RU2324953C2 - Integrated aircraft vortex safety system - Google Patents
Integrated aircraft vortex safety system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2324953C2 RU2324953C2 RU2006101791/28A RU2006101791A RU2324953C2 RU 2324953 C2 RU2324953 C2 RU 2324953C2 RU 2006101791/28 A RU2006101791/28 A RU 2006101791/28A RU 2006101791 A RU2006101791 A RU 2006101791A RU 2324953 C2 RU2324953 C2 RU 2324953C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aircraft
- vortex
- information
- subsystem
- wake
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Traffic Control Systems (AREA)
- Navigation (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к способам и устройствам обеспечения безопасности эксплуатации летательных аппаратов, в частности к способам предупреждения и/или предотвращения нештатных ситуаций, связанных с возможным попаданием летательного аппарата в опасную зону возмущенного воздушного потока от другого объекта, так называемого вихревого следа, генерируемого объектом, в том числе, при обтекании объекта воздушным потоком.The invention relates to methods and devices for ensuring the safe operation of aircraft, in particular to methods for preventing and / or preventing emergency situations associated with the possible entry of an aircraft into the danger zone of a disturbed air stream from another object, the so-called vortex wake generated by the object, including number, when the object flows around the air stream.
Предшествующий уровень техникиState of the art
Проблема обеспечения безопасности полетов летательных аппаратов является весьма актуальной и включает в себя целый ряд как научно-технических, так и организационно-методических проблем. Одной из таких проблем является обеспечение безопасности полетов в условиях, когда фактором, определяющим уровень безопасности полетов, является воздействие на летательный аппарат аэродинамических струй высокой степени турбулентности, образующихся как при движении в окрестности летательного аппарата объекта, генерирующего струи, так и при наличии в окрестности летательного аппарата объектов, обтекаемых воздушными потоками, имеющими высокую степень турбулентности и завихренности.The problem of ensuring the flight safety of aircraft is very relevant and includes a number of scientific, technical and organizational-methodological problems. One of these problems is to ensure flight safety in conditions where the factor determining the level of flight safety is the impact on the aircraft of aerodynamic jets of a high degree of turbulence, which are formed both when an object generating jets moves in the vicinity of the aircraft, and when there is an aircraft in the vicinity apparatus of objects streamlined by air currents having a high degree of turbulence and vorticity.
Известно, что при движении летательного аппарата в воздушном пространстве образуется так называемый «вихревой след», формируемый обтекающим его воздушным потоком.It is known that when the aircraft moves in airspace, the so-called “vortex wake” is formed, which is formed by the air flow surrounding it.
Попадание летательного аппарата в вихревой след другого объекта, например, другого летательного аппарата, приводит к значительному изменению углов атаки и скольжения. На летательный аппарат при этом воздействуют аэродинамические силы и моменты, которые могут, например, отбросить его в сторону от следа и при малых высотах, например, при посадке или взлете летательного аппарата, привести к нештатным ситуациям из-за невозможности компенсации такого воздействия органами управления летательного аппарата.If an aircraft enters the vortex trace of another object, for example, another aircraft, it leads to a significant change in the angles of attack and glide. In this case, the aerodynamic forces and moments act on the aircraft, which, for example, can throw it away from the track and at low altitudes, for example, during landing or take-off of the aircraft, lead to emergency situations due to the impossibility of compensating for such an impact by the aircraft’s controls apparatus.
Появление в авиации летательных аппаратов, имеющих крылья малых удлинений с большой удельной нагрузкой, приводит к увеличению интенсивности вихревого следа, что соответственно увеличивает опасность попадания в него летательного аппарата.The appearance in aircraft of aircraft having wings of small elongations with a high specific load leads to an increase in the intensity of the vortex wake, which accordingly increases the risk of the aircraft entering it.
Многочисленные исследования перемещения и затухания вихрей показали, что такие атмосферные факторы, как ветер, сдвиг ветра, стратификация и турбулентность, играют важную роль в этих процессах.Numerous studies of the movement and decay of vortices have shown that atmospheric factors such as wind, wind shear, stratification and turbulence play an important role in these processes.
Существует потенциальная возможность оптимизации безопасных расстояний между летательными аппаратами в процессе посадки, взлета и полета на основе достоверного прогнозирования динамики вихревого следа с учетом текущего и краткосрочного прогноза соответствующих метеорологических условий, влияния атмосферных условий и близости земли на динамику вихревого следа.There is a potential possibility of optimizing safe distances between aircraft during landing, take-off and flight based on reliable forecasting of the dynamics of the vortex wake, taking into account the current and short-term forecast of the relevant meteorological conditions, the influence of atmospheric conditions and the proximity of the earth to the dynamics of the vortex wake.
Одним из основных направлений решения проблемы обеспечения безопасности полета летательного аппарата в условиях, когда определяющим фактором является вихревой аэродинамический след, является выбор режимов полета, обеспечивающих заданный уровень безопасности.One of the main directions for solving the problem of ensuring the flight safety of an aircraft in conditions when the vortex aerodynamic trail is the determining factor is the choice of flight modes that provide a given level of safety.
Способствовать решению этой задачи может создание бортовых вычислительных систем, работающих в реальном масштабе времени, определяющих степень опасности аэродинамических возмущений, действующих на летательный аппарат, позволяющих выбрать способ последующей коррекции управления летательным аппаратом с целью наиболее эффективной компенсации этих возмущений.The creation of on-board computer systems operating in real time, determining the degree of danger of aerodynamic disturbances acting on the aircraft, and allowing choosing the method of subsequent correction of the aircraft control in order to most effectively compensate for these disturbances, can contribute to solving this problem.
Другой задачей, которую можно отнести к информационным задачам, является задача предоставления пилоту информации о положении вихревого следа и положении летательного аппарата относительно него в прогнозируемый момент времени.Another task that can be attributed to information tasks is the task of providing the pilot with information about the position of the vortex wake and the position of the aircraft relative to it at the predicted point in time.
Известен способ и устройство создания визуальных отображений вихревых следов путем математического моделирования их на основе характеристик летательного аппарата, генерирующего вихревой след, с учетом влияния атмосферных условий на состояние вихревого следа. При этом согласно техническому решению в устройстве использован быстрореагирующий дисплей, на котором осуществляют визуализацию смоделированных вихревых следов от каждого летательного аппарата, находящегося вблизи указанного летательного аппарата (US, 5845874, А). Однако при наличии в окружении летательного аппарата большого количества других летательных аппаратов, например, вблизи аэродрома, дисплей будет показывать большое количество смоделированных вихревых следов, что приведет к трудности определения, какие из вихревых следов представляют для летательного аппарата реальную опасность и какие можно игнорировать.A known method and device for creating visual displays of vortex traces by mathematical modeling them based on the characteristics of the aircraft generating a vortex wake, taking into account the influence of atmospheric conditions on the state of the vortex wake. Moreover, according to the technical solution, the device uses a quick-response display, on which visualization of simulated vortex traces from each aircraft located near the specified aircraft is carried out (US, 5845874, A). However, if there are a large number of other aircraft surrounded by the aircraft, for example, near an aerodrome, the display will show a large number of simulated vortex traces, which will make it difficult to determine which vortex traces present a real danger to the aircraft and which can be ignored.
Одним из наиболее перспективных путей повышения безопасности полета является предоставление пилоту в реальном масштабе времени прогнозируемого положения вихревых следов, попадание в которые может привести к летному происшествию.One of the most promising ways to improve flight safety is to provide the pilot in real time with the predicted position of the whirlwind traces, which could lead to a flight accident.
Известна система предупреждения о турбулентности следа, предназначенная для размещения на борту летательных аппаратов, предусматривающая информирование экипажа летательного аппарата о потенциальном входе в вихревой след другого летательного аппарата только тогда, когда система определит, что вход указанного летательного аппарата в вихревой след другого летательного аппарата произойдет через определенный заданный промежуток времени (US, 6177888, А). При этом система предусматривает взаимодействие этих летательных аппаратов между собой, обмен предупреждающими сигналами и информацией о высоте полета, дистанции и пеленге, отслеживание траектории полета объема вихревого следа с учетом местной скорости ветра и имеет возможность определять расстояние или время до входа летательного аппарата в объем вихревого следа другого летательного аппарата. Система обеспечивает индикацию о близости к объему вихревого следа, когда расстояние или время до такого входа становится меньше заданного порога. При этом ширину и высоту объема вихревого следа вычисляют в каждой точке из множества точек вдоль траектории вихревого следа в виде функции расстояния от указанной точки до соседнего летательного аппарата.There is a known warning system for turbulence of a wake designed to be placed on board aircraft, which provides for informing the crew of the aircraft about the potential entrance into the vortex wake of another aircraft only when the system determines that the entry of the specified aircraft into the vortex wake of another aircraft will occur through a certain predetermined period of time (US, 6177888, A). The system provides for the interaction of these aircraft with each other, the exchange of warning signals and information on the flight altitude, distance and bearing, tracking the flight path of the vortex wake volume taking into account local wind speed and has the ability to determine the distance or time before the aircraft enters the vortex wake volume another aircraft. The system provides an indication of proximity to the volume of the vortex wake when the distance or time to such an input becomes less than a predetermined threshold. In this case, the width and height of the vortex wake volume are calculated at each point from a plurality of points along the vortex wake path as a function of the distance from the specified point to the adjacent aircraft.
Однако такая система не решает задачи информирования пилота о степени опасности попадания в выявленные вихревые следы и о рациональном маневре летательного аппарата для исключения попадания в вихревой след.However, such a system does not solve the problem of informing the pilot about the degree of danger of getting into the identified vortex tracks and about the rational maneuver of the aircraft to prevent it from falling into the vortex track.
Кроме того, многообразие условий эксплуатации летательных аппаратов требует уменьшения дистанций между летательными аппаратами, например, при последовательном взлете или посадке летательных аппаратов на аэродромах, что является важным для увеличения пропускной способности аэродромов.In addition, the variety of operating conditions for aircraft requires reducing distances between aircraft, for example, during successive take-off or landing of aircraft at aerodromes, which is important for increasing the capacity of aerodromes.
Достоверное знание положения и структуры вихревого следа и особенностей его воздействия на летательный аппарат в прогнозируемый момент времени будет способствовать удовлетворению противоречивых требований повышения эффективности выполнения летных задач и повышения безопасности полетов.Reliable knowledge of the position and structure of the vortex wake and the features of its impact on the aircraft at the predicted point in time will help to meet conflicting requirements to improve the performance of flight tasks and improve flight safety.
Известна система предупреждения столкновений с вихревым следом, устанавливаемая на каждом летательном аппарате для предупреждения пилота летательного аппарата о прогнозируемой опасности присутствия в окружающем летательный аппарат пространстве другого летательного аппарата (US, 6211808, B1), представляющая собой сферическую антенну, выполненную из диэлектрического материала, имеющую восемь секторов с установленными в них приемными устройствами для получения микроволновых сигналов, отраженных от других летательных аппаратов, находящихся в его окрестности. Однако такая система является дорогой и не предоставляет пилоту информацию о наличии опасных воздушных возмущений.A known collision avoidance system with a vortex wake, installed on each aircraft to warn the pilot of the aircraft about the predicted danger of the presence in the surrounding aircraft space of another aircraft (US, 6211808, B1), which is a spherical antenna made of dielectric material having eight sectors with receivers installed in them for receiving microwave signals reflected from other aircraft that find I was in his neighborhood. However, such a system is expensive and does not provide the pilot with information about the presence of dangerous air disturbances.
