СИГНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ОБОЗНАЧЕНИЯ МЕСТА АВАРИИ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА
SIGNALING DEVICE FOR IDENTIFYING AIRCRAFT ACCIDENT PLACE

Изобретение относится к средствам для обеспечения поисково-спасательных операций при авариях летательных аппаратов, а именно к устройствам индикации местоположения летательного аппарата после его падения в результате аварии.
Известно аварийное сигнальное устройство, содержащее аэрозонд, оболочка которого в сложенном состоянии размещена в капсуле, предназначенной для отделения от летательного аппарата в случае аварии; в оболочке аэрозонда расположен пиротехнический газогенератор с продуктами выхода легче воздуха; капсула выполнена с возможностью свободного выхода из нее аэрозонда после того как его оболочка начнет заполняться газом из упомянутого пиротехнического газогенератора; для формирования сигнала ударной перегрузки используют один или несколько датчиков, срабатывающих при возникновении перегрузок в момент удара летательного аппарата о землю или препятствие; аэрозонд соединяют гибкой связью длиной порядка 50-100 м, предпочтительно тросиком из прочного термоустойчивого материала, с наиболее прочной частью летательного аппарата; оболочка аэрозонда имеет яркую окраску, RU 2245281 С2, опубл. 20.06.1998.
Недостатком данного устройства является то обстоятельство, что устройство не автономно, а связано с частями летательного аппарата и при затоплении частей летательного аппарата оно также будет затоплено. Кроме того, устройство имеет невысокую способность обнаружения, обусловленную тем, что аэрозонд мало заметен визуально и не обеспечивает преимущественное переотражение радиосигнала в сторону источника излучения.
Известно также комбинированное сигнальное аварийно-спасательное устройство, содержащее шар, наполняемый газом легче воздуха, к которому прикреплено сигнально-передающее устройство, размещенное внутри полого цилиндрического корпуса, связанного посредством гибкой связи, в частности крепкой нити, с контейнером, а также автономный источник питания и устройство наполнения шара газом. Шар выполнен с зеркальными полосами на наружной поверхности. Контейнер посредством прочной нити связан со стаканом, в котором размещена система обеспечения питанием дополнительных устройств, прикрепленным шарнирно к кронштейну несущей пластины, при этом стакан надевается на верхнюю часть контейнера. При необходимости обозначить место бедствия необходимо потянуть за поводок футляра и вытянуть контейнер из стакана. Сигнально-передающее устройство состоит из светового сигнального устройства, радиопередающего устройства, электронной схемы управления световыми и радиосигналами, устройства управления питанием. Автономный источник питания дополнительных устройств размещен в стакане, включает в себя пьезоэлектрическое устройство подзарядки и электронное устройство управления и распределения питания для дополнительных устройств, таких как комбинированный светильник, электрошокер и греющие элементы, RU 2463202 С2, опубл. 10.12.2010.
Данное устройство принято в качестве прототипа настоящего изобретения.
Устройство автономно, но для приведения его в действие необходимо участие человека. Кроме того, устройство имеет невысокую способность обнаружения, вызванную тем, что размещенные на наружной поверхности зеркальные полосы имеют кривизну и поэтому обладают малой отражающей способностью, а также тем, что система зеркальных полос не является резонансной для радиосигналов и не обеспечивает преимущественное переотражение радиосигнала в сторону источника излучения.
Задачей настоящего изобретения является создание автоматического сигнального устройства обозначения места аварии летательного аппарата, обладающего высокой возможностью его обнаружения техническими средствами поиска.
