способ предотвращения столкновений вертолета с высоковольтными линиями электропередач

Формула изобретения

Способ предотвращения столкновений вертолета с высоковольтными линиями электропередач, заключающийся в том, что осуществляют прием сигналов в диапазоне радиоволн, отличающийся тем, что осуществляют излучение и прием сигналов пеленгатором, установленном на вертолете, причем центр зоны сканирования совпадает со строительной осью вертолета, пеленгатор сканирует пространство по направлению полета вертолета, определяют углы пеленга ₁₁, ₂₁ каждой из двух опор линии электропередач, находящихся на заданном расстоянии друг от друга, пеленгатором относительно строительной оси вертолета, причем ₁₁ - угол пеленга первой опоры линии электропередач, ₂₁ - угол пеленга второй опоры линии электропередач, пролетают заданное расстояние без изменения курса, вновь определяют углы пеленга ₁₂, ₂₂ каждой из двух опор линии электропередач пеленгатором относительно строительной оси вертолета, причем ₁₂ - угол пеленга первой опоры линии электропередач, ₂₂ - угол пеленга второй опоры линии электропередач, определяют дальность D_ЛЭП до проводов линии электропередач по направлению строительной оси вертолета из выражения

где L_B - заданное расстояние между первой и второй точками измерения пеленгов опор линии электропередачи, µ - угол между линией электропередачи и строительной осью вертолета, исходя из значения дальности D_ЛЭП принимают решение по корректировке направления полета вертолета.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к радиолокационной технике и может использоваться для обеспечения безопасных полетов вертолетов, а именно для предупреждения их столкновений с высоковольтными линиями электропередач.

Известен способ предотвращения столкновений вертолета с высоковольтными линиями электропередач, заключающийся в том, что принимают электромагнитные колебания с помощью приемного устройства, размещаемого на вертолете, прием электромагнитных колебаний осуществляют в диапазоне радиоволн, излучаемых высоковольтными линиями электропередач, при этом прием излучаемых высоковольтными линиями электропередач электромагнитных колебаний ведут с различных направлений с помощью нескольких приемных антенн, максимумы диаграмм направленности которых ориентированы в разных угловых секторах плоскости полета вертолета, и по наличию сигнала в одной из приемных антенн определяют угловое положение проводов высоковольтной линии электропередач относительно корпуса вертолета, сравнивают значения принятого сигнала с опорными напряжениями, соответствующими величинам напряженности электромагнитного поля, излучаемого высоковольтной линией электропередачи на известном расстоянии от нее, и по результатам сравнения принимают решение по корректировке направления полета вертолета. (Патент РФ на изобретение № 2156985, G01S 13/93, G08G 5/04, опубл. 27.09.2000).

Недостатками данного способа предотвращения столкновений вертолета с высоковольтными линиями электропередач является зависимость результатов измерения от погодных условий. Так, уровни напряженности электромагнитного поля, излучаемого линией электропередач, вызванные высокочастотными переходными процессами, могут быть на 10-20 дБ больше при высокой влажности, тумане или дожде, чем при сухой погоде (Дональд Р.Ж. Уайт Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств и непреднамеренные помехи. Выпуск 1. Общие вопросы ЭМС. Межсистемные помехи. М., Советское радио. 1977), в результате чего при обработке сигнала растет ошибка определения кратчайшего расстояния до линии электропередач. Кроме того, способ неработоспособен при выключении напряжения в линии электропередач.

Технической задачей изобретения является устранение указанных недостатков. Осуществление измерения дальности до проводов за счет известного, заданного, расстояния между двумя опорами.