Известно техническое решение, касающееся схемы и способа предупреждения пересечения пути самолета с вихревым следом другого самолета (WO 00/71985), заключающееся в определении положения, конфигурации и вида вихревых возмущений, вызванных другим самолетом, присутствие которого обнаруживается с помощью информации от бортовых систем первого самолета, информации от другого самолета или информации с аэродрома, определение его высоты, предсказанного положения генерируемого им вихревого следа с учетом атмосферных условий, в частности, скорости и направления ветра, температуры воздуха, выверка полученных данных со справочной таблицей или моделирование вихревого следа с визуализацией положения и его траектории относительно первого самолета, предсказание точки пересечения траектории вихревого следа и пути движения первого самолета с вырабатыванием сигнала опасности в случае такого пересечения. В основном способ используется для обеспечения безопасности движения двух самолетов в зоне аэропорта и реализация его может приводить к увеличению высоты полета первого самолета над вторым самолетом. При этом используются система Traffic Collision Avoidance System. Однако при этом пилоту первого самолета визуализируется информация обо всех областях завихренности, предполагаемых в районе движения первого самолета из-за присутствия второго самолета, что не дает пилоту картины истинной опасности этих завихренностей для его полета.A technical solution is known regarding the scheme and method for preventing the intersection of an airplane path with a vortex wake of another aircraft (WO 00/71985), which consists in determining the position, configuration and type of vortex disturbances caused by another aircraft, the presence of which is detected using information from the on-board systems of the first aircraft , information from another plane or information from the airfield, determining its height, the predicted position of the vortex wake generated by it, taking into account atmospheric conditions, in particular, speed wind direction, air temperature, alignment data obtained from the look-up table or wake vortex modeling with the visualization of the position and its trajectory relative to the first plane, the intersection point trajectory prediction trailing vortex path and the movement of the first aircraft with generating the emergency signal in the case of such an intersection. Basically, the method is used to ensure the safety of the movement of two aircraft in the airport area and its implementation can lead to an increase in the flight height of the first aircraft over the second aircraft. In this case, the Traffic Collision Avoidance System is used. However, at the same time, the pilot of the first aircraft is visualized with information about all areas of vorticity assumed in the region of movement of the first aircraft due to the presence of the second aircraft, which does not give the pilot a picture of the true danger of these vortices for his flight.
Известно, что Национальная администрация по аэронавтике и космонавтике США (NASA) уделяет большое внимание повышению эффективности зоны аэродрома, в частности, при взлете и посадке летательных аппаратов, и одним из направлений разработок являются работы по созданию Системы определения вихревого интервала (AVOSS), которая будет объединять выходы различных систем и вырабатывать зависящие от погодных условий динамические критерии величин интервалов вихревых следов (37th Aerospace Sciences Meeting & Exhibit, January 11-14, 1999, Reno, NV, NASA Langly Research Center, Hampton, VA). Эти системы представляют текущие и прогнозируемые погодные условия, модели перемещения вихревого следа и его затухания в этих погодных условиях от поверхности земли до высоты посадочной или взлетной глиссады, а также осуществляют обратную связь поведения вихревых следов в реальном времени. Поведение следа сравнивают с определенными заранее размерами коридора безопасности и определением умирания следа, в результате чего находят искомые интервалы разделения для самолетов. Если следы продолжают существовать дольше, чем ожидалось, то уменьшение интервалов между взлетом самолетов или их посадкой запрещают. При этом поведение следа вычисляют на множестве «окон» захода на посадку от высоты глиссады до торца взлетно-посадочной полосы.It is known that the US National Aeronautics and Cosmonautics Administration (NASA) pays great attention to improving the efficiency of the aerodrome zone, in particular during take-off and landing of aircraft, and one of the development directions is the creation of the Vortex Interval Detection System (AVOSS), which will combine the outputs of different systems and develop weather-dependent dynamic criteria for swirl trace intervals (37 th Aerospace Sciences Meeting & Exhibit, January 11-14, 1999, Reno, NV, NASA Langly Research Center, Hampton, VA). These systems represent current and predicted weather conditions, models of the movement of the vortex wake and its attenuation in these weather conditions from the surface of the earth to the height of the landing or take-off glide path, and also provide feedback on the behavior of the vortex wakes in real time. The behavior of the track is compared with predetermined dimensions of the safety corridor and the determination of the dying of the track, as a result of which the desired separation intervals for aircraft are found. If traces continue to exist longer than expected, then a reduction in the interval between take-off or landing of aircraft is prohibited. In this case, the behavior of the trace is calculated on the set of "approach" windows from the height of the glide path to the end of the runway.
Однако в этой системе имеется ряд ограничений, таких, как отсутствие учета вертикального сдвига ветра, который может препятствовать опусканию следа или привести к его подъему, отсутствие учета конкретного масштаба турбулентности, необходимого для моделирования затухания следа и другие, которые могут привести к нештатной ситуации вследствие несоответствия заранее предоставленных диспетчеру вычисленных параметров следа фактическим параметрам следа.However, there are a number of limitations in this system, such as the lack of taking into account the vertical wind shear, which can impede the lowering of the track or lead to its rise, the lack of taking into account the specific scale of turbulence necessary to model the decay of the track, and others that may lead to an emergency due to non-compliance pre-provided to the dispatcher calculated trace parameters to the actual trace parameters.
Кроме того, применение системы AVOSS приведет к увеличению нагрузки на диспетчеров полетов, которые и в настоящих условиях испытывают значительные эмоционально-стрессовые нагрузки на фоне значительной интенсификации их труда, что является нежелательным, так как увеличивает возможность принятия диспетчером неадекватных решений.In addition, the use of the AVOSS system will increase the load on flight controllers, who, in the present conditions, experience significant emotional and stressful loads against the background of a significant intensification of their work, which is undesirable since it increases the possibility of the manager making inadequate decisions.
Следует иметь в виду, что зарубежные системы безопасности в основном ориентированы на применение так называемых инструментальных правил полета, когда управление летательным аппаратом осуществляется на основе команд диспетчера полета, реализуемых в директорном или автоматическом режиме.It should be borne in mind that foreign security systems are mainly focused on the application of the so-called instrumental flight rules, when the aircraft is controlled based on the commands of the flight dispatcher, implemented in director or automatic mode.
Однако известно, что в операторской деятельности наиболее сложным является принятие решения в экстремальной ситуации. Оно состоит из двух этапов: опознания ситуации и определения порядка действий по ее ликвидации. Перед выполнением каждого следующего действия оператор должен предвидеть свои последующие шаги. Восприятие визуальных или речевых сигналов в словесной форме из долговременной памяти, со средств отображения или на слух требует определенного времени в условиях дефицита времени. Время восприятия графических символов значительно меньше, опознание ситуации при индикации выделенных зон изображения позволяет также повысить адекватность принятия решения.However, it is known that in operator activity the most difficult is the decision-making in an extreme situation. It consists of two stages: identification of the situation and determination of the procedure for its elimination. Before each next step, the operator must anticipate his next steps. The perception of visual or speech signals in verbal form from a long-term memory, from a display device or by ear requires a certain amount of time in conditions of time pressure. The time of perception of graphic symbols is much shorter, the recognition of the situation when indicating the selected areas of the image can also improve the adequacy of decision making.
Кроме того, воздействие такого физического фактора, как ускорение, вызывает снижение мозгового кровообращения у пилота, что в условиях нервно-эмоционального перенапряжения может вызвать даже кратковременное отключение сознания. Поэтому предоставление пилоту или диспетчеру полета информации, необходимой для принятия решения, до наступления момента принятия решения и в графических символах является предпочтительным.In addition, the impact of such a physical factor as acceleration causes a decrease in the cerebral circulation in the pilot, which, under conditions of neuro-emotional overstrain, can cause even a short-term loss of consciousness. Therefore, providing the pilot or flight dispatcher with the information necessary for making a decision before the decision is made and in graphic symbols is preferable.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Целью создания изобретения является разработка системы обеспечения безопасности полета летательного аппарата в условиях опасности попадания в зоны вихревых следов, генерируемых другими летательными, наземными, морскими подвижными и неподвижными объектами, находящимися в окрестности летящего летательного аппарата, в том числе, при его взлете или посадке.The purpose of the invention is the development of a flight safety system for an aircraft in conditions of danger of falling into the zones of vortex traces generated by other aircraft, ground, sea moving and stationary objects located in the vicinity of the flying aircraft, including during take-off or landing.
При создании изобретения была поставлена задача разработки комплексной системы вихревой безопасности, включающей информирование пользователя о наличии в окрестности летательного аппарата генерируемых различными объектами вихревых следов, которые могут представлять опасность для летательного аппарата по критерию опасности, задаваемому пользователем системы, и геометрических параметрах их опасных зон, попадание в которые летательного аппарата по истечении некоторого времени после такого информирования может привести к летному происшествию, и побуждения пилота или других пользователей, имеющих возможность влияния на режимы полета летательного аппарата, к формированию управляющего сигнала, обеспечивающего выполнение летательным аппаратом маневра уклонения от попадания в опасные зоны вихревых следов.When creating the invention, the task was to develop an integrated vortex safety system, including informing the user about the presence of vortex traces generated by various objects in the vicinity of the aircraft that could be dangerous for the aircraft according to the hazard criteria specified by the user of the system and the geometric parameters of their hazardous areas, in which the aircraft after some time after such information may lead to flight they came out, and the motivations of the pilot or other users who have the ability to influence the aircraft flight modes, to the formation of the control signal, providing the fulfillment of the aircraft avoidance maneuver from entering the danger zones of wake vortices.
Поставленная задача была решена разработкой интегрированной системы вихревой безопасности летательного аппарата, включающей:The task was solved by the development of an integrated vortex safety system of the aircraft, including:
- подсистему информации о летательном аппарате, способную фиксировать, сохранять и предоставлять пользователям информацию о летательном аппарате в пространстве;- an aircraft information subsystem capable of capturing, saving and providing users with information about an aircraft in space;
- подсистему информации о генераторах вихревого следа, способную фиксировать, сохранять и предоставлять пользователям информацию о генераторах вихрей в области нахождения летательного аппарата;- a subsystem of information about vortex wake generators capable of capturing, saving and providing users with information about vortex generators in the area of aircraft location;
- подсистему информации об окружающей среде, способную фиксировать, сохранять и предоставлять пользователям информацию о состоянии окружающей среды в области нахождения летательного аппарата в текущий момент времени и в прогнозируемый момент времени;- an environment information subsystem capable of capturing, saving and providing users with information on the state of the environment in the area of the aircraft at the current time and at a predicted time;
- подсистему предупреждения пользователей о возможности попадания летательного аппарата в опасную зону вихревого следа генератора вихрей в прогнозируемый момент выбранного пользователем времени упреждения;- a subsystem for warning users about the possibility of an aircraft entering the danger zone of the vortex wake of the vortex generator at the predicted time of the lead time selected by the user;
- подсистему пользователя, способную, по меньшей мере, принимать, сохранять и отображать для пользователя информацию, поступающую от других подсистем, и формировать сигнал, предписывающий выполнение летательным аппаратом маневра, обеспечивающего уклонение летательного аппарата от опасной зоны вихревых следов генераторов вихрей в течение выбранного пользователем времени упреждения после получения пользователем предупреждения о возможности попадания летательного аппарата в опасную зону вихревого следа генератора вихрей в прогнозируемый момент времени;- a user subsystem capable of at least receiving, saving, and displaying information to the user from other subsystems and generating a signal that instructs the aircraft to maneuver to evade the aircraft from the danger zone of the vortex traces of the vortex generators for a time selected by the user preemptions after the user receives a warning about the possibility of the aircraft entering the danger zone of the vortex wake of the vortex generator in the forecaster emy time;
- коммуникационную подсистему, обеспечивающую интеграцию подсистем в единый комплекс.- a communication subsystem that provides integration of subsystems into a single complex.
