Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU2561496C1 - Radar station for facilitating safe helicopter landing in conditions without or with limited visibility - Google Patents

Radar station for facilitating safe helicopter landing in conditions without or with limited visibility Download PDF

Info

Publication number
RU2561496C1
RU2561496C1 RU2014125635/07A RU2014125635A RU2561496C1 RU 2561496 C1 RU2561496 C1 RU 2561496C1 RU 2014125635/07 A RU2014125635/07 A RU 2014125635/07A RU 2014125635 A RU2014125635 A RU 2014125635A RU 2561496 C1 RU2561496 C1 RU 2561496C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
antenna
radar
helicopter
landing
conditions
Prior art date
Application number
RU2014125635/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Георгий Владимирович Анцев
Иван Георгиевич Анцев
Владимир Викторович СЕЛЬКИН
Владимир Александрович КЛИМЕНТЬЕВ
Александр Александрович Кузьмин
Александр Владимирович Сергиенко
Михаил Николаевич ДЕНИСОВ
Александр Михайлович Погребняков
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Радар ммс"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Радар ммс" filed Critical Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Радар ммс"
Priority to RU2014125635/07A priority Critical patent/RU2561496C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2561496C1 publication Critical patent/RU2561496C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.
SUBSTANCE: radar station comprises an antenna device, a circular rotation drive with a rotating waveguide adapter, a transceiving device, an information processing unit and a radioparent radome, wherein the antenna device consists of a rotating horn-type antenna deviating from the vertical by a fixed angle and having a counterweight which, with small antenna dimensions, enables to form a narrow antenna beam pattern in the 3 mm wavelength range, and a fixed antenna directed vertically downwards, which operates as an additional channel for data on the environment, connected to a single transceiver through a waveguide switch.
EFFECT: facilitating safe helicopter landing in difficult weather conditions, as well as in conditions with zero or limited visibility, while simultaneously reducing the size and weight of the radar station.
3 dwg

Description

Изобретение относится к области радиолокации, в частности к радиолокационным станциям (РЛС), работающим в трехмиллиметровом диапазоне волн, и может быть использовано для обеспечения безопасной посадки вертолета в условиях отсутствия или ограниченной видимости.The invention relates to the field of radar, in particular to radar stations operating in the three-millimeter wavelength range, and can be used to ensure a safe landing of the helicopter in the absence or limited visibility.

Известно (описание патента RU 2497175 C1 «Система визуализации полета и когнитивный пилотажный индикатор одновинтового вертолета», опубл. 27.10.2013, МПК G06F 3/00, B64D 45/00), что в настоящее время ряд ведущих мировых разработчиков авиационного оборудования ведет активную работу по созданию систем, позволяющих повысить ситуационную осведомленность пилотов вертолетов в условиях отсутствия или ограниченной видимости. В частности, Аэрокосмическая компания Honeywell International разработала новую технологию под названием Enhanced Flight Visual System / Synthetic Vision System (EFVS/SVS) - система улучшенной инструментальной полетной видимости закабинного пространства/система синтезированного видения подстилающей поверхности. Система SVS представляет экипажу базу данных и графическую 3D-визуализацию маршрутов воздушных судов, показывая на индикаторе в схематическом виде поверхность земли, над которой летит воздушное судно, и возможные препятствия на ней.It is known (description of patent RU 2497175 C1 “Flight visualization system and cognitive flight indicator of a single-rotor helicopter”, published October 27, 2013, IPC G06F 3/00, B64D 45/00) that currently a number of leading world developers of aviation equipment are actively working to create systems to increase the situational awareness of helicopter pilots in the absence or limited visibility. In particular, the aerospace company Honeywell International has developed a new technology called the Enhanced Flight Visual System / Synthetic Vision System (EFVS / SVS) - an enhanced instrumented cabin visibility / synthesized vision system for the underlying surface. The SVS system provides the crew with a database and graphical 3D visualization of aircraft routes, showing on the indicator in a schematic form the surface of the earth over which the aircraft is flying and possible obstacles on it.

Новая система EFVS работает с инфракрасными сенсорами и получает реальные данные отображения земной поверхности, накладывая их на данные SVS. Совместно два массива данных позволяют экипажу наблюдать местность в зоне взлета и посадки вертолета.The new EFVS system works with infrared sensors and receives real earth mapping data, superimposing them on SVS data. Together, two data sets allow the crew to observe the terrain in the take-off and landing area of the helicopter.

Отображение информации осуществляется на пилотажных дисплеях Honeywell (IPED), представляющих собой ЖК-экраны, установленные на приборной панели в кабине пилота.Information is displayed on Honeywell aerobatic displays (IPED), which are LCD screens mounted on the dashboard in the cockpit.

