CC BY
2
Секция «Молодежь, наука, творчество (школьная секция, направление СПО)»
УДК 629.7.086
ЛАЗЕРНЫЕ КУРСОГЛИССАДНЫЕ СИСТЕМЫ ПОСАДКИ ВОЗДУШНЫХ СУДОВ
М. В. Аркасов, В. В. Долинина, Е. Э. Куклин, Т. В. Усков Научный руководитель - И. И. Горбачева*
Красноярский филиал Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Санкт-Петербургский государственный университет гражданской авиации» Российская федерация, 660135, г. Красноярск, ул. Взлетная, д. 15 *E-mail: [email protected]
В исследовательской работе рассматриваются радиоэлектронные и светотехнические средства, без качественного функционирования которых заход на посадку в простых и сложных метеоусловиях невозможен. Также рассмотрены преимущества внедрения таких систем, актуальность их разработки и необходимость модернизации.
Радиотехническое обеспечение, системы посадки, полупроводниковые лазеры, экспериментальные образцы.
LASER ILS LANDING SYSTEMS OF THE AIRCRAFT
M. V. Arkasov, V. V. Dolinina, E. E. Kuklin, T. V. Uskov Scientific supervisor - I. I. Gorbacheva*
Krasnoyarsk branch of Federal state budget institution of higher education "Saint- Petersburg state university of civil aviation" 15, Vzletnaya St, Krasnoyarsk, 660135, Russian Federation *E-mail: [email protected]
The research work examines radio electronic and lighting engineering aids, without proper functioning of which approaching to land in common and poor weather conditions is impossible. Also we consider the advantages of implementation of such systems, the relevance of their development and need of modernization.
Radio engineering support, landing systems, semiconductor lasers, experimental samples.
Посадку воздушных судов (ВС) различного назначения днем и ночью в простых и сложных метеоусловиях обеспечивают радиоэлектронные и светотехнические средства.
Конечный этап полета выполняется визуально. При этом, чем раньше наступает визуальный контакт с взлетно-посадочной полосой, тем больше времени есть у летчика для устранения погрешностей захода на посадку. Несомненно, заход на посадку, является наивысшей эмоционально-психологической нагрузкой на летный экипаж [1].
Стоит отметить преимущества лазерного излучения в средствах визуальной навигации. Во-первых, высокая степень монохроматичности излучения обеспечивает хорошую заметность на фоне других огней и ярко освещенной поверхности земли, особенно при солнечной погоде, благодаря более высокой контрастности. Во-вторых, высокая спектральная яркость обеспечивает большую дальность видимости днем, в сумерках и при неблагоприятных условиях. В-третьих, малая угловая расходимость пучка излучения (узкий луч как иголка) обеспечивает требуемую точность зрительной ориентации лучей в виде
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2022. Том 3
символа. К такому типу лазерных курсоглиссадных систем посадки относятся три системы: «Координата-Л», «Глиссада-М», «Сталкер» [2].
Очевидно, требования к современному навигационному оборудованию систем посадки ВС очень высоки. Оно должно быть надежным, эффективно обеспечивать заход на посадку ВС в любое время суток, в том числе в экстремальных метеоусловиях.
Наиболее эффективным путем решения является применение визуальных лазерных курсоглиссадных систем посадки (ЛКГСП), разработанных на основе современных технологий с использованием новейшей элементной базы отечественного производства.
Представляем их достоинства. ЛКГСМ является установление экипажем ВС визуального контакта на удалении 10-14 км. Необходимо уточнить, что при выполнении посадки летный экипаж не подвергается воздействию прямого лазерного излучения ЛКГСП.
В реальных условиях выполнения посадки случайное попадание ВС в лазерный луч ЛКГСП будет безопасным для органов зрения членов экипажа при пересечении лазерного луча курсового маяка на удалении от торца взлетно-посадочной полосы 276 м (при МДВ=0.8 км) и 467м (при МДВ=5 км) [3].
По принципу действия ЛКГСП такого типа обеспечивают заход на посадку только ночью (начиная со второй половины сумерек) в простых и сложных метеоусловиях до метеоминимума 300*3000м.