При этом согласно изобретению в интегрированной системе:Moreover, according to the invention in an integrated system:
- подсистема информации о летательном аппарате обеспечивает прием, обработку, хранение и передачу подсистеме предупреждения пользователей, по меньшей мере, информации о конфигурации, координатах и ориентации летательного аппарата в инерциальной системе координат, о проекциях скорости летательного аппарата и проекциях угловой скорости в связанной с летательным аппаратом системе координат;- the aircraft information subsystem provides reception, processing, storage and transmission to the user warning subsystem of at least information about the configuration, coordinates and orientation of the aircraft in the inertial coordinate system, about the projections of the speed of the aircraft and the projections of the angular velocity in associated with the aircraft coordinate system;
- подсистема информации о генераторах вихревых следов обеспечивает прием, обработку, хранение и передачу пользователю, по меньшей мере, информации о типах генераторов вихрей, их координатах и ориентации, проекциям скорости и угловой скорости в инерциальной системе координат;- the subsystem of information about vortex wake generators provides reception, processing, storage and transmission to the user at least information about the types of vortex generators, their coordinates and orientation, projections of velocity and angular velocity in an inertial coordinate system;
- подсистема информации об окружающей среде обеспечивает прием, обработку, хранение и передачу пользователю, по меньшей мере, информации о проекциях скорости ветра в инерциальной системе координат на различных высотах в области локализации вихревых следов, степени турбулентности атмосферы;- the environmental information subsystem provides reception, processing, storage and transmission to the user of at least information about the projections of wind speed in the inertial coordinate system at various heights in the field of localization of vortex traces and the degree of atmospheric turbulence;
- подсистема предупреждения пользователя о возможности попадания летательного аппарата в опасные зоны вихревых следов генераторов вихрей осуществляет, по меньшей мере, расчет положения, интенсивности и опасных зон вихревых следов генераторов вихрей, области прогнозируемых положений летательного аппарата в прогнозируемый момент времени и направляет подсистеме пользователя информацию о возможном попадании летательного аппарата в опасные зоны вихревых следов генераторов вихрей в прогнозируемый момент времени;- the subsystem for warning the user about the possibility of the aircraft entering the danger zones of the vortex tracks of the vortex generators, at least calculates the position, intensity and dangerous zones of the vortex tracks of the vortex generators, the area of the predicted positions of the aircraft at the predicted point in time and sends information to the user subsystem about the possible hit the aircraft in the danger zone of the vortex traces of the vortex generators at the predicted point in time;
- подсистема пользователя осуществляет прием, обработку, хранение и отображение с помощью средств индикации и визуализации информации от подсистемы предупреждения, по меньшей мере, о наступлении в прогнозируемый момент времени события равенства нулю расстояния от области прогнозируемых положений летательного аппарата до опасной зоны вихревого следа генератора вихрей и формирует предписывающий сигнал изменения положения летательного аппарата, обеспечивающего увеличение указанного расстояния;- the user subsystem receives, processes, stores, and displays, using the means of indicating and visualizing information from the warning subsystem, at least about the occurrence at the predicted moment of time of the event, the distance from the region of the predicted positions of the aircraft to the danger zone of the vortex wake of the vortex generator and zero generates a prescriptive signal to change the position of the aircraft, providing an increase in the specified distance;
Кроме того, согласно изобретению в интегрированной системе целесообразно, чтобы:In addition, according to the invention in an integrated system, it is advisable that:
- подсистема информации о летательном аппарате была реализована на основе штатного бортового оборудования летательного аппарата и/или оборудования наземного, морского и/или авиационно-космического навигационных комплексов;- the subsystem of information about the aircraft was implemented on the basis of the standard on-board equipment of the aircraft and / or equipment of ground, sea and / or aerospace navigation systems;
- подсистема информации о генераторах вихревого следа была реализована на основе штатного бортового оборудования летательного аппарата и/или штатного оборудования генератора вихрей, и/или оборудования системы управления воздушным движением наземного, морского и/или авиационно-космического навигационных комплексов;- the subsystem of information about the vortex wake generators was implemented on the basis of the standard on-board equipment of the aircraft and / or the standard equipment of the vortex generator and / or the equipment of the air traffic control system of ground, sea and / or aerospace navigation systems;
- подсистема информации об окружающей среде была реализована на основе штатного бортового оборудования летательного аппарата и/или на основе штатного оборудования метеорологического обеспечения системы управления воздушным движением или оборудования в составе наземного, морского и/или авиационно-космического навигационных комплексов;- the environmental information subsystem was implemented on the basis of the standard onboard equipment of the aircraft and / or on the basis of the standard equipment of the meteorological support of the air traffic control system or equipment as part of ground, sea and / or aerospace navigation systems;
- подсистема предупреждения пользователя о возможности попадания летательного аппарата в опасные зоны вихревых следов генераторов вихрей была реализована на основе программного обеспечения вычислительных систем пользователя и/или бортовых систем единой индикации и/или систем индикации диспетчерских служб управления воздушным движением или оборудования в составе наземного, морского и/или авиационно-космического навигационных комплексов в месте размещения диспетчера полета;- the subsystem for warning the user about the possibility of the aircraft entering the danger zones of the vortex traces of the vortex generators was implemented on the basis of the software of the user's computer systems and / or on-board unified indication systems and / or indication systems of air traffic control dispatching services or equipment as part of ground, sea and / or aerospace navigation systems at the location of the flight controller;
- подсистема пользователя была реализована на основе программного обеспечения вычислительных систем пользователя и устройств визуализации и индикации в составе штатного бортового оборудования летательного аппарата и/или наземного или морского навигационного комплекса в месте размещения диспетчера полета;- the user subsystem was implemented on the basis of the software of the user's computer systems and visualization and display devices as part of the standard on-board equipment of the aircraft and / or ground or sea navigation complex at the location of the flight dispatcher;
- коммутационная подсистема была реализована на основе систем телекодовой связи и/или бортовых мультиплексных каналов информационного обмена.- The switching subsystem was implemented on the basis of telecode communication systems and / or airborne multiplex communication channels.
При этом, согласно изобретению в интегрированной системе пользователем может быть летательный аппарат, и реализация предписывающего сигнала может быть осуществлена экипажем или системой автоматического управления летательного аппарата.Moreover, according to the invention in an integrated system, the user can be an aircraft, and the implementation of the prescriptive signal can be carried out by the crew or the automatic control system of the aircraft.
Кроме того, согласно изобретению в интегрированной системе пользователем может быть диспетчерская служба управления воздушным движением, предписывающий сигнал передают экипажу летательного аппарата, и реализация сигнала может бить осуществлена экипажем или системой автоматического управления летательным аппаратом.In addition, according to the invention, in an integrated system, the user may be an air traffic control service, a prescriptive signal is transmitted to the crew of the aircraft, and the signal may be implemented by the crew or the automatic control system of the aircraft.
При этом, согласно изобретению, целесообразно, чтобы интегрированная система в качестве подсистемы предупреждения о возможности попадания летательного аппарата в опасную зону вихревого следа генератора вихрей в прогнозируемый момент времени содержала подсистему, включающую:In this case, according to the invention, it is advisable that the integrated system as a warning subsystem about the possibility of an aircraft entering the danger zone of the vortex wake of the vortex generator at the predicted point in time contains a subsystem including:
- устройство слежения за параметрами летательного аппарата, способное принимать информацию о конфигурации, положении, координатах и ориентации летательного аппарата относительно инерциальной системы координат в текущий момент времени;- a device for tracking the parameters of the aircraft, capable of receiving information about the configuration, position, coordinates and orientation of the aircraft relative to the inertial coordinate system at the current time;
- устройство слежения за генератором вихрей, способное принимать информацию о положении, геометрических и массовых характеристиках генератора вихрей относительно той же системы координат в текущий момент времени, и о параметрах его движения;- a tracking device for the vortex generator, capable of receiving information about the position, geometric and mass characteristics of the vortex generator relative to the same coordinate system at the current time, and about the parameters of its movement;
- запоминающее устройство, способное сохранять информацию о положении и параметрах движения генератора вихрей в инерциальной системе координат;- a storage device capable of storing information about the position and motion parameters of the vortex generator in an inertial coordinate system;
- детектор параметров среды, способный принимать информацию о параметрах окружающей среды в области совместного размещения летательного аппарата и генератора вихрей в текущий момент времени;- a medium parameter detector capable of receiving information on environmental parameters in the field of joint placement of the aircraft and the vortex generator at the current time;
- устройство слежения за вихревым следом, способное определять траекторию и интенсивность вихревого следа генератора вихрей как совокупности траекторий центров областей завихренности, в инерциальной системе координат;- a vortex wake tracking device capable of determining the trajectory and intensity of a vortex wake of a vortex generator as a set of trajectories of centers of vorticity regions in an inertial coordinate system;
- запоминающее устройство, способное сохранять информацию о координатах точек траектории и интенсивности следа генератора вихрей как совокупности траекторий центров областей завихренности, в инерциальной системе координат;- a storage device capable of storing information about the coordinates of the trajectory points and the intensity of the trace of the vortex generator as a set of trajectories of the centers of the vorticity regions in an inertial coordinate system;
- устройство выбора времени упреждения, в течение которого, по меньшей мере, возможно выполнение маневра изменения траектории полета летательного аппарата, обеспечивающего уклонение летательного аппарата от вихревого следа генератора вихрей после предупреждения о возможности попадания в него;- a device for selecting the lead time, during which, at least, it is possible to perform a maneuver of changing the flight path of the aircraft, providing the aircraft to evade the vortex trace of the vortex generator after warning about the possibility of getting into it;
- устройство моделирования контрольной плоскости, способное вычислять упреждающее расстояние, равное расстоянию, преодолеваемому летательным аппаратом за время упреждения, формировать контрольную плоскость, расположенную в пространстве перед летательным аппаратом перпендикулярно направлению его движения на упреждающем расстоянии от него, и определять прогнозируемый момент времени пролета летательного аппарата через контрольную плоскость в инерциальной системе координат;- a control plane modeling device capable of calculating a pre-emptive distance equal to the distance covered by the aircraft during the lead, form a control plane located in space in front of the aircraft perpendicular to the direction of its movement at a pro-active distance from it, and determine the predicted time of flight of the aircraft through control plane in an inertial coordinate system;
- устройство определения параметров опасной зоны, способное определять геометрические характеристики опасной зоны вихревого следа генератора вихрей как совокупности опасных зон областей завихренности, генерируемых генератором вихрей, в прогнозируемый момент времени;- a device for determining the parameters of the danger zone, capable of determining the geometric characteristics of the danger zone of the vortex wake of the vortex generator as a set of dangerous zones of the vortex regions generated by the vortex generator, at the predicted point in time;
- устройство прогнозирования, способное определять траекторию вихревого следа генератора вихрей как совокупность траекторий центров областей завихренности, генерируемых генератором, и интенсивность вихревого следа относительно инерциальной системы координат в прогнозируемый момент времени;- a prediction device capable of determining the trajectory of the vortex wake of the vortex generator as a set of trajectories of the centers of the vorticity regions generated by the generator and the intensity of the vortex wake relative to the inertial coordinate system at the predicted point in time;