Основными недостатками данной технологи является зависимость от информации, получаемой от спутниковой навигационной системы, а также ограниченные возможности РЖ датчика при действии в сложных метеоусловиях (СМУ) и в условиях снежной (пылевой) пелены, образующейся при посадке вертолета.The main disadvantages of this technology are its dependence on the information received from the satellite navigation system, as well as the limited capabilities of the RF sensor when operating in difficult weather conditions (SMU) and in the conditions of snow (dust) shroud formed during helicopter landing.

Известен патент США №7642929 B1 (опубл. 05.01.2010, МПК G01C 23/00), в котором раскрывается система информационной поддержки экипажа при посадке вертолета. Своим возникновением она обязана военным операциям в Ираке, Саудовской Аравии и Афганистане. Во время посадки вертолет поднимал облако пыли и песка высотой до 100 футов так, что площадка для приземления скрывалась из виду. В соответствии с формулой изобретения вертолет оснащен камерами (например, инфракрасной камерой) и другими датчиками, которые выявляют наличие препятствий на площадке для предотвращения столкновения с ними при приземлении до того, как образуется облако пыли. Сигналы с датчиков поступают в память компьютера. Имеется также инерциальная навигационная система (ИНС), обрабатывающая выходные сигналы системы управления вертолетом. Данные отображаются на обычном экране катодной трубки, либо на индикаторах на лобовом стекле, либо на нашлемных индикаторах.Known US patent No. 7642929 B1 (publ. 05.01.2010, IPC G01C 23/00), which discloses a crew information support system for helicopter landing. It owes its origin to military operations in Iraq, Saudi Arabia and Afghanistan. During landing, the helicopter raised a cloud of dust and sand up to 100 feet high so that the landing area was hidden from view. In accordance with the claims, the helicopter is equipped with cameras (for example, an infrared camera) and other sensors that detect the presence of obstacles on the site to prevent collision with them when landing before a dust cloud forms. Signals from the sensors enter the computer's memory. There is also an inertial navigation system (ANN) that processes the output signals of the helicopter control system. Data is displayed on a conventional cathode tube screen, or on indicators on the windshield, or on helmet-mounted indicators.

Основной недостаток данной системы - получение информации производится до осуществления посадки и в процессе снижения истинное расположение внесенных в память объектов может отличаться на величину накопленной ошибки ИНС.The main drawback of this system is that information is obtained before landing and during the reduction process, the true location of the objects stored in memory may differ by the value of the ANN accumulated error.

Также известны вертолетные РЛС, предназначенные для обзора земной и водной поверхности (описание патента RU 2289825 C2 «Радиолокационная станция кругового обзора для вертолета», опубл. 20.12.2006, МПК G01S 13/90):Also known are helicopter radars intended for the survey of the earth and water surface (description of patent RU 2289825 C2 "Radar station for circular viewing for a helicopter", published on December 20, 2006, IPC G01S 13/90):

- РЛС AN/APS-94 (США) на вертолете ЕН-60B системы SOT AS для обнаружения наземных и воздушных объектов в секторе 180°;- AN / APS-94 radar (USA) on the ЕН-60B helicopter of the SOT AS system for detecting ground and air objects in the 180 ° sector;

- РЛС «Seyspray 2000», «Searchwater» (Великобритания) для дальнего обнаружения надводных и воздушных объектов соответственно в секторе 360°.- Radar "Seyspray 2000", "Searchwater" (UK) for the early detection of surface and airborne objects, respectively, in the 360 ° sector.

Вследствие функционирования в X-диапазоне длин волн общими недостатками данных РЛС являются значительные массо-габариты и низкая эффективность обнаружения малоразмерных объектов на фоне отражений от подстилающей поверхности, что обуславливает невозможность их применения для посадки вертолета в условиях ограниченной или отсутствия видимости.Due to the functioning in the X-wavelength range, the common drawbacks of these radars are the significant mass dimensions and low detection efficiency of small objects against reflections from the underlying surface, which makes it impossible to use them for helicopter landing in conditions of limited or no visibility.

Наиболее близкой к заявляемой РЛС является РЛС «Осьминог-Э» (Россия) для обнаружения морских объектов в секторе 360°, выбранная в качестве прототипа, размером 0,95×0,45 м с круговым вращением (описание патента RU 2206903 C2 «Радиолокационная станция для вертолета», опубл. 20.06.2003, МПК G01S 13/00). Для формирования электромагнитной энергии применяется магнетронный передатчик. РЛС некогерентна, СВЧ импульсы с заданной длительностью и частотой повторения подаются на локационную антенну и излучаются в пространство. Отраженные от объектов эхосигналы поступают в антенну и далее, последовательно, в приемное устройство, устройство обработки и индикатор.Closest to the claimed radar is the radar "Octopus-E" (Russia) for the detection of marine objects in the 360 ° sector, selected as a prototype, 0.95 × 0.45 m in size with circular rotation (description of patent RU 2206903 C2 "Radar station for a helicopter ”, publ. 06/20/2003, IPC G01S 13/00). A magnetron transmitter is used to generate electromagnetic energy. The radar is incoherent, microwave pulses with a given duration and repetition frequency are fed to the location antenna and radiated into space. The echoes reflected from the objects enter the antenna and then, sequentially, to the receiving device, processing device and indicator.

