ИНДИКАТОР ПОЛОЖЕНИЯ ВЗЛЕТНО-ПОСАДОЧНОЙ ПЛОЩАДКИ КОРАБЕЛЬНЫЙ

Полезная модель относится к авиационной технике, преимущественно морской авиации, и может быть использована для обеспечения визуальной посадки вертолета на корабельные взлетно-посадочные площадки ВППл в сложных метеоусловиях ночью за счет увеличения объема и качества информации о качках морского корабля, представляемой летчику внекабинными средствами отображения.
Одной из основных причин, существенно влияющих на безопасность посадки вертолетов на ВППл является непредсказуемость ее движения при взгляде летчика из кабины вертолета вниз на палубу.
Сложность задачи взлета (посадки) с палубы (на палубу) корабля вертолета на состоит в том, что летчику необходимо совместить движение вертолета по шести степеням свободы с движением ВППл, также по шести степенями свободы. Как правило, эта задача решается поэтапно. Например, летчик сначала выравнивает направление и скорость полета вертолета с направлением и скоростью движения корабля, затем центрирует его относительно центра ВППл корабля и зависает над ним.
Далее наступает наиболее ответственный этап. Если вертолет сохраняет горизонтальное положение, то летчик, визуально, наблюдая за движением ВППл корабля, должен осуществить касание с ВППл, когда она займет положение по крену и дифференту, близкое к горизонтальному при ее движении вниз. На этом этапе летчик пользуется внекабинной информацией о положении ВППл корабля. Для повышения безопасности посадки на этом этапе применяются индикаторы крена ВППл, индикаторы или сигнализаторы направления вертикального перемещения центра ВППл, цифровые индикаторы периода качки или дифферента корабля, которые размещаются на палубе в зоне видимости летчика в момент посадки на палубу корабля.
Известен индикатор посадочный палубный (см., патент RU №85719 МПК G08G 05/02, публикация от 10.08.2009).
В состав индикатора посадочного палубного входят: индикатор крена ИК; индикатор вертикального перемещения ИБП центра ВППл; цифровой индикатор времени ЦИВ, оставшегося для выполнения безопасного приземления вертолета на ВППл; фундамент, на котором размещены ИК и ИБП в виде буквы “T” и ЦИВ; пульт управления; блок вычислительный; устройство обмена информацией.
Индикатор посадочный палубный работает следующим образом.
При крене влево в диапазоне, например, до 0…-6° на ИК последовательно с накоплением включаются ряды левой части зеленых светодиодов. Соответственно - при крене вправо в диапазоне, например, 0…+6° включаются светодиоды на правой части ИК, также зеленого цвета и с накоплением. При величине крена в диапазоне более |±6°|, но менее, например, |±10°|, включаются желтые светодиоды (зеленые + красные). При крене равном или более |±10°|, включаются красные светодиоды.
При движении ВППл вниз на ИВП включаются ряды светодиодов в виде столбчатой диаграммы зеленого цвета.
При движении ВППл вверх включаются ряды светодиоды в виде столбчатой диаграммы красного цвета.
Далее ряды светодиодов зеленого или красного цветов выключаются в соответствии с перемещением ВППл.
На цифровом индикаторе отображается вычисленное время, оставшееся до наступления события, при котором ВППл займет горизонтальное положение при ее движении вниз.
К недостаткам этого устройства относятся: отсутствие индикации истинного горизонта и дифферента корабля, изменение яркости световых панелей ИК и ИВП в зависимости от текущего значения величины крена, трудность восприятия информации при одновременном применении аналогового и цифрового способов отображения информации.
Известно устройство индикации параметров качки ВППл корабля (см., “Тюльпан-В1”, руководство по эксплуатации ИЖЦП.676765.005 светотехнического комплекса “Тюльпан-В1”).
Устройство индикации параметров качки ВППл состоит из ИК, ИВП ВППл, пульта управления, блоков коммутации питания световых элементов ИК, ИВП ВППл, блоков логической обработки информации.
ИК состоит из девяти отдельных световых элементов, расположенных в линию горизонтально.
ИВП состоит из 4-х световых элементов, расположенных в линию по вертикали. ИВП размещен перпендикулярно индикатору крена и примыкает к нему в центре. Два световых элемента зеленого цвета предназначены для сигнализации движения ВППл вниз, два других - красного цвета - для сигнализации движения ВППл вверх.
В качестве световых элементов в индикаторах используются лампы накаливания.
ИК предназначен для индикации направления и величины бортовой качки корабля и сигнализации о качке, выше допустимой для данного типа вертолета и корабля.
