ИНДИКАТОР ПОСАДОЧНЫЙ ПАЛУБНЫЙ

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 корабля, представляемой летчику внекабинными средствами отображения.
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 ИВП центра ВППл; цифровой индикатор времени ЦИВ, оставшегося для выполнения безопасного приземления вертолета на ВППл; фундамент, на котором размещены ИК и ИВП 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 накоплением. При величине крена в диапазоне более |±6°|, но менее, например, |±10°|, включаются желтые светодиоды. 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: невозможность использования индикатора для ориентации вертолета в горизонтальном положении на этапе причаливания вертолета на палубу, отсутствие информации о дифференте корабля, изменение яркости световых панелей ИК и ИВП в зависимости от текущего значения величины крена.
Известно устройство индикации параметров качки ВППл корабля (см., “Тюльпан-ВГ”, руководство по эксплуатации ИЖЦП.676765.005 светотехнического комплекса “Тюльпан-В1”).
Устройство индикации параметров качки ВППл состоит из индикатора крена ИК, индикатора вертикального перемещения ВППл - ИВП, 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 этапе приземления 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 семисегментных индикаторов, малый срок службы индикаторов, невозможность использования данного индикатора для поддержания летчиком горизонтального положения на этапе причаливания вертолета к ВППл.
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 УИГ и цветового кодирования величины бортовой качки на световой планке УИГ, с помощью которого летчик удерживает вертолет в горизонтальном положении и принимает решение о продолжении посадки на корабельную ВППл или о ее прекращении, обеспечения летчика: дополнительной и более наглядной информацией о величине и направлении крена и дифферента корабля и вертикального перемещения центра ВППл; информацией о располагаемом времени для принятия летчиком решения на выполнение операции причаливания (касания) вертолета к ВППл.
Технический результат достигается тем, что в индикаторе посадочном палубном по отношению к прототипу введены следующие принципиальные новации:
- блок индикации крена выполнен в виде указателя истинного горизонта, состоящего из блока одноосной стабилизации и горизонтально установленной на его оси вращения планки с встроенной в нее прямоугольной матрицей, состоящей из сверхъярких светодиодов, например, зеленого цвета, причем блок одноосной стабилизации и планка имеют входы-выходы для подключения к мультиплексным линиям связи информационного обмена;
- в индикатор посадочный палубный введен экран светодиодный цветной с пиксельной структурой матрицы, в информационное поле которого встроены: информационное поле дополнительного индикатора направления и величины крена, информационное поле индикатора направления и величины дифферента, информационное поле индикатора направления и величины вертикального перемещения взлетно-посадочной площадки, информационное поле индикатора располагаемого времени для принятия летчиком решения на выполнение операции причаливания (касания) вертолета к взлетно-посадочной площадке и который имеет вход-выход для подключения к мультиплексным линиям связи информационного обмена и к источнику электропитания;
- блок обработки информации и управления выполнен в виде промышленного компьютера, имеющего входы-выходы для подключения к мультиплексным линиям связи информационного обмена с планкой и блоком одноосной стабилизации указателя истинного горизонта, экраном светодиодным цветным и навигационной системой и в который встроены программные модули: управления яркостью светодиодов световых панелей планки указателя истинного горизонта и экрана светодиодного цветного, управления положением планки указателя истинного горизонта; формирования на информационном поле дополнительного индикатора направления и величины крена корабля символа текущего положения корабля по крену, например, в виде треугольника и управления его перемещением и цветом; формирования на информационном поле индикатора направления и величины дифферента корабля символа текущего положения корабля по дифференту, например, в виде прямоугольника и управления его перемещением и цветом; формирования на информационном поле индикатора направления и величины вертикального перемещения центра взлетно-посадочной площадки символа текущего положения центра взлетно-посадочной площадки по высоте, например, в виде поршня, похожем на букву T и управления его перемещением и цветом; расчета текущего положения центра взлетно-посадочной площадки с учетом места ее размещения и величин и направлений всех видов качки корабля; расчета времени оставшегося до совершения операции причаливания (касания) вертолета на взлетно-посадочную площадку и формирование цифровых значений этого времени на информационном поле индикатора располагаемого времени; формирования сигнала запрета на посадку и включение информационного поля индикатора располагаемого времени красным цветом - сигнала запрета посадки; все проводные линии связи выполнены в виде мультиплексных каналов обмена информацией, которые с одной стороны подключены к компьютеру и с другой - к составным частям индикатора и к корабельной навигационной системе;
- в индикатор посадочный палубный введен каркас, на котором размещен блок одноосной стабилизации указателя истинного, а экран светодиодный цветной размещен под углом ниже 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 посадочного палубного.
На фиг. 2 показан сборочный чертеж индикатора при виде спереди и виде сбоку.
На фиг. 3 показана развертка вида спереди индикатора и разметка информационного поля ЭСЦ.
Обозначения к фигурам.
1. Указатель истинного горизонта.
1.1. Блок одноосной стабилизации.
1.2. Световая планка УИГ.
1.2.1., 1.2.3. Левая и правая части планки УИГ.
1.2.2. Узел крепления планки на оси вращения БОС.
2. Экран светодиодный цветной ЭСЦ.
2.1. Информационное поле индикатора направления и величины крена.
2.1.1., 2.1.3. Левая и правая световые планки индикации крена.
2.1.2. Планка индикации крена, равного 0 град.
2.1.4. Символ индикации текущего значения крена корабля.
2.2. Информационное поле индикатора направления и величины дифферента.