Недостатком прототипа является плохое угловое разрешение антенны, функционирующей в 3-сантиметровом диапазоне, причина которого заключается в ограниченном размере апертуры антенны, который можно реализовать при размещении антенны в ограниченных габаритах фюзеляжа вертолета. Это не позволяет использовать указанную РЛС для посадки вертолета.The disadvantage of the prototype is the poor angular resolution of the antenna, operating in the 3-cm range, the reason for which is the limited size of the antenna aperture, which can be realized when placing the antenna in the limited dimensions of the fuselage of the helicopter. This does not allow the use of the indicated radar for landing a helicopter.

Задачей изобретения является создание РЛС с новыми функциями в части обеспечения возможности посадки вертолета, с одновременным снижением массогабаритных размеров для удобства размещения на вертолетах различных типов.The objective of the invention is the creation of a radar with new functions in terms of providing the possibility of landing a helicopter, while reducing weight and size for ease of placement on helicopters of various types.

Решение поставленной задачи достигается путем обеспечения функционирования РЛС в 3-мм диапазоне длин волн и ее конструктивного исполнения.The solution to this problem is achieved by ensuring the functioning of the radar in the 3 mm wavelength range and its design.

Техническим результатом является обеспечение возможности безопасной посадки вертолета в сложных метеоусловиях, а также при полном отсутствии или ограниченной видимости, при одновременном снижении массогабаритных характеристик РЛС.The technical result is to ensure the safe landing of a helicopter in adverse weather conditions, as well as in the complete absence or limited visibility, while reducing the overall dimensions of the radar.

Под обеспечением безопасной посадки понимается исключение столкновения вертолета (шасси, хвостовой балки или несущим винтом и др.) с наземными препятствиями (например, мачты, сооружения, фургоны, бочки, линии электропередач, большие камни, кустарник, деревья, крупные животные, люди) при взлете и посадке вертолета днем и ночью, в сложных метеоусловиях (туман, дымка, дождь, снег, запыленность или задымленность атмосферы), а также в условиях поднятой с грунта пыли или снега его вращающимся винтом.Ensuring safe landing is understood as eliminating the collision of a helicopter (landing gear, tail boom or main rotor, etc.) with ground-based obstacles (for example, masts, structures, vans, barrels, power lines, large stones, shrubs, trees, large animals, people) when take-off and landing of the helicopter day and night, in difficult weather conditions (fog, haze, rain, snow, dustiness or smoke of the atmosphere), as well as in conditions of dust or snow raised from the ground by its rotary propeller.

Одновременно с этим обеспечивается определение уклона посадочной площадки, для исключения превышения допустимого предела для конкретного типа вертолета.At the same time, the determination of the slope of the landing site is provided to avoid exceeding the allowable limit for a particular type of helicopter.

Технический результат достигается тем, что в радиолокационной станции кругового обзора для вертолета, содержащей антенное устройство, привод кругового вращения с вращающимся волноводным переходом, приемопередающее устройство, блок обработки информации и радиопрозрачный обтекатель, антенное устройство состоит из вращающейся, отклоненной на фиксированный угол от вертикали антенны рупорного типа с аэродинамическим противовесом, позволяющей при малых габаритах антенны формировать узкую диаграмму направленности антенны (ДНА) в 3-мм диапазоне длин волн, и направленной вертикально вниз неподвижной антенны, выполняющей роль дополнительного канала данных об окружающей обстановке, подключенных к единому приемопередатчику через волноводный переключатель.The technical result is achieved in that in a circular radar station for a helicopter containing an antenna device, a circular rotation drive with a rotating waveguide transition, a transceiver device, an information processing unit and a radiotransparent fairing, the antenna device consists of a horn antenna rotatable deflected by a fixed angle from the vertical type with aerodynamic counterweight, which allows for a small antenna size to form a narrow antenna pattern (BOTTOM) in 3 mm diameter a range of wavelengths, and a stationary antenna directed vertically downward, which acts as an additional channel of environmental data connected to a single transceiver through a waveguide switch.

Основной принцип функционирования РЛС - обеспечение постоянного обзора земной поверхности в виде кольца под вертолетом излучением вращающейся антенны (рупорного типа) с сужением зоны обзора при снижении вертолета или ее расширением при взлете. При этом осуществляется постоянный контроль высоты над местом посадки излучением через неподвижную антенну в точку посадки или с подтверждением отсутствия (наличия) препятствий в ней.The basic principle of radar operation is to provide a constant view of the earth's surface in the form of a ring under a helicopter by the radiation of a rotating antenna (horn type) with a narrowing of the field of view when the helicopter is lowered or widens upon take-off. At the same time, the height above the landing site is constantly monitored by radiation through a fixed antenna to the landing point or with confirmation of the absence (presence) of obstacles in it.

