ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ИНДИКАТОР ТАНГАЖА И/ИЛИ ВЕРТИКАЛЬНОЙ СКОРОСТИ /ВАРИАНТЫ/
EXTRA INDICATOR OF PITCH AND/OR VERTICAL SPEED (VERSIONS)

Изобретение относится к авионике - к авиагоризонтам.
Известны авиагоризонты различных систем, см. пат №№ RU 2390726 и RU 2428657 (механический и электронный варианты), подсказывающие летчику, куда надо направлять самолет для выхода в горизонтальный полет. Однако недавняя авиакатастрофа в Казани, когда самолет был направлен идеально вертикально в землю, показывает, что летчик должен иметь не только достаточную, но и избыточную информацию о своем пространственном положении.
Задача и технический результат изобретения - использование инстинктивных, рефлекторных действий летчика в стрессовых условиях потери пространственной ориентации.
В этих условиях, не видя перед собой однозначных ориентиров, летчик обязательно инстинктивно посмотрит вбок - в боковое окно кабины. В этом месте и надо предложить ему максимально понятную информацию о положении самолета.
ВАРИАНТ 1. Данный авиаприбор в основном предусмотрен в качестве дополнения к электронному авиагоризонту, уже имеющему гороскоп (гироскопы) и стандартный прибор авиагоризонта. Данный индикатор использует уже имеющиеся сигналы электрических преобразователей положения гироскопа в электрические сигналы. Поэтому данный индикатор не имеет своего гироскопа (это излишне), а представляет собой размещенную сбоку или сбоку-спереди от летчика панель со стрелочным электрическим прибором, и со стеклом перед ним, причем на стекле нанесена контрастная или светящаяся горизонтальная линия, а стрелка выполнена в виде силуэта самолета, или наоборот, причем прибор подключен к имеющемуся гироскопу с электрическим выводом его параметров.
То есть индикатор представляет собой простой стрелочный электрический прибор типа вольтметра, амперметра или гальванометра (гальванометр отличается от вольтметра тем, что показывает и «плюс», и «минус»), стрелкой которого является силуэт самолета (вертолета).
Для индикации вертикальной скорости самолета упомянутый стрелочный электрический прибор может быть размещен на закрепленной на рычажном или параллелограммном механизме панели с возможностью вертикального перемещения и соединенной с электроприводом, в свою очередь, соединенным с выходом гироскопа, имеющего электрический вывод его параметров.
См. прилагаемый чертеж, где: 1 - панель прибора, желательно черная, 2 - горизонтальная линия на стекле, например, красная, 3 - силуэт самолета, например, белый.
Работает прибор так: по сигналам электрических преобразователей гироскопа стрелка прибора в виде силуэта самолета отклоняется вверх или вниз и принимает положение, соответствующее имеющемуся тангажу. Потеряв пространственную ориентировку, летчик в панике инстинктивно смотрит в боковое окно и видит около окна или на фоне окна силуэт самолета с имеющимся тангажом. Нужные действия он принимает на уровне рефлексов.
Если предусмотрена индикация вертикальной скорости, то электромагнит или электродвигатель смещает панель вверх или вниз и силуэт самолета оказывается ниже или выше «горизонтальной» линии.
Как известно, есть две системы авиагоризонта, условно называемые советская и американская. Советская показывает наклон силуэта самолета, а американская показывает наклон линии горизонта земли. Следует применять только советскую систему, так как она требует меньшего времени и меньших умственных усилий для принятия решения. При ней летчик видит смещение силуэта самолета в какую- либо сторону и инстинктивно принимает действия, чтобы вернуть его в нормальное положение. То есть, видя какой-то наклон, летчик первым инстинктивным действием стремится вернуть наклон в привычное, горизонтальное относительно себя, положение.
При американской системе летчик видит смещение виртуального горизонта, затем определяет противоположное ему смещение самолета и только затем принимает действия, чтобы вернуть самолет в нормальное положение. То есть ему требуется на одно логическое действие больше.
То же относится и к данному индикатору - в нем линия горизонта всегда должна быть параллельна полу кабины, то есть - представлениям летчика о горизонтали, а силуэт самолета при отрицательном тангаже наклоняется носом вниз, и наоборот.