2.2.1., 2.2.3. Верхняя и нижняя световые планки индикации направления и величины дифферента.
2.2.2. Планка индикации дифферента, равного 0 град.
2.2.4. Символ индикации текущего значения дифферента корабля при движении вверх желтого цвета.
2.2.5. Символ индикации текущего значения дифферента корабля при движении вниз зеленого цвета.
2.3. Информационное поле индикатора направления и величины вертикального перемещения центра ВППл.
2.3.1., 2.3.3. Верхняя и нижняя световые планки индикации направления и величины вертикального перемещения центра ВППл.
2.3.2. Планка индикации вертикального перемещения центра ВППл, равного 0 м.
2.3.4. Символ индикации текущего значения высоты центра ВППл при движении вниз зеленого цвета.
2.3.5. Символ индикации текущего значения высоты центра ВППл при движении вверх красного цвета.
2.4. Информационное поле индикатора располагаемого времени.
3. Промышленный компьютер.
4. Источник питания.
5. Корабельная навигационная система.
6. Каркас для установки УИГ.
7. Каркас для установки индикатора параметров качки ВППл.
Индикатор работает следующим образом.
Исходное положение индикатора: планка 1.2 на УИГ 1 находится в горизонтальном положении. Светодиоды на планке 1.2 и ЭСЦ 2 не горят. После подачи команд с компьютера 3 на включение источника питания 4 и команд тестового контроля УИГ 1 и экран 2 переходят в режим тестового контроля. По окончании тестового контроля на компьютер 3 выдается информация о техническом состоянии УИГ 1 и экрана 2 и информация исправности канала связи компьютера 3 с навигационной системой 5. При отсутствии качки планка 1.2 УИГ 1 устанавливается в горизонтальном положении в земной системе координат, и на ней включаются и горят зеленые светодиоды. На ЭСЦ 2 горят светодиоды, например, в зеленом цвете по периметрам информационных полей индикаторов направления и величины крена 2.1, индикатора направления и величины дифферента 2.2, индикатора направления и величины вертикального перемещения центра ВППл 2.3 и индикатора располагаемого времени 2.4 и зеленые светодиоды в планках нулевых значений параметров качки 2.1.2, 2.2.2, 2.3.2, а на информационном поле индикатора 2.4 горят в зеленом цвете буква или символ.
При бортовой качке УИГ 1 и ЭСЦ 2 наклоняются вместе с фундаментами 6 и соответственно 7. Блок одноосной стабилизации БОС 1.1, взаимодействуя с корабельной навигационной системой 5, поддерживает планку 1.2 в горизонтальном положении.
Одновременно и синхронно с планкой 1.2 на информационном поле 2.1 включается символ 2.1.4 индикации текущего значения крена корабля. При этом, если угол бортовой качки равен или менее, например, |±6°|, символ горит зеленым цветом, если угол качки устойчиво находится, например, в пределах более 6° но менее 10°, то символ горит в ином цвете, например, в желтом, если угол качки устойчиво равен 10° и выше, то символ горит в ином от предыдущих, например, в красном цвете.
Таким образом, с помощью цветового кодирования обеспечивается информирование летчика о величине бортовой качки количественно. Качественно угол качки может определяться по положению планки 1.2 относительно планки индикации крена 2.1.
Индикатор направления и величины дифферента 2.2 работает следующим образом. При движении корабля по дифференту вверх, включается символ 2.2.4 текущего значения дифферента корабля, например, в желтом цвете. При движении корабля по дифференту вниз включается символ 2.2.5 текущего значения дифферента корабля иного цвета, например, зеленого. При этом, если величина дифферента устойчиво более, например, |±4°|, то оба символа (2.2.4 и 2.2.5) включаются в красном цвете.
Данные о величинах крена и дифферента поступают от навигационной системы 5. В компьютере 3 эти данные преобразуются в управляющие сигналы, которые передаются по мультиплексной линии связи от компьютера 3 на экран 2.
Индикатор направления и величины вертикального перемещения центра ВППл 2.3 работает следующим образом.
По данным навигационной системы 5 о величинах вертикальной, бортовой и килевой качек корабля в компьютере 3 производится расчет высоты центра ВППл с учетом ее размещения относительно центра качки корабля и относительно размещения датчиков навигационной системы. Расчетные данные преобразуются в управляющие сигналы положением и цветом символов 2.3.4 и 2.3.5 индикации текущего значения высоты центра ВППл. При этом при движении центра ВППл вниз включается символ 2.3.4, например, зеленого цвета, а при движении вверх -символ 2.3.5, например, в желтом цвете. При амплитуде вертикального перемещения более заданного значения включаются, например, оба символа (2.3.4 и 2.3.5) в красном цвете.
Особое значение в индикаторе посадки палубном отводится цифровому индикатору располагаемого времени 2.4.
С помощью компьютера 3 по заданному алгоритму для каждого цикла качки определяется время, через которое ВППл, двигаясь вниз, займет положение близкое к горизонтальному. Это момент наиболее благоприятного для осуществления операции причаливания (касания) вертолета к палубе. Принципиальным моментом является то, что при сохранении летчиком горизонтального положения вертолета, и если не учитывать время реакции летчика и время движения вертолета из исходного положения до касания ВППл, этой индикации достаточно для принятия решения о посадке (причаливания) вертолета на палубу. При этих условиях индикация о величине и направлении крена, дифферента и вертикального перемещения центра ВППл является избыточной.
Преимущество 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 операции причаливания (касания) вертолета с ВППл или об отказе от этой завершающей операции.
Технико-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 посадочного палубного.