Коммутация излучаемого/принимаемого КВЧ-сигнала к каждой конкретной антенне от приемопередающего устройства осуществляется посредством волноводно-коммутирующего тракта, который попеременно с высокой частотой подключает к приемопередатчику вращающуюся или неподвижную рупорную антенну через волноводный переключатель.Switching the emitted / received EHF signal to each specific antenna from the transceiver device is carried out by means of a waveguide-switching path, which alternately with a high frequency connects to the transceiver a rotating or fixed horn antenna through a waveguide switch.

Основное достоинство РЛС 3-мм диапазона заключается в возможности формирования узкой диаграммы направленности антенны (ДНА) и, соответственно, высокоизбирательного обзора наземной обстановки при незначительных массогабаритных характеристиках РЛС, содержащей малогабаритные антенны рупорного типа.The main advantage of the 3 mm range radar is the possibility of forming a narrow antenna radiation pattern (BOTTOM) and, accordingly, a highly selective overview of the terrestrial situation with insignificant mass and size characteristics of a radar containing small-sized horn antennas.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами, графическими материалами и рисунками:The essence of the proposed technical solution is illustrated by drawings, graphic materials and drawings:

Фиг. 1 - конструктивное исполнение РЛС;FIG. 1 - design radar;

Фиг. 2 - алгоритм посадки вертолета;FIG. 2 - helicopter landing algorithm;

Фиг. 3 - вид сверху осматриваемой зоны при посадке вертолета на наклонную площадку.FIG. 3 is a top view of the inspected area when landing a helicopter on an inclined platform.

Радиолокационная станция кругового обзора конструктивно выполнена в виде моноблока (фиг. 1), размещаемого в нижней части фюзеляжа вертолета. РЛС содержит антенное устройство, состоящее из вращающейся вокруг вертикальной оси и отклоненной на фиксированный угол от вертикали антенны рупорного типа 1 и направленной вертикально вниз неподвижной антенны 2. Подвижная антенна 1, при низких массогабаритных характеристиках, позволяет формировать узкую диаграмму направленности антенны (ДНА) в 3-мм диапазоне длин волн. Неподвижная антенна 2 выполняет роль дополнительного канала данных об окружающей обстановке - расстоянии до поверхности земли и наличии опасных объектов. Для увеличения назначенного ресурса РЛС вращающаяся антенна 1 соединена с массово-аэродинамическим противовесом 3. В состав РЛС входит привод кругового вращения 4 с вращающимся волноводным переходом, приемопередающее устройство 5 и блок обработки информации 6. Подвижная антенна 1 и неподвижная антенна 2 через волноводный переключатель 7 по волноводному переходу подключены к единому приемопередающему устройству 5. Работу радиолокационной станции обеспечивает модуль питания 8. Все элементы РЛС размещены на едином неподвижном основании, закрытом сверху кожухом 9, а снизу - радиопрозрачным обтекателем 10.The radar circular view is structurally made in the form of a monoblock (Fig. 1), placed in the lower part of the fuselage of the helicopter. The radar contains an antenna device consisting of a horn type 1 antenna rotating around a vertical axis and tilted at a fixed angle from the vertical, and the stationary antenna 2 moving vertically downward. Mobile antenna 1, with low weight and size characteristics, allows forming a narrow antenna radiation pattern (BOTTOM) of 3 mm wavelength range. Fixed antenna 2 acts as an additional channel of data about the environment - the distance to the earth's surface and the presence of dangerous objects. To increase the assigned radar resource, the rotating antenna 1 is connected to a mass-aerodynamic counterweight 3. The radar includes a circular rotation drive 4 with a rotating waveguide transition, a transceiver 5 and an information processing unit 6. Mobile antenna 1 and a stationary antenna 2 through a waveguide switch 7 the waveguide junction connected to a single transceiver device 5. The operation of the radar station provides the power module 8. All radar elements are placed on a single fixed base, for rytom top cover 9, and the bottom - radome 10.

РЛС функционирует следующим образом.The radar operates as follows.