Поставленная задача решается за счет того, что в сигнальном устройстве обозначения места аварии летательного аппарата, содержащем шар, выполненный с возможностью наполнения газом легче воздуха, к которому прикреплено радиопередающее устройство с электронной схемой управления, связанное с контейнером посредством гибкой связи, а также автономный источник питания, согласно изобретению шар выполнен в виде легкой металлизированной оболочки, на которой выполнены резонансные структуры, обеспечивающие преимущественное переотражение радиосигнала в сторону источника излучения; на поверхности оболочки шара может быть выполнена антенна радиопередающего устройства в диапазоне частот поисковых радиолокаторов летательных аппаратов; на оболочке шара в верхней его части может быть расположена пленочная солнечная батарея; гибкая связь может быть выполнена в виде троса и представлять собой антенну, в частности, в диапазоне частот аварийных радиостанций; трос может быть выполнен из двух металлических участков, разделенных изоляционным материалом, при этом один из металлических участков, примыкающих к радиопередающему устройству, представляет собой резонансную антенну в диапазоне частот аварийных радиостанций; трос может быть выполнен из полимерного материала, при этом часть троса, примыкающая к радиопередающему устройству, снабжена металлизированной оболочкой, причем металлизированная оболочка представляет собой резонансную антенну в диапазоне частот аварийных радиостанций; трос может быть выполнен из полимерного материала, при этом в часть троса, примыкающую к радиопередающему устройству, вплетена металлическая нить, причем металлическая нить представляет собой резонансную антенну в диапазоне частот аварийных радиостанций; контейнер может содержать устройство наполнения оболочки шара газом, баллон с газом, устройство управления, источник питания и энергонезависимый аварийный накопитель данных, при этом крышка контейнера снабжена легкоразрушаемой мембраной, под которой уложены оболочка шара и гибкая связь; устройство наполнения оболочки шара газом может содержать штуцер, вставленный в оболочку шара, и клапан, подключенный к баллону с газом и устройству управления; радиопередающее устройство с электронной схемой управления может быть размещено внутри полого цилиндрического корпуса, в котором размещен также автономный источник питания.
Заявителем не выявлены какие-либо технические решения, идентичные заявленному, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения условию патентоспособности «Новизна».
Благодаря реализации отличительных признаков изобретения достигается новый технический результат: создание автоматического сигнального устройства обозначения места аварии летательного аппарата, обусловленное тем обстоятельством, что сигнальное устройство не связано с частями летательного аппарата и не требует участия человека для активации. Кроме того, сигнальное устройство обладает высокой возможностью его обнаружения техническими средствами поиска благодаря выполнению оболочки шара металлизированной с выполненными на ней резонансными структурами, обеспечивающими преимущественное переотражение радиосигнала в сторону источника излучения; а также наличию двух антенн в разных диапазонах радиочастот, а именно антенны радиопередающего устройства в диапазоне частот поисковых радиолокаторов летательных аппаратов, размещенной на поверхности оболочки шара, и антенны в диапазоне частот аварийных радиостанций, функцию которой выполняет гибкая связь.
Заявителем не выявлены источники информации, в которых содержались бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат. Указанные обстоятельства позволяют сделать вывод о соответствии заявленного технического решения условию патентоспособности «Изобретательский уровень».
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено:
на фиг. 1 - схематическое изображение сигнального устройства в рабочем состоянии с вынесенным элементом резонансной структуры;
на фиг. 2а - схематическое изображение устройства по п. 6 формулы изобретения;
на фиг. 2б - схематическое изображение устройства по п. 7 формулы изобретения;
на фиг. 2в - схематическое изображение устройства по п. 8 формулы изобретения;
на фиг. 3 - схематическое изображение устройства в первоначальном состоянии.
Сигнальное устройство обозначения места аварии летательного аппарата содержит шар 1, выполненный с возможностью наполнения газом легче воздуха. К шару 1 прикреплено радиопередающее устройство 2 с электронной схемой управления (на чертежах не показано). Радиопередающее устройство 2 связано с контейнером 3 посредством гибкой связи 4. Сигнальное устройство содержит 2 автономных источника питания: один источник 5 питания расположен в контейнере 3 и предназначен для обеспечения питанием оборудования контейнера 3 во время его активации; второй источник питания (на чертеже не показан) расположен в радиопередающем устройстве 2 и предназначен для питания радиопередающего устройства 2.
В исходном состоянии в контейнере 3 размещено устройство наполнения оболочки шара газом, состоящее из баллона 6 с газом, устройства 7 управления и источника 5 питания. Устройство наполнения оболочки шара газом содержит штуцер 8, вставленный в оболочку шара 1, и клапан 9, подключенный к баллону 6 с газом и устройству 7 управления. В контейнере 3 расположены также энергонезависимый аварийный накопитель 10 данных, а также оболочка шара 1 и гибкая связь 4, уложенные под легкоразрушаемой мембраной 11, которой снабжена крышка контейнера 3.
Шар 1 выполнен в виде легкой металлизированной оболочки, преимущественно из лавсана, на которой выполнены резонансные структуры 12, обеспечивающие преимущественное переотражение радиосигнала в сторону источника излучения. Резонансные структуры 12 преимущественно представляют собой двухэлементные решетки Ван-Атта.
