной из плоскостей перпендикулярно к направлению захода на посадку летательного аппарата, а также предусмотрены очки ночного видения для отображения экипажу панорамы взлетно-посадочной полосы, вертолетной площадки или участка акватории гидроаэродрома при подсвете маркеров фарой инфракрасного подсвета.

Однако указанная система затрудняет выполнение предпосадочного маневра в районе малооборудованной посадочной поверхности и позволяет получить лишь ограниченное поле обзора внекабинного пространства при использовании очков ночного видения.

Технический результат заключается, таким образом, в расширении функциональных возможностей подобной системы для обеспечения посадки вертолета в темное время суток в сложных метеоусловиях и скрытой посадки.

Кроме того, увеличивается точность системы посадки вертолета за счет формирования информационного поля о глиссаде в начале посадочной полосы или на взлетно-посадочной площадке.

Технический результат достигается тем, что система огней глиссады, обеспечивающая визуальную и оптическую посадку в очках ночного видения вертолета на корабль в темное время суток, содержащая сигнальную систему для визуального и приборного отображения информации экипажу вертолета, работающая в световом и ближнем инфракрасном диапазонах, кроме того светосигнальная система выполнена в виде сигнального ориентира - равнобедренного треугольника, на боковых сторонах которого установлены светильники с излучающими диодами светового и инфракрасного диапазона, установленными в одном корпусе, оптические оси которых расположены параллельно строительной оси корабля и направлены к корме, а на основании и медиане - светильники кругового светового и инфракрасного излучений для восприятия оптического отображения информации через очки ночного видения и визуально экипажу вертолета.

Равнобедренный треугольник реализован на взлетно-посадочной площадке корабля, соответственно, с углами 30°, 75°, 75°, причем с вершиной расположенной к носовой части корабля.

Углы раскрыва светильников направленного излучения составляют соответственно величины равные 2,0°+0,05° в вертикальной плоскости и ±15°+2° в горизонтальной от строительной оси корабля.

Углы раскрыва светильников кругового излучения составляют соответственно величины равные 180° в вертикальной плоскости и 360° в горизонтальной от строительной оси корабля.

При нахождении на посадочной глиссаде по оси корабля, экипаж вертолета наблюдает треугольник с медианой из его вершины.

При заходе выше глиссады экипаж наблюдает перевернутую букву "Т", ниже - прямую горизонтальную линию.

При заходе по посадочной глиссаде, смещенной от оси корабля, экипаж наблюдает прямоугольный треугольник, развернутый влево либо вправо в зависимости от направления захода.

В точке принятия решения на припалубление при прохождении посадочной глиссады (приблизительно 500 м) - сплошная линия, на основании треугольной фигуры системы огней глиссады, трансформируется в пунктирную.

Сущность решения

Экипажу требуется информация для правильного определения и распознавания на расстоянии в несколько километров места посадки, что достигается за счет четко определенного набора световых (рисунков) узоров - сигнального ориентира (на площадке), которые так же используются для правильной ориентации при заходе на посадку, причем система обеспечивает траекторию точного подхода вертолета к взлетно-посадочной площадке.

Световой сигнальный ориентир должен соответствовать возможностям современных очков ночного видения при использовании их экипажем вертолета, кроме того использование инфракрасного источника излучения снижает визуальную заметность судна и вертолета.

Предложен новый подход к курсо-глиссадной системе обеспечения посадки на корабельную взлетно-посадочную площадку с использованием экипажем вертолета очков ночного видения, что позволяет улучшить светомаскировку корабля в темное время суток, и допускает пилотирование вертолета по посадочной глиссаде, определении положения относительно плоскостей глиссады и посадочного курса.

Предлагаемое техническое решение обеспечивает дополнительный независимый канал с гарантированной возможностью обеспечения визуального (оптического) захода вертолета на палубную взлетно-посадочную площадку.

Сравнение предлагаемого решения с известными техническими решениями показывает, что оно обладает новой совокупностью существенных признаков, которые совместно с известными признаками позволяют успешно реализовать поставленную цель.

Изобретение иллюстрируется графическими материалами, где на фиг. 1 приведена система огней глиссады при правильном заходе на посадку, на фиг. 2 приведены контуры фигуры системы огней при заходе выше глиссады, на фиг. 3 приведены контуры фигуры системы огней при заходе ниже глиссады, на фиг. 4 приведены контуры фигуры системы огней при заходе левее глиссады, на фиг. 5 приведены контуры фигуры системы огней при заходе правее глиссады.

На фигурах отражены обозначения в виде треугольника - светильники направленного излучения, а в виде круга - светильники кругового излучения.

Существо технического решения поясняется на чертежах, где изображена система огней глиссады для обеспечения визуальной и оптической посадки вертолета на корабль в темное время суток и трансформация фигуры системы огней глиссады при различных вариантах захода на посадку.