После включения блок обработки информации 6 формирует циклограмму работы РЛС, команды на включение привода кругового вращения 4 и приемопередатчика 5. Привод кругового вращения 4 осуществляет круговое вращение антенны 1 с постоянной угловой скоростью. После включения приемопередатчика 5 блок обработки информации 6 формирует управляющие сигналы на приемопередатчик 5, определяющие частоту повторения импульсов, длительность импульса, кодовую последовательность управлением фазы сигнала внутри импульса. Приемопередатчик 5 формирует соответствующий управляющим сигналам КВЧ-импульс. КВЧ-импульс через волноводный переключатель 7 посредством волноводного тракта и вращающегося перехода передается во вращающуюся рупорную антенну 1 и излучается в пространство. Отраженный от наземного объекта или элемента фона земной поверхности КВЧ-импульс поступает в антенну 1 и передается через вращающийся переход, волноводный тракт и волноводный переключатель 7 на вход приемника (находится в составе приемопередатчика 5). В приемопередатчике 5 отраженный КВЧ-импульс детектируется и в аналоговом виде передается в блок обработки информации 6, где производится аналого-цифровое преобразование, когерентное «сжатие» по дальности, когерентное накопление, адаптивная пороговая обработка. Из полученной матрицы «азимут-дальность-скорость-уровень отраженного сигнала» формируется изображение в установленном формате на индикатор, содержащее либо РЛ-изображение осматриваемого пространства, либо РЛ-изображение осматриваемого пространства совместно со сформированными пиктограммами опасных объектов. Изображение на индикатор формируется с учетом накопления информации от нескольких последовательных обзоров (поворотов вращающейся антенны 1 на 360°) и постоянно пересчитывается в связанную систему координат летательного аппарата по мере его пространственного перемещения.After switching on, the information processing unit 6 generates a radar operation diagram, commands for turning on the circular rotation drive 4 and the transceiver 5. The circular rotation drive 4 rotates the antenna 1 at a constant angular speed. After turning on the transceiver 5, the information processing unit 6 generates control signals to the transceiver 5, which determine the pulse repetition rate, pulse duration, code sequence by controlling the phase of the signal inside the pulse. The transceiver 5 generates an EHF pulse corresponding to the control signals. The EHF pulse through the waveguide switch 7 through the waveguide path and the rotating transition is transmitted to the rotating horn antenna 1 and is radiated into space. An EHF pulse reflected from a ground object or background element of the earth’s surface enters the antenna 1 and is transmitted through a rotating junction, a waveguide path and a waveguide switch 7 to the input of the receiver (located in the transceiver 5). In the transceiver 5, the reflected EHF pulse is detected and transmitted in analog form to the information processing unit 6, where analog-to-digital conversion, coherent “compression” in range, coherent accumulation, adaptive threshold processing are performed. From the obtained matrix "azimuth-range-speed-level of the reflected signal", an image in the established format is formed on the indicator containing either the X-ray image of the space being inspected, or the X-ray image of the space being inspected together with the generated pictograms of dangerous objects. The image on the indicator is formed taking into account the accumulation of information from several consecutive surveys (rotations of the rotating antenna 1 by 360 °) and is constantly recalculated into the associated coordinate system of the aircraft as it moves spatially.

При работе через неподвижную антенну рупорного типа 2 функционирование РЛС происходит аналогично описанному выше, только КВЧ-импульс поступает из приемопередатчика 5 через волноводный переключатель 7 и соответствующий волноводный тракт в неподвижную антенну 2. Отраженный КВЧ-импульс поступает в неподвижную антенну 2 и передается через волноводный тракт и волноводный переключатель 7 на вход приемника (находится в составе приемопередатчика 5). В приемопередатчике 5 отраженный КВЧ-импульс детектируется и в аналоговом виде передается в блок обработки информации 6, где производится аналого-цифровое преобразование, когерентное «сжатие» по дальности, когерентное накопление, адаптивная пороговая обработка. Из полученной матрицы «дальность-скорость-уровень отраженного сигнала» формируется «строка высоты» в связанной системе координат летательного аппарата, после обработки «строки высоты» на индикатор выдается расстояние до земной поверхности (по нормали к горизонтальной плоскости летательного аппарата) и сигнал о наличии опасного объекта, если в «строке высоты» обнаружен объект протяженностью в несколько элементов разрешения.When operating through a fixed horn antenna type 2, the radar operates in the same way as described above, only the EHF pulse comes from the transceiver 5 through the waveguide switch 7 and the corresponding waveguide path to the stationary antenna 2. The reflected EHF pulse enters the stationary antenna 2 and is transmitted through the waveguide path and a waveguide switch 7 to the input of the receiver (located in the transceiver 5). In the transceiver 5, the reflected EHF pulse is detected and transmitted in analog form to the information processing unit 6, where analog-to-digital conversion, coherent “compression” in range, coherent accumulation, adaptive threshold processing are performed. From the obtained matrix “range-speed-level of the reflected signal” a “height line” is formed in the associated coordinate system of the aircraft, after processing the “height line” the distance to the earth's surface (normal to the horizontal plane of the aircraft) and a signal about the presence dangerous object, if an object with a length of several resolution elements is detected in the "height line".

Полученная и обработанная РЛС информация об окружающей обстановке отражается на многофункциональном индикаторе (МФИ) в кабине пилота с выделением цветом наиболее опасных приближающихся к вертолету объектах, с которыми возможно столкновение.The received and processed radar information about the environment is reflected on the multifunction indicator (MFI) in the cockpit with the highlighting of the most dangerous objects approaching the helicopter that may collide.

Посадка вертолета осуществляется следующим образом.Helicopter landing is as follows.