- устройство вычисления точек пересечения, способное определять координаты точек пересечения траектории вихревого следа генератора вихрей с контрольной плоскостью в прогнозируемый момент времени пересечения летательным аппаратом указанной контрольной плоскости;- a device for calculating intersection points, capable of determining the coordinates of the points of intersection of the trajectory of the vortex wake of the vortex generator with the control plane at the predicted time point when the aircraft intersects the specified control plane;
- устройство формирования зон и областей, обеспечивающее: формирование вокруг точки пересечения траектории вихревого следа с контрольной плоскостью опасной зоны вихревого следа, как совокупности опасных зон областей завихренности, генерируемых генератором, при попадании в которую у летательного аппарата параметры движения могут превысить допустимые пределы; формирование в указанной контрольной плоскости области прогнозируемых с учетом установленных нормативов производства полета положений летательного аппарата в прогнозируемый момент пересечения летательным аппаратом контрольной плоскости; формирование вокруг области прогнозируемых положений область повышенного внимания, информация о попадании в которую опасной зоны вихревого следа должна быть предоставлена пользователю;- a device for the formation of zones and regions, providing: the formation around the intersection of the trajectory of the vortex wake with the control plane of the danger zone of the vortex wake, as a set of dangerous zones of vortex areas generated by the generator, if it enters the aircraft motion parameters can exceed the permissible limits; the formation in the specified control plane of the area projected, taking into account the established standards for the production of flight, of the positions of the aircraft at the predicted time the aircraft intersects the control plane; formation of an area of increased attention around the area of predicted positions, information about the vortex wake danger zone entering into which should be provided to the user;
- блок перехода, способный вычислять координаты области прогнозируемых положений летательного аппарата, области повышенного внимания и опасной зоны вихревого следа в системе координат, связанной с летательным аппаратом;- a transition unit capable of calculating the coordinates of the area of the predicted positions of the aircraft, the area of increased attention and the danger zone of the vortex wake in the coordinate system associated with the aircraft;
- первый блок проверки условия пересечения, способный определять расстояние от области повышенного внимания до опасной зоны вихревого следа и фиксировать момент его равенства нулю;- the first block of checking the condition of the intersection, able to determine the distance from the area of increased attention to the danger zone of the vortex wake and record the moment of its equality to zero;
- второй блок проверки условия пересечения, способный определять расстояние от области прогнозируемых положений летательного аппарата до опасной зоны вихревого следа и фиксировать момент его равенства нулю;- the second block checking the condition of the intersection, able to determine the distance from the area of the predicted positions of the aircraft to the danger zone of the vortex wake and record the moment of its equality to zero;
- первое сигнальное устройство, обеспечивающее формирование и передачу подсистеме пользователя сигнала о наступлении события равенства нулю расстояния от области повышенного внимания до опасной зоны вихревого следа генератора вихрей;- the first signaling device, which ensures the formation and transmission to the user subsystem of a signal about the occurrence of an event that the distance from the area of increased attention to the danger zone of the vortex wake of the vortex generator is equal to zero;
- второе сигнальное устройство, обеспечивающее формирование и передачу подсистеме пользователя аварийного сигнала о наступлении события равенства нулю расстояния от области прогнозируемых положений летательного аппарата до опасной зоны вихревого следа генератора вихрей.- the second signaling device, which provides the formation and transmission to the user subsystem of an alarm signal about the occurrence of the event that the distance from the region of the predicted positions of the aircraft to the danger zone of the vortex wake of the vortex generator is equal to zero.
При этом, согласно изобретению целесообразно, чтобы в интегрированной системе:Moreover, according to the invention, it is advisable that in an integrated system:
- устройство слежения за параметрами летательного аппарата было способно принимать информацию, по меньшей мере, о конфигурации, координатах, скорости перемещения, углах тангажа, рыскания и крена летательного аппарата;- the tracking device for the parameters of the aircraft was able to receive information, at least about the configuration, coordinates, speed, angles of pitch, yaw and roll of the aircraft;
- устройство слежения за генератором вихрей было способно принимать информацию, по меньшей мере, о типе генератора вихрей, скорости его перемещения, угловой скорости и координатах точек его траектории;- the tracking device for the vortex generator was able to receive information, at least about the type of vortex generator, its speed, angular velocity and the coordinates of the points of its trajectory;
- детектор параметров среды был способен принимать информацию, по меньшей мере, о величине и направлении локальной скорости ветра, профиле ветра по высоте, степени турбулентности, типе подстилающей поверхности;- the environment parameter detector was able to receive information, at least, about the magnitude and direction of the local wind speed, wind profile in height, degree of turbulence, type of underlying surface;
- устройство слежения за вихревым следом было способно определять траекторию и интенсивность вихревого следа генератора вихрей как совокупности траекторий центров областей завихренности на основе сохраненной информации о типе генератора вихрей, координатах точек его траектории, скорости перемещения и угловой скорости;- the vortex wake tracking device was able to determine the trajectory and intensity of the vortex wake of the vortex generator as a set of trajectories of the centers of the vortex regions based on the stored information about the type of vortex generator, the coordinates of its trajectory points, the speed of movement and angular velocity;
- устройство моделирования контрольной плоскости было способно моделировать контрольную плоскость на основе информации о местонахождении, ориентации и скорости перемещения летательного аппарата и величине времени упреждения;- the control plane simulator was able to simulate the control plane based on information about the location, orientation and speed of the aircraft and the lead time;
- устройство определения параметров опасной зоны было способно определять геометрические характеристики опасной зоны вихревого следа генератора вихрей на основе сохраненной информации о координатах точек траектории и интенсивности следа генератора вихрей, информации о конфигурации, положении, скорости перемещения и угловой скорости летательного аппарата в инерциальной системе координат;- the device for determining the parameters of the danger zone was able to determine the geometric characteristics of the danger zone of the vortex trace of the vortex generator based on the stored information about the coordinates of the trajectory points and the intensity of the vortex generator trace, information about the configuration, position, speed of movement and the angular velocity of the aircraft in an inertial coordinate system;
- устройство прогнозирования было способно определять траекторию вихревого следа генератора вихрей и интенсивность вихревого следа на основе информации о траектории и интенсивности вихревого следа как совокупности траекторий центров областей завихренности, генерируемых генератором вихрей, в инерциальной системе координат;- the prediction device was able to determine the trajectory of the vortex wake of the vortex generator and the intensity of the vortex wake based on information about the trajectory and intensity of the vortex wake as a set of trajectories of the centers of the vorticity regions generated by the vortex generator in an inertial coordinate system;
- устройство вычисления точек пересечения было способно определять координаты точек пересечения траектории вихревого следа генератора вихрей с контрольной плоскостью на основе информации о координатах контрольной плоскости, траектории вихревого следа в инерциальной системе координат в прогнозируемый момент времени;- the device for calculating the intersection points was able to determine the coordinates of the intersection points of the trajectory of the vortex trace of the vortex generator with the control plane based on information about the coordinates of the control plane, the trajectory of the vortex trace in the inertial coordinate system at the predicted point in time;
- устройство формирования зон и областей было способно формировать опасную зону вихревого следа, область прогнозируемых положений летательного аппарата, область повышенного внимания на основе информации о координатах точек пересечения вихревого следа генератора вихрей в прогнозируемый момент времени, информации о геометрических характеристиках опасной зоны как совокупности опасных зон областей завихренности, генерируемых генератором вихрей, информации о конфигурации, положении, ориентации, скорости перемещения и угловой скорости летательного аппарата с учетом установленных нормативов производства полета в инерциальной системе координат;- the device for forming zones and regions was able to form a vortex wake danger zone, an area of predicted aircraft positions, an area of increased attention based on information about the coordinates of the points of intersection of the vortex wake of the vortex generator at the predicted time, information on the geometric characteristics of the danger zone as a set of dangerous zones vortices generated by the vortex generator, information about the configuration, position, orientation, travel speed and angular velocity and the aircraft, taking into account the established standards for the production of flight in an inertial coordinate system;
- блок перехода способен вычислять координаты области прогнозируемых положений летательного аппарата, области повышенного внимания и опасной зоны вихревого следа в системе координат, связанной с летательным аппаратом, на основе информации о координатах области повышенного внимания, области прогнозируемых положений и опасной зоны вихревого следа в прогнозируемый момент времени в инерциальной системе координат и информации о конфигурации, координатах летательного аппарата и его положении, предпочтительно, углах тангажа, рыскания и крена, в инерциальной системе координат в текущий момент времени.- the transition unit is able to calculate the coordinates of the area of the predicted positions of the aircraft, the area of increased attention and the danger zone of the vortex wake in the coordinate system associated with the aircraft, based on the coordinates of the area of the attention, the area of the predicted positions and the danger zone of the vortex wake at the predicted time in the inertial coordinate system and configuration information, the coordinates of the aircraft and its position, preferably pitch, yaw, and cr In the inertial coordinate system at the current time.
Кроме того, разумно, чтобы в интегрированной системе согласно изобретению подсистема предупреждения содержала устройство слежения за генератором вихрей, запоминающие устройства, устройство слежения за вихревым следом, устройство определения параметров опасной зоны, устройство прогнозирования, устройство вычисления точек пересечения, устройство формирования зон и областей, блок перехода, первый и второй блоки проверки условия пересечения и сигнальные устройства, способные одновременно обеспечить выполнение своих функций в отношении каждого из генераторов вихрей, находящихся в окрестности летательного аппарата.In addition, it is reasonable that in the integrated system according to the invention the warning subsystem contains a tracking device for a vortex generator, storage devices, a tracking device for a vortex wake, a device for determining hazardous area parameters, a prediction device, a device for calculating intersection points, a device for forming zones and areas, a unit transition, the first and second blocks of checking the intersection conditions and signaling devices capable of simultaneously ensuring the performance of their functions in relation and each of the vortex generators located in the vicinity of the aircraft.
При этом желательно, чтобы в интегрированной системе согласно изобретению в подсистеме предупреждения устройство выбора времени упреждения было выполнено с возможностью осуществления текущей коррекции времени упреждения.In this case, it is desirable that in the integrated system according to the invention in the warning subsystem, the lead-time selection device is configured to carry out the current lead-time correction.
Кроме того, желательно, чтобы в подсистеме предупреждения интегрированной системы согласно изобретению устройство формирования зон и областей было выполнено с возможностью осуществления текущей коррекции координат области прогнозируемых положений летательного аппарата.In addition, it is desirable that in the warning subsystem of the integrated system according to the invention, the device for forming zones and regions is configured to perform current correction of the coordinates of the region of the predicted positions of the aircraft.
Кроме того, согласно изобретению, желательно, чтобы в подсистеме предупреждения интегрированной системы устройство формирования зон и областей было выполнено с возможностью осуществления текущей коррекции координат области повышенного внимания.In addition, according to the invention, it is desirable that in the warning subsystem of the integrated system, the device for forming zones and regions is configured to perform current correction of coordinates of the area of increased attention.