На поверхности оболочки шара 1 выполнена антенна 13 радиопередающего устройства 2 в диапазоне частот поисковых радиолокаторов летательных аппаратов, примерно 9,5 ГГц (длина волны λ=3 см).
На оболочке шара 1, в верхней его части расположена пленочная солнечная батарея 14, соединенная с источником питания радиопередающего устройства 2 и предназначенная для его подзарядки.
Радиопередающее устройство 2 с электронной схемой управления предпочтительно может быть размещено внутри полого цилиндрического корпуса, в котором также размещен автономный источник питания.
Гибкая связь 4 преимущественно выполнена в виде троса 4 и выполняет функцию антенны в диапазоне частот аварийных радиостанций, примерно 121,5 МГц. Трос 4 может быть выполнен в трех вариантах. Он может быть выполнен из двух металлических участков 16 и 17, разделенных изоляционным материалом 18 (см. Фиг. 2а), при этом один из металлических участков 16, примыкающих к радиопередающему устройству 2, представляет собой резонансную антенну в диапазоне частот аварийных радиостанций. Трос 4 может быть выполнен из полимерного материала 19 (см. Фиг. 2б), при этом часть троса, примыкающая к радиопередающему устройству 2, снабжена металлизированной оболочкой 20, причем металлизированная оболочка 20 представляет собой резонансную антенну в диапазоне частот аварийных радиостанций. Трос 4 может быть выполнен из полимерного материала 21 (см. Фиг. 2в), при этом в часть троса, примыкающую к радиопередающему устройству 2, вплетена металлическая нить 22, причем металлическая нить 22 представляет собой резонансную антенну в диапазоне частот аварийных радиостанций.
Длина металлической части троса (участок 16 на Фиг. 2а), примыкающей к радиопередающему устройству 2, части троса, снабженной металлизированной оболочкой 20 (см. Фиг. 2б) или части троса с вплетенной металлической нитью (см. Фиг. 2в), составляет  длины волны, соответствующей частоте 121,5 МГц, примерно 62 см.
Устройство работает следующим образом.
Сигнальное устройство в исходном состоянии находится на борту летательного аппарата, питается от бортовой сети питания, непрерывно получает информацию о параметрах полета, включая текущие координаты летательного аппарата. Все оборудование сигнального устройства располагается в контейнере 3.
Во время аварии контейнер 3 отделяется от летательного аппарата. Устройство 7 управления распознает факт аварии и дает сигнал на клапан 9, который через штуцер 8 наполняет оболочку шара 1 газом из баллона 6. Оболочка шара 1 разрушает мембрану 11 в корпусе контейнера 3, выходит из корпуса контейнера 3, за счет возникающей подъемной силы отсоединяется от штуцера 8 и поднимается вверх, разматывая трос 4.
После натяжения троса 4 устройство управления радиопередающего устройства 2 подает сигнал на включение излучения радиопередающего устройства 2 в импульсном режиме на частотах поисковых радиолокаторов летательных аппаратов, примерно 9,5 ГГц, посредством антенны 13, и на частотах аварийных радиостанций, примерно 121,5 МГц, посредством антенны, функцию которой выполняет трос 4. Солнечная батарея 14 подпитывает источник питания радиопередающего устройства 2.
Резонансные структуры 12, выполненные на поверхности оболочки шара 1, обеспечивают преимущественное переотражение радиосигнала в сторону источника излучения.
Контейнер 3 при срабатывании устройства на суше выполняет функцию якоря, удерживающего все устройство на месте аварии летательного аппарата.
При попадании в водную среду контейнер 3 остается на поверхности за счет положительной плавучести, обеспечиваемой конструкцией корпуса, в частности выполнения корпуса герметичным из легкого прочного материала, например многослойной сотовой полимерной конструкции.
В этом случае после обнаружения устройства информация о координатах места аварии летательного аппарата может быть извлечена из энергонезависимого накопителя данных 10.
Предлагаемое сигнальное устройство, активированное один раз, может в течение длительного времени работать в автоматическом режиме, подавая сигналы бедствия и обозначая место аварии летательного аппарата.
В результате достигается технический результат, состоящий в создании автоматического сигнального устройства обозначения места аварии летательного аппарата, а также повышении возможности обнаружения техническими средствами поиска.
Для реализации изобретения используются обычные конструкционные материалы и оборудование, что обусловливает, по мнению заявителя, соответствие заявленной полезной модели условию патентоспособности «Промышленная применимость».