СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ СТОЛКНОВЕНИЙ ВЕРТОЛЕТА С ВЫСОКОВОЛЬТНЫМИ ЛИНИЯМИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ
METHOD OF PREVENTING COLLISION OF HELICOPTERS WITH HIGH-VOLTAGE POWER TRANSMISSION LINES

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).
Недостатком 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 не работоспособен при выключении напряжения в линии электропередач. Способ не позволяет определять угол между направлением движения вертолета и расположением проводов ЛЭП.
Технической задачей изобретения является устранение указанных недостатков.
1
2
1
2
1
2
ЛЭП
Технический результат изобретения достигается тем, что в способе предотвращения столкновений вертолета с высоковольтными линиями электропередач, заключающемся в том, что принимают электромагнитные колебания с помощью приемного устройства, размещаемого на вертолете, прием электромагнитных колебаний осуществляют в диапазоне радиоволн, дополнительно осуществляют излучение и прием сигналов пеленгатором радиолокационного типа установленным на вертолете, пеленгатор сканирует пространство по направлению полета вертолета, определяют углы пеленга α, α и дальности D, D до каждой из двух опор линии электропередач, сравнивают значения дальностей до опор линии электропередач и при D<D определяют дальность D до проводов линии электропередач по направлению строительной оси вертолета и угол β расположения проводов линии электропередач относительно направления строительной оси вертолета соответственно из выражений:
1
2
ЛЭП
при D>D определяют дальность D до проводов линии электропередач по направлению строительной оси вертолета и угол β расположения проводов линии электропередач относительно направления строительной оси вертолета соответственно из выражений:
1
2
ЛЭП
ЛЭП
2
2
при D=D дальность D до проводов линии электропередач по направлению строительной оси вертолета определяют из выражения: D=D·cosα, исходя из значения дальности принимают решение по корректировке направления полета вертолета.
На фиг.1 представлена схема дополнительных построений для вывода формул определения расстояния до линии электропередач, где:
CB - высоковольтная линия электропередач;
C - точка размещения первой опоры линии электропередач;
B - точка размещения второй опоры линии электропередач;
A - точка размещения пеленгатора.
Для пояснения предлагаемого 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 1 может быть использован радиолокационный сканирующий пеленгатор, осуществляющий излучение и прием электромагнитной энергии и выдающий на выходе пеленг и дальность до обнаруженного объекта.
Устройство работает следующим образом.
На фиг.1 в точках C и B расположены опоры линии электропередач (ЛЭП). Прямая, проходящая через указанные точки - провода ЛЭП.
Вертолет находится в точке A и выполняет полет в направлении линии AF. На вертолете размещен пеленгатор радиолокационного типа. Указанный пеленгатор имеет возможность также измерять дальность до пеленгуемого объекта.
Пеленгатор сканирует пространство, осуществляя сканирование по часовой стрелке.
1
2
1
2
При сканировании измеряются пеленги опор ЛЭП. Пеленги опоры C - α, а опоры B - α, а также дальности до опор - D - дальность до опоры C и D - дальность до опоры B.
ЛЭП
Рассмотрим определение дальности до проводов ЛЭП - D в направлении полета вертолета.
ЛЭП
Из фиг.1 видно, что отрезок AF является искомой дальностью - D
1
2
Учитывая, что CA=D, а AB=D, получим:
где
ЛЭП
С учетом (2) и (3) формула для вычисления дальности D примет вид:
При полете вертолета важно знать также и под каким углом расположены провода ЛЭП по отношению к направлению движения вертолета. Этот угол на фиг.1 обозначен β.
1
2
Формулы (4) и (5) справедливы, если D<D.
1
2
ЛЭП
При D>D формулы для вычисления D и β примут вид:
1
2
ЛЭП
В случае равенства D=D дальность - D определится:
или
ЛЭП
Таким образом, для определения дальности до проводов ЛЭП - D а также угла, между направлением движения вертолета и расположением проводов ЛЭП необходимо определить пеленги опор ЛЭП, дальности до опор.
1
2
1
2
1
2
Если D<D, то для вычисления используются формулы (4) и (5), если D>D, то (6) и (7), а если D=D, то формула (8) или (9).