При этом, согласно изобретению желательно, чтобы текущая коррекция времени упреждения, текущая коррекция координат области прогнозируемых положений и текущая коррекция области повышенного внимания могла быть осуществлена в режиме ручного регулирования.Moreover, according to the invention, it is desirable that the current correction of the lead time, the current correction of the coordinates of the area of the predicted positions and the current correction of the area of increased attention can be carried out in the manual control mode.
Кроме того, согласно изобретению целесообразно, чтобы указанная коррекция могла быть осуществлена в полуавтоматическом или автоматическом режиме.In addition, according to the invention, it is advisable that the specified correction could be carried out in semi-automatic or automatic mode.
Кроме того, целесообразно, чтобы в интегрированной системе безопасности подсистема пользователя содержала устройство визуализации для пользователя информации о расположении в контрольной плоскости области прогнозируемых положений летательного аппарата и опасных зон вихревых следов генераторов вихрей.In addition, it is advisable that in the integrated security system the user subsystem contains a visualization device for the user information about the location in the control plane of the area of the predicted positions of the aircraft and the danger zones of the vortex traces of the vortex generators.
Кроме того, желательно, чтобы в интегрированной системе подсистема пользователя содержала устройство индикации и устройство аварийной индикации, выбранные из группы, включающей устройства визуальной, аудио- и тактильной индикации.In addition, it is desirable that in the integrated system the user subsystem contains an indication device and an emergency indication device selected from the group including visual, audio, and tactile indication devices.
При этом, согласно изобретению, целесообразно, чтобы в интегрированной системе подсистема предупреждения в качестве устройства определения параметров опасной зоны вихревого следа генератора вихрей содержала устройство, включающее:Moreover, according to the invention, it is advisable that in the integrated system the warning subsystem as a device for determining the parameters of the danger zone of the vortex wake of the vortex generator contains a device including:
- блок схематизации летательного аппарата, способный вычислять совокупность геометрических характеристик летательного аппарата, необходимых для расчета действующих на него дополнительных аэродинамических сил и моментов, индуцированных вихревым следом генератора вихрей;- a schematic block of an aircraft capable of calculating the totality of the geometric characteristics of an aircraft needed to calculate the additional aerodynamic forces acting on it and the moments induced by the vortex wake of the vortex generator;
- блок определения дополнительных действующих на летательный аппарат в заданной точке пространства аэродинамических сил и моментов, индуцированных вихревым следом генератора вихрей, способный вычислять их на основе сохраненной информации о координатах точек траекторий центров завихренности и интенсивности следа генератора вихрей как совокупности траекторий центров областей завихренности в инерциальной системе координат, информации о конфигурации, положении, скорости перемещения и угловой скорости летательного аппарата в инерциальной системе координат и геометрических характеристиках летательного аппарата;- a unit for determining the additional aerodynamic forces and moments acting on the aircraft at a given point in space, induced by the vortex wake of the vortex generator, capable of calculating them based on the stored information about the coordinates of the points of the trajectories of the vortex centers and the intensity of the vortex generator trace as a set of trajectories of the centers of the vortex regions in the inertial system coordinates, configuration information, position, displacement velocity and angular velocity of the aircraft inertia noy coordinate system and the geometric characteristics of the aircraft;
- блок определения опасности аэродинамических возмущений в заданной точке пространства, способный производить оценку опасности возмущений по критерию опасности, установленному пользователем;- a unit for determining the danger of aerodynamic disturbances at a given point in space, capable of assessing the danger of disturbances according to a hazard criterion set by the user;
- блок определения множества точек пространства, в которых дополнительные аэродинамические силы и моменты, индуцированные вихревым следом генератора вихрей, являются опасными, способный определять координаты точек пространства, принадлежащих опасной зоне, на основе отбора их по критерию опасности, установленному пользователем;- a unit for determining the set of points in space at which additional aerodynamic forces and moments induced by the vortex trace of the vortex generator are dangerous, capable of determining the coordinates of the points of space belonging to the danger zone, based on their selection according to the hazard criteria set by the user;
- блок определения геометрических характеристик опасной зоны вихревого следа, способный вычислять их на основе информации о координатах точек, принадлежащих опасной зоне.- a unit for determining the geometric characteristics of the danger zone of the vortex wake, capable of calculating them based on information about the coordinates of points belonging to the danger zone.
При этом, согласно изобретению в подсистеме предупреждения в устройстве определения параметров опасной зоны блок определения геометрических характеристик опасной зоны вихревого следа способен аппроксимировать границу опасной зоны.Moreover, according to the invention, in the warning subsystem in the device for determining the parameters of the danger zone, the unit for determining the geometric characteristics of the danger zone of the vortex wake is able to approximate the boundary of the danger zone.
При этом, согласно изобретению целесообразно, чтобы в интегрированной системе в качестве критерия опасности вихревого следа генератора вихрей была выбрана допустимая величина крена летательного аппарата.Moreover, according to the invention, it is advisable that in the integrated system, as a criterion for the danger of the vortex trace of the vortex generator, the permissible roll of the aircraft is selected.
Кроме того, согласно изобретению в интегрированной системе безопасности в качестве критерия опасности вихревого следа генератора вихрей может быть выбран момент крена, индуцируемый вихревым следом генератора вихрей на летательном аппарате.In addition, according to the invention, in the integrated safety system, the heeling moment induced by the vortex trace of the vortex generator on the aircraft can be selected as a criterion for the danger of the vortex wake of the vortex generator.
При этом, согласно изобретению целесообразно, чтобы в интегрированной системе в подсистеме предупреждения устройство слежения за вихревым следом и устройство прогнозирования содержали программируемый компонент, а устройство определения параметров опасной зоны было реализовано в программном обеспечении программируемого компонента.Moreover, according to the invention, it is advisable that in the integrated system in the warning subsystem the vortex wake tracking device and the prediction device contain a programmable component, and the device for determining the hazard zone parameters is implemented in the programmable component software.
При этом, согласно изобретению в интегрированной системе устройства и блоки подсистемы предупреждения и подсистемы пользователя могут иметь различную локализацию.Moreover, according to the invention, in the integrated system, the devices and blocks of the warning subsystem and the user subsystem can have different localization.
Кроме того, согласно изобретению интегрированная система в подсистеме пользователя может содержать систему сохранения информации, по меньшей мере, о величине времени упреждения, координатах контрольной плоскости, области прогнозируемых положений летательного аппарата и опасных зон генераторов вихрей системы предупреждения, по меньшей мере, в течение времени аварийной индикации события равенства нулю расстояния от области прогнозируемых положений летательного аппарата до опасной зоны вихревого следа генератора вихрей.In addition, according to the invention, the integrated system in the user subsystem may comprise a system for storing information of at least the lead time, the coordinates of the control plane, the area of the predicted positions of the aircraft and the hazardous areas of the vortex generators of the warning system for at least the emergency time indication of the event that the distance from the region of the predicted positions of the aircraft to the danger zone of the vortex wake of the vortex generator is zero.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
В дальнейшем изобретение поясняется примером его осуществления и прилагаемыми чертежами, на которых:The invention is further illustrated by an example of its implementation and the accompanying drawings, in which:
фиг.1 - схема информационных потоков интегрированной системы вихревой безопасности летательного аппарата согласно изобретению, вариант;figure 1 - diagram of the information flows of the integrated vortex safety system of the aircraft according to the invention, an option;
фиг.2 - схема реализации подсистемы предупреждения пользователей о возможности попадания летательного аппарата в опасную зону вихревого следа генератора вихрей во взаимодействии с частью подсистемы пользователя согласно изобретению, вариант;figure 2 - diagram of the implementation of the subsystem warning users about the possibility of an aircraft entering the danger zone of the vortex wake of the vortex generator in cooperation with part of the user subsystem according to the invention, an embodiment;
фиг.3 - схема выполнения устройства определения геометрических характеристик опасной зоны вихревого следа согласно изобретению, вариант;figure 3 - embodiment of a device for determining the geometric characteristics of the danger zone of the vortex wake according to the invention, an option;
фиг.4 - схема реализации интегрированной системы вихревой безопасности согласно изобретению, вариант;4 is a diagram of an integrated vortex safety system according to the invention, an embodiment;
фиг.5 - схематичное изображение информации, визуализированной в подсистеме пользователя согласно изобретению, вариант.5 is a schematic representation of information visualized in a user subsystem according to the invention, an embodiment.
Лучший вариант осуществления изобретенияThe best embodiment of the invention
Изобретение может быть проиллюстрировано не ограничивающим его применение вариантом реализации, схема которого представлена на Фиг.1 для случая, когда пользователем является летательный аппарат (далее - ЛА) в режиме полета по маршруту в окрестности аэродрома, и его окрестности в полете находится другой ЛА, являющийся генератором вихрей (далее - ГВ). При этом ЛА оборудован бортовым пилотажно-навигационным комплексом, который обеспечивает измерение навигационно-пилотажных параметров собственного ЛА и других объектов и объединяет подсистемы, которые дополняют и корректируют друг друга: радиосистемы ближней и дальней навигации, радиомаячную систему, спутниковую систему навигации, доплеровскую систему измерения путевой скорости и угла сноса, инерционную систему, радиолокационную систему, оптоэлектронную систему и лазерный дальномер, радиовысотомер, систему воздушных сигналов, датчики углов атаки и скольжения, перегрузок, угловых скоростей, гировертикаль, систему межсамолетной навигации, бортовую систему единой индикации ЛА и содержит вычислительный комплекс, устройства индикации, сигнализации и визуализации информации, например, индикатор на лобовом стекле и/или дисплей.The invention can be illustrated by a non-limiting implementation option, the scheme of which is shown in FIG. 1 for the case when the user is an aircraft (hereinafter - LA) in flight mode along a route in the vicinity of the aerodrome, and another aircraft is located in flight, which is vortex generator (hereinafter - GV). At the same time, the aircraft is equipped with an on-board flight and navigation complex, which provides measurement of the navigation and flight parameters of its own aircraft and other objects and combines subsystems that complement and correct each other: short-range and long-range navigation systems, a beacon system, a satellite navigation system, a Doppler track measurement system drift speed and angle, inertia system, radar system, optoelectronic system and laser rangefinder, radio altimeter, air signal system, dates iki attack angles and slip accelerations, angular rates, gyrovertical, mezhsamoletnoy navigation system, on-board the aircraft and a single display system comprises a computer system, the display device, alarm and data visualization, for example, head-up display and / or display.
Навигационное оборудование аэродрома представляет собой, например, комплекс, содержащий международную радиотехническую систему ближней навигации типа VOR/DME (VOR - радиомаяк измерения азимута, DME - радиомаяк измерения дальности), являющуюся стандартной для обеспечения полетов на зарубежных международных трассах и предназначенной для непрерывного автоматического определения местоположения ЛА (установленные нормы системы: дальность действия системы до 370 км, зона действия 0-40°), автоматического радиопеленгатора для индикации азимута ЛА, например, типа АРП-7С, и приводной радиостанции, например, типа АПР-8, предназначенной для обеспечения полетов ЛА, оборудованных автоматическими радиокомпасами.Aerodrome navigation equipment is, for example, a complex containing an international VOR / DME type short-range radio navigation system (VOR is a radio beacon for measuring azimuth, DME is a radio beacon for measuring distances), which is standard for ensuring flights on international international routes and is designed for continuous automatic positioning LA (established system norms: range of the system up to 370 km, range 0-40 °), automatic direction finder for indicating the azimuth of the aircraft, Reamer, type ATM-7C, and a drive station, for example, APD-8 type intended for aircraft flight equipped with automatic radio.
