СПОСОБ ВИЗУАЛЬНОЙ ПОСАДКИ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ (ЛА)
AIRCRAFT VISUAL LANDING PROCEDURE

Способ визуальной посадки летательных аппаратов (ЛА) (изобретение) относится к оптической навигации с применением лазерных источников излучения и может быть использован для определения положения ЛА относительно плоскости глиссады и посадочного курса, определения соответствия текущей скорости ЛА заданной и управления ЛА для обеспечения заданного режима полета на завершающем этапе посадки, воспринимаемого пилотом ЛА, и повышения тем самым безопасности при посадке летательных аппаратов.
Известен способ ориентации в пространстве движущегося транспорта по световому лучу и устройство для его реализации [1] (патент РФ № 2322371, МПК B64F1/18; G01S17/50). Способ заключается в том, что в заданную зону пространства в определенном направлении посылают лазерный луч, положение проекции которого с помощью оптической системы формируют на видеоэкране и сравнивают с направлением движения транспорта, а скорость на траектории снижения определяют по показаниям внутрикабинного прибора.
Недостатком способа [1] является снижение концентрации при переключении внимания на контроль скорости по внутрикабинному прибору на завершающем этапе посадки ЛА.
Известен способ визуальной ориентации пилота ЛА по лазерным ориентирам [2] (Зуев  В.Е.,  Фадеев  В.Я. Лазерные  навигационные  системы.   М.:  Радио и связь,  1987.    с. 89-90), суть которого заключается в том, что после вывода ЛА в посадочный коридор определяют положение летательного аппарата относительно плоскостей глиссады и посадочного курса по внекабинным ориентирам (по лазерным ориентирам), а соответствие текущей скорости ЛА заданной скорости для обеспечения заданного скоростного режима посадки - по показаниям внутрикабинного прибора.
Недостатком способа [2] является необходимость переключения внимания пилота с визуальных ориентиров (по лазерным лучам) контроля курса и глиссады снижения на контроль посадочной скорости по внутрикабинному прибору, что приводит к снижению безопасности совершения посадки из-за потерь времени на адаптацию зрения.
Целью предлагаемого способа посадки является повышение безопасности посадки ЛА, за счет выполнения контроля и скорости, и положения ЛА на завершающем этапе посадки по визуальным внекабинным ориентирам.
Поставленная цель достигается тем, что в известном способе посадки ЛА [2] контроль соответствия или отклонения текущей скорости ЛА от заданной определяют по виду лазерного луча, который направляют под углом к плоскости глиссады сбоку от ЛА и изменяют угловое положение луча в функциональной зависимости от заданного скоростного режима посадки.
Способ визуальной посадки летательных аппаратов (ЛА) отличается от известного технического решения, заключающегося в выводе ЛА в посадочный коридор, определении положения относительно плоскостей глиссады и посадочного курса, определении соответствия текущей скорости ЛА заданной и обеспечении заданного режима посадки тем, что соответствие текущей скорости ЛА заданной определяют по виду лазерного луча, который направляют под углом к плоскости глиссады сбоку от ЛА и изменяют угловое положение луча в функциональной зависимости от заданного скоростного режима посадки.
Совокупность существенных признаков, отличающих изобретение от известных технических решений, при реализации позволяет:
- обеспечить одновременный контроль положения ЛА относительно глиссады и курса и соответствие текущей скорости ЛА заданной по внекабинным ориентирам;
- повысить безопасность посадки ЛА.
Сущность способа визуальной посадки летательных аппаратов (ЛА)  поясняется рисунками    фиг.1, фиг.2 и фиг.3.   На фиг.1 изображена схема посадки летательного аппарата по заявляемому способу.   На фиг.2 - взлетно-посадочная полоса (ВПП) и вид лазерного луча из кабины ЛА.   На  фиг.3 - схема  расчета функциональной зависимости угла между лазерным лучом и плоскостью ВПП от времени и заданной посадочной скорости.
На рисунках  фиг.1, фиг.2, фиг.3  приняты следующие обозначения:
*
*
*
1 - плоскость ВПП; 2 - лазер;  3 - лазерный луч;  4 - плоскость перемещения лазерного луча;  5 - плоскость глиссады;  6 - траектория снижения ЛА;  6 - проекция траектории снижения ЛА на плоскость перемещения лазерного луча (4);  O - начальная точка пересечения плоскости глиссады лазерным лучом;  O - проекция точки O на траекторию снижения ЛА (6);  7 - линия на плоскости глиссады, проходящая через точки O - O;
8 - летательный аппарат (ЛА);  9 - линия пересечения плоскости перемещения лазерного луча с плоскостью ВПП  (1);  10 - ось ВПП;  11 - линия пересечения плоскости глиссады (5) с плоскостью ВПП (1);   12 - точка приземления ЛА;   - заданная скорость посадки ЛА;    - угол наклона плоскости глиссады к плоскости ВПП;  - начальный  угол  между  лазерным  лучом  и  плоскостью ВПП;   - высота (заданная) начала визуальной индикации заданной скорости ЛА;  А - точка пересечения лазерного луча (3) с плоскостью ВПП (1);  В - проекция точки приземления ЛА (12) на плоскость перемещения  лазерного луча  (4);  D - проекция точки O на плоскость ВПП;   - расстояние от места установки лазера (2) до линии пересечения плоскости глиссады с плоскостью ВПП  (11);
o
- расстояние от линии пересечения плоскости глиссады с плоскостью ВПП до проекции точки O на плоскость ВПП.