1. В случае посадки с предварительным заходом на взлетно-посадочную площадку (ВППл) по визуальным ориентирам предварительный заход к месту посадки производится пилотом в штатном режиме по визуальным ориентирам на высотах более 30 м. После выбора места посадки производится зависание над ВППл и вертикальное снижение (посадка по вертолетному без использования влияния воздушной подушки) (фиг. 2). Контроль процесса снижения осуществляется в том числе путем включения и отслеживания информации от РЛС, выдаваемой в виде изображения осматриваемой поверхности земли с имеющимися на ней опасными объектами (постройками, мачтами, проводами, машинами, людьми и др.) и расстояниями до них от вертолета. При этом в зоне обзора РЛС будет отсутствовать центральная часть (ее размер при угле наклона антенны α=30° и при высоте ~35 м может составить до 200 м в диаметре). Диаметр внешней границы осматриваемой поверхности при этом составит 340…350 м. При дальнейшем снижении вертолета осматриваемая зона будет уменьшаться, однако на МФИ ее размеры могут оставаться прежними (в том числе с обнаруженными и внесенными в память системы объектами). При этом недосматриваемая «слепая» зона будет уменьшаться, на высоте 17 м она составит ~100 м в диаметре, а на высоте 5 м - соответственно ~30 м. Все новые объекты, попавшие в зону осмотра РЛС при снижении, также отображаются на МФИ. В случае непреднамеренного сноса вертолета при потере визуальной видимости в условиях пылевой (снежной) пелены предлагается наряду с отображаемой пилоту информацией на МФИ предусмотреть квадро-стерео звуковую сигнализацию об объектах, представляющих в условиях такого сноса наибольшую опасность, с изменением тональности (прерывности) сигнала по мере приближения к объекту (объектам). При приближении к поверхности земли, в том числе по показаниям высоты от РЛС, производится выход на необходимую вертикальную скорость и посадка.1. In the case of landing with a preliminary approach to the runway (runway) according to visual landmarks, a preliminary approach to the landing site is made by the pilot in the normal mode according to visual landmarks at altitudes of more than 30 m. After selecting the landing site, the runway hangs and decreases vertically ( helicopter landing without using the influence of an air cushion) (Fig. 2). The control of the reduction process is carried out, inter alia, by including and tracking information from the radar, issued in the form of an image of the inspected surface of the earth with dangerous objects on it (buildings, masts, wires, cars, people, etc.) and their distances from the helicopter. In this case, the central part will be absent in the radar field of view (its size at an antenna tilt angle α = 30 ° and at a height of ~ 35 m can be up to 200 m in diameter). In this case, the diameter of the outer boundary of the surface being inspected will be 340 ... 350 m. With a further decrease in the helicopter, the area under inspection will decrease, however, at the IFI its dimensions may remain the same (including with objects detected and stored in the system memory). In this case, the unobserved “blind” zone will decrease, at a height of 17 m it will be ~ 100 m in diameter, and at a height of 5 m it will be ~ 30 m, respectively. All new objects that fall into the radar inspection zone when reduced will also be displayed on the MFI. In the event of unintentional drift of the helicopter due to loss of visual visibility in dusty (snowy) conditions, it is proposed, along with information displayed to the pilot on the IFI, to provide a quad-stereo sound signaling about objects that pose the greatest danger under such drift conditions, with a change in tone (discontinuity) of the signal as approximations to the object (s). When approaching the surface of the earth, including according to altitude readings from the radar, the required vertical speed and landing are reached.

2. В случае посадки в условиях ограниченной или отсутствия видимости - сложных метеоусловиях (туман, дождь, снег и т.д.), не представляется возможным осуществить визуальный заход на ВППл (или на площадку, подобранную с воздуха). В связи с этим, поиск места посадки осуществляется по информации от инерциальной навигационной системы (ИНС) и предлагаемой РЛС. При этом после выхода в расчетную точку нахождения ВППл по данным навигационной системы осуществляется снижение до высоты ~30 м (или другой безопасной высоты), включение РЛС и радиолокационный осмотр земной поверхности. Вертолет перемещается горизонтально, не снижаясь, зона осмотра, соответственно, представляет собой перемещающееся кольцо с внешним радиусом более 300 м. Обнаруженные объекты вносятся в память системы и отображаются на многофункциональном индикаторе даже при попадании в недосматриваемую центральную зону (диаметром ~200 м) с учетом перемещения вертолета относительно земли и других объектов, то есть зона осмотра представляет собой полосу шириной 300…600 м (в зависимости от высоты полета). При таком алгоритме действий представляется возможным осуществить поиск и обнаружение ВППл, или места посадки, свободного от представляющих опасность объектов. Далее производится зависание и приземление по информации от РЛС аналогично предыдущему алгоритму.2. In the case of landing in conditions of limited or lack of visibility - adverse weather conditions (fog, rain, snow, etc.), it is not possible to make a visual approach to the runway (or to a site selected from the air). In this regard, the search for the landing site is carried out according to information from the inertial navigation system (ANN) and the proposed radar. In this case, after reaching the calculated runway location point, according to the navigation system, it is reduced to a height of ~ 30 m (or another safe altitude), the radar is turned on, and the radar survey of the earth's surface occurs. The helicopter moves horizontally without decreasing, the inspection area, respectively, is a moving ring with an external radius of more than 300 m. Detected objects are stored in the system’s memory and displayed on the multi-function indicator even if they fall into the unobserved central zone (~ 200 m in diameter), taking into account the movement helicopter relative to the ground and other objects, that is, the inspection area is a strip with a width of 300 ... 600 m (depending on the flight altitude). With this algorithm of actions, it seems possible to search and detect the runway, or landing site, free from hazardous objects. Next, hovering and landing according to information from the radar is performed similarly to the previous algorithm.