На Фиг.1 показана схема информационных потоков интегрированной системы вихревой безопасности летательного аппарата согласно изобретению вариант, когда подсистема 1 информации об ЛА, подсистема 2 информации о генераторе вихрей (далее ГВ) и подсистема 3 информации об окружающей среде реализованы в указанном пилотажно-навигационном комплексе и, частично, на основе оборудования аэродрома, и фиксируют, сохраняют и предоставляют другим подсистемам интегрированной системы вихревой безопасности согласно изобретению информацию об углах атаки и скольжения, угловых скоростях вращения ЛА вокруг связанных осей координат, отклонения управляющих органов, режиме работы двигателей, перегрузках вдоль связанных осей координат, углах ориентации ЛА в связанной системе координат, информацию о конфигурации ЛА, приборной скорости, ускорении, углах ориентации вектора скорости в инерциальной системе координат, координатах положения ЛА в пространстве, радиолокационную информацию о метеорологической обстановке, типе подстилающей поверхности, положении ГВ в пространстве, а также полученную от наземных пунктов аэродрома по радиолиниям информацию, например, о положении других ГВ в пространстве, их форме и габаритах, скоростях и ориентации, профиле скорости ветра по высоте, типе ГВ, координатах точек его траектории, его геометрических и массовых характеристиках.Figure 1 shows a diagram of the information flows of the integrated vortex safety system of an aircraft according to the invention, an option when the subsystem 1 of information about the aircraft, subsystem 2 of information about the generator of vortices (hereinafter GV) and subsystem 3 of information about the environment are implemented in the specified flight navigation system and , in part, on the basis of airfield equipment, and record, store and provide other subsystems of the integrated vortex safety system according to the invention with information on angles of attack and slip, angular rotational speeds of the aircraft around the associated coordinate axes, deviations of the governing bodies, engine operation, overloads along the connected coordinate axes, aircraft orientation angles in the associated coordinate system, information on the configuration of the aircraft, instrument speed, acceleration, angles of orientation of the velocity vector in inertial coordinate system, the coordinates of the position of the aircraft in space, radar information about the meteorological situation, the type of underlying surface, the position of the hot water in space, as well as the received information from the ground points of the aerodrome on radio links, for example, about the position of other HVs in space, their shape and dimensions, speeds and orientations, the profile of the wind speed in height, the type of HW, the coordinates of the points of its trajectory, its geometric and mass characteristics.
Подсистема 4 предупреждения пользователя о возможности попадания летательного аппарата в опасную зону вихревого следа ГВ реализована на основе пилотажно-навигационного комплекса и вычислительной системы ЛА, подсистема 5 пользователя реализована на основе вычислительной системы ЛА, устройств индикации и визуализации информации, например индикатора на лобовом стекле и/или дисплея, а коммутационная подсистема 6 реализована на основе бортовых мультиплексных каналов информационного обмена.Subsystem 4 of warning the user about the possibility of the aircraft entering the danger zone of the GV vortex wake is implemented on the basis of the flight-navigation complex and the aircraft computing system,
Согласно изобретению подсистема 4 предупреждения пользователя и часть подсистемы 5 пользователя, включающая систему визуализации, выполнены согласно схеме, изображенной на Фиг.2. Подсистема 4 предупреждения на основе полученной информации от подсистем 1, 2 и 3 вычисляет траектории вихревых следов, находящихся в окрестности ЛА, как совокупность точек траектории центров областей завихренности в пространстве, определяет геометрические характеристики зон вихревого следа ГВ, удовлетворяющих критерию опасности, установленному пользователем, например, величиной угла крена ЛА под прогнозируемым воздействием вихревого следа на ЛА в прогнозируемый момент времени пересечения ЛА некоторой моделированной контрольной плоскости, расположенной в пространстве впереди ЛА перпендикулярно направлению его движения на упреждающем расстоянии от ЛА, формирует в контрольной плоскости информацию о взаимном прогнозируемом расположении ЛА и опасных зон вихревых следов, определяет степень их опасности для ЛА и отслеживает в текущем режиме расстояние между опасной зоной и ЛА.According to the invention, the user warning subsystem 4 and a part of the
Подсистема 5 пользователя информирует пилота о прогнозируемом событии попадания в опасную зону с помощью звуковой, тактильной или визуальной индикации и обеспечивает визуализацию этой информации для пользователя, формируя предписывающий сигнал, например, звуковой. В случае размещения подсистемы 5 пользователя также и в месте размещения диспетчера полетов, эта информация может быть продублирована, что позволяет диспетчеру сконцентрировать свое внимание на разрешении создавшейся полетной ситуации.The
Согласно схеме Фиг.2, в описываемой подсистеме 4 предупреждения устройство 7 слежения за параметрами ЛА принимает через коммуникационную подсистему 6 информацию от подсистемы 1 информации об ЛА, в частности, согласно изобретению информацию о конфигурации, координатах, скорости перемещения, угловой скорости ЛА, углах тангажа, рыскания и крена в текущий момент времени t в инерциальной системе координат (далее ИСК).According to the diagram of FIG. 2, in the described warning subsystem 4, the aircraft
Устройство 8 слежения за ГВ принимает через коммуникационную подсистему 6 от подсистемы 2 информации о генераторах вихревого следа, а запоминающее устройство 9 сохраняет информацию о типе ГВ, скорости его перемещения, угловой скорости и координатах точек его траектории в ИСК.The
Детектор 10 параметров среды принимает через коммуникационную подсистему 6 от подсистемы 3 информации об окружающей среде, например, от системы воздушных сигналов СВС или от диспетчера полета, информацию о величине и направлении локальной скорости ветра, профиле ветра по высоте, степени турбулентности, типе подстилающей поверхности в области совместного размещения ЛА и ГВ, относительно ИСК в текущий момент времени t.The
Устройство 11 слежения за вихревым следом на основе информации от запоминающего устройства 9 вычисляет траекторию и интенсивность вихревого следа ГВ как совокупность траекторий центров областей завихренности в ИСК, например, с помощью алгоритмов, таких, как алгоритм, являющийся объектом «know-how» авторов изобретения, или, например, с использованием известного алгоритма вычисления траектории и интенсивности вихревого следа (Northwest Research Associates, Inc., Aircraft Vortex Spacing System (AVOSS), Algorithm Version 3.1.1), обеспечивающего вычисление координат центров областей завихренности на основе интегрирования дифференциального уравнения, описывающего эволюцию областей завихренности в пространстве и времени, или других алгоритмов, обеспечивающих указанные вычисления. Запоминающее устройство 12 сохраняет эти данные. Параметры координат областей завихренности также могут быть определены с помощью инструментальных измерений, например, с помощью лазерных радиолокационных устройств типа лидар, измерений и оценкой величины тангенциальных скоростей воздушного потока с последующим вычислением траектории и интенсивности вихревого следа. Устройство 13 осуществляет выбор времени упреждения, необходимого для выполнения маневра по изменению траектории ЛА. Это время упреждения согласно изобретению может быть откорректировано в текущем режиме с помощью ручного регулирования, полуавтоматического или автоматического регулирования с учетом, например, квалификации пилота или особенностей поставленной полетной задачи. Устройство 14 моделирования контрольной плоскости (далее - КП) на основе информации от устройства 7 о координатах, скорости перемещения, углах тангажа, рыскания и крена ЛА и информации от устройства 13 о выбранной величине времени упреждения Δt моделирует КП, расположенную в пространстве перед ЛА перпендикулярно направлению его движения на расчетном упреждающем расстоянии от ЛА, например, в виде коэффициентов уравнения плоскости КП в ИСК, и определяет прогнозируемый момент времени t+Δt пролета ЛА через КП в ИСК. В качестве устройства 14 может быть использовано любое вычислительное устройство, позволяющее производить такие вычисления, например компьютер на борту ЛА. Устройство 15 прогнозирования на основе информации о траектории и интенсивности вихревого следа ГВ, сохраненной в устройстве 12, и прогнозируемом моменте времени от устройства 14 моделирования вычисляет координаты траектории и интенсивность вихревого следа ГВ как совокупности траекторий центров областей завихренности в прогнозируемый момент времени в ИСК. Устройство 16 определения параметров опасной зоны на основе информации от устройства 7 о координатах, скорости перемещения и угловой скорости ЛА и от запоминающего устройства 12 о координатах точек траектории и интенсивности вихревого следа как совокупности траекторий центров областей завихренности, генерируемых ГВ, определяет в соответствии с выбранным критерием опасности геометрические характеристики опасной зоны вихревого следа ГВ как совокупности опасных зон областей завихренности, генерируемых ГВ, в прогнозируемый момент времени t+Δt. При этом в качестве критерия опасности согласно изобретению может быть выбрана допустимая величина угла крена ЛА или, например, допустимая величина момента крена, индуцируемого вихревым следом ГВ.The vortex wake tracking device 11, based on information from the storage device 9, calculates the trajectory and intensity of the HS vortex wake as a set of trajectories of the centers of the vorticity regions in the ISK, for example, using algorithms such as the algorithm that is the know-how of the inventors, or, for example, using the well-known algorithm for calculating the trajectory and intensity of the vortex wake (Northwest Research Associates, Inc., Aircraft Vortex Spacing System (AVOSS), Algorithm Version 3.1.1), which provides the calculation of the coordinates of the centers of the vortex regions This is based on the integration of a differential equation that describes the evolution of vorticity regions in space and time, or other algorithms that provide these calculations. A
При этом согласно изобретению устройство 11 слежения за вихревым следом и устройство 15 прогнозирования могут содержать программируемый компонент, например траекторию и интенсивность вихревого следа ГВ, а устройство 16 может быть реализовано в программном обеспечении этого компонента - базе данных о рассчитанных геометрических характеристиках опасных зон вихревых следов различных типов ГВ в зависимости от различных условий окружающей среды и параметров движения ГВ, аэродинамических сил и моментов, индуцированных на ЛА вихревыми следами различной интенсивности, например моментов крена.Moreover, according to the invention, the vortex wake tracking device 11 and the
Устройство 17 (Фиг.2), реализованное, например, в компьютере бортовой пилотажно-навигационной системы, на основе информации о координатах КП вычисляет координаты точек пересечения траектории вихревого следа ГВ с КП в прогнозируемый момент времени t+Δt на основе информации о координатах КП от устройства 14 и информации от устройства 15 о траектории вихревого следа, например, путем выбора точек траектории вихревого следа, расположенных по разные стороны КП, с интерполяцией расстояния между ними.The device 17 (FIG. 2), implemented, for example, in the computer of the flight control and navigation system, on the basis of information about the coordinates of the KP calculates the coordinates of the points of intersection of the trajectory of the vortex wake from the KP at the predicted time t + Δt based on information about the coordinates of the KP from
Устройство 18 формирования зон и областей, например, в составе компьютера бортовой инерциальной навигационной системы ЛА, формирует вокруг точки пересечения траектории вихревого следа ГВ с КП опасную зону вихревого следа, область прогнозируемых с учетом установленных нормативов производства полета положений летательного аппарата (далее ОПП ЛА) в прогнозируемый момент времени t+Δt и область повышенного внимания (далее ОПВ), как совокупность множества точек на контрольной плоскости. Согласно изобретению устройство 12 позволяет осуществлять текущую коррекцию координат ОПП ЛА и ОПВ, что является важным для пилота при координировании маневра уклонения с ситуацией выполнения полетного задания.A
Блок перехода 19 вычисляет координаты ОПП ЛА опасной зоны вихревого следа ГВ и ОПВ в связанной с ЛА системе координат.