Технический результат изобретения достигается тем, что в способе предотвращения столкновений вертолета с высоковольтными линиями электропередач, заключающемся в том, что осуществляют прием сигналов в диапазоне радиоволн, дополнительно осуществляют излучение и прием сигналов пеленгатором, установленным на вертолете, причем центр зоны сканирования совпадает со строительной осью вертолета, пеленгатор сканирует пространство по направлению полета вертолета, определяют углы пеленга ₁₁, ₂₁ каждой из двух опор линии электропередач, находящихся на заданном расстоянии друг от друга, пеленгатором относительно строительной оси вертолета, причем ₁₁ - угол пеленга первой опоры линии электропередач, ₂₁ - угол пеленга второй опоры линии электропередач, затем пролетают заданное расстояние L_B без изменения курса, вновь определяют углы пеленга ₁₂, ₂₂ каждой из двух опор линии электропередач пеленгатором относительно строительной оси вертолета, причем ₁₂ - угол пеленга первой опоры линии электропередач, ₂₂ - угол пеленга второй опоры линии электропередач, определяют дальность D_ЛЭП до проводов линии электропередач по направлению строительной оси вертолета из выражения:

где L_B - заданное расстояние между первой и второй точками измерения пеленгов опор линии электропередачи, µ - угол между направлением линии электропередач и направлением, перпендикулярным строительной оси вертолета, исходя из значения дальности D_ЛЭП принимают решение по корректировке направления полета вертолета.

На фиг.1 представлена схема дополнительных построений для вывода формулы определения расстояния до линии электропередач, где:

CD - высоковольтная линия электропередач;

С - точка размещения первой опоры линии электропередач;

D - точка размещения второй опоры линии электропередач.

Для пояснения заявляемого способа как процесса выполнения действий над материальным объектом с помощью материальных средств и подтверждения возможности осуществления заявляемого изобретения на фиг.2 представлена функциональная схема устройства для реализации способа предотвращения столкновений вертолета с высоковольтными линиями электропередач, где:

1 - пеленгатор; 2 - вычислитель; 3 - индикатор.

Устройство для предотвращения столкновений вертолета с высоковольтными линиями электропередач содержит последовательно соединенные пеленгатор 1, вычислитель 2 и индикатор 3.

В качестве пеленгатора могут быть использованы радиолокационные сканирующие пеленгаторы, осуществляющие излучение и прием электромагнитной энергии и выдающие на выходе пеленг обнаруженного объекта.

Устройство работает следующим образом.

На фиг.1 в точках С и D расположены опоры линии электропередач (ЛЭП). Прямая, проходящая через указанные точки, это провода линии электропередач.

Вертолет находится в точке A₁ и выполняет полет в направлении линии A₁F. На вертолете размещен пеленгатор (радиолокационного типа либо оптико-электронного).

Пеленгатор 1 сканирует пространство, осуществляя сканирование по часовой стрелке. Пеленги объектов ₁₁, ₂₁, ₁₂, ₂₂, измеряемые пеленгатором, отсчитываются от линии, проходящей через пеленгатор, параллельной строительной оси вертолета.

При сканировании пространства пеленгатором при нахождении вертолета в точке А₁ измеряются пеленги опор ЛЭП. Пеленги опоры С - ₁₁, а опоры D - ₂₁.

Измерив пеленги опор ЛЭП при нахождении вертолета в точке А₁, вертолет пролетает заданное расстояние от точки A₁ до точки А₂ без изменения курса и вновь измеряет пеленги опор ЛЭП ₁₂ и ₂₂.

Заданное расстояние от точки А₁ до точки А₂ обозначим L_B и определим как:

где t - время полета из точки A ₁ в точку А₂, V_B - скорость вертолета.

Дальность до проводов ЛЭП согласно фиг.1 определим как:

Рассмотрим определение расстояний СМ и МА₂ опоры С.

Используя теорему синусов, получим:

где СА₂ - расстояние от вертолета до первой опоры ЛЭП при втором измерении пеленгов опор ЛЭП.

Или

Отрезок А₂К, как видно из фиг.1, равен отрезку СМ и определится с учетом формулы (4):

Отрезок МА₂ определится:

Получим аналогичные формулы для отрезков DN и А₂N второй опоры D:

где DA₂ - расстояние от вертолета до второй опоры ЛЭП при втором измерении пеленгов опор ЛЭП.

Угол µ определяет направление ЛЭП по отношению к направлению, перпендикулярному строительной оси вертолета. Тангенс угла µ согласно фиг.1 определяется как:

Тогда дальность до проводов ЛЭП будет определяться формулой:

После преобразований получим:

Значение дальности до линии передачи электроэнергии индицируется индикатором 3 и служит для предупреждения столкновений вертолета с высоковольтными линиями электропередач.