В случае имеющегося наклона площадки относительно горизонта осматриваемая зона будет представлять из себя овал со смещением в сторону от расчетной точки посадки (фиг. 3), что при известном угле вертолета от вертикали (по данным от ИНС) позволяет принимать решение о возможности дальнейшей посадки по имеющимся эксплуатационным ограничениям.In the case of the existing slope of the site relative to the horizon, the examined area will be an oval with a shift to the side from the calculated landing point (Fig. 3), which, at a known angle of the helicopter from the vertical (according to data from the ANN), will make a decision about the possibility of further landing according operational limitations.

Необходимо отметить, что возможности РЛС позволяют не только обнаруживать объекты с необходимыми характеристиками точности и разрешающей способности, но и осуществлять информирование экипажа о непреднамеренном сносе по информации о перемещении относительно объектов и фона, а также о скорости такого перемещения. Кроме того, экипаж постоянно информируется о высоте полета по данным от антенны, постоянно направленной вниз (в данном случае выполняющей роль радиовысотомера).It should be noted that the radar capabilities allow not only to detect objects with the necessary accuracy and resolution characteristics, but also to inform the crew of an unintentional drift of information about movement relative to objects and the background, as well as the speed of such movement. In addition, the crew is constantly informed of the flight altitude according to data from an antenna that is constantly directed downward (in this case, acting as a radio altimeter).

Claims (1)

Радиолокационная станция кругового обзора для вертолета, содержащая антенное устройство, привод кругового вращения с вращающимся волноводным переходом, приемопередающее устройство, блок обработки информации, радиопрозрачный обтекатель, отличающаяся тем, что антенное устройство состоит из вращающейся отклоненной на фиксированный угол от вертикали антенны рупорного типа с противовесом, позволяющей при малых габаритах антенны формировать узкую диаграмму направленности антенны (ДНА) в 3-мм диапазоне длин волн, и направленной вертикально вниз неподвижной антенны, выполняющей роль дополнительного канала данных об окружающей обстановке, подключенных к единому приемопередатчику через волноводный переключатель. A rotary radar station for a helicopter comprising an antenna device, a circular rotation drive with a rotating waveguide transition, a transceiver device, an information processing unit, a radiolucent radome, characterized in that the antenna device consists of a horn-type antenna with a counterweight rotating from a vertical angle from the vertical, allowing for small antenna dimensions to form a narrow antenna pattern (BOTTOM) in the 3 mm wavelength range, and a directional vertical down on fixed antennas, acting as an additional channel of the environment data that are connected to a single transceiver through a waveguide switch.
RU2014125635/07A 2014-06-24 2014-06-24 Radar station for facilitating safe helicopter landing in conditions without or with limited visibility RU2561496C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014125635/07A RU2561496C1 (en) 2014-06-24 2014-06-24 Radar station for facilitating safe helicopter landing in conditions without or with limited visibility

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014125635/07A RU2561496C1 (en) 2014-06-24 2014-06-24 Radar station for facilitating safe helicopter landing in conditions without or with limited visibility

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2561496C1 true RU2561496C1 (en) 2015-08-27

Family

ID=54015667

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014125635/07A RU2561496C1 (en) 2014-06-24 2014-06-24 Radar station for facilitating safe helicopter landing in conditions without or with limited visibility

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2561496C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2642895C1 (en) * 2016-10-17 2018-01-29 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Радар ммс" Antenna viewing device
CN107991661A (en) * 2017-11-23 2018-05-04 武汉万集信息技术有限公司 A kind of mechanical laser radar and its ballasting method
RU2672578C2 (en) * 2016-10-26 2018-11-16 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Method of detection of obstacles in the helicopter landing area
RU2737760C1 (en) * 2019-11-28 2020-12-02 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Helicopter-type aircraft landing site selection device
RU2756596C1 (en) * 2020-12-29 2021-10-04 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Apparatus for selecting a landing site for a helicopter-type aerial vehicle

