Информационная командно-лидерная система

Информационная командно-лидерная система может найти применение при создании пилотажно-навигационного оборудования летательных аппаратов для полетов на режимах высокоточного маневрирования в сложных условиях. Информационная командно-лидерная система содержит бортовую геоинформационную систему, систему предупреждения опасных состояний полета, многофункциональные индикаторы, вычислитель системы самолетовождения (вертолетовождения), комплексную систему управления летательного аппарата, соединенные между собой через интерфейсные модули, а также речевой информатор и сигнализаторы, функциональные подсистемы комплекса бортового оборудования, радиолокационную систему, оптико-электронные визирные устройства и функционирует с использованием программных модулей системы, обеспечивающих экипаж индикацией местоположения летательного аппарата в пространственной зоне безопасного полета, параметров опасного состояния траекторного управления в зоне усложнения условий полета и в зоне сложных (аварийных) ситуаций полета, а также формирование мнемокадров пилотажной информации и навигационной обстановки с использованием новых принципов представления пилотажной командно-лидерной информации и геоинформационных данных о районе полета. Применение на пилотажном индикаторе нового принципа построения авиагоризонта с псевдообъемным символом «лидера» для индикации заданных параметров полета по каналам крена, тангажа, скольжения, скорости, высоты и бокового уклонения обеспечивает безопасное высокоточное управление пространственным положением и траекторией движения объекта. Такое техническое решение по информационному командно-лидерному обеспечению экипажа летательного аппарата в сложных условиях полета позволяет улучшить условия безопасности полета, точности траекторного маневрирования и повысить эффективность применения летательных аппаратов различного назначения. С использованием материалов данного предложения проведено моделирование на диалоговом моделирующем стенде и получены положительные результаты, подтверждающие целесообразность предложенной модели.

Полезная модель относится к области авиационной техники (авионики) и может найти применение при создании пилотажно-навигационного оборудования самолетов и вертолетов для полетов на режимах высокоточного маневрирования в сложных условиях.

При полетах в сложных метеоусловиях на предельно малых высотах над сложным рельефом местности большое количество летных происшествий происходит из-за утери летчиками представления о своем пространственном положении и, вследствие этого, нелогичного управления летательным аппаратом (ЛА). Для гарантированного обеспечения безопасности полета в этих условиях требуется создание информационно-управляющего поля, дающего возможность летчику одновременно видеть главные пилотажные параметры и опасные состояния и формировать адекватные обстановке управляющие воздействия.

Известные принципы построения информационно-управляющего поля на базе электро-механических индикаторов или на базе экранных многофункциональных индикаторов (МФИ) не лишены недостатков обеспечения летчиков надежным представлением о пространственном положении и состоянии процесса управления в сложных условиях. Комплексирование двух МФИ, бортовой геоинформационной системы (БГИС), системы предупреждения опасных состояний (СПОС) полета, вычислителя системы самолетовождения (вертолетовождения), комплексной системы управления (КСУ) летательного аппарата, функциональных подсистем комплекса бортового оборудования (КБО), а также формирование мнемокадров пилотажной информации и навигационной обстановки с использованием новых принципов представления пилотажной информации и геоинформационных данных о районе полета позволяют устранить вышеуказанные недостатки.

Целью данного предложения было создание системы информационного командно-лидерного обеспечения экипажа ЛА на режимах высокоточного маневрирования, дающей возможность Сосредоточения на экранных индикаторах основной пилотажной и управляющей информации в виде информационного командно-лидерного представления о состоянии процесса управления и псевдообъемного изображения опасных состояний приближения к рельефу земной поверхности и к объектам угрозы в полете в интересах:

- создания для летчика условий простоты определения пространственного положения управляемого объекта и легкости одновременного формирования управляющих воздействий органами управления по основным каналам;

- облегчения формирования у летчика образа цели управления по наблюдаемому изображению лидера;

- обеспечения летчика наглядной командно-лидерной информацией о заданных параметрах движения по принципу "делай как я";

- улучшения условий безопасности полета и точности траекторного маневрирования за счет сосредоточения информации о критических состояниях в лидерном изображении и наличия в нем командной информации об управляющих воздействиях по коррекции параметров процесса управления и о направлении парирования опасных отклонений;

- улучшения условий безопасности полета при сближении с рельефом местности, наземными препятствиями и объектами «угрозы» столкновения в полете в условиях ограниченной видимости внекабинной обстановки за счет пседообъемного представления картографической информации с мажорантой преимущественных высот рельефа местности в окне авиагоризонта на индикаторе и псевдообъемного символа объекта угрозы столкновения, а также создания модуля активной безопасности полета над сложным рельефом местности с использованием картографической информации.

