устройство для обеспечения посадки летательного аппарата в ночное время, универсальное, двойного применения (упла-уд)

Формула изобретения

Устройство для обеспечения посадки летательного аппарата ночью, содержащее бортовую посадочную фару и светосигнальную систему с маркерами для визуального отображения летчику взлетно-посадочной полосы, вертолетной площадки или участка акватории гидроаэродрома, отличающееся тем, что 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 летчику панорамы взлетно-посадочной полосы, вертолетной площадки или участка акватории гидроаэродрома при подсвете маркеров фарой инфракрасного подсвета.

Описание изобретения к патенту

Изобретение предназначено для применения в области авиации, для посадки летательного аппарата (ЛА) ночью на взлетно-посадочную полосу (ВПП), вертолетную площадку, акваторию гидроаэродрома.

Функционально оно относится к семейству светосигнальных систем, в которых маркер работает в активном режиме (маркер состоит из электрической лампы) или пассивном режиме, где маркер снабжен высокоэффективным светоотражающим покрытием.

Известны устройства для посадки летательного аппарата, патент (авторское свидетельство) №292777, приоритет 1987 г., “Способ обеспечения посадки самолета и устройство для его осуществления”, взятый за прототип, и патент №2043267, приоритет 1994 г. “Система световой сигнализации для посадки летательного аппарат в ночное время”, взятый как аналог.

В прототипе для отображения панорамы ВПП летчику предлагается маркировка маркерами пассивного типа, подсвечиваемыми бортовой посадочной фарой, но нет предложений по конструкции, пригодной для эксплуатации.

В аналоге предложенная конструкция неудачна для серийной эксплуатации, не просматривается модификация для различных вариантов применения, не работает в инфракрасном диапазоне волн, поэтому не обеспечивает “скрытую” посадку летательного аппарата.

Целью изобретения является обеспечение посадки ЛА в ночных условиях в двух вариантах - визуальной, используя визуальное отображение панорамы ВПП при подсвете маркеров бортовой посадочной фарой ЛА; или “скрытой”, при подсветке маркеров бортовой фарой инфракрасного излучения.

Поставленная цель достигается тем, что на борту летательного аппарата наряду со штатной посадочной фарой устанавливается фара инфракрасного подсвета; летчик снабжается очками ночного видения; конструкция маркеров является универсальной для оснащения взлетно-посадочной полосы, вертолетной площадки или части водной акватории гидроаэродрома; маркеры снабжены высокоэффективным светоотражающим покрытием, работающим в световом и инфракрасном диапазонах. Таким образом, устройство является универсальным, двойного назначения - для визуальной или “скрытой” посадки летательного аппарата.

Светосигнальная система для визуальной посадки ЛА известна в прототипе и аналоге.

Для “скрытой” посадки, при которой информацию о панораме ВПП летчик получает через очки ночного видения, подсветка маркеров производится бортовой фарой, работающей в инфракрасном диапазоне, а маркеры снабжены высокоэффективным светоотражающим покрытием, работающим как в световом, так и в инфракрасном диапазонах. Причем дальность обнаружения ВПП летчиком достаточна для завершения посадки летательного аппарата как в видимом, так и в “скрытом” вариантах.

Достаточная дальность обнаружения ВПП подтверждается расчетным путем:

в световом диапазоне по формуле

,

где r - коэффициент яркости световозращающего слоя маркера;

S - площадь отражающей поверхности маркера, м²;

E_П - пороговая чувствительность глаза, кд;

D - расстояние от наблюдателя до маркера, равное расстоянию от прожектора до маркера, м;

- коэффициент ослабления светового потока на единицу дальности;

I - сила светового потока прожектора, кд;

для инфракрасного диапазона:

,

где – Е_П - пороговая чувствительность очков ночного видения, кд;

I₀ - сила излучения прожектора в инфракрасном рабочем диапазоне очков ночного видения, кд;

_эфф - эффективная отражающая поверхность в инфракрасном рабочем диапазоне очков ночного видения, м²;

- коэффициент пропускания атмосферой в инфракрасном рабочем диапазоне очков ночного видения;

D - дальность обнаружения маркера оператором с помощью очков ночного видения (принимается, что расстояние от прожектора до маркера и от оператора до маркер приблизительно равно), м.

Натурные летные испытания макетного образца в световом диапазоне в целом показали хорошую эффективность. При выполнении захода на посадку ночью, подсвечивают маркеров бортовой фарой световым потоком 400 ккд, маркеры обнаруживались с расстояния 2,22,5 км.

Для сравнительной оценки возможности и дальности обнаружения ВПП в видимом и инфракрасном диапазонах производилась подсветка маркеров источником света одинаковой мощности в видимом и инфракрасном диапазонах 0,81,1 мкм в темное время суток при отсутствии подсвета луной и другими источниками в видимом диапазоне. На фиг.1, фиг.2. представлены снимки маркеров при наблюдении в видимом и инфракрасном диапазонах, соответственно, с расстояния 2,2 км из которых следует:

достаточная для заключительного этапа посадки летательного аппарата дальность (11,5 км) обнаружения ВПП обеспечивается;

при наблюдении в инфракрасном диапазоне маркеры видны значительно лучше, чем в видимом диапазоне.

Конструкция устройства универсальна, состоит из набора однотипных маркеров, пригодных для ВПП, вертолетной площадки и гидроаэродрома, отличающихся подставками (фиг.3, фиг.4, фиг.5), из которых светосигнальная система компонуется по общепринятой схеме, выбранной заказчиком.

В зависимости от назначения маркер крепится на соответствующую подставку - на ВПП подставкой может быть, например, стандартная стойка с ломаной муфтой (типа “Игла”), на вертолетную площадку маркер крепится заколом к грунту, на гидро ВПП используется пенопластовый поплавок с якорем. Маркер состоит из четырех деталей (фиг.6) - основание 2, к которому крепится три “лепестка” 1. Позицией 3 обозначен поплавок. “Лепестки” выполнены из листовой стали. Наружная сторона “лепестка” покрыта высокоэффективным светоотражающим материалом (пленкой) направленного действия, работающим в световом и инфракрасном диапазонах.

Световозвращающее покрытие (фиг.7) многослойное, состоит из прозрачной пленки 1, пропускающей световой и инфракрасный потоки лучей. Следующий слой - алюминиевая фольга 2, которая с помощью поддерживающей перегородки 3 скреплена с прозрачной пленкой, образует воздушное пространство 4. Воздушное пространство заполнено уваловыми шариками 5. К алюминиевой фольге приклеивается гибкая защитная прокладка 6 специальным водостойким клеем 7.

Гибкая прокладка служит для повышения прочности световозращающего покрытия в свободном состоянии и предотвращения преждевременного высыхания клея. Световозвращающее покрытие наклеивается на плоские поверхности маркера после обезжиривания поверхности и отделения защитной прокладки.

Трехгранная форма выбрана удачной с точки зрения установки одной из плоскостей перпендикулярно направлению заходящего на посадку летательного аппарата, а на водной поверхности, где особые требования предъявляются к заходящему на посадку гидролетательному аппарату (посадка выполняется навстречу ветру или волне), маркер самоориентируется гранью на заходящий на посадку гидролетальный аппарат (фиг.8).

На борту летательного аппарата помимо посадочной фары устанавливается фара, работающая в инфракрасном диапазоне, летчик обеспечивается очками ночного видения.

Таким образом, предлагаемая светосигнальная система пассивного типа, универсальная, двойного применения, обеспечивает в ночное время визуальную или “скрытую” посадку летательного аппарата в зависимости от обстоятельств.