ИВП предназначен для сигнализации направления и вертикального перемещения центра ВППл и предупреждения летчика о приближении времени изменения направления вертикального перемещения ВППл.
ИК устанавливается на палубе перпендикулярно продольной оси корабля от кормы при посадке вертолетов на корму. ИВП устанавливается перпендикулярно горизонтальной оси ИК от его центра к корме при посадке вертолета на корму.
Устройство индикации параметров качки работает следующим образом.
При движении палубы влево последовательно включаются световые элементы на левой части индикатора крена. При крене вправо - на правой части индикатора.
Если для заданного типа корабля и вертолета допустимая для посадки качка по крену равна, например, ±10°, то первые от центра световые элементы индикатора крена включаются, если крен более 3°, но менее 6° на правой или левой стороне индикатора в зависимости от направления крена.
При углах крена более 6°, но менее 9° включаются первые и вторые световые элементы слева или справа от центра в зависимости от направления качки.
При углах крена более 9°, но менее 10° включаются первый, второй и третий световые элементы соответственно на правой или левой стороне от центра.
При угле крена 10° и выше влево или вправо включаются крайние световые элементы красного цвета на левой или на правой сторонах от центра. Они информируют летчика о предельных значениях крена для данного типа вертолетов и ВППл.
При движении ВППл вниз включаются два зеленых световых элемента ИВП. За 0,5 сек до достижения нижнего положения палубы эти световые элементы переходят в проблесковый режим.
При смене знака вертикального перемещения зеленые световые элементы отключаются и включаются два красных. Палуба движется вверх. За 0,5 сек до достижения верхнего положения палубы оба огня переключаются в проблесковый режим.
Пульт управления предназначен для контроля исправности световых элементов и контроля режимов их работы. На пульте установлены световые элементы меньшей мощности в таком же количестве и также расположены, как и световые элементы в ИК и ИВП.
К недостаткам этого устройства относятся: низкая разрешающая способность индикации крена, низкая информативность индикации направления вертикального перемещения ВППл, невозможность использования данного индикатора для поддержания вертолетом горизонтального положения.
Известен световой указатель крена, дифферента и вертикального перемещения (см., Ю.Г. Басов, 1993, Светосигнальные устройства, Москва, Транспорт, стр. 269-270, 309), применение которого направлено на повышение безопасности посадки вертолета на корабельные ВППл на палубу корабля и который по наибольшему количеству признаков выбран в качестве прототипа.
В световой указатель входят:
- блок индикации крена (БИК),
- блок индикации дифферента (БИД),
- блок индикации вертикального перемещения (БИВП) ВППл
- блок обработки информации и управления (БОИиУ).
- конструктивно БИД и БИВП объединены в одном блоке.
В состав БИК входят:
- двухразрядный цифровой индикатор значений крена корабля,
- сигнализаторы направления крена корабля влево и вправо зеленого цвета.
В состав БИД входят:
- одноразрядный цифровой индикатора отображения величины дифферента в пределах ±4°,
- сигнализатор зеленого цвета для индикации движения палубы вниз при дифференте,
- сигнализатора красного цвета - сигнализатор запрета посадки,
- сигнализатор желтого цвета для индикации движения палубы вверх при дифференте.
В состав БИВП входят два сигнализатора:
- сигнализатор зеленого цвета для отображения движения палубы вниз,
- сигнализатор желтого цвета для отображения движения палубы вверх.
Устройство работает следующим образом.
На БИК при качке ВППл влево загорается сигнализатор направления качки влево, соответственно при качке вправо - сигнализатор направления крена вправо. На цифровом индикаторе отображается значение бортовой качки.
На БИФ при движении ВППл вверх при дифференте на блоке индикации дифферента загорается сигнализатор движения палубы вверх желтого цвета, а при движении ВППл вниз при дифференте - сигнализатор движения палубы вниз зеленого цвета.
При дифференте больше допустимого загорается красный светосигнализатор запрета посадки.
К недостаткам известного устройства относятся: сложность распознавания летчиком отдельных цифр, которые отображаются с помощью цифровых семи сегментных индикаторов, малый срок службы индикаторов, отсутствие средств обеспечения летчика информацией, необходимой для сохранения горизонтального положения вертолета в земной системе координат.
Задачей изобретения является устранение недостатков вышеуказанного указателя крена, дифферента и направления вертикального перемещения.