Динамика работы системы

Система сочетает в себе правильность восприятия геометрической фигуры (треугольника) - сигнального ориентира, углов раскрыва светильников двух типов, определяющих направление движения вертолета по посадочной глиссаде. При этом система огней глиссады может работать в спектральном диапазоне чувствительности очков ночного видения, оставаясь невидимой для визуального наблюдения со стороны.

Светильники системы располагаются в равнобедренном (30°, 75° и 75°) треугольнике, расположенном на посадочной палубе, вершиной к носовой части корабля.

Светильники направленного излучения располагаются на боковых сторонах треугольника и имеют углы раскрыва 2,0°+0,05° в вертикальной плоскости и ±15°+2° в горизонтальной от строительной оси корабля. Оптические оси светильников направленного излучения расположены параллельно строительной оси корабля и направлены к корме.

Светильники кругового излучения располагаются на основании и медиане треугольника, проведенной из его вершины, и имеют углы раскрыва 180° в вертикальной плоскости и 360° в горизонтальной от строительной оси корабля. Светильники кругового излучения расположенные на основании треугольника должны находиться непосредственно на обрезе кормы.

Таким образом, при нахождении на посадочной глиссаде по оси корабля, экипаж наблюдает через очки ночного видения или визуально треугольник с медианой из его вершины.

При заходе выше глиссады экипаж будет наблюдать перевернутую букву "Т", ниже - прямую горизонтальную линию.

При заходе по посадочной глиссаде, смещенной от оси корабля, будет виден прямоугольный треугольник, развернутый влево при заходе правее оси или вправо при заходе левее.

Заданные расстояния между светильниками кругового излучения, расположенными на основании треугольника принимают вид пунктирной линии в точке принятия решения о припалублении.

Таким образом, экипаж получает информацию о пролете точки принятия решения о припалублении, при нахождении на глиссаде.

Технико-экономическим преимуществом предложенного решения является предоставление экипажу возможности качественного выполнения предпосадочного маневра с надежным визуальным контактом экипажа с посадочной поверхностью на заключительном этапе захода вертолета на посадку до припалубления в темное время суток при использовании экипажем вертолета очков ночного видения.

Система огней глиссады для визуальной и оптической посадки вертолета на корабль содержит сигнальную систему, работающую в световом и ближнем инфракрасном диапазонах. Сигнальная система содержит светильники с излучающими диодами, установленные определенным образом для восприятия оптического отображения информации через очки ночного видения и визуально экипажу вертолета. Обеспечивается расширение функциональных возможностей для обеспечения посадки вертолета в темное время суток, в сложных метеоусловиях и для скрытой посадки. 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Система огней глиссады, обеспечивающая визуальную и оптическую посадку в очках ночного видения вертолета на корабль в темное время суток, содержащая сигнальную систему, для визуального и приборного отображения информации экипажу вертолета, работающая в световом и ближнем инфракрасном диапазонах, отличающаяся тем, что светосигнальная система выполнена в виде сигнального ориентира - равнобедренного треугольника, на боковых сторонах которого установлены светильники с излучающими диодами светового и инфракрасного диапазона, установленными в одном корпусе, оптические оси которых расположены параллельно строительной оси корабля и направлены к корме, а на основании и медиане - светильники кругового светового и инфракрасного излучений для восприятия оптического отображения информации через очки ночного видения и визуально экипажу вертолета.

2. Система огней глиссады по п. 1, отличающаяся тем, что равнобедренный треугольник реализован на взлетно-посадочной площадке корабля, соответственно, с углами 30°, 75°, 75°, причем с вершиной расположенной к носовой части корабля.

3. Система огней глиссады по п. 1, отличающаяся тем, что углы раскрыва светильников направленного излучения составляют соответственно величины, равные 2,0°+0,05° в вертикальной плоскости и ±15°+2° в горизонтальной от строительной оси корабля.

4. Система огней глиссады по п. 1, отличающаяся тем, что углы раскрыва светильников кругового излучения составляют соответственно величины, равные 180° в вертикальной плоскости и 360° в горизонтальной от строительной оси корабля.

5. Система огней глиссады по п. 1, отличающаяся тем, что при нахождении на посадочной глиссаде по оси корабля, экипаж вертолета наблюдает треугольник с медианой из его вершины.

6. Система огней глиссады по п. 1, отличающаяся тем, что при заходе выше глиссады экипаж наблюдает перевернутую букву "Т", ниже - прямую горизонтальную линию.

7. Система огней глиссады по п. 1, отличающаяся тем, что при заходе по посадочной глиссаде, но смещенной от оси корабля экипаж наблюдает прямоугольный треугольник, развернутый влево либо вправо в зависимости от направления захода.

8. Система огней глиссады по п. 1, отличающаяся тем, что в точке принятия решения на припалублении при прохождении посадочной глиссады - сплошная линия, на основании треугольной фигуры системы огней глиссады, трансформируется в пунктирную.