Затем первый блок 20 проверки условия пересечения вычисляет расстояние от ОПВ до опасной зоны вихревого следа, отслеживая событие равенства его нулю, а второй блок 21 проверки условия пересечения вычисляет расстояние от ОПП до опасной зоны вихревого следа ГВ, отслеживая событие равенства его нулю.Then, the first intersection
Информация о равенстве нулю в прогнозируемый момент времени указанных расстояний поступает в подсистему 5 пользователя в устройства индикации 22 и 23, например, в устройство 22 аудио-индикации в случае равенства нулю расстояния между областью ОПВ и опасной зоной вихревого следа, а затем, например, в устройство 23 аварийной тактильной индикации для пилота в случае равенства нулю расстояния между ОПП ЛА и опасной зоной вихревого следа. Тактильная индикация призвана побудить пилота к принятию срочных мер для выполнения маневра уклонения ЛА от опасной зоны. При этом в распоряжении пилота есть время для маневра, вычисляемое устройством 14 моделирования КП с учетом скорости перемещения ЛА и упреждающего расстояния. В зависимости от складывающейся ситуации после получения сигнала первой индикации от устройства 22 величина времени упреждения может быть пилотом скорректирована, например, с помощью ручного регулирования установлением дискретного значения, полуавтоматического регулирования с переходом на другое значение или автоматического регулирования в случае установления критерия - условия изменения этого времени в сторону увеличения или уменьшения.Information about the equality to zero at the predicted time instant of the indicated distances enters the
С увеличением указанных расстояний индикация прекращается.As the indicated distances increase, the display stops.
Целесообразно, согласно изобретению визуализировать для пользователя информацию о взаимном расположении ОПП ЛА и опасной зоны в КП в прогнозируемый момент времени в устройстве 24 визуализации, например, на дисплее, индикаторе лобового стекла или навигационной карте ЛА, а также для ограничения объема информации, не являющейся актуальной для пилота, визуализировать положение опасных зон только после пересечения их с ОПВ.It is advisable, according to the invention, to visualize information for the user about the relative position of the airborne landing gear and the hazardous area in the control room at the predicted point in time in the
Согласно изобретению устройство 16 определения параметров опасной зоны может быть выполнено согласно изобретению и содержать, как показано на схеме Фиг.3, блок 25 схематизации ЛА, принимающий информацию от устройства 7 подсистемы 4 предупреждения, выполненный любым известным образом и вычисляющий совокупность геометрических характеристик ЛА с учетом его конфигурации, блок 26, принимающий информацию от блока 25 и информацию от устройства 12 подсистемы 4 предупреждения и определяющий дополнительные аэродинамические силы и моменты, индуцированные вихревым следом ГВ в точке пространства. Затем блок 27 определяет на основе заданного критерия опасности степень опасности аэродинамических возмущений в заданной точке пространства, блок 28 определяет точки пространства, принадлежащие опасной зоне вихревого следа, а блок 29 определяет геометрические характеристики опасной зоны как совокупности точек и осуществляет аппроксимацию границ опасной зоны для упрощения визуализации опасной зоны на дисплее. Информация о параметрах опасной зоны вихревого следа ГВ затем поступает в устройство 18 системы предупреждения и визуализируется в случае опасности попадания в нее ЛА.According to the invention, the hazardous area
На Фиг.4 показано схематично расположение контрольной плоскости, смоделированной в подсистеме 4 предупреждения пользователей, размещенной, например, на ЛА, и вихревых следов ГВ. Однако подсистема 4 может быть расположена и в месте расположения диспетчера полета, например, на аэродроме или корабле, а пилоту может быть только предоставлена только информация, визуализированная на бортовых устройствах визуализации.Figure 4 shows schematically the location of the control plane, modeled in the subsystem 4 warning users placed, for example, on the aircraft, and vortex traces of the GW. However, subsystem 4 can also be located at the location of the flight dispatcher, for example, at an aerodrome or ship, and the pilot can only be provided with information visualized on-board visualization devices.
На Фиг.5 схематично показана информация, визуализируемая на дисплее навигационной карты, который обычно применяется в ЛА для индикации курса ЛА и для изображения символов, генерируемых бортовой инерпиальной навигационной системой например, системой Airborne Inertial Navigation System (AINS), с изображением области 30 прогнозируемых положений ЛА (ОПП ЛА) и опасных зон 31, 32 вихревых следов ГВ в пространстве в прогнозируемый момент времени. Область 30 ОПП ЛА может иметь вид, например, прямоугольника, размеры которого пропорциональны габаритам области возможного положения корпуса ЛА в пространстве. Границы области 33 повышенного внимания на дисплее не показаны, так как, согласно изобретению, целесообразно, чтобы изображение опасных зон вихревых следов проецировалось на дисплее только в том случае, если опасные зоны 31, 32 пересекаются с областью повышенного внимания 33, одновременно с индикацией, например, звуковой, этого события. Опасные зоны 31, 32 вихревых следа могут иметь вид, например, круга или другой удобной для зрительного восприятия геометрической фигуры. При этом изображение может сопровождаться визуальной индикацией, например, световой или цветной, самих областей или границ 33, 34, 35 соответственно, области 30 ОПП ЛА и опасных зон 31, 32 вихревых следов.Figure 5 schematically shows the information displayed on the display of the navigation chart, which is usually used in aircraft to indicate the course of the aircraft and to display the characters generated by the onboard inertial navigation system, for example, the Airborne Inertial Navigation System (AINS), with the image of the
Согласно изобретению целесообразно сохранять текущую информацию о величине выбранного времени упреждения, координатах контрольной плоскости, области прогнозируемых положений летательного аппарата и опасных зон вихревых следов генераторов вихрей в течение времени аварийной индикации события равенства нулю расстояния от области прогнозируемых положений летательного аппарата до опасной зоны вихревого следа генератора вихрей. Это сохранение может быть обеспечено с помощью, например, отдельного устройства сохранения информации (не показано), размещенного как на борту, например, в системе записи информации так называемого «черного ящика», так и в составе наземных, надводных, космических средств контроля за воздушным движением. Наличие такой информации позволит осуществлять мероприятия по установлению причин авиакатастроф для целей оценки действий пилота ЛА в ситуации наличия в окружающем его пространстве вихревых следов, попадание в опасные зоны которых могли привести, например, к изменению конфигурации ЛА или изменению его траектории.According to the invention, it is advisable to keep current information about the value of the lead time, the coordinates of the control plane, the area of the predicted positions of the aircraft and the danger zones of the vortex traces of the vortex generators during the emergency indication of the event of zero distance from the area of the predicted positions of the aircraft to the danger zone of the vortex trace of the vortex generator . This storage can be achieved using, for example, a separate information storage device (not shown), placed both on board, for example, in the so-called “black box” information recording system, and as part of ground-based, surface-based, space-based airborne controls movement. The availability of such information will make it possible to carry out measures to determine the causes of air crashes in order to evaluate the actions of an aircraft pilot in the situation of the presence of vortex traces in the space surrounding it, entering into the danger zones of which could lead, for example, to a change in aircraft configuration or a change in its trajectory.
Разумеется, хотя в описанном примере представлен лишь один из генераторов вихрей и визуализируется и индуцируется поведение лишь одной опасной зоны вихревого следа одного ГВ, вычисления по слежению за вихревым следом ГВ осуществляются в отношении всех ГВ, находящихся в окрестности ЛА, а отображаются на дисплее только зоны вихревых следов ГВ, попадания в которые следует избежать по причине их опасности для ЛА. При этом на основе оценки пилотом схемы расположения потенциально опасных зон на дисплее может быть принято адекватное решение о характере маневра ЛА, который приведет к выходу ЛА из области опасных зон вихревых следов.Of course, although in the described example only one of the vortex generators is presented and the behavior of only one dangerous zone of the vortex wake of one HS is visualized and induced, the calculations for tracking the vortex wake of the HS are carried out for all the HSs located in the vicinity of the aircraft, and only the zones are displayed vortex traces of HS, which must be avoided due to their danger to the aircraft. In this case, based on the pilot’s assessment of the location scheme of potentially dangerous zones on the display, an adequate decision can be made about the nature of the maneuver of the aircraft, which will lead to the aircraft leaving the area of the dangerous zones of the vortex traces.
Подсистема 4 предупреждения о возможности попадания ЛА в опасную зону вихревого следа ГВ согласно изобретению может быть реализована с использованием штатного бортового и наземного оборудования, например бортовой инерциальной навигационной системы ЛА (Airborne Inertial Navigation System (AINS), системы воздушных сигналов (Air Data Computer System (ADC), доплеровского измерителя скорости сноса ЛА (Doppler System (DS), радиолокатора переднего обзора ЛА (Forward View Radar (FVR) и использованием информации, поступающей от управления воздушным движением (Air Traffic Control (ATC), системы единой индикации (United Indication System (UIS), мультиплексного канала информационного обмена (Information Exchange Multiplex Channel (IEMC), а также от совместимых с указанными системами информационных систем, применяемых на ЛА других стран, например системы предотвращения столкновений Collision Avoidance System (TCAS), системы предупреждения об опасности движения Traffic Alert, США.According to the invention, the warning subsystem 4 for the possibility of an aircraft entering the hazardous area of the GW vortex wake can be implemented using standard on-board and ground equipment, for example, the Airborne Inertial Navigation System (AINS), and the airborne signal system (Air Data Computer System ( ADC), the Doppler drift speed meter (Doppler System (DS), the forward radar of the aircraft (Forward View Radar (FVR) and using information from air traffic control (ATC), a single indicator system United Indication System (UIS), Information Exchange Multiplex Channel (IEMC), as well as information systems compatible with these systems used on aircraft of other countries, for example Collision Avoidance System (TCAS), collision avoidance systems Traffic Alert, USA.
Кроме того, устройства интегрированной системы согласно изобретению могут быть локализованы раздельно на различных объектах системы управления движением или различных ЛА и ГВ с обеспечением информирования пользователя о результатах осуществления операционных вычислений с помощью индикации и визуализации их. При этом пользователями такой информации могут быть как экипажи ЛА, так и диспетчерские службы аэродромов, кораблей, консультирующих экипажи ЛА при производстве полетов о рекомендуемой траектории полета или о необходимости маневра ЛА для исключения опасной полетной ситуации, что особенно важно в условиях плохой видимости и сложных метеоусловиях.In addition, the devices of the integrated system according to the invention can be localized separately at various objects of the motion control system or various aircraft and airborne vehicles, providing the user with information about the results of operational calculations by indicating and visualizing them. At the same time, users of such information can be both flight crews and aerodrome control services, ships advising flight crews on flights on the recommended flight path or on the need for a flight maneuver to eliminate a dangerous flight situation, which is especially important in conditions of poor visibility and difficult weather conditions .
Специалистам в области авиации должно быть понятно, что интегрированная система вихревой безопасности согласно изобретению является воплощением комплексного подхода к проблеме обеспечения безопасности летательных аппаратов, и применима как в условиях полета по маршруту, так и в условиях посадки или взлета летательных аппаратов.Specialists in the field of aviation should understand that the integrated vortex safety system according to the invention is the embodiment of an integrated approach to the problem of ensuring the safety of aircraft, and is applicable both in flight conditions along the route and in conditions of landing or take-off of aircraft.
При этом подсистема пользователя, размещенная как на борту ЛА, так и в месте размещения диспетчера полета, может обеспечить текущую коррекцию имеющейся у диспетчера информации о вихревой обстановке в районе приземления или посадки, что позволит не только повысить безопасность взлета и посадки, но и сократить временной интервал между ЛА при взлете или приземлении.At the same time, the user subsystem, located both on board the aircraft and in the location of the flight dispatcher, can provide current correction of the information available to the dispatcher on the vortex situation in the area of landing or landing, which will not only increase the safety of takeoff and landing, but also reduce the time the interval between aircraft during takeoff or landing.
Кроме того, применение интегрированной системы безопасности согласно изобретению позволит снизить нагрузку диспетчера полета по формированию предписывающих указаний пилоту, так как ответственность принятия решения о выполнении маневра уклонения от опасной зоны вихревого следа ложится на пилота, и ему предоставляется дополнительная информация, облегчающая принятие решения. При этом следует иметь в виду, что, так или иначе, решение пилот принимает и сейчас, без использования интегрированной системы вихревой безопасности согласно изобретению, но в условиях отсутствия информации о расположении опасных зон вихревых следов.In addition, the use of the integrated safety system according to the invention will reduce the load of the flight dispatcher to formulate instructions to the pilot, since the responsibility of deciding on the maneuver to evade the danger zone of the vortex wake lies with the pilot, and he is provided with additional information to facilitate decision making. It should be borne in mind that, one way or another, the pilot makes the decision now, without using the integrated vortex safety system according to the invention, but in the absence of information about the location of the danger zones of the vortex traces.
Специалистам в области авиации и авионики должно быть понятно, что в интегрированную систему вихревой безопасности согласно настоящему изобретению могут быть внесены улучшения и усовершенствования, не выходящие за рамки притязаний и формулы настоящего изобретения, связанные с различием условий применения системы, а также с усовершенствованием навигационных и информационных систем. Например, могут быть применены различные вычислительные алгоритмы, наиболее точно реализующие поставленные задачи, применены различные способы индикации и визуализации информации, предоставляемой пользователю, улучшающие адекватность восприятия полученной пользователем информации, предусмотрено использование различных информационных потоков.Professionals in the field of aviation and avionics should understand that the integrated vortex safety system according to the present invention can be made improvements and improvements that do not go beyond the claims and claims of the present invention, related to the difference in the conditions of use of the system, as well as to the improvement of navigation and information systems. For example, various computational algorithms that most accurately implement the tasks can be applied, various methods of indicating and visualizing the information provided to the user, improving the adequacy of the perception of the information received by the user, are applied, the use of various information streams is provided.
Для специалистов по управлению воздушным движением должно быть ясно, что интегрированную систему вихревой безопасности согласно изобретению можно реализовать и для выполнения функций управления полетами, так как отслеживание вихревой обстановки в окрестности наземных ГВ и летящих ГВ можно осуществлять с использованием систем предупреждения, размещенных автономно на ЛА, на кораблях, на аэродромах, объединенных в единую информационную систему, позволяющую предотвращать создание нештатных ситуаций, связанных с попаданием ЛА в опасные зоны вихревых следов различных ГВ. При этом в качестве ГВ могут быть ЛА различных типов, например самолеты, вертолеты, беспилотные средства, а также морские суда, в том числе, авианосцы, а также наземные сооружения и другие объекты.For air traffic control specialists, it should be clear that the integrated vortex safety system according to the invention can also be implemented to perform flight control functions, since the vortex situation can be monitored in the vicinity of ground HVs and flying HVs using warning systems placed autonomously on an aircraft, on ships, at aerodromes, united in a single information system, which helps to prevent the creation of contingencies associated with aircraft entering dangerous zones of vortex traces of various HS. Moreover, various types of aircraft can be used as warheads, for example, airplanes, helicopters, unmanned aerial vehicles, as well as sea vessels, including aircraft carriers, as well as ground structures and other objects.
Промышленная применимостьIndustrial applicability
Интегрированную систему вихревой безопасности летательного аппарата согласно изобретению целесообразно реализовывать в виде программ, адаптированных к типу ЛА, условиям эксплуатации ЛА, типу используемого на нем оборудования, и совместимых с информационными системами управления воздушным движением.The integrated vortex safety system of an aircraft according to the invention is expediently implemented in the form of programs adapted to the type of aircraft, the operating conditions of the aircraft, the type of equipment used on it, and compatible with information systems for air traffic control.
Интегрированная система вихревой безопасности согласно изобретению может быть легко реализована с помощью известных устройств, может быть использована для установки на различных летательных аппаратах, а также в различных тренажерах для обучения пилотов и диспетчеров действиям в условиях вихревой опасности.The integrated vortex safety system according to the invention can be easily implemented using known devices, can be used for installation on various aircraft, as well as in various flight simulators for training pilots and controllers to act in a vortex hazard.
Claims (15)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006101791/28A RU2324953C2 (en) | 2003-07-25 | 2003-07-25 | Integrated aircraft vortex safety system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006101791/28A RU2324953C2 (en) | 2003-07-25 | 2003-07-25 | Integrated aircraft vortex safety system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006101791A RU2006101791A (en) | 2007-09-10 |
| RU2324953C2 true RU2324953C2 (en) | 2008-05-20 |
Family
ID=38597710
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006101791/28A RU2324953C2 (en) | 2003-07-25 | 2003-07-25 | Integrated aircraft vortex safety system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2324953C2 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2461801C1 (en) * | 2011-09-20 | 2012-09-20 | Открытое акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро" (ОАО "РПКБ") | Method of determining wind speed aboard aircraft and integrated navigation system for realising said method |
| RU2469411C1 (en) * | 2011-06-02 | 2012-12-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" | Dataware of aircraft flight safety in vortex field |
| RU2474862C1 (en) * | 2011-12-28 | 2013-02-10 | Открытое акционерное общество "Камов" | Flight director display |
| RU2477893C1 (en) * | 2011-09-30 | 2013-03-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" | Method for provision of aircraft flight vortex safety |
| RU187671U1 (en) * | 2018-01-17 | 2019-03-14 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Автономные аэрокосмические системы - ГеоСервис" (ООО НПП "АВАКС-ГеоСервис") | Doppler speed and drift meter with a combined radio altimeter with an antenna system stabilized by the antenna |
| RU2701062C1 (en) * | 2018-11-29 | 2019-09-24 | Акционерное общество "Центр научно-технических услуг "Динамика" (АО ЦНТУ "Динамика") | Simulation method on flight test bench of aircraft penetration into vortex trace |
| RU2758526C1 (en) * | 2020-12-28 | 2021-10-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владивостокский государственный университет экономики и сервиса" (ВГУЭС) | Method for preventing an aircraft from getting into a vortex track of a vortex generator aircraft |
-
2003
- 2003-07-25 RU RU2006101791/28A patent/RU2324953C2/en active
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2469411C1 (en) * | 2011-06-02 | 2012-12-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" | Dataware of aircraft flight safety in vortex field |
| RU2461801C1 (en) * | 2011-09-20 | 2012-09-20 | Открытое акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро" (ОАО "РПКБ") | Method of determining wind speed aboard aircraft and integrated navigation system for realising said method |
| RU2477893C1 (en) * | 2011-09-30 | 2013-03-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" | Method for provision of aircraft flight vortex safety |
| RU2474862C1 (en) * | 2011-12-28 | 2013-02-10 | Открытое акционерное общество "Камов" | Flight director display |
| RU187671U1 (en) * | 2018-01-17 | 2019-03-14 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Автономные аэрокосмические системы - ГеоСервис" (ООО НПП "АВАКС-ГеоСервис") | Doppler speed and drift meter with a combined radio altimeter with an antenna system stabilized by the antenna |
| RU2701062C1 (en) * | 2018-11-29 | 2019-09-24 | Акционерное общество "Центр научно-технических услуг "Динамика" (АО ЦНТУ "Динамика") | Simulation method on flight test bench of aircraft penetration into vortex trace |
| RU2758526C1 (en) * | 2020-12-28 | 2021-10-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владивостокский государственный университет экономики и сервиса" (ВГУЭС) | Method for preventing an aircraft from getting into a vortex track of a vortex generator aircraft |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006101791A (en) | 2007-09-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7333030B2 (en) | Method and system for preventing an aircraft from penetrating into a dangerous trailing vortex area of a vortex generator | |
| CA2536671C (en) | Integrated system for aircraft vortex safety | |
| RU2550887C2 (en) | On-board integrated crew support information system and cognitive format of presenting flight information at take-off phase of multi-engine aircraft | |
| US8362925B2 (en) | Avionics display system and method for generating flight information pertaining to neighboring aircraft | |
| RU2634502C2 (en) | Method and device for traffic control at aerodrome | |
| EP2837914B1 (en) | Display systems and methods for providing displays indicating a required time of arrival | |
| RU2497175C1 (en) | Flight display system and cognitive flight display for single-rotor helicopter | |
| US20200013295A1 (en) | Energy management visualization methods and systems | |
| EP3401892A1 (en) | Display system and method for indicating a time-based requirement | |
| RU2324203C2 (en) | Method and system of warning for airvehicles about potential vortex wakes danger condition | |
| WO2009029005A2 (en) | Aircraft vortex safety method | |
| Mahapatra | Aviation Weather Surveillance Systems: Advanced Radar and Surface Sensors for Flight Safety and Air Traffic Management | |
| RU2324953C2 (en) | Integrated aircraft vortex safety system | |
| RU39960U1 (en) | INFORMATION TEAM LEADER SYSTEM | |
| RU2695019C1 (en) | Method of preventing penetration of aircraft into vortex trail of vortex generator | |
| RU2695249C1 (en) | Method of preventing ingress of an aircraft into a vortex trail of a vortex generator aircraft | |
| RU2397549C1 (en) | Method of warning on threat of collision of helicopter with ground obstacles | |
| Keller et al. | Cognitive task analysis of commercial jet aircraft pilots during instrument approaches for baseline and synthetic vision displays | |
| Gahan | Multi-path automatic ground collision avoidance system for performance limited aircraft with flight tests: Project Have MEDUSA | |
| Holforty et al. | Flight deck display of airborne traffic wake vortices | |
| Etherington et al. | Increasing Pilot's Understanding of Future Automation State–An Evaluation of an Automation State and Trajectory Prediction System | |
| Menon et al. | Metrics for Air Transportation System Safety Analysis | |
| RU2758526C1 (en) | Method for preventing an aircraft from getting into a vortex track of a vortex generator aircraft | |
| Holforty | Flight-deck display of neighboring aircraft wake vortices | |
| RU2297047C1 (en) | Method of detection and prevention of threat of collision of aircraft with underlying surface obstacles |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| HE4A | Notice of change of address of a patent owner | ||
| PD4A | Correction of name of patent owner |