Сущность предлагаемой полезной модели поясняется приведенными фигурами, где:

- на фигуре 1 представлена блок-схема информационной командно-лидерной системы;

- на фигуре 2 представлен мнемокадр пилотажного индикатора для безопасного и высокоточного маневрирования самолета;

- на фигуре 3 представлен мнемокадр пилотажного индикатора для безопасного и высокоточного маневрирования вертолета;

- на фигуре 4 представлен мнемокадр электронной аэронавигационной карты и навигационно-тактической обстановки.

Информационная командно-лидерная система содержит бортовую геоинформационную систему 1, систему предупреждения опасных состояний полета 2, многофункциональные индикаторы 3, вычислитель системы самолетовождения (вертолетовождения) 4, комплексную систему управления летательного аппарата 6 на объекте управления 7, соединенные между собой через интерфейсные модули 5, а также речевой информатор и сигнализаторы 8, функциональные подсистемы комплекса бортового оборудования 9, радиолокационную систему 10, оптико-электронные визирные устройства.

Бортовая геоинформационная система 1 содержит модуль базы геоинформационных данных 12, модуль комплексирования файлов картографической информации и объектов навигации 13 и предназначена для обеспечения модулей информационной командно-лидерной системы и подсистем комплекса бортового оборудования цифровой картографической информацией в реальном времени.

Бортовая геоинформационная система:

- формирует бортовую базу данных цифровой картографической информации с использованием баз данных наземных геоинформационных систем, данных радиотехнической обстановки и информации об объектах навигации и условиях полета;

- осуществляет прием и хранение цифровой карты района полетов;

- обеспечивает формирование электронной движущейся карты в формате 2D (2D+) с отображением аэронавигационной обстановки;

- обеспечивает формирование псевдообъемного изображения впереди лежащего рельефа подстилающей поверхности (в формате 3D) для ручного пилотирования в режиме маловысотного полета с обходом и облетом препятствий;

- обеспечивает формирование информации о профиле рельефа вдоль прогнозируемой траектории в режиме маловысотного полета. База данных цифровой картографической информации может содержать информацию о полях:

- рельефа местности,

- объектового состава местности,

- наземного радиолокационного и радиотехнического оборудования,

- радио-тепловых излучений,

- оптических (световых) контрастов,

- инфракрасных контрастов и других полях.

Система предупреждения опасных состояний полета 2 содержит модуль оценки опасных состояний 14, модуль формирования командно-лидерной информации 15 для высокоточного маневрирования, предупреждения столкновений с земной поверхностью с использованием цифровой картографической информации и вывода ЛА из опасных состояний сближения с наземными препятствиями и объектами «угрозы» в полете, модуль формирования навгационно-картографической информации 16 для построения электронной аэронавигационной карты с навигационно-тактической обстановкой и для планирования маршрута.

Она предназначена для информационного обеспечения повышения уровня безопасности и эффективности полета, индикации опасных состояний траекторного управления и сигнализации об опасном сближении с землей и объектами «угрозы» в полете. Система осуществляет формирование пилотажной, траекторией информации для применения на режимах траекторного маневрирования по текущей и прогнозируемой информации, а также сигналов для вывода из опасных состояний полета.

Формирование информационного обеспечения автоматизированного управления увода от земной поверхности, световой и звуковой сигнализации об опасном сближении с рельефом местности и опасных состояниях осуществляется в следующей последовательности:

- определение зоны текущего местоположения ЛА в трехмерном пространстве с учетом точности навигационных систем и базы данных цифровых карт местности;

- прогнозирование пространственной траектории полета ЛА;

- определение зон опасного состояния траекторного движения и принятие решения о возможности столкновения с землей (определение степени опасности) с использованием цифровой карты рельефа местности, полетной обстановки и прогнозируемой траектории полета;

- формирование информации для индикации экипажу цифровой карты

местности с отображением рельефа и элементов объектовой обстановки с указанием опасных участков;

- формирование заданной траектории (заданного вектора скорости) для облета и обхода препятствий;

- формирование и выдача управляющей информации на индикацию и в систему автоматического управления для вывода самолета из опасных состояний, связанных с траекторным управлением;

- формирование и выдача команд для предупреждающей визуальной и звуковой сигнализации об опасных состояниях и опасном сближении с рельефом местности.