Техническим результатом предлагаемого решения является повышение функциональной возможности индикатора и безопасности посадки вертолета, особенно ночью в условиях качки корабля за счет введения указателя истинного горизонта и цветового кодирования величины бортовой качки; а также более наглядного представления летчику информации о величины и направлении дифферента корабля или более наглядного представления летчику информации о величине и направлении вертикального перемещения центра ВППл.
Техническим результатом достигается тем, что в индикатор положения ВППл корабельный, содержащий блок индикации крена, блок индикации дифферента либо блок индикации вертикального перемещения центра ВППл и блок обработки информации и управления, входы и выходы которого подключены к соответствующим выходам корабельной навигационной системы и входам блока индикации крена, блока индикации дифферента либо блока индикации вертикального перемещения центра ВППл, причем все блоки соединены с источником электропитания, кроме того блок индикации крена выполнен в виде указателя истинного горизонта, состоящего из блока одноосной стабилизации и горизонтально установленной на его оси вращения планки указателя истинного горизонта с встроенной в нее прямоугольной матрицей, состоящей из сверхъярких светодиодов, по крайней мере, красного и зеленого цветов; блок индикации дифферента либо блок индикации вертикального перемещения центра ВППл выполнены соответственно в виде верхней и нижней световых планок индикации направления и величины дифферента корабля либо индикации направления и величины вертикального перемещения центра ВППл с встроенными в каждую из них прямоугольными матрицами пикселей со структурой, например, 2G+2R; блок обработки информации и управления выполнен на базе промышленного компьютера программное обеспечение, которого обеспечивает: управление яркостью светодиодов световых панелей планки указателя истинного горизонта, планок индикации дифферента корабля либо планок индикации направления и величины перемещения центра ВППл корабля; управления положением планки указателя истинного горизонта в зависимости от величины крена корабля; управление цветом светодиодов планки указателя истинного горизонта в зависимости от величины крена корабля, в соответствии, например, со следующим алгоритмом работы световой планки, в диапазоне менее или равном ±6° на планке включаются зеленые светодиоды, в диапазоне более |±6°|, но менее или равном |±10|° - желтый цвет, при более |±10°| - красные - цвет запрета посадки; формирование цветного символа, например, в виде поршня на световом поле планок индикатора дифферента корабля либо индикатора вертикального перемещения центра ВППл; управление перемещением цветного символа по световому полю планок индикатора дифферента в зависимости от направления и величины дифферента корабля с обеспечением, например, следующего алгоритма, при устойчивой величине дифферента в диапазоне, например, ±2° символ имеет зеленый цвет, в диапазоне более, например, |±2°|, но менее, например, |±3°| - желтый (красный + зеленый), более, например, |±3°| - красный - цвет запрета посадки либо управление перемещением цветного символа по световому полю планок индикации вертикального перемещения центра ВППл в зависимости от направления и величины вертикального перемещения центра ВППл с обеспечением, например, следующего алгоритма, при устойчивой величине вертикального перемещения, например, в пределах ±2 м символ имеет зеленый цвет при движении вниз и красный при движении вверх, в диапазоне более, например, |±2| м, но менее, например, |±3| м - желтый при движении вниз и красный при движении вверх, более, например, |±3| м - красный.
Кроме того, в индикатор положения ВППл корабельный введен каркас, в котором размещен блок одноосной стабилизации указателя истинного горизонта, таким образом, что планка указателя истинного горизонта в исходном положении находится в горизонтальном положении и не имеет препятствий для поворота вокруг оси блока одноосной стабилизации в пределах заданных углов индикации бортовой качки, а верхняя и нижняя планки индикатора дифферента корабля либо индикатора вертикального перемещения центра ВППл установлены неподвижно на каркасе перпендикулярно и симметрично относительно планки указателя истинного горизонта.
Сравнение предлагаемого решения с известными техническими решениями показывает, что оно обладает новой совокупностью существенных признаков, которые совместно с известными признаками позволяют успешно реализовать поставленную цель.
На фиг. 1 показана структурная схема индикатора положения ВППл корабельного с блоком индикации дифферента или вертикального перемещения;
На фиг. 2 показана схема расположения составных частей индикатора положения ВППл корабельного с блоком индикации дифферента или вертикального перемещения в исходном положении.
На фиг. 3 показана схема расположения составных частей индикатора положения ВППл корабельного с блоком индикации дифферента или блоком вертикального перемещения центра ВППл при крене корабля влево.
На фиг. 4 показан сборочный чертеж индикатора положения ВППл корабельного.
Обозначения к фигурам:
1. Указатель истинного горизонта.
1.1. Планка указателя истинного горизонта.
1.2. Блок одноосной стабилизации.
2. Блок индикации дифферента.
