способ посадки самолетов
| Классы МПК: | G08G5/02 вспомогательные устройства автоматической посадки, те приборы, в которых информация о полете приземляющихся средств воздушного транспорта обрабатывается с целью получения посадочных данных |
| Патентообладатель(и): | Винокуров Леонид Васильевич (RU) |
| Приоритеты: |
подача заявки:
2005-04-22 публикация патента:
27.03.2007 |
Способ посадки самолетов включает излучение радиоимпульсов из двух точек, размещенных в начале и в конце взлетно-посадочной полосы(ВПП) на ее оси. Излучение радиоимпульсов в точках выполняют поочередно по принципу ведущая-ведомая. На самолете в вершинах равностороннего треугольника (нос, концы крыльев) устанавливают по одной антенне. Полет самолета переводят в горизонтальную плоскость, принимают радиоимпульсы, измеряют временные задержки прихода сигнала к антеннам, определяют пеленги, углы места и горизонтальную дальность до ближней точки излучения. Аналогичные действия с временными задержками выполняют для дальней точки излучения, сравнивают пеленги до ближней и до дальней точек излучения, равенство значений пеленгов свидетельствует о нахождении оси самолета и оси ВПП в одной вертикальной плоскости. Сравнение пеленгов и все вычисления выполняются в реальном времени по разработанному алгоритму, при этом угол места и горизонтальную дальность до ближней точки излучения используют для определения области касания колес самолета с ВПП. 5 ил. 
Формула изобретения
Способ посадки самолетов, включающий создание и излучение радиоимпульсов из двух точек РМ1 и РМ2 с известными координатами, расположенных в плоскости взлетно-посадочной полосы (ВПП), причем частоты, длительности, амплитуды и фазы излучаемых радиоимпульсов равны, определение азимута 
самолета на каждую точку излучения, отличающийся тем, что точки излучения радиоимпульсов РМ1, РМ2 размещают на оси ВПП на расстоянии не более 500 м от начала и конца ВВП, радиоимпульсы в точках излучают поочередно по принципу «ведущая-ведомая», устанавливают на самолете по одной антенне в вершинах равностороннего треугольника со стороной 1, соответствующих носу и концам крыльев левого и правого бортов самолета, определяют Т-время прохождения радиосигналом расстояния 1 по формуле Т=1/с, где с - скорость распространения радиоимпульса, переводят полет самолета в горизонтальную плоскость, принимают радиоимпульсы, измеряют временные задержки 
1, 2, 3 прихода радиоимпульса к антеннам, которые соответствуют соотношениям
1=T·Sin(60°+ ); 2=T·Sin ; 3=T·Sin(60°- ),
при подлете самолета к оси ВПП левым бортом ЛА, при этом 3=0, определяют «грубо» азимуты 1' и 2" до ближней точки излучения радиоимпульса и 2' и 2" до дальней точки излучения по формулам
определяют точные значения азимутов на точки излучения РМ1 и РМ2 по формулам
1=( 1'+ 1")/2; 2=( 2'+ 2")/2,
сравнивают 1 с 2 и при 1= 2 ось ВВП и курсовая линия самолета лежат в одной вертикальной плоскости, определяют малую временную задержку T21 для горизонтальной плоскости, в которой находится самолет, по формуле
T 21=T·Sin 1,
определяют угол места до ближней точки излучения радиоимпульса по формуле
определяют с учетом высоты полета h горизонтальную дальность Дг1 до ближайшей точки излучения по формуле
Дг1=h/tg
1,
контролируют непрерывно при полете самолета по глиссаде равенство 1= 2, величины 1 и Дг1 до момента касания колес самолета ВПП и движения по ВПП до полной остановки;
при подлете самолета к оси ВПП правым бортом ЛА, при этом 2=0, определяют «грубо» азимут 1' и 1" до ближней точки излучения радиоимпульса и 2', 2" до дальней точки излучения по формулам
,
определяют точные значения азимутов на точки излучения РМ1 и РМ2 по формулам
1=( 1'+ 1")/2; 2=( 2'+ 2")/2,
сравнивают 1 с 2 и при 1= 2 ось ВВП и курсовая линия самолета лежат в одной вертикальной плоскости, определяют малую временную задержку Т31 по формуле
T 31=T·Sin 1,
определяют угол места до ближней точки излучения радиоимпульса по формуле 
определяют с учетом высоты полета h горизонтальную дальность Дг1 до ближайшей точки излучения по формуле Дг1=h/tg 1.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к радионавигации, а именно к системам посадки летательных аппаратов (ЛА) по приборам, позволяет расширить функциональные возможности за счет определения координат ЛА относительно аэродрома посадки - оси его взлетно-посадочной полосы (ВПП) и повысить точность приземления. Точки излучения (РМ- радиомаяки) радиоимпульсов размещают на оси ВПП на расстоянии не более 500 м от ее начала и конца. Задают на ЛА длину стороны измерительного треугольника (Тр), которой определяют частоту тактовых импульсов для измерения временной задержки (ВЗ). В вершинах равностороннего Тр устанавливают приемные антенны (нос, концы крыльев). Переводят полет ЛА в горизонтальную плоскость, измеряют временные задержки прихода от РМ радиоимпульса к антеннам. По ВЗ определяют азимуты до ближайшего РМ1 и дальнего радиомаяка РМ2. При равенстве азимутов, с учетом высоты полета, производят посадку самолета на аэродром.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ по а.с. СССР 1251003, основанный на излучении электромагнитных волн из двух точек, расположенных друг против друга в конце ВПП. Длины, амплитуды и фазы электромагнитных волн, которые излучаются одновременно при ортогональных поляризациях, равны. Точность определения момента совпадения оси ЛА и оси ВПП за счет неточности разделения поступающей суммарной электромагнитной волны на две ортогональные будет низка. Второй недостаток - неспособность контролировать дальность и угол места на область касания ВПП шасси ЛА, что также снижает точность посадки ЛА.
Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет контроля и удержания оси ЛА и оси ВПП в одной вертикальной плоскости и повышения точности посадки ЛА за счет контроля координат области касания ВПП шасси ЛА.
В предложенном способе используется теорема (Фиг.1). Если некоторая прямая UV, совпадающая первоначально с одной из биссектрис AD равностороннего треугольника АВС со стороной 1, вращается против часовой стрелки в плоскости треугольника вокруг его центра О, то проекции сторон треугольника на эту прямую изменяются по законам:
S1=1·Sin(60°+
), S2=1·Sin , S3=1·Sin(60°- ).
При измеренных проекциях углы поворота прямой AD определяются по формулам обратных тригонометрических функций
В соответствии с теоремой в зависимости от направления N прихода плоской радиоволны (Фиг.2) законы измерения временных задержек записываются в виде:
t 1= 1=T·Sin(60°+
), t2= 2=T·Sin
, t3= 3=T·Sin(60°-
), 3=
1-
2,
где Т=1/С - время прохождения радиоволной расстояния, равного стороне треугольника;
N - нормаль к фронту волны (направление на радиомаяк); С - скорость распространения радиоволн.
На Фиг.3 представлена схема размещения элементов посадки.
На ЛА установлено трехканальное устройство измерения временных задержек прихода радиосигналов от радиомаяков и вычисления координат. Если временные задержки t1, t2, t 3 известны, то линии направления (азимуты) на радиомаяки определяются однозначно по временным задержкам
На Фиг.4 представлен алгоритм определения азимутов 1 и 2, угла места и горизонтальной дальности Дг1 до радиомаяка РМ1 (при заходе на посадку со стороны РМ1), где
1', 1" - азимуты ближней точки излучения, приближенные значения;
2', 2" - азимуты дальней точки излучения, приближенные значения;
21,
31 - временные задержки поступления радиосигнала от ближней точки излучения;
22,
32 - временные задержки поступления радиосигнала от дальней точки излучения;
1 - азимут ближней точки излучения - точный;
2 - азимут дальней точки излучения - точный.
На Фиг.5 дана блок-схема трехканального устройства, реализующего способ, содержащего:
1, 2, 3 - ненаправленные антенны;
4 - блок измерения временных задержек;
5 - ЭВМ непрерывного вычисления параметров 1, 2, , Дг1;
6 - радиоимпульс.
Способ реализуется следующими операциями. Устанавливают точки (радиомаяки) излучения радиоимпульсов вблизи начала и конца ВПП на продолжении ее оси. Радиоимпульсы в точках излучают поочередно по принципу ведущая-ведомая. Размечают на самолете (нос, концы крыльев) равносторонний треугольник со стороной 1. Устанавливают по одной антенне в вершинах треугольника. Переводят самолет в горизонтальную плоскость. Принимают радиоимпульсы, усиливают их и детектируют, измеряют временные задержки 1,
2,
3 прихода радиоимпульса к антеннам, анализируют посредством ЭВМ временные задержки по алгоритму (Фиг.4) и определяют «грубо» азимуты
1', 1" до ближней точки (РМ1) излучения радиоимпульса и 2', 2" до дальней точки (РМ2) по формулам
определяют «точно» азимут 1 и 2 по формулам
1=( 1'+ 1")/2; 2=( 2'+ 2")/2,
сравнивают 1 с 2, если 1= 2, то глиссада (курсовая линия ЛА) и ось ВПП лежат в вертикальной плоскости - «НОРМА». Определяют малую временную задержку T21 для горизонтальной плоскости с ЛА по формуле Т21=T·Sin 1, определяют угол места до ближайшей точки излучения по формуле вводят в ЭВМ высоту полета h от радиовысотомера и определяют горизонтальную дальность Дг1 до ближайшей точки излучения по формуле Дг1=h/tg
1, принимают радиоимпульсы и вычисляют указанные параметры непрерывно до момента касания колес ЛА с ВПП и его полной остановки.
На Фиг.5 представлена схема устройства, реализующего способ. Устройство работает следующим образом. Радиоимпульсы 6 принимаются антеннами 1, 2, 3 и по фидерам одинаковой длины поступают в блок 4. Сигнал сначала достигает ближней к источнику антенны, например 1. При этом блок 4 фиксирует момент прихода сигнала к антенне 1 и ведет отсчет времени. Через некоторое время сигнал от источника достигает следующей антенны 2, при этом, как и в предыдущем случае, блок 4 фиксирует момент прихода сигнала к антенне 2 и ведет отсчет времени. С приходом сигнала от источника к дальней антенне 3 блок 4 прекращает ведение отсчета времени прихода сигнала к антеннам 1 и 2. Затем из блока 4 временные задержки 1 и
2 поступают на ЭВМ 5 для обработки по алгоритму, а блок 4 возвращается в исходное положение.
Класс G08G5/02 вспомогательные устройства автоматической посадки, те приборы, в которых информация о полете приземляющихся средств воздушного транспорта обрабатывается с целью получения посадочных данных