Одной из важнейших функций системы предупреждения опасных состояний полета является функция раннего предупреждения приближения препятствий земли, которая обеспечивает полет на протяжении всех этапов, включая эволюции самолета. Она обеспечивает обзор впереди самолета в пределах заданного рабочего пространства и своевременную сигнализацию, если элементы подстилающей поверхности попадают в это пространство. Рабочее пространство представляет собой пространство в окрестности текущей и прогнозируемой траектории движения самолета до заданной дальности. При определении рабочего пространства учитываются маневренные возможности самолета для выхода из опасных состояний и используемое оборудованием для проверки наличия опасного состояния траекторного управления, а также точность навигационных источников. Рабочее пространство определяется рассчетной дальностью по направлению полета самолета, расстояния и коридора безопасного движения по обе стороны от горизонтальной проекции траектории полета и заранее определенного расстояния вниз в зависимости от вертикальной прогнозируемой траектории полета. Рабочее пространство изменяется в зависимости от этапа полета, расстояния до взлетно-посадочной полосы и требуемой высоты над подстилающей поверхностью для выполнения своих функций. Размер рабочего пространства в горизонтальной плоскости увеличиваться в случае необходимости поворота в соответствии с прогнозируемой траекторией.

Функция раннего предупреждения приближения земли и объектов «угрозы» в полете осуществляется путем оценки параметров выхода из пространственной зоны безопасного полета впереди самолета по прогнозируемой траектории полета и обеспечения необходимой сигнализацией в случае возникновения потенциальной опасности на основе обработки информации навигационных систем, радиовысотомера малых высот, цифровой карты местности, радиолокационной системы, оптико-электронных визирных устройств.

Вычислитель системы самолетовождения (вертолетовождения) 4 предназначен для решения задач навигации, управления высокоточным маневрированием и формирования командно-лидерной информации. В вычислителе системы самолетовождения (вертолетовождения) при формировании командно-лидерной информации использована концепция управления вектором траекторией скорости с помощью единой системы

управления вектором скорости, содержащей контуры продольного, бокового, путевого управления, контур управления тягой силовой установки и контуры ограничения нормальной перегрузки и угла атаки на всех режимах полета, функционирующие в соответствии с эталонными моделями полета ЛА, цели и объекта «угрозы», формируемыми вычислителем.

Вычислитель системы управления летательного аппарата 4 соединен с бортовой геоинформационной системой 1, системой предупреждения опасных состояний полета 2, многофункциональными индикаторами 3, комплексной системой управления летательного аппарата 6 через интерфейсные модули 5, которые обеспечивают управление вводом-выводом и режимами работы.

В многофункциональные индикаторы 3 входят:

- графические процессоры 17,

- цветные жидкокристаллические мониторы 19.

Отображение пилотажной информации на индикаторе обеспечивают:

программный модуль формирования кадра авиагоризонта и фрагментов индикации пилотажных параметров 20, модуль формирования псевдообъемного (3D) изображения опасных состояний траекторного маневрирования и сигналов вывода из опасных состояний 21, а также мнемокадр пилотажного индикатора для безопасного высокоточного маневрирования 18П. Отображение навигационной обстановки на индикаторе обеспечивают: программный модуль формирования электронной аэронавигационной карты и отображения навигационной обстановки 22, модуль формирования псевдообъемного (2D+) изображения опасных состояний вблизи поверхности земли 23, а также мнемокадр аэронавигационной карты с навигационно-тактической обстановкой 18НТ.

Для безопасного и высокоточного маневрирования на предельно малых высотах сформирован мнемокадр экранного пилотажного индикатора, обеспечивающий летчику мгновенное наглядное представление о пространственном положении и потребных управляющих воздействиях. При формировании информационного кадра пилотажного индикатора для безопасного и высокоточного маневрирования ставилась цель создание возможности сосредоточения на одном экранном индикаторе основной пилотажной информации и псевдообъемного изображения опасных состояний приближения к рельефу земной поверхности.

Мнемокадр пилотажной информации предназначен для выдачи экипажу необходимой информации о пилотажных и навигационных параметрах, а также о потребных управляющих воздействиях при пилотаже и высокоточном маневрировании на предельно малых высотах.

Мнемокадр основан на представлении нового вида авиагоризонта, в котором используется принцип псевдообъемного изображения символов своего летательного аппарата и «лидера», наблюдаемых с другого ЛА в геоцентрической системе координат, находящегося на неизменяемом расстоянии сзади на одной и той же высоте и путевой скорости с управляемым объектом (изображения псевдообъемного символа ЛА и

«лидера» проецируются на плоскость, перпендикулярную вектору путевой скорости). Изображение «лидера» перемещается относительно символа управляемого ЛА, изменяет свою конфигурацию и размер в зависимости от формируемого командного сигнала отклонения от заданных траекторных и угловых движений ЛА и заданных ограничений, что дает возможность летчику формировать действия по управлению ЛА и устранению критических состояний в соответствии с принципом "делай как я"

Мнемокодр пилотажной ининдикации самолета (представленный на фигуре 2) содержит статические и динамические фрагменты индикации:

- информационный кадр авиагоризонта (24);

- фрагменты индикации пилотажных параметров (34-40).

Информационный кадр авиагоризонта имеет:

- Границу авиагоризонта в виде двух (вертикальных) прямых, замкнутых (сверху и снизу) двумя дугами светло-серого цвета. Заливка авиагоризонта выше подвижной линии горизонта - светло-голубого цвета, ниже линии горизонта - светло-серого цвета. При функционировании модуля раннего предупреждения приближения к земле в границах символа авиагоризонта появляется псевдообъемное изображение впередилежащего рельефа местности с мажорантой преимущественных высот (25) в прогнозируемой зоне полета в соответствии углом наклона траектории и путевым углом.

- Псевдообъемный символ объекта (26) с шасси, килем переменной длины, выполненный двойным обводом, и с прямоугольной скобой (27) - указателем предельного значения угла атаки и угла скольжения (боковые риски скобы) или перегрузки (при достижении n_у ^доп_mах или ^доп_mах скоба начинает мигать). Символ управляемого объекта меняет свою конфигурацию в зависимости от изменения угла скольжения и поворачивается относительно центра кадра авиагоризонта в зависимости от фактического угла крена, при этом вместе с символом объекта поворачиваются символы векторно-директорного принципа управления (киль переменной длины 31 и скоба 27)

- Символ вектора текущей скорости (28) в виде окружности с двумя боковыми рисками и одной риской вверху с двойным обводом, помещающийся в разрыве центральной части символа самолета, когда вектор текущей скорости совпадает с вектором заданной скорости.

- Символ «лидера» (29), несущий информацию о заданных параметрах пространственного положения и движения, по которой формируются действия в соответствии с принципом "делай как я", и информацию о критических состояниях путем изменения конфигурации и мигания соответствующих элементов лидерного изображения, предписывающих действия по устранению критических состояний. «Лидер» имеет вид ЛА - треугольника, спроектированного на экран авиагоризонта. Основание треугольника аналогично символу управляемого объекта с шасси (без киля) выполнено двойным обводом. Положение «лидера» на экране обеспечивает формирование заданного управляющего воздействия по продольному каналу и крену. Центр символа «лидера» перемещается в пределах круга поля авиагоризонта относительно центральной точки

символа объекта пропорционально командному сигналу управления пространственным движением ЛА. Величина основания треугольника символа лидера меняется в зависимости от отклонения путевой скорости от заданной путевой скорости. Если текущая путевая скорость меньше заданной, то крылья символа лидера имеют меньший размер по сравнению с размахом крыльев символа объекта. При превышении объектом заданной скорости символ «лидера» становится больше символа объекта, что требует уменьшения скорости полета. Высота вершины треугольника, символизирующая носовую часть символа объекта, пропорциональна заданному углу наклона траектории. Вершина треугольника индицирует качественное состояние заданных параметров полета путем перемещения вершины соответственно вверх и вниз, вправо и влево. При вершине треугольника «лидера» индицируется двухзначный счетчик заданного угла наклона траектории желтого цвета. Угол наклона основания треугольника (символа крыльев «лидера» с шасси) равен заданному углу крена. При управлении по каналам крена и тангажа летчик добивается совпадения символа самолета с символом «лидера». Заданная динамика процесса управления по перегрузке (углу атаки) обеспечивается при совпадении символа киля переменной длины (31) с директорией меткой (30) заданного управляющего воздействия (в виде уголка) и удерживании его в окрестности метки. При управлении силовой установкой летчик обеспечивает совпадение по величие символов объекта и «лидера». Таким образом, символ «лидера» является векторно-директорным псевдообъемным символом с качественной индикацией заданных параметров полета по каналам крена, тангажа, скольжения, скорости, высоты и бокового уклонения, обеспечивающим управление пространственным положением объекта и вектором скорости полета.

- Шкала крена (32) неподвижная в окне авиагоризонта, с нулевыми рисками, выполненными двойным обводом и подвижный по крену символ ЛА. При недостоверности показаний крена с индикации снимается силуэт самолета, центральная точка остается.

- Символ (33) отклонения от заданной высоты пролета над рельефом (горой).

Псевдообъемное изображение впередилежащего рельефа местности в прогнозируемой зоне полета индицируется в соответствии с углом наклона траектории. Участки рельефа в прогнозируемой зоне полета, попадающие в область, лежащую выше вектора путевой скорости, закрашиваются в красный цвет, участки рельефа, попавшие в зону высот между прогнозируемым вектором скорости и «лыжей», отстоящей от вектора скорости на величину допустимой высоты пролета преимущественных высот, закрашиваются в желтый цвет. Остальное изображение впередилежащего рельефа местности, попавшее в область авиагоризонта, закрашивается в светло-серо-коричневые цвета в соответствии с картографическим изображением местности.

Фрагменты индикации пилотажных параметров содержат:

- шкалу курса (34);

- шкалу барометрической высоты (35);

- шкалу радиовысоты (36);

- шкалу приборной скорости полета (37);

- шкалу вариометра (38);

- шкалу угла атаки (39);

- шкалу перегрузки (40);

- цифровые счетчики параметров полета

В нижней части мнемокадра индицируется прогнозируемая траектория (41), профиль рельефа местности (42) под прогнозируемой траектории с окрашиванием опасных зон маловысотного полета и шкала отклонений (43) от заданной высоты полета над опасными высотами рельефа на прогнозируемом участке полета в диапазоне отклонений=ь 600м, прогнозируемая заданная траектория пролета препятствий рельефа местности (44).

Мнемокодр пилотажной ининдикации для вертолета (представленный на фигуре 3) содержит статические и динамические фрагменты индикации:

- информационный кадр авиагоризонта (45),

- псевдообъемный символ вертолета (46),

- символ тяговооруженности (47),

- символ перегрузки (48),

- директорнаяя метка (49),

- счетчик угла тангажа (50),

- символ лидера (51),

- символ оборотов несущего винта (52),

- вариометр (53),

- указатель баровысоты и геометрической высоты (54),

- индикатор работы рулевых приводов САУ (55),

- символ геометрической высоты подстилающей поверхности (56),

- указатель скорости (57),

- индикатор висения с паравизуальным отображением типа «бегущая дорожка» малых значений и тенденций путевой скорости в режиме висения (58),

- навигационный индикатор (59),

- счетчики температуры наружного воздуха, истинной скорости полета, путевой скорости (60).

При функционировании модуля раннего предупреждения приближения к земле в границах символа авиагоризонта появляется псевдообъемное изображение впередилежащего рельефа местности с мажорантой преимущественных высот в прогнозируемой зоне полета в соответствии углом наклона траектории и путевым углом.

При необходимости вместо навигационного индикатора (59) может быьть вызван мнемокадр аэронавигационной карты с информацией о навигационно-тактической обстановке.

В режиме автоматизированного управления символ «лидера» меняет

форму в зависимости от величины заданных углов тангажа и скольжения, поворачивается в зависимости от величины заданного крена, перемещается по экрану в зависимости от величины отклонения по высоте и бокового отклонения от заданной траектории, а величина символа меняется в зависимости от отклонения скорости полета от заданной. Если скорость полета меньше заданной, то «лидер» уходит вперед и его видимые размеры становятся меньше.

Информационная командно-лидерная система в режиме «свободного» полета (в режиме ручного управления) имеет одно изображение управляемого объекта. При этом символ лидерного объекта находится как бы под символом управляемого объекта до тех пор, пока «свободный» полет осуществляется в пределах ограничений, установленных для ЛА. При выходе ЛА в процессе пилотирования за пределы ограничений символ лидерного объекта появляется на информационном поле, указывая, какими должны быть действия по вводу управляемого объекта в пределы ограничений, и привлекая внимание летчика миганием.

Мнемокодр аэронавигационной карты и информации о навигационно-тактической обстановке, представленный на рисунке 4

состоит из четырех графических слоев, вызываемых с помощью кнопок обрамления:

- "Цели " - индикация положения наземных и воздушных объектов (целей), информация о которых получена по командным линиям радиосвязи, с помощью дешифрации сигналов РЛС и/или от прочих источников;

- "План" - план полета;

- "РЛС" - индикация изображения, полученного с помощью РЛС;

- "Карта" - 2D+ изображение топографической авиационной карты. Все вышеперечисленные слои изображения выводятся в порядке, обратном порядку перечисления, в согласованных масштабе и системе координат, с единой точкой отсчета. Управление масштабом производится с кнопок обрамления «<» и «>»и индицируется соответственно масштабам.

Информация о маршруте представляется в виде совокупности символов навигационных точек и символа объекта, местоположение которых на экране друг относительно друга определяется текущими географическими координатами объекта и навигационных точек.

На мнемокадре отображаются:

- промежуточные пункты маршрута (ППМ), составляющие текущий маршрут (предыдущий и последующие), символ ППМ представляется в виде окружности с индикацией номера ППМ; - ППМ-ц (цели) выделяется двойным обводом;

- радиомаяки (РМ), изображаемые в виде треугольника со стрелкой при наличии связи с РМ или с подчеркиванием если нет связи с РМ;

- аэродромы;

- ориентиры.

Следующий по маршруту ППМ и последующие пункты маршрута соединяются отрезками в порядке их расположения по маршруту. Для ППМ

на который осуществляется полет, логика отображения линии заданного пути зависит от способа управления:

- при маршрутном способе управления и боковом отклонении объекта менее 5 км отрезком соединяются предыдущий и следующий пункты маршрута. При отклонении объекта большем 5 км производится индикация ломанной из двух отрезков: перпендикуляра от объекта до ортодромии и отрезка от точки пересечения ортодромии с перпендикуляром до следующего ППМ;

- при путевом способе управления отрезком соединяются центр символа объекта и следующий ППМ;

- при комбинированном способе управления линия заданного пути отображается ломаной: центр символа объекта соединяется отрезком с точкой начала разворота, которая соединяется с точкой выхода на заданный курс и далее с символом следующего пункта маршрута. В повторном заходе ломанная линия может иметь до 4-х точек излома для отображения полета по двум окружностям.

В случае изменения маршрута из текущей точки полета с помощью многофункционального пульта управления, а также если вручную был изменен режим управления на маршрутный, то в качестве предыдущего ППМ отображается точка, в которой был объект в момент смены ППМ или режима.

Информация о целях представляется в виде совокупности символов целей и символа объекта, местоположение которых на экране друг относительно друга определяется текущими географическими координатами целей, полученных от внешних источников или исчисленных в режиме прогноза. Определение целей или их выделение из радиолокационного фона производится с помощью наведения на них перекрестия (от кнюппеля) и нажатия кнопки «Захват».

Картографическая информация («Карта») представляется нижним (фоновым) слоем кадра на индикаторе в виде изображения аэронавигационной карты в формате 2D+ в выбранной системе координат и масштабе.

Информация от радиолокатора («РЛС») накладывается на изображение карты (при ее наличии) или на черный экран (фон) в виде развертки локатора в выбранной системе координат и масштабе. Одновременно актуализируются многофункциональные кнопки обрамления индикатора, позволяющие установить оптимальный контраст РЛС информации по отношению к фону (карте).

Совместное использование данных цифровых карт, точной информации о текущих координатах местоположения самолета по данным комплексной системы управления, радионавигационных и посадочных систем с учетом пилотажных ограничений ЛА и метеоинформации позволяет заранее предупредить и отобразить на индикаторах приближение опасных пространственных зон и опасных состояний при траекторном управлении, а также сигнализировать о необходимости увода самолета из опасной зоны.

Функциональная схема информационной командно-лидерной системы позволяет решать следующие задачи:

1) индикационное обеспечение режимов высокоточного траекторного маневