RU2485019C1 - Aircraft crash point detection system - Google Patents
Aircraft crash point detection system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2485019C1 RU2485019C1 RU2011142198A RU2011142198A RU2485019C1 RU 2485019 C1 RU2485019 C1 RU 2485019C1 RU 2011142198 A RU2011142198 A RU 2011142198A RU 2011142198 A RU2011142198 A RU 2011142198A RU 2485019 C1 RU2485019 C1 RU 2485019C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- narrow
- band filter
- input
- black box
- Prior art date
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title abstract description 5
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 206010000369 Accident Diseases 0.000 abstract 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000000051 modifying Effects 0.000 description 9
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 3
- 230000000368 destabilizing Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 230000001960 triggered Effects 0.000 description 2
- 229920000298 Cellophane Polymers 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 210000000056 organs Anatomy 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised Effects 0.000 description 1
- 230000001052 transient Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Предлагаемая система относится к области авиации и может быть использована для поиска «черного ящика» во время катастрофы самолета.The proposed system relates to the field of aviation and can be used to search for the "black box" during an airplane crash.
Известны устройства и системы определения места катастрофы самолета (патенты РФ №№2.097.279, 2.113.380, 2.198.116, 2.415.781; патенты США №№3.520.503, 6.009.356; патент Германии №1.984.801; патент Франции №1.564.139 и другие).Known devices and systems for determining the scene of an airplane crash (RF patents Nos. 2,097.279, 2.113.380, 2.198.116, 2.415.781; US patents Nos. 3,520.503, 6.009.356; German patent No. 1.984.801; French patent No. 1.564.139 and others).
Из известных устройств и систем наиболее близким к предлагаемой системе является «Черный ящик» с сигнализацией (патент РФ №2.415.781, В64D 1/00, 2009), который и выбран в качестве базового объекта.Of the known devices and systems closest to the proposed system is the "Black Box" with alarm (RF patent No. 2.415.781,
Известный «Черный ящик» с сигнализацией в случае катастрофы самолета выбрасывается с парашютом, излучая при этом электромагнитные волны и звуковые сигналы. «Черный ящик» содержит резиновую камеру, которая при раскрытии парашюта наполняется воздухом, поступающим из камеры сжатого воздуха. Достигается возможность быстрого нахождения "черного ящика", а также уменьшается вероятность его сильного повреждения.The well-known “Black Box” with alarm in the event of a plane crash is thrown with a parachute, emitting electromagnetic waves and sound signals. The "black box" contains a rubber chamber, which, when the parachute is opened, is filled with air coming from the compressed air chamber. The ability to quickly find the "black box", and also reduces the likelihood of severe damage.
Для быстрого и точного обнаружения "черного ящика", излучающего электромагнитные и звуковые волны, а следовательно, и места катастрофы самолета необходим поисковый прибор, размещенный, например, на борту вертолета.For quick and accurate detection of the “black box” emitting electromagnetic and sound waves, and consequently, the plane crash site, you need a search device, placed, for example, on board a helicopter.
Технической задачей изобретения является обеспечение возможности для быстрого и точного обнаружения "черного ящика", а следовательно, и места катастрофы самолета путем использования поискового прибора на борту вертолета.An object of the invention is to provide the ability to quickly and accurately detect the black box, and therefore the crash site of an airplane by using a search instrument on board a helicopter.
Поставленная задача решается тем, что система определения места катастрофы самолета, содержащая в соответствии с ближайшим аналогом "черный ящик" с сигнализацией, который в случае катастрофы самолета выбрасывается с парашютом из отсека и приземляется или приводняется на морской поверхности, излучая при этом электромагнитные волны и звуковые сигналы, "черный ящик" помещен в отсек хвостовой части самолета и выбрасывается автоматически, при этом во время раскрытия парашюта открывается кран и через трубки воздухопровода из камеры сжатого воздуха поступает воздух в резиновую камеру, которая надувается и превращается в амортизатор-подушку, излучаемые "черным ящиком" электромагнитные волны и звуковые сигналы также излучаются на глубине, отличается от ближайшего аналога тем, что она снабжена поисковым прибором, размещенным на борту вертолета и состоящим из измерительного и четырех пеленгационных каналов, причем измерительный канал содержит последовательно включенные приемную антенну, усилитель высокой частоты, смеситель, второй вход которого соединен с выходом гетеродина, усилитель промежуточной частоты, первый перемножитель, второй вход которого соединен с выходом фильтра нижних частот, узкополосный фильтр, второй перемножитель, второй вход которого соединен с выходом усилителя промежуточной частоты, фильтр нижних частот и блок регистрации, каждый пеленгационный канал содержит последовательно включенные приемную антенну, усилитель высокой частоты, перемножитель, второй вход которого соединен с выходом усилителя промежуточной частоты, и узкополосный фильтр, к выходу первого узкополосного фильтра последовательно подключены пятый перемножитель, второй вход которого соединен с выходом второго узкополосного фильтра, пятый узкополосный фильтр и первый фазометр, к входу второго узкополосного фильтра последовательно подключены первая линия задержки, первый фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом второго узкополосного фильтра, и второй фазометр, к выходу третьего узкополосного фильтра последовательно подключены шестой перемножитель, второй вход которого соединен с выходом четвертого узкополосного фильтра, шестой узкополосный фильтр и третий фазометр, к выходу четвертого узкополосного фильтра последовательно подключены вторая линия задержки, второй фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом четвертого узкополосного фильтра, и четвертый фазометр, вторые входы фазометров соединены с выходом опорного генератора, приемная антенна измерительного канала размещена над втулкой винта вертолета, приемные антенны пеленгационных каналов размещены на концах лопастей несущего винта, двигатель кинетически связан с винтом вертолета и опорным генератором.The problem is solved in that a system for determining the scene of an airplane crash, containing, in accordance with the closest analogue, a “black box” with an alarm system that, in the event of an airplane crash, is parachuted from the compartment and lands or lands on the sea surface, while emitting electromagnetic waves and sound signals, the "black box" is placed in the tail section of the aircraft and is automatically thrown out, while during the opening of the parachute the crane opens and through the air duct from the compressed chamber air enters air into the rubber chamber, which is inflated and turns into a shock absorber-pillow, electromagnetic waves emitted by the black box and sound signals are also emitted at a depth that differs from the closest analogue in that it is equipped with a search device placed on board the helicopter and consisting of measuring and four direction finding channels, and the measuring channel contains serially connected receiving antenna, high-frequency amplifier, mixer, the second input of which is connected to the output of the local oscillator , an intermediate-frequency amplifier, a first multiplier, the second input of which is connected to the output of a low-pass filter, a narrow-band filter, a second multiplier, whose second input is connected to the output of an intermediate-frequency amplifier, a low-pass filter and a recording unit, each direction finding channel contains a receiving antenna in series, a high-frequency amplifier, a multiplier, the second input of which is connected to the output of the intermediate-frequency amplifier, and a narrow-band filter, to the output of the first narrow-band filter therefore, a fifth multiplier is connected, the second input of which is connected to the output of the second narrow-band filter, the fifth narrow-band filter and the first phase meter, the first delay line, the first phase detector, the second input of which is connected to the output of the second narrow-band filter, and the second phase meter are connected in series to the input of the second narrow-band filter , the sixth multiplier is connected to the output of the third narrow-band filter, the second input of which is connected to the output of the fourth narrow-band filter, the sixth a band-pass filter and a third phase meter, the second delay line, the second phase detector, the second input of which is connected to the output of the fourth narrow-band filter, and the fourth phase meter, the second inputs of the phase meters are connected to the output of the reference generator, the receiving antenna of the measuring channel is placed above the output of the fourth narrow-band filter helicopter rotor hub, receiving antennas of direction finding channels are located at the ends of the rotor blades, the engine is kinetically connected with the helicopter rotor and supporting generator.
На фиг.1 показан самолет со смонтированным в нем отсеком; на фиг.2 приведен "черный ящик" со своими составными частями; на фиг.3 - "черный ящик" с раскрытым парашютом; на фиг.4 - принципиально-структурная схема для выброса "черного ящика" из отсека самолета; на фиг.5 - розетка со штепселем; на фиг.6 - резиновая камера; на фиг.7 показано взаимное расположение "черного ящика" и приемных антенн 38-42. На фиг.8 представлена структурная схема поискового прибора, размещенного на борту вертолета.Figure 1 shows an airplane with a compartment mounted therein; figure 2 shows the "black box" with its components; figure 3 - "black box" with the parachute open; figure 4 is a schematic structural diagram for the ejection of the "black box" from the compartment of the aircraft; figure 5 - socket with a plug; figure 6 - rubber chamber; Fig.7 shows the relative position of the "black box" and receiving antennas 38-42. On Fig presents a structural diagram of a search instrument placed on board a helicopter.
"Черный ящик" 2 содержит блок 5 генераторов звука и электромагнитных волн, блок 6 питания, рычаг-переключатель 7, камеру 8 сжатия воздуха, резиновую камеру 9 типа тора, парашют 11, гибкую антенну 12, нишу 13, звукоизлучатель 14, кабель-трос 15, разъем 16,The "black box" 2 contains a
Для управления "черным ящиком" применяются следующие элементы и детали: двигатель 17 самолета, датчик 18 звука типа телефона, электрический усилитель 19 сигнала, электрические реле 20 и 21, запал 22, включатель 23 электрического тока, блок 24 электропитания, электропроводы 25, 26 и 27. Все провода 35, идущие к хвостовой части самолета 1, соединены через разъем 16 с "черным ящиком" 2, помещенным в отсеке 3, и при выходе "черного ящика" из отсека штепсель 28 разъединяется от розетки 29, находящейся в отсеке 3.The following elements and parts are used to control the black box:
Поисковый прибор, размещенный на борту вертолета, содержит измерительный канал и четыре пеленгационных канала.The search instrument, located on board the helicopter, contains a measuring channel and four direction finding channels.
Измерительный канал содержит последовательно включенные приемную антенну 38, усилитель 43 высокой частоты, смеситель 51, второй вход которого соединен с выходом гетеродина 50, усилитель 52 промежуточной частоты, первый перемножитель 54, второй вход которого соединен с выходом фильтра 57 нижних частот, узкополосный фильтр 56, второй перемножитель 55, второй вход которого соединен с выходом усилителя 52 промежуточной частоты, фильтр 57 нижних частот и блок 58 регистрации.The measuring channel contains a
Первый 54 и второй 55 перемножители, узкополосный фильтр 56 и фильтр 57 нижних частот образуют демодулятор 53 фазоманипулированных (ФМн) сигналов.The first 54 and second 55 multipliers, a narrow-
Каждый пеленгационный канал содержит последовательно включенные приемную антенну 39 (40, 41, 42), усилитель 44 (45, 46, 47) высокой частоты, перемножитель 59 (60, 61, 62), второй вход которого соединен с выходом усилителя 52 промежуточной частоты, и узкополосный фильтр 63 (64, 65, 66).Each direction finding channel contains in series a receiving antenna 39 (40, 41, 42), a high-frequency amplifier 44 (45, 46, 47), a multiplier 59 (60, 61, 62), the second input of which is connected to the output of the
К выходу первого узкополосного фильтра 63 последовательно подключены пятый перемножитель 67, второй вход которого соединен с выходом второго узкополосного фильтра 64, пятый узкополосный фильтр 71 и первый фазометр 75. К выходу второго узкополосного фильтра 64 последовательно подключены первая линия 68 задержки, первый фазовый детектор 72, второй вход которого соединен с выходом второго узкополосного фильтра 64, и второй фазометр 76. К выходу третьего узкополосного фильтра 65 последовательно подключены шестой перемножитель 69, второй вход которого соединен с выходом четвертого узкополосного фильтра 66, шестой узкополосный фильтр 73 и третий фазометр 77. К выходу четвертого узкополосного фильтра 66 последовательно подключены вторая линия 70 задержки, второй фазовый детектор 74, второй вход которого соединен с выходом четвертого узкополосного фильтра 66, и четвертый фазометр 78. Вторые входы фазометров 75-78 соединены с выходом опорного генератора 49, а выходы подключены к блоку 58 регистрации. Двигатель 48 кинематически связан с винтом вертолета и с опорным генератором 49.The
Приемная антенна 38 измерительного канала размещена над втулкой винта вертолета. Приемные антенны 30, 40, 41 и 42 пеленгационных каналов размещены на концах лопастей несущего винта вертолета (фиг.7).A receiving
Система определения места катастрофы самолета работает следующим образом.The system for determining the location of an airplane crash works as follows.
Для взлета самолета 1 экипаж-летчик, находящийся в кабине 4, включает выключатель 23 и электрический ток начинает проходить от блока 24 электропитания по проводу 25 на двигатель 17 самолета 1, двигатель начинает работать и от его созданного шума в датчике 18 звука, закрепленного на двигателе 17, возникает переменный электрический ток, подающийся по проводу 26 на вход электрического усилителя 19, где он преобразуется в постоянный электрический ток, который усиливается и поступает по проводу 27 на обмотки реле 20 и 21. Реле срабатывают в разное время, реле 20 срабатывает ранее и своим контактом 20′ размыкает цепь записи 22. После этого, спустя некоторое время, срабатывает реле 21 и своим контактом 21′ подготавливает цепь запала 22. Разомкнутая контактом 20′ цепь запала будет удерживаться до тех пор, пока работает двигатель 17, и реле 20 будет находиться под электрическим током.To take off the
После посадки самолета двигатель 17 перестает работать при выключении выключателя 23 и в таком случае все устройства "черного ящика" приходят в исходное положение.After landing, the
При катастрофе самолета его двигатель 17 перестает работать и вслед за этим прекращается шум двигателя и в датчике 18 звука не будет больше возникать электрический ток, реле 20 обесточивается и своим контактом 20′ замыкает цепь запала 22. Ввиду того что реле 21 замедленного действия, поэтому его контакты 21′ остаются замкнутыми. Запал 22 срабатывает от электрического тока, поступившего от блока 24 через контакты включателя 23, и выбрасывает "черный ящик" из отсека 3 со своими составными частями, прорывая целлофановую пленку 34, которая закрывает вход отсека 3, предотвращающую от попадания каких-либо предметов извне в отсек (фиг.1).When an airplane crashes, its
В это время рычаг-переключатель 7, закрепленный на блоке 6 электропитания "черного ящика", освобождается от отсека 3 и переключает "черный ящик" с блока 24 электропитания самолета на блок 6 электропитания "черного ящика" 2.At this time, the
Выброшенный "черный ящик" из отсека 3 продолжает падать вниз с выпущенным из ниши 13 звукоизлучателем 14, удерживающимся кабель-тросом 15 за "черный ящик" и выполняющим дополнительно роль гайдропа.The ejected “black box” from
Когда "черный ящик" достигнет определенной высоты от земли или от поверхности моря, парашют 11 автоматически раскрывается, антенна 12 от этого принимает вертикальное положение (фиг.3) и начинает излучать электромагнитные волны даже тогда, когда "черный ящик" окажется на земле.When the "black box" reaches a certain height from the ground or from the surface of the sea, the
При раскрытии парашюта еще срабатывает один строп 30, закрепленный на ручке, стропом во время раскрытия парашюта кран 32 открывается и через трубки воздухопровода 33 из камеры 8 сжатого воздуха воздух будет поступать в резиновую камеру 9 (фиг.6). Камера надувается и превратится в амортизаторы-подушки при приземлении "черного ящика" на земле, а при приводнении его на море резиновая камера послужит как поплавок для "черного ящика" и будет удерживать его на плаву.When the parachute is opened, one
Когда звукоизлучатель 14 оказывается в водной среде, его электрическая цепь подключается по кабель-тросу 15 к генератору звука, находящемуся в блоке 5, через контакты 36, разделенные между собой куском сахара 37, вмонтированным на самом звукоизлучателе 14. Спустя некоторое время сахар 37 растворяется в морской воде и благодаря этому замыкаются контакты 36 и после этого звукоизлучатель окажется подключенным по кабель-тросу к блоку 5 генератора звука и начинает издавать в глубине моря прерывистые звуковые сигналы частотой 1000 Гц, как наилучшим образом воспринимающейся слуховым органом человека.When the
В такой обстановке поиск "черного ящика" осуществляется как по электромагнитным волнам при помощи радиопеленгатора, так и гидрофонами-пеленгаторами, действующими в морских глубинах. Данный "черный ящик" по устройству автономный и его можно применить на любом самолете для его функционирования.In such an environment, the search for the "black box" is carried out both by electromagnetic waves using a direction finder, and direction finding hydrophones operating in the deep sea. This "black box" on the device is autonomous and can be used on any aircraft for its operation.
Для быстрого и точного обнаружения "черного ящика", а следовательно, и места катастрофы самолета целесообразно использовать поисковый прибор (радиопеленгатор), размещенный на борту вертолета (фиг.7, 8). Наличие вращающегося винта вертолета используется для точной и однозначной пеленгации "черного ящика" с помощью приемных антенн 38-42, размещенных нал втулкой и на концах лопастей несущего винта (фиг.7).For quick and accurate detection of the "black box", and therefore the crash site of the aircraft, it is advisable to use a search device (direction finder), placed on board the helicopter (Fig.7, 8). The presence of a rotary rotor of the helicopter is used for accurate and unambiguous direction finding of the "black box" using receiving antennas 38-42, placed on the sleeve and at the ends of the rotor blades (Fig.7).
Излучаемый "черным ящиком" сигнал, например, с фазовой манипуляцией (ФМн) принимается антеннами 38-42:The signal emitted by the black box, for example, with phase shift keying (PSK), is received by antennas 38-42:
, ,
где U1-U5, ωc, φc, Tc - амплитуды, несущая частота, начальная фаза и длительность сигнала, излучаемого "черным ящиком";where U 1 -U 5 , ω c , φ c , T c are the amplitudes, carrier frequency, initial phase and duration of the signal emitted by the black box;
±Δω - нестабильность несущей частоты сигнала, обусловленная различными дестабилизирующими факторами, в том числе и эффектом Доплера;± Δω - instability of the carrier frequency of the signal due to various destabilizing factors, including the Doppler effect;
φk(t)={0,π} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующим кодом M(t), который является идентифицированным номером "черного ящика", содержащим все необходимые данные о самолете, потерпевшем катастрофу;φ k (t) = {0, π} is the manipulated phase component that displays the phase manipulation law in accordance with the modulating code M (t), which is the identified black box number containing all the necessary information about the plane that crashed;
R - радиус окружности, на котором размещены приемные антенны 39, 40, 41, 42 (длина лопастей);R is the radius of the circle on which the receiving
Ω=2πR - скорость вращения приемных антенн 39, 40, 41 и 42 вокруг приемной антенны 38 (скорость вращения винта вертолета);Ω = 2πR is the rotation speed of the
α, β - пеленг (азимут) и угол места на "черный ящик" ЧЯ (фиг.2).α, β — bearing (azimuth) and elevation angle to the “black box” of the CE (FIG. 2).
Сложный ФМн-сигнал u1(t) c выхода приемной антенны 38 через усилитель 43 высокой частоты поступает на первый вход смесителя 51, на второй вход которого подается напряжение гетеродина 50The complex QPSK signal u 1 (t) from the output of the
uГ(t)=UГcos(ωГt+φГ).u Г (t) = U Г cos (ω Г t + φ Г ).
На выходе смесителя 51 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 52 выделяется напряжение промежуточной (разностной) частотыAt the output of the
uпр(t)=Uпрcos[(ωпрt±Δω)t+φk(t)+φпр], 0≤t≤Tc,u pr (t) = U pr cos [(ω pr t ± Δω) t + φ k (t) + φ pr ], 0≤t≤T c ,
где ;Where ;
ωпр=ωс-ωГ - промежуточная (разностная) частота;ω CR = ω with -ω G - intermediate (difference) frequency;
φпр=φс-φГ,φ CR = φ s -φ G ,
которое поступает на первые входы перемножителей 54 и 55.which goes to the first inputs of the
На второй вход перемножителя 55 подается опорное напряжениеThe second input of the
u0(t)=U0cos[(ωпр±Δω)+φпр]u 0 (t) = U 0 cos [(ω ol ± Δω) + φ ol ]
с выхода узкополосного фильтра 56.from the output of the narrow-
На выходе перемножителя 55 образуется суммарное напряжениеThe output of the
uΣ(t)=UHcosφk(t)+UHcos[(2ωпр±2Δω)t+φk(t)+2φпр],u Σ (t) = U H cosφ k (t) + U H cos [(2ω pr ± 2Δω) t + φ k (t) + 2φ pr ],
где ;Where ;
из которого фильтром 57 нижних частот выделяется низкочастотное напряжениеfrom which the low-pass voltage is allocated by the low-
uН(t)=UHφk(t),u H (t) = U H φ k (t),
пропорциональное модулирующему коду M(t), которое фиксируется блоком 58 регистрации и одновременно поступает на второй вход перемножителя 54, на выходе которого образуется опорное напряжениеproportional to the modulating code M (t), which is fixed by the
u0(t)=U0cos[(ωпр±Δω)t+φпр]+U01cos[(ωпр+Δω)t+2φk(t)+φпр]=u 0 (t) = U 0 cos [(ω ol ± Δω) t + φ ol ] + U 01 cos [(ω ol + Δω) t + 2φ k (t) + φ ol ] =
=2U01cos[(ωпр±Δω)t+φпр]=U0cos[(ωпр±Δω)t+φпр],= 2U 01 cos [(ω ol ± Δω) t + φ ol ] = U 0 cos [(ω ol ± Δω) t + φ ol ],
где ; U0=2U01.Where ; U 0 = 2U 01 .
Следует отметить, что демодулятор 53 ФМн-сигналов работает в двух режимах: переходном и стационарном. Переходной режим соответствует моменту включения устройства, когда на нелинейных элементах образуется множество гармонических колебаний, среди которых будет присутствовать и гармоническое колебание на промежуточной частоте ωпр. Это колебание попадает в полосу пропускания узкополосного фильтра 56 и поступает на второй вход перемножителя 55. С этого момента демодулятор 53 переходит в стационарный режим работы, который описан выше.It should be noted that the
Напряжение uпр(t) c выхода усилителя 52 одновременно подается на вторые входы перемножителей 59, 60, 61 и 62 пеленгационных каналов, на первые входы которых поступают сигналы u2(t), u3(t), u4(t), u5(t) соответственно. На выходе перемножителей 59, 60, 61 и 62 образуются фазомодулированные (ФМ) напряжения на стабильной частоте ωГ гетеродина 50:The voltage u pr (t) from the output of the
где Where
которые выделяются узкополоснымй фильтрами 63, 64, 65 и 66 с частотой настройки ωн=ωг.which are distinguished by narrow-
Знаки "+" и "-" перед величинами и соответствуют диаметрально противоположным расположениям антенн 39 и 40, 41 и 42 на концах лопастей несущего винта вертолета относительно приемной антенны 38, размещенной над втулкой винта вертолета.The signs "+" and "-" in front of the quantities and correspond to diametrically opposite locations of the
Следовательно, полезная информация об азимуте α и угле места β переносятся на стабильную частоту ωг гетеродина 50. Поэтому нестабильность ±Δω несущей частоты, вызванная различными дестабилизирующими факторами, и вид модуляции (манипуляции) принимаемых сигналов не влияет на результат пеленгации, тем самым повышается точность определения местоположения "черного ящика" и самолета, потерпевшего катастрофу. Причем величина , входящая в состав указанных колебаний и называемая индексом фазовой модуляции, характеризует максимальное значение отклонения фазы сигналов, принимаемых вращающими антеннами 39, 40, 41 и 42 относительно фазы сигнала, принимаемого неподвижной антенной 38.Consequently, useful information about the azimuth α and elevation angle β are transferred to the stable frequency ω g of the
Пеленгатор тем чувствительнее к изменению углов α и β, чем больше относительный размер измерительной базы R/λ. Однако с ростом R/λ уменьшаются значения угловых координат α и β, при которых разности фаз превосходят значение 2π, т.е. наступает неоднозначность отсчета углов α и β.The direction finder is the more sensitive to changes in the angles α and β, the larger the relative size of the measuring base R / λ. However, with increasing R / λ, the values of the angular coordinates α and β decrease at which the phase differences exceed 2π, i.e. there is an ambiguity in the reading of the angles α and β.
Следовательно, при наступает неоднозначность отсчета углов α и β.Therefore, for there is an ambiguity in the reading of the angles α and β.
Устранение указанной неоднозначности путем уменьшения соотношения R/λ обычно себя не оправдывает, так как при этом теряется основное достоинство широкобазовой системы. Кроме того, в диапазоне метровых и особенно дециметровых волн брать малые значения R/λ часто не удается из-за конструктивных соображений.The elimination of this ambiguity by reducing the R / λ ratio usually does not justify itself, since the main advantage of a wide-base system is lost. In addition, in the range of meter and especially decimeter waves, it is often not possible to take small R / λ values due to design considerations.
Для повышения точности пеленгации "черного ящика" в горизонтальной (азимутальной) и вертикальной (угломестной) плоскостях приемные антенны 39 и 40, 41 и 42 размещаются на концах лопастей несущего винта вертолета. Смешение сигналов от двух диаметрально противоположных приемных антенн 39 и 40, 41 и 42, находящихся на одинаковом расстоянии R от оси вращения несущего винта, вызывает фазовую модуляцию, аналогичную получаемой с помощью двух приемных антенн, вращающихся по кругу, радиус R1 которого в два раза больше (R1=2R).To increase the accuracy of direction finding of the "black box" in the horizontal (azimuthal) and vertical (elevation) planes, the receiving
Действительно, на выходе перемножителей 67 и 69 образуются гармонические напряжения:Indeed, at the output of
u10(t)=U10cos(Ω-α)t,u 10 (t) = U 10 cos (Ω-α) t,
u11(t)=Ullcos(Ω-β)t,u 11 (t) = U ll cos (Ω-β) t,
где Where
с индексом фазовой модуляцииwith phase modulation index
, где R1=2R, where R 1 = 2R,
которые выделяются узкополосными фильтрами 71 и 73 соответственно и поступают на первые входы фазометров 75 и 77, на вторые входы которых подается напряжение опорного генератора 49which are allocated by narrow-
uΩ(t)=UΩcosΩt.u Ω (t) = U Ω cosΩt.
