Глиссадный радиомаяк
GLIDE PATH BEACON

Изобретение относится к области радионавигации, в частности к системам инструментального захода летательного аппарата на посадку, и может быть использовано при разработке радиомаячных систем посадки, предназначенных для вывода самолетов на взлетно-посадочную полосу (ВПП) аэродрома.
Известен глиссадный радиомаяк (ГРМ) посадочной радиомаячной группы, содержащий антенную систему ГРМ, предназначенную для создания в пространстве равносигнального направления, указывающего самолету линию глиссады, и контрольно-выносной пункт (КВП), предназначенный для настройки ГРМ и непрерывного контроля положения линии глиссады [см., например, В.Л. Владинов, В.В. Ковалев, Н.Н. Хмуров. Средства и системы радионавигационного обеспечения летательных аппаратов. - М.: Воениздат, 1990. - стр. 251-255]. ГРМ из соображений безопасности устанавливается в стороне от оси ВПП на расстоянии 120-180 м и 215-430 м от начала ВПП со стороны направления посадки. При этом в зоне «А» (фиг. 1) на удалении до 250 м от места установки антенн ГРМ, в сторону, противоположную направлению посадки, подстилающая поверхность должна быть ровной и свободной от возвышений, а высота снежного покрова не должна превышать ±10 см. Для предотвращения искривлений, во-первых, убирается и уплотняется снежный покров в зоне «А», во-вторых, постоянно контролируется зона «А» при изменении метеоусловий [см., например, В.Л. Владинов, В.В. Ковалев, Н.Н. Хмуров. Средства и системы радионавигационного обеспечения летательных аппаратов. - М.: Воениздат, 1990. - стр. 235, 242].
Недостатком известного радиомаяка является низкая точность вывода самолета на ВПП в условиях изменения высоты антенн радиомаяка (выпадение или таяние снега) относительно подстилающей поверхности, что приводит к изменению угла глиссады. Выпадение, стаивание более 10 см слоя снега приводит к аварийному уходу угла глиссады.
Техническим результатом изобретения является повышение точности вывода самолетов на взлетно-посадочную полосу путем изменения эффективной высоты верхней и нижней антенн радиомаяка при изменении высоты подстилающей поверхности, приводящей к изменению угла глиссады.
Технический результат достигается тем, что в известном глиссадном радиомаяке, содержащем антенную систему радиомаяка, антенную систему контрольно-выносного пункта, антенные системы выполнены с возможностью перемещения в вертикальной плоскости и дополнительно введены последовательно соединенные блок измерения высоты снежного покрова, схема сравнения, формирователь команды управления, механизмы регулирования высоты антенн радиомаяка и контрольно-выносного пункта, взаимодействующие с антенными системами, а также датчики высоты антенных систем, выходы которых соединены с первым и вторым входом формирователя команды управления, при этом вход механизма регулирования высоты антенн радиомаяка соединен с первым выходом формирователя команды управления, а выход - с антенной системой радиомаяка, вход механизма регулирования высоты антенн контрольно-выносного пункта - со вторым выходом формирователя команды управления, а выход - с антенной системой контрольно-выносного пункта.
снега
порог
Сущность предложенного технического решения заключается в том, что определяют высоту снежного покрова в зоне «А». Находят среднее значение высоты снежного покрова - H. Сравнивают среднее значение высоты снежного покрова с пороговым значением H. При условии превышения средней высоты снежного покрова порогового значения формируют команду управления на перемещение антенны радиомаяка на величину превышения таким образом, чтобы высота контрольной антенны глиссадного радиомаяка была равна:
0
уст
снега
снега
порог
H=H+H, при H> =H,
уст
где H - высота контрольной антенны по «0», установленная без снега;
снега
H - среднее значение высоты снежного покрова;
0
H - высота контрольной антенны по «0» от уровня земли.
При условии принижения средней высоты снежного покрова порогового значения формируют команду управления на перемещение антенны радиомаяка на величину принижения таким образом, чтобы высота контрольной антенны глиссадного радиомаяка была равна:
0
0
снега
0
снега
порог
H=H-H, при H-H>H.
На фигуре 2 приведена структурная схема радиомаяка.