2.1. Верхняя планка блока индикации дифферента.
2.2. Нижняя планка блока индикации дифферента.
3. Блок индикации вертикального перемещения центра ВППл.
3.1. Верхняя планка блока индикации вертикального перемещения центра ВППл.
3.2. Нижняя планка блока индикации вертикального перемещения центра ВППл.
4. Промышленный компьютер с программным обеспечением.
5. Корабельная навигационная система (не входит в состав индикатора).
6. Корабельный источник питания (не входит в состав индикатора).
7. Каркас индикатора положения ВППл корабельного. Индикатор работает следующим образом.
При бортовой качке индикатор положения ВППл корабельный наклоняется вместе с каркасом 7, на котором он установлен. Блок одноосной стабилизации 1.2, взаимодействуя с корабельной навигационной системой 5, поддерживает планку 1.1 в горизонтальном положении. При этом, если угол бортовой качки равен или менее, например, |±6°|, то на планке 1.1 горят зеленые светодиоды, если угол качки устойчиво находится, например, в пределах более 6°, но менее 10°, то световая панель планки светится желтым цветом, если угол качки устойчиво равен 10° и выше, то световая панель планки 1.1 светится красным цветом. Таким образом, с помощью цветового кодирования обеспечивается информирование летчика о величине бортовой качки количественно. Качественно угол качки может определяться по положению планки 1.1 относительно планок индикатора дифферента 2.1, 2.2 либо вертикального перемещения 3.1, 3.2.
Блоки световой индикации направления и величины дифферента 2 и световой индикации направления и величины вертикального перемещения центра ВППл 3 имеют одинаковую структуру и принцип работы световых панелей. На каждом индикаторе программным способом задается форма символа индикации текущего значения параметра. Это может быть символ в виде линейки, треугольника или поршня. Положение символа индикатора дифферента 2 вычисляется компьютером 4 по данным навигационной системы 5, а для индикатора вертикального перемещения 3 положение символа вычисляется тем же компьютером 4 по данным навигационной системы 5, но с учетом расположения центра ВППл относительно измерительной базы навигационной системы 5. Цвет символов может задаваться программным способом в зависимости от направления движения палубы и (или) от величины ее перемещения.
Преимущество предложенного технического решения состоит в том, что летчику предоставляется информация о видах, направлении и величине качки ВППл в удобном для восприятия виде и в объеме, необходимом для принятия решения, направленного на осуществление касания вертолета с ВППл или об отказе от этой завершающей операции.
Техническо-экономическим эффектом полезной модели является повышение безопасности посадки вертолета на корабельную ВППл днем и ночью при бортовой, килевой и вертикальной качках корабля при улучшении технико-эксплуатационных характеристик индикатора положения ВППл корабельного.
На БИФ при движении ВППл вверх при дифференте на блоке индикации дифферента загорается сигнализатор движения палубы вверх желтого цвета, а при движении ВППл вниз при дифференте - сигнализатор движения палубы вниз зеленого цвета.
При дифференте больше допустимого загорается красный светосигнализатор запрета посадки.
К недостаткам известного устройства относятся: сложность распознавания летчиком отдельных цифр, которые отображаются с помощью цифровых семи сегментных индикаторов, малый срок службы индикаторов, отсутствие средств обеспечения летчика информацией, необходимой для сохранения горизонтального положения вертолета в земной системе координат.
Задачей изобретения является устранение недостатков вышеуказанного указателя крена, дифферента и направления вертикального перемещения.
Техническим результатом предлагаемого решения является повышение функциональной возможности индикатора и безопасности посадки вертолета, особенно ночью в условиях качки корабля за счет введения указателя истинного горизонта и цветового кодирования величины бортовой качки; а также более наглядного представления летчику информации о величины и направлении дифферента корабля.