Фазометры 75 и 77 обеспечивают точные, но неоднозначные измерения угловых координат α и β "черного ящика".Phasometers 75 and 77 provide accurate but ambiguous measurements of the angular coordinates α and β of the black box.
Для устранения возникшей при этом неоднозначности отсчета углов α и β необходимо уменьшить индекс фазовой модуляции без уменьшения R/λ. Это достигается использованием автокорреляторов, состоящих из линий 68 и 70 задержки и фазовых детекторов 72 и 74, что эквивалентно уменьшению индекса фазовой модуляции до величиныTo eliminate the ambiguity in reading the angles α and β, it is necessary to reduce the phase modulation index without decreasing R / λ. This is achieved by using autocorrelators consisting of
где d1<R.where d 1 <R.
На выходе автокорреляторов образуются напряжения:At the output of the autocorrelators, voltages are formed:
u12(t)=U12cos(Ω-α)t,u 12 (t) = U 12 cos (Ω-α) t,
u13(t)=U13cos(Ω-β)tu 13 (t) = U 13 cos (Ω-β) t
с индексом фазовой модуляции Δφm2, которые поступают на первые входы фазометров 76 и 78, на вторые входы которых подается напряжение uΩ(t) опорного генератора 49. Фазометры 76 и 78 обеспечивают грубые, но однозначные измерения угловых координат α и β "черного ящика".with the phase modulation index Δφ m2 , which are supplied to the first inputs of the
Определив высоту полета h вертолета по бортовому высотомеру и измерив угловые координаты α и β "черного ящика", экипаж вертолета определяет местоположение "черного ящика" и самолета, потерпевшего катастрофу.Having determined the flight altitude h of the helicopter using the onboard altimeter and measuring the angular coordinates α and β of the black box, the helicopter crew determines the location of the black box and the plane that crashed.
Таким образом, предлагаемая система по сравнению с базовым объектом и другими техническими решениями аналогичного назначения обеспечивает возможность для быстрого и точного обнаружения "черного ящика ", а следовательно, и места катастрофы самолета. Это достигается путем использования поискового прибора (радиопеленгатора) на борту вертолета и сложных ФМн-сигналов. При этом наличие вращающегося винта вертолета, на концах лопастей которого размещены приемные антенны, используется для точной и однозначной пеленгации "черного ящика".Thus, the proposed system in comparison with the base object and other technical solutions of a similar purpose provides the ability to quickly and accurately detect the black box, and therefore the crash site of the aircraft. This is achieved by using a search instrument (direction finding) on board the helicopter and complex PSK signals. At the same time, the presence of a rotary rotor of the helicopter, at the ends of the blades of which receiving antennas are located, is used for accurate and unambiguous direction finding of the "black box".
Применяемые сложные ФМн-сигналы обладают высокой энергетической и структурной скрытностью.The applied complex QPSK signals have high energy and structural secrecy.
Энергетическая скрытность данных сигналов обусловлена их высокой сжимаемостью во времени или по спектру при оптимальной обработке, что позволяет снизить мгновенную излучаемую мощность. Вследствие этого используемый сложный ФМн-сигнал в точке приема может оказаться замаскированным шумами и помехами. Причем энергия сложного ФМн-сигнала отнюдь не мала, она просто распределена по частотно-временной области так, что в каждой точке этой области мощность сигнала меньше мощности шумов и помех.The energy secrecy of these signals is due to their high compressibility in time or in the spectrum with optimal processing, which reduces the instantaneous radiated power. As a result of this, the complex QPSK signal used at the receiving point may be masked by noise and interference. Moreover, the energy of a complex QPSK signal is by no means small; it is simply distributed over the time-frequency domain so that at each point of this region the signal power is less than the power of noise and interference.
Структурная скрытность сложных ФМн-сигналов обусловлена большим разнообразием их форм и значительными диапазонами изменений параметров, что затрудняет оптимальную или хотя бы квазиоптимальную обработку сложных ФМн-сигналов априорно неизвестной структуры с целью повышения чувствительности приемника.The structural secrecy of complex QPSK signals is due to the wide variety of their shapes and significant ranges of parameter changes, which makes it difficult to optimize or at least quasi-optimal processing of complex QPSK signals of an a priori unknown structure in order to increase the sensitivity of the receiver.