На рисунке фиг.2 дополнительно введены следующие обозначения:
а - вид лазерного луча при текущей скорости ЛА меньше заданной;
б - вид лазерного луча при текущей скорости ЛА равной заданной;
в - вид лазерного луча при текущей скорости ЛА больше заданной.
На рисунке фиг.3 дополнительно введены следующие обозначения:
I - текущая точка пересечения плоскости глиссады лазерным лучом;
C - проекция на плоскость ВПП текущей точки пересечения плоскости глиссады лазерным лучом;
3* - лазерный луч (текущее  положение);
i
- текущее расстояние от линии пересечения плоскости глиссады с плоскостью ВПП   до проекции точки I  на плоскость ВПП;
- текущее значение угла наклона лазерного луча к плоскости ВПП;
i
h - текущая высота ЛА над плоскостью ВПП.
Сущность способа визуальной посадки летательных аппаратов (ЛА) заключается в следующем:
На некотором расстоянии L (фиг.1) от линии пересечения 11 плоскости глиссады 5 с плоскостью ВПП вблизи от боковой границы ВПП устанавливают лазер 2 с возможностью изменения углового положения луча 3, который в исходном состоянии установлен  под  начальным  углом   и пересекает плоскость глиссады на заданной высоте .
Выполнение посадки осуществляют следующим образом.
После захода на посадку и вывода ЛА в посадочный коридор по штатному навигационному оборудованию, пилот на высоте  переходит к управлению ЛА, используя визуальные ориентиры. В этот момент, по команде диспетчера посадки (или автоматически), начинают изменять угловое положение луча 3 по зависимости, функционально связанной с заданной скоростью  конкретного типа ЛА, совершающего посадку.  При этом точка пересечения лазерного луча с плоскостью глиссады начинает перемещаться по плоскости глиссады в сторону ВПП со скоростью, равной скорости, заданной для конкретного ЛА. Видимая пилотом проекция луча 3 на фронтальную плоскость представляет собой визуальный линейный ориентир (отрезок линии) и, в момент начала индикации (при нахождении ЛА сбоку от точки пресечения О), имеет горизонтальное положение. В дальнейшем, в зависимости от текущей скорости ЛА конфигурация (вид) отрезка может изменяться и принимать положения, указанные на рисунке фиг.2 поз. а, б или в, по которым пилот определяет соответствие или отклонение текущей скорости ЛА от заданной. Для выполнения посадки ЛА с заданной скоростью пилоту достаточно поддерживать горизонтальное положение отрезка луча (поз. б фиг.2) средствами управления ЛА.
.
Для определения функциональной связи между угловым перемещением лазерного луча и заданной скоростью посадки ЛА рассмотрим плоскость перемещения лазерного луча, ограниченную треугольником AOD  (фиг.1, фиг.3).  На указанной плоскости (фиг.3) показано два положения лазерного луча. В первом положении луч 3 пересекает плоскость глиссады в точке O - начала индикации заданной скорости посадки Во втором - луч 3*  пересекает плоскость глиссады в текущей точке I пересечения плоскости глиссады лазерным лучом по истечении времени .
,
Решая уравнение движения, получим зависимость =f() изменения углового положения лазерного луча от времени начала индикации заданной посадочной скорости  в виде:
- текущее время с момента перехода пилота ЛА к ориентации по виду лазерного луча;
,
, ,  , ,     -  соответствуют условным обозначениям на фиг.1  и фиг.3.
Полученная зависимость подтверждает функциональную связь между угловым перемещением лазерного луча и заданной скоростью посадки.
Заявленное изобретение  “Способ визуальной посадки летательных аппаратов (ЛА)”  предоставляет  возможность пилоту ЛА,  по внекабинному ориентиру - виду лазерного луча,  получать информацию  о заданной посадочной скорости. Таким образом, в самое напряженное время полета (при  выполнении  посадки) пилот ЛА получает  информацию не только  о положении летательного  аппарата  с помощью  штатных  визуальных  ориентиров,  но и  о текущей  скорости ЛА (относительно заданной) по визуальной внекабинной информации и концентрирует свое внимание на основных факторах, способствующих обеспечению безопасной посадки.
Источники информации
1. Патент РФ № 2322371, МПК B64F1/18; G01S17/50).
2. Зуев В.Е., Фадеев В.Я. Лазерные навигационные системы. - М.: Радио и связь,
1987. - 160 с. (прототип).
3. Басов Ю.Г. Светосигнальные устройства. - М., Транспорт, 1993.- С. 111.