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999046831A1 (en) * 1998-03-11 1999-09-16 Marc Zuta Wire detection system and method
RU2156985C2 (en) * 1998-10-30 2000-09-27 Московский государственный авиационный институт (технический университет) Method for preventing collisions of helicopter to high-voltage electric power transmission lines
WO2001065273A1 (en) * 2000-03-03 2001-09-07 Eads Deutschland Gmbh Telematics method for helicopters
RU2206903C2 (en) * 2001-07-09 2003-06-20 Открытое акционерное общество "Корпорация "Фазотрон - научно-исследовательский институт радиостроения" Radar for helicopter
FR2932279A1 (en) * 2008-06-10 2009-12-11 Thales Sa Obstructions e.g. buildings, monitoring device for e.g. military helicopter, has display and alert units producing visual and sound alerts describing situation according to identification parameters and alert severity
RU2410718C2 (en) * 2009-02-24 2011-01-27 Владимир Иванович Винокуров Method of preventing collision of helicopters with high-voltage power lines
RU2445234C2 (en) * 2010-06-24 2012-03-20 Общество с ограниченной ответственностью "АВТЭКС" Helicopter safety system for critical flying conditions
US20140062755A1 (en) * 2012-05-30 2014-03-06 Honeywell International Inc. Helicopter collision-avoidance system using light fixture mounted radar sensors

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999046831A1 (en) * 1998-03-11 1999-09-16 Marc Zuta Wire detection system and method
RU2156985C2 (en) * 1998-10-30 2000-09-27 Московский государственный авиационный институт (технический университет) Method for preventing collisions of helicopter to high-voltage electric power transmission lines
WO2001065273A1 (en) * 2000-03-03 2001-09-07 Eads Deutschland Gmbh Telematics method for helicopters
RU2206903C2 (en) * 2001-07-09 2003-06-20 Открытое акционерное общество "Корпорация "Фазотрон - научно-исследовательский институт радиостроения" Radar for helicopter
FR2932279A1 (en) * 2008-06-10 2009-12-11 Thales Sa Obstructions e.g. buildings, monitoring device for e.g. military helicopter, has display and alert units producing visual and sound alerts describing situation according to identification parameters and alert severity
RU2410718C2 (en) * 2009-02-24 2011-01-27 Владимир Иванович Винокуров Method of preventing collision of helicopters with high-voltage power lines
RU2445234C2 (en) * 2010-06-24 2012-03-20 Общество с ограниченной ответственностью "АВТЭКС" Helicopter safety system for critical flying conditions
US20140062755A1 (en) * 2012-05-30 2014-03-06 Honeywell International Inc. Helicopter collision-avoidance system using light fixture mounted radar sensors

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2642895C1 (en) * 2016-10-17 2018-01-29 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Радар ммс" Antenna viewing device
RU2672578C2 (en) * 2016-10-26 2018-11-16 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Method of detection of obstacles in the helicopter landing area
CN107991661A (en) * 2017-11-23 2018-05-04 武汉万集信息技术有限公司 A kind of mechanical laser radar and its ballasting method
RU2737760C1 (en) * 2019-11-28 2020-12-02 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Helicopter-type aircraft landing site selection device
RU2756596C1 (en) * 2020-12-29 2021-10-04 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Apparatus for selecting a landing site for a helicopter-type aerial vehicle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3236213B1 (en) Cockpit display for degraded visual environment (dve) using millimeter wave radar (mmwr)
US10175353B2 (en) Enhancement of airborne weather radar performance using external weather data
US8604963B1 (en) Radar system and method
US9535158B1 (en) Weather radar system and method with fusion of multiple weather information sources
US7633430B1 (en) Terrain awareness system with false alert suppression
US9019146B1 (en) Aviation display depiction of weather threats
US9939526B2 (en) Display system and method using weather radar sensing
US9213096B2 (en) Proximity warning system for helicopters
US11181634B1 (en) Systems and methods of intelligent weather sensing using deep learning convolutional neural networks
EP3579017B1 (en) System and method to reflect radar using aircraft
RU2561496C1 (en) Radar station for facilitating safe helicopter landing in conditions without or with limited visibility
US9810770B1 (en) Efficient retrieval of aviation data and weather over low bandwidth links
US9689984B1 (en) Weather radar system and method with latency compensation for data link weather information
US20210407306A1 (en) Flight management system departure and arrival performance display based on weather data uplink
US10605912B1 (en) Storm top adaptive beam scan
US10353068B1 (en) Weather radar enabled offshore operation system and method
US11156461B1 (en) System and method for optimizing hold and divert operations
RU2672040C2 (en) Method of providing aircraft with meteorological information
Goshi et al. Multifunctional millimeter-wave radar system for helicopter safety
EP4209799A1 (en) Optimized weather and threat depiction based on aircraft flight plan
Hecker et al. Enhanced vision meets pilot assistance
Goshi et al. Cable imaging with an active W-band millimeter-wave sensor
Mizero Evaluation of existing technologies designed for helicopter against wire-strike
Vazzola et al. Small and lightweight innovative obstacle detection radar system for the general aviation: performances and integration aspects
Ananenkov et al. Research of opportunities of short-range radar to prevent flight accidents