Указанные сигналы позволяют применять структурную селекцию. Это значит, что появляется возможность выделять сложные ФМн-сигналы среди других сигналов и помех, действующих в одной и той же полосе частот и в одни и те же промежутки времени. Данная возможность реализуется сверткой спектра сложных ФМн-сигналов.These signals allow the use of structural selection. This means that it becomes possible to distinguish complex QPSK signals from other signals and interference operating in the same frequency band and at the same time intervals. This feature is realized by convolution of the spectrum of complex PSK signals.
Для синхронного детектирования сложных ФМн-сигналов используется универсальный демодулятор, свободный от явления "обратной работы", которое присуще всем известным демодуляторам ФМн-сигналов (схемы Пистолькорса А.А., Сифорова В.И., Костаса Д.Ф., Травина Е.А.).For the synchronous detection of complex PSK signals, a universal demodulator is used, free of the phenomenon of “reverse operation”, which is inherent in all known PSK signal demodulators (A. A. Pistolkors, V. I. Siforov, D. F. Kostas, E. Travina. BUT.).
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011142198A RU2485019C1 (en) | 2011-10-18 | Aircraft crash point detection system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011142198A RU2485019C1 (en) | 2011-10-18 | Aircraft crash point detection system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011142198A RU2011142198A (en) | 2013-04-27 |
RU2485019C1 true RU2485019C1 (en) | 2013-06-20 |
Family
ID=
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2593651C1 (en) * | 2015-06-09 | 2016-08-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук | Hydroacoustic method for location of autonomous underwater vehicles |
RU2627683C1 (en) * | 2016-06-21 | 2017-08-10 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулёва" | Helicopter radiotechnical complex for detecting "black box" with alarm of crashed airplane |
RU2690137C1 (en) * | 2018-06-25 | 2019-05-30 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МО РФ | Method of recording and discrete evacuation of onboard recorders information |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2593651C1 (en) * | 2015-06-09 | 2016-08-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук | Hydroacoustic method for location of autonomous underwater vehicles |
RU2627683C1 (en) * | 2016-06-21 | 2017-08-10 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулёва" | Helicopter radiotechnical complex for detecting "black box" with alarm of crashed airplane |
RU2690137C1 (en) * | 2018-06-25 | 2019-05-30 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МО РФ | Method of recording and discrete evacuation of onboard recorders information |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8354951B2 (en) | Short baseline helicopter positioning radar for low visibility | |
RU2531779C2 (en) | Flight recorder with signalling system | |
ATE133793T1 (en) | DETECTING THE RISK OF ICEING FOR AIRCRAFT | |
GB504767A (en) | Improved method of and means for determining distances by means of electromagnetic waves | |
NO763616L (en) | ||
RU2630272C2 (en) | System for determining location of crashed aircraft | |
US3550130A (en) | Passive direction finder | |
RU2485019C1 (en) | Aircraft crash point detection system | |
Clemente et al. | GNSS based passive bistatic radar for micro-Doppler based classification of helicopters: Experimental validation | |
RU2557999C1 (en) | Measuring method of very low flight altitude of plane, mainly hydroplane above water surface and sea disturbance parameters | |
Jenssen et al. | Drone-mounted UWB radar system for measuring snowpack properties: Technical implementation, specifications and initial results | |
RU2627683C1 (en) | Helicopter radiotechnical complex for detecting "black box" with alarm of crashed airplane | |
US3412402A (en) | Warning system for vehicles | |
RU2226479C2 (en) | System for detection and determination of position of man in distress | |
RU2521456C1 (en) | System for detecting and locating human suffering distress in water | |
RU2629000C1 (en) | Satellite system for locating ships and aircraft involved in accident | |
US3680120A (en) | Aircraft landing radio guidance receiver which warns of signal reflections | |
RU2449311C1 (en) | Method for remote measurement of wind speed and direction | |
RU2177437C1 (en) | System for detection and location of human suffering a distress on water | |
RU2434244C1 (en) | Salvage system | |
RU2821856C1 (en) | Method of creating zone for protecting territories from low-flying unmanned aerial vehicles | |
Lutsenko et al. | Illumination of the air environment using radiation of HF broadcast stations | |
RU2201601C2 (en) | Satellite system establishing positions of damaged ships and aircraft | |
RU2147136C1 (en) | Helicopter-borne radar system | |
RU2339972C1 (en) | Rescue system |