СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ СТОЛКНОВЕНИЙ ВЕРТОЛЕТА С ВЫСОКОВОЛЬТНЫМИ ЛИНИЯМИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ
METHOD OF PREVENTING COLLISION OF HELICOPTERS WITH HIGH-VOLTAGE POWER 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).
Недостатками 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 неработоспособен при выключении напряжения в линии электропередач.
Технической задачей изобретения является устранение указанных недостатков. Осуществление измерения дальности до проводов за счет известного, заданного, расстояния между двумя опорами.
11
21
11
21
B
12
22
12
22
ЛЭП
Технический результат изобретения достигается тем, что в способе предотвращения столкновений вертолета с высоковольтными линиями электропередач, заключающемся в том, что осуществляют прием сигналов в диапазоне радиоволн, дополнительно осуществляют излучение и прием сигналов пеленгатором, установленным на вертолете, причем центр зоны сканирования совпадает со строительной осью вертолета, пеленгатор сканирует пространство по направлению полета вертолета, определяют углы пеленга α, α каждой из двух опор линии электропередач, находящихся на заданном расстоянии друг от друга, пеленгатором относительно строительной оси вертолета, причем α - угол пеленга первой опоры линии электропередач, α - угол пеленга второй опоры линии электропередач, затем пролетают заданное расстояние L без изменения курса, вновь определяют углы пеленга α, α каждой из двух опор линии электропередач пеленгатором относительно строительной оси вертолета, причем α - угол пеленга первой опоры линии электропередач, α - угол пеленга второй опоры линии электропередач, определяют дальность D до проводов линии электропередач по направлению строительной оси вертолета из выражения:
B
ЛЭП
где L - заданное расстояние между первой и второй точками измерения пеленгов опор линии электропередачи, µ - угол между направлением линии электропередач и направлением, перпендикулярным строительной оси вертолета, исходя из значения дальности D принимают решение по корректировке направления полета вертолета.
На фиг.1 представлена схема дополнительных построений для вывода формулы определения расстояния до линии электропередач, где:
CD - высоковольтная линия электропередач;
С - точка размещения первой опоры линии электропередач;
D - точка размещения второй опоры линии электропередач.
Для пояснения заявляемого 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 могут быть использованы радиолокационные сканирующие пеленгаторы, осуществляющие излучение и прием электромагнитной энергии и выдающие на выходе пеленг обнаруженного объекта.
Устройство работает следующим образом.
На фиг.1 в точках С и D расположены опоры линии электропередач (ЛЭП). Прямая, проходящая через указанные точки, это провода линии электропередач.
1
1
Вертолет находится в точке A и выполняет полет в направлении линии AF. На вертолете размещен пеленгатор (радиолокационного типа либо оптико-электронного).
11
21
12
22
Пеленгатор 1 сканирует пространство, осуществляя сканирование по часовой стрелке. Пеленги объектов α, α, α, α, измеряемые пеленгатором, отсчитываются от линии, проходящей через пеленгатор, параллельной строительной оси вертолета.
1
11
21
При сканировании пространства пеленгатором при нахождении вертолета в точке А измеряются пеленги опор ЛЭП. Пеленги опоры С - α, а опоры D - α.
1
1
2
12
22
Измерив пеленги опор ЛЭП при нахождении вертолета в точке А, вертолет пролетает заданное расстояние от точки A до точки А без изменения курса и вновь измеряет пеленги опор ЛЭП α и α.
1
2
B
Заданное расстояние от точки А до точки А обозначим L и определим как:
1
2
B
где t - время полета из точки A в точку А, V - скорость вертолета.
Дальность до проводов ЛЭП согласно фиг.1 определим как:
2
Рассмотрим определение расстояний СМ и МА опоры С.
Используя теорему синусов, получим:
2
где СА - расстояние от вертолета до первой опоры ЛЭП при втором измерении пеленгов опор ЛЭП.
Или
2
Отрезок АК, как видно из фиг.1, равен отрезку СМ и определится с учетом формулы (4):
2
Отрезок МА определится:
2
Получим аналогичные формулы для отрезков DN и АN второй опоры D:
2
где DA - расстояние от вертолета до второй опоры ЛЭП при втором измерении пеленгов опор ЛЭП.
Угол µ определяет направление ЛЭП по отношению к направлению, перпендикулярному строительной оси вертолета. Тангенс угла µ согласно фиг.1 определяется как:
Тогда дальность до проводов ЛЭП будет определяться формулой:
После преобразований получим:
Значение дальности до линии передачи электроэнергии индицируется индикатором 3 и служит для предупреждения столкновений вертолета с высоковольтными линиями электропередач.