На фигуре 2 обозначено:
1 - антенная система радиомаяка;
2 - антенная система контрольно-выносного пункта;
3 - датчики высоты антенн радиомаяка и высоты антенн КВП;
4 - механизмы регулирования высоты антенн;
5 - формирователь команды управления;
6 - схема сравнения;
7 - блок измерения высоты снежного покрова.
Датчик высоты антенн 3 предназначен для определения высоты антенны от уровня земли. В качестве датчика может быть использован потенциометрический датчик [см., например, А.А. Воронов. Основы теории автоматического регулирования и управления. Учеб. пособие для вузов.  – М.: Высшая школа, 1977. - с. 52].
Механизм регулирования высоты антенн 4 предназначен для перемещения антенн в вертикальной плоскости. В качестве механизма может использоваться, например, реверсивный двигатель [см., например, патент Российской Федерации №2172548, МКИ 7 Н02К 17/06 по заявке 2000100514/19 от 01.10.2001 г., опубл. 20.08.2001 г., авторы Охапкин В.В., Ахунов Т.А. - Асинхронный однофазный экранированный реверсивный двигатель].
Назначение формирователя команды управления 5 и схемы сравнения 6 ясны из названия. В качестве формирователя команды управления 5 может использоваться управляющее реверсивное реле. В качестве схемы сравнения 6 может быть использован аналоговый компаратор напряжений [см., например, А.Г. Алексенко, Е.А. Коломбет, Г.И. Стародуб. Применение прецизионных аналоговых интегральных схем. - М.: Радио и связь, 1981. - стр. 167-178], имеющий возможность сравнивать два сигнала - входной и опорный.
Выходной сигнал может быть подан на формирователя команды управления, который замкнет цепь обмотки сигнала управления в одну сторону. Если выходное напряжение становится меньше, чем опорное, сигнал на выходе схемы сравнения обнуляется и формирователь команды управления сформирует управляющий сигнал в другую сторону.
Блок измерения высоты снежного покрова 7 предназначен для измерения высоты снежного покрова в зоне «А» (Фиг. 1) и определения среднего значения высоты снежного покрова. Он может быть выполнен с использованием блока управления датчиками высоты [см., например, Промышленный электрообогрев и электроотопление // Аналитический научно-технический журнал №4, 2011 г. - с. 37], предназначенного для выдачи команды датчикам на измерение высоты снежного покрова, вычисления среднего значения высоты снежного покрова, передачи среднего значения высоты снежного в схему сравнения для сравнения среднего значения высоты снежного с пороговым значением высоты.
Глиссадный радиомаяк функционирует следующим образом.
Антенная система ГРМ формирует в пространстве равносигнальную зону ГРМ. Контроль стабильности положения глиссады осуществляется КВП.
снега
порог
снега
порог
0ГРМ
0КВП
уст ГРМ
уст КВП
0ГРМ
0КВП
При изменении подстилающей поверхности (выпадение или таяние снега) блок измерения высоты снежного покрова 7 измеряет высоту снежного покрова в зоне «А» (Фиг. 1), определяет среднее значение высоты снежного покрова H и выдает среднее значение высоты снежного покрова в схему сравнения 6 для сопоставления средней высоты снежного покрова с пороговым значением H. При выполнении условия H>H сигнал, пропорциональный превышению высоты снежного покрова ΔH, поступает в формирователь команды управления 5, в котором формируются команды управления H и H в результате суммирования высот установки антенн по «0» без снега - H и H, поступающих с датчиков высоты подвеса антенн 3 и высоты снежного покрова ΔH. Механизм регулирования высоты антенн радиомаяка и механизм регулирования высоты антенн КВП 4 перемещают антенны - 1, 2 на величину, пропорциональную H и H.
0
снега
порог
0
0
снега
При выполнении условия H-H>H сигнал на выходе схемы сравнения 6 обнуляется. Формирователь команды управления 5 переключает контакты в другую сторону и формирует команду управления на перемещение антенны радиомаяка на величину принижения H=H-H.
В результате изменения высот передающих антенн радиомаяка и приемной антенны КВП обеспечивается номинальная точность вывода самолетов на взлетно-посадочную полосу в условиях изменения подстилающей поверхности, приводящей к изменению угла глиссады.