Техническим результатом достигается тем, что в индикатор положения ВППл корабельный, содержащий блок индикации крена, блок индикации дифферента и блок обработки информации и управления, входы и выходы которого подключены к соответствующим выходам корабельной навигационной системы и входам блока индикации крена, блока индикации дифферента, причем все блоки соединены с источником электропитания, кроме того блок индикации крена выполнен в виде указателя истинного горизонта, состоящего из блока одноосной стабилизации и горизонтально установленной на его оси вращения планки указателя истинного горизонта с встроенной в нее прямоугольной матрицей, состоящей из сверхъярких светодиодов, по крайней мере, красного и зеленого цветов; блок индикации дифферента выполнен в виде верхней и
нижней световых планок индикации направления и величины дифферента корабля с встроенными в каждую из них прямоугольными матрицами пикселей со структурой, например, 2G+2R; блок обработки информации и управления выполнен на базе промышленного компьютера программное обеспечение, которого обеспечивает: управление яркостью светодиодов световых панелей планки указателя истинного горизонта, планок индикации дифферента корабля, управления положением планки указателя истинного горизонта в зависимости от величины крена корабля; управление цветом светодиодов планки указателя истинного горизонта в зависимости от величины крена корабля, в соответствии, например, со следующим алгоритмом работы световой планки, в диапазоне менее или равном ±6° на планке включаются зеленые светодиоды, в диапазоне более |±6°|, но менее или равном |±10|° - желтый цвет, при более |±10°| - красные - цвет запрета посадки; формирование цветного символа, например, в виде поршня на световом поле планок индикатора дифферента корабля; управление перемещением цветного символа по световому полю планок индикатора дифферента в зависимости от направления и величины дифферента корабля с обеспечением, например, следующего алгоритма, при устойчивой величине дифферента в диапазоне, например, ±2° символ имеет зеленый цвет, в диапазоне более, например, |±2°|, но менее, например, |±3°| - желтый (красный + зеленый), более, например, |±3°| - красный - цвет запрета посадки
Кроме того, в индикатор положения ВППл корабельный введен каркас, в котором размещен блок одноосной стабилизации указателя истинного горизонта, таким образом, что планка указателя истинного горизонта в исходном положении находится в горизонтальном положении, а верхняя и нижняя планки индикатора дифферента корабля установлены неподвижно на каркасе перпендикулярно и симметрично относительно планки указателя истинного горизонта.
Сравнение предлагаемого решения с известными техническими решениями показывает, что оно обладает новой совокупностью существенных признаков, которые совместно с известными признаками позволяют успешно реализовать поставленную цель.
На фиг. 1 показана структурная схема индикатора положения ВППл корабельного с блоком индикации дифферента;
На фиг. 2 показана схема расположения составных частей индикатора положения ВППл корабельного с блоком индикации дифферента.
На фиг. 3 показана схема расположения составных частей индикатора положения ВППл корабельного с блоком индикации дифферента при крене корабля влево.
На фиг. 4 показан сборочный чертеж индикатора положения ВППл корабельного.
Обозначения к фигурам:
1. Указатель истинного горизонта.
1.1. Планка указателя истинного горизонта.
1.2. Блок одноосной стабилизации.
2. Блок индикации дифферента.
2.1. Верхняя планка блока индикации дифферента.
2.2. Нижняя планка блока индикации дифферента.
3. Промышленный компьютер с программным обеспечением.
4. Корабельная навигационная система (не входит в состав индикатора).
5. Корабельный источник питания (не входит в состав индикатора).
6. Каркас индикатора положения ВППл корабельного. Индикатор работает следующим образом.
При бортовой качке индикатор положения ВППл корабельный наклоняется вместе с каркасом 6, на котором он установлен. Блок одноосной стабилизации 1.2, взаимодействуя с корабельной навигационной системой 4, поддерживает планку 1.1 в горизонтальном положении. При этом, если угол бортовой качки равен или менее, например, |±6°|, то на планке 1.1 горят зеленые светодиоды, если угол качки устойчиво находится, например, в пределах более 6°, но менее 10°, то световая панель планки светится желтым цветом, если угол качки устойчиво равен 10° и выше, то световая панель планки 1.1 светится красным цветом. Таким образом, с помощью цветового кодирования обеспечивается
информирование летчика о величине бортовой качки количественно. Качественно угол качки может определяться по положению планки 1.1 относительно планок индикатора дифферента 2.1, 2.2 На блоке световой индикации направления и величины дифферента 2 программным способом задается форма символа индикации текущего значения параметра. Это может быть символ в виде линейки, треугольника или поршня. Положение символа индикатора дифферента 2 вычисляется компьютером 3 по данным навигационной системы 4, Цвет символа может задаваться программным способом в зависимости от направления движения палубы, и величины ее перемещения.
Преимущество предложенного технического решения состоит в том, что летчику предоставляется информация о видах, направлении и величине качки ВППл в удобном для восприятия виде и в объеме, необходимом для принятия решения, направленного на осуществление касания вертолета с ВППл или об отказе от этой завершающей операции.
Техническо-экономическим эффектом полезной модели является повышение безопасности посадки вертолета на корабельную ВППл днем и ночью при бортовой, килевой и вертикальной качках корабля при улучшении технико-эксплуатационных характеристик индикатора положения ВППл корабельного.