ВАРИАНТ 2. Этот вариант представляет собой размещенную сбоку или сбоку-спереди от летчика панель с изображенными с помощью светодиодов несколькими силуэтами самолетов, направленными под разными углами к горизонту, и с изображенной на панели или на стекле перед ней прямой линией, причем светодиоды подключены к электрическим выходам имеющегося электронного авиагоризонта.
Так же, как и в варианте 1, эта панель может быть размещена на рычажном или параллелограммном механизме с возможностью вертикального перемещения и соединена с электроприводом, в свою очередь, соединенным с выходом гироскопа, имеющего электрический вывод его параметров.
ПРИМЕР: индикатор представляет собой черную панель с несколькими, например семью, силуэтами самолетов, изображенных светодиодами узкого прямоугольного сечения. Причем желательно разного цвета: горизонтальный и с отклонением до +-10 градусов силуэт самолета выполнен из светодиодов зеленого цвета, до +-20 градусов - желтого цвета, а больше +-20 градусов - красного цвета. Данный вариант индикатора идеально сочетается с электронным авиагоризонтом по пат. №2428657, в котором использованы зеленые и красные светодиодные стрелочки непосредственно на штурвале летчика, подсказывающие ему, куда отклонять штурвал в критической ситуации. Осталось только добавить сигнал горизонтального положения самолета и присоединить соответствующие (то есть «верхние» и «нижние») зеленые светодиоды индикатора к соответствующим зеленым светодиодам упомянутого авиагоризонта, соответствующие желтые - к желтым, соответствующие красные - к красным. То есть светодиоды имеют зеленый, желтый и красный цвета соответственно для возрастающих углов положительного или отрицательного тангажа.
ВАРИАНТ 3. Широкое применение дешевых и надежных процессоров и дисплеев, аналогичных «айфонам» и «планшетам», дает возможность получить тот же результат гораздо проще, дешевле и надежнее: индикатор имеет процессор и соединенный с ним дисплей, на котором запрограммированно высвечивается прямая линия и силуэт самолета с нужным взаимным тангажом, причем сигналы о тангаже и вертикальной скорости поступают на процессор от уже имеющего авиагоризонта. Как сказано ранее, желательно применение советской системы, то есть линия на дисплее остается параллельной полу кабины летательного аппарата, а силуэт самолета при отрицательном тангаже наклоняется носом вниз, и наоборот.
Электронный вариант индикатора позволяет отображать и вертикальную скорость летательного аппарата путем смещения силуэта самолета вверх или вниз относительно упомянутой прямой линии или путем смещения самой линии.
Как и в варианте 1, силуэт самолета имеет разный цвет в зависимости от угла тангажа.
Более того, этот вариант позволяет примерно показывать и угол вертикального скольжения - для этого на процессор поступают сигналы с датчика вертикального скольжения, и он формирует на дисплее поток движущихся стрелочек, направление которых относительно силуэта самолета соответствует реальному обтеканию самолета воздухом.
Работает этот вариант так: при поступлении сигнала об отрицательном тангаже силуэт самолета на дисплее опускает нос относительно «горизонтальной» линии, и наоборот. При снижении силуэт самолета индицируется ниже упомянутой прямой линии (или линия индицируется выше самолета), и наоборот. Если предусмотрена индикация вертикального скольжения, самолет на дисплее обтекается встречными стрелочками под определенным углом к силуэту самолета.
В кабине самолета может не оказаться места для установки таких дисплеев для первого и второго пилотов. Особенно, если имеет место модернизация уже существующих самолетов и вертолетов. В этом случае индикатор может быть установлен на поворотной панели, которая в рабочем положении закрывает часть бокового окна или часть других приборов, а в нерабочем положении параллельна направлению взгляда летчика (то есть практически не видна). Это не помешает пилоту, так как, во-первых, использование индикатора будет иметь место преимущественно ночью, а во-вторых, размеры индикатора сравнительно небольшие по сравнению с размерами окна.
Для новых самолетов, разумеется, надо предусмотреть место для такого дисплея заранее.