Основной отличительной особенностью данной системы является формирование в поле зрения летчика визуальной пространственной картины из трех светящихся лучей: двух лучей, образующих плоскость «идеальной» глиссады снижения воздушного судна, и, третьего луча, указывающего направление посадочного курса (створа взлетно-посадочной полосы).
Стоит рассмотреть принцип электронного возбуждения лазерного кристалла. Итак, лазерные системы посадки второго типа основаны на видении прямого излучения полупроводниковых лазеров с электронно-лучевой накачкой (ПЛЭН). С помощью ПЛЭН и оптической системы вдоль глиссады формируются световые зоны визуального наблюдения источника света трех цветов (желтого, зеленого, красного) с заданными угловыми размерами и геометрической формой. Такая система практически заменяет используемые в настоящее время светосигнальные системы на лампах высокой эффективности (ОВИ) с цветными фильтрами. Основным элементом лазерной системы посадки прямого видения является СПЛЭН, обеспечивающий одновременное высвечивание трехцветной курсоглиссады в виде пространственного управляемого светового коридора и оптическую локацию ВС в цветовых зонах глиссады [4].
Работа такого источника излучения основана на эффекте преобразования (с помощью полупроводниковых лазерных оптических резонаторов) энергии модулированных или сканирующих электронных пучков накачки в модулированное или сканирующее когерентное излучение.
Необходимо указать на отличительные особенности ЛКГСП на основе СПЛЭН:
- возможность в реальном масштабе времени управлять шириной любой цветовой зоны в пространстве;
- возможность модуляции любой части световой зоны, что является дополнительной информацией для летчика о местоположении ЛА внутри цветовой зоны;
- возможность осуществления оптической локации объекта внутри любой зоны с его визуализацией на экране оператора с определением расстояния до объекта, его местоположения в цветовой зоне и скорости;
- возможность передачи информации о местоположении объекта на борт ЛА по оптическому каналу, исключающая воздействие естественной или преднамеренной радиоэлектронной помехи;
Секция «Молодежь, наука, творчество (школьная секция, направлание СТЮ)»
- возможность управления яркостью излучения в реальном масштабе времени для обеспечения минимально-вредного воздействия на глаза летчика;
- высокая устойчивость к ударным и вибрационным нагрузкам обеспечивает возможность работы лазерного модуля в системах посадки ЛА на авианесущие корабли и вертолетов на корабли одиночного базирования;
- малые габариты и вес, автономное питание позволяет использовать лазерный модуль для обеспечения посадки ЛА на необорудованные площадки и обеспечение десантирования [5].
Итак, делаем заключение. ЛКГСП на СПЛЭН является визуальной, многоцветной навигационной системой прямого видения нового поколения. Она позволяет осуществлять в экстремальных метеоусловиях высокоточную посадку самолетов и вертолетов на аэродромы, не оборудованные площадки, на авианесущие корабли, десантирование.
Актуальность разработки ЛПП на СПЛЭН связана с возросшими требованиями безопасности, а также необходимости модернизации, либо замены морально и технически устаревших комплексов светотехнического оборудования аэродромов.
Библиографические ссылки
1. Нормы годности к эксплуатации аэродромов государственной авиации. Аэродромы для базирования самолетов и авиационных частей (НГЭАГос А. А. Аэродромы для самолетов). Приложение к приказу Министра обороны РФ от 02.11.2006 г.
2. Миряха А., Свердлов М., Жуков Г. Полупроводниковые лазерные излучатели в курсоглиссадной системе посадки воздушных судов // Фотоника. 2012. №3. с. 32-37.
3. Олихов И.М., Гольченко А.Н. Полупроводниковые лазерные излучатели с электронной накачкой в курсоглиссадной системе посадки воздушных судов // Фотоника. 2013. №4.
4. Олихов И.М., Косовский Л.А. Мобильная лазерная трехцветная навигационная система. Надежность в экстремальных ситуациях // Электроника: НТБ. 1999. №3. с. 46-49.
5. Патент РФ №2248299 от 03.20. 2005 г. Лазерный маяк./Васильев Д.В., Кармаков А.А., Олихов И М., Макиенко О.М. - Приоритет от 02.12.2002 г.
© Аркасов М. В., Долинина Е. В., Куклин Д. Э., Усков В. В., 2022
