Устройство для оценки электрического состояния атмосферы с самолета Советский патент 1989 года по МПК G01R29/12 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для определения электрических полей в атмосфере с самолета.

Цель изобретения - оперативное опре- деление электрически опасных для самолета зон.

На фиг. 1 приведена электрическая структурная схема устройства для оценки электрического,состояния атмосферы с само- лета; на фиг. 2 - места установки датчиков поля на корпусе самолета.

Устройство для оценки электрического состояния атмосферы с самолета включает датчики 1 поля ротационного типа, усилители низкой частоты (УНЧ) 2, син- хронные детекторы 3, фильтры низкой частоты (ФНЧ) 4, первый решающий блок 5, второй решающий блок 6, включающий блок взвешивания 7, блок возведения в квадрат 8, первый сумматор 9, блок 10 извлечения корня квадратного, второй сумматор 11, блок сравнения 12, индикаторный блок 13.

Устройство для оценки электрического состояния атмосферы с самолета работает следующим образом.

Пусть невозмущенное электростатическое поле атмосферы в месте нахождения са

Q

5

0

5

молета (см. фиг. 2) характеризуется вектором напряженности Е, а сам самолет несет на себе электрический заряд Q. Тогда показания датчиков поля, установленных на поверхности самолета в контрольных точках А, В, С и F (см. фиг. 2) с целью измерения трех ортогональных составляющих вектора напряженности невозмущенного электрического поля атмосферы (Ex, Ey EZ) и собственного электрического заряда Q самолета, будут определяться системой уравнений:

EA KVQ+K«EB, Ee-K Q-КиЕ, + KECEy;(1)

+ KB:K«,

где КЕД Кев КЕС , KEF , Кдд , Кцв Кос

коэффициенты связи, зависящие от конфигурации проводящей поверхности самолета и определяемые в результате модельных испытаний в лабораторных условиях.

Искомые составляющие вектора напряженности невозмущенного электростатического поля атмосферы Б, Е, Ее и собственный электрический заряд самолета Q могут быть определены из системы уравнений:

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобретения- оперативное определение электрически опасных для самолета зон. Устройство включает датчики поля 1 ротационного типа, усилители 2 низкой частоты, синхронные детекторы 3, фильтры 4 низкой частоты, решающий блок 5. Для достижения цели введены решающий блок 6, содержащий блок взвешивания 7, блок 8 возведения в квадрат, сумматоры 9,11, блок 10 извлечения корня квадратного, блок 12 сравнения, а также индикаторный блок 13. Сигналы об электрической опасности, поступающие от каждой наиболее опасной точки самолета, могут быть звуковыми, световыми, в виде табло с изображением самолета. Пилот должен получать их заблаговременно, чтобы принять ответственное решение о корректировке траектории (высоты) полета самолета. 2 ил.

КЕ(Kg

ЕСКадЛ -Аде,„1 + йлс v ч .

IЬДяЬв

K-tt ес Оде°А&

Т-1

Q

j г Г1 (К«„- Кав )(1 -Дду)-.г, . (Код- Каь)(1 -Дм) 11

|ЕА Еь11 + ,

КЕД

1 $ЛВ

+ 1 +&Ы р .

+ - hB ,

АОМ

где Д«Г КЕЛ-КЕ ; &.. (Кях + К)(1 -

X E-Ktft)

К-Ед-Кег

Все указанные вычислительные операции решаются блоками 1-5 (см. фиг. 2) и описаны в (1) и (2). Датчики поля 1 (см. фиг. 2) выполняют задачу преобразования электрических полей (Ед, Ев, Ес, EF) действующих в контрольных точках (А, В, С, F) поверхности самолета (см. фиг. 2), в электрические сигналы. Затем эти электрические сигналы усиливаются усилителями 2 низкой частоты, детектируются синхронными детекторами 3 и сглаживаются фильтрами 4 низкой частоты. С помощью первого решающего блока 5 осуществляется решение системы уравнений (2). Таким образом, с выхода первого решающего блока 5 на вход второго решающего блока 6 поступают электрические сигналы, пропорциональные величинам Е Еу Ег и Q.

Сг)

0

5 0 5

Рассмотрим процесс обработки сигналов во втором решающем блоке 6. Электрические сигналы, пропорциональные значениям величин Б. Е-у, Е±, Q, с выхода рервого решающего устройства 5 поступают на вход блока взвешивания 7 второго решающего блока 6. Блок 7 осуществляет операции взвешивания исходных величин Е«, Еу, Ег, Q и полученных величин:

E

Ej/,KeiEff; (3)

.

С выхода блока 7 взвешивания сигналы, пропорциональные величинам Ех„ Еу„ EZI, поступают на блок 8 возведения в квадрат, а сигналы, пропорциональные величинам Ј$Ј., с второго выхода блока 7 взвешивания поступают на второй вход второго сумматйра 11. С выхода блока 8 возведения в квадрат сигналы пропорциональные величинам E«, Efi, ЕЯ, поступают на первый сумматор 9, с выходов которого на вход блока -10 извлечения корня квадратного поступают сигналы, пропорциональные величинам ЕЈ Ех(+Е0,-|-Ея. С выхода блока 10 извлечения корня квадратного на первый вход второго сумматора 11 поступают сигналы, пропорциональные величинам

Е0| -Т/ЕЛ +Е +Е..

С выхода второго сумматора 11 на вход блока 12 сравнения поступают сигналы, пропорциональные величинам Eai, . Назначением блока 12 сравнения является выполнение операций сравнения значений величин Ea,-, БЫ, ,-f-E$, с соответствующими пороговыми значениями величин напряженности электростатического поля атмосферы , Епор, Еч ч, характеризующими начало инициирования и развития атмосфер- но-электрического разряда в слоистых облаках, а также вынесения альтернативных решений согласно соотношениям:

а)если удовлетворяются соотношения

,| E,EJopJ или (и)

Eoi- EJiop,

то выносятся решения об отсутствии электрической опасности зоны в неактивных (слоистых) облаках,

б)если удовлетворяются соотношения

,

Е$,ЕЈОР

или (и)

Е0; 1Еяор,

то выносятся решения о наличии электрически опасной зоны.

С выхода блока 12, являющегося одновременно выходами второго решающего блока 6, на вход индикаторного блока 13 поступают бинарные сигналы соответственно принятому решению (альтернативному диагнозу и прогнозу) относительно электрической опасности зоны облаков для каждой из наиболее опасных точек поверхности самолета (на индикаторные узлы L. 1Ь, U,s,...,UJ Сигналы об электрической опасности, поступающие от каждой наиболее опасной точки самолета, могут быть звуковыми, световыми,

в виде табло с изображением самолета и т. п. Пилот должен получать заблаговременно информацию, необходимую для принятия ответственного решения о .корректировке траектории (высоты) полета самоп лета. Это дает возможность современного обхода электрически опасной зоны в слоистых облаках.

Формула изобретения

5Устройство для оценки электрического

состояния атмосферы с самолета, включающее четыре датчика поля ротационного типа, расположенные в точках пересечения орто- , тональных электрически нейтральных плоскостей самолета, параллельных измеряемым

0 составляющим поля атмосферы, причем два датчика поля расположены вдоль вертикальной составляющей поля атмосферы, и четыре измерительных канала, содержащих последовательно соединенные усилитель низ5 кой частоты, вход которого подсоединен к входу соответствующего датчика поля, синхронный детектор и фильтр низкой частоты, выход которого подключен к соответствующему входу первого решающего блока, а выход опорного генератора датчика поля под0 соединен к второму входу синхронного детектора соответствующего измерительного канала, отличающееся тем, что, с целью оперативного определения электрически опасных для самолета зон, введены второй решающий блок, включающий последова5 тельно соединенные блок взвешивания, вход которого подключен к выходу решающего блока, блок возведения в квадрат, первый сумматор, блок извлечения квадратного корня, второй сумматор и блок сравнения,

р. выход которого подключен к входу введенного индикаторного блока, а второй выход блока взвешивания подключен к второму входу второго сумматора.

Е3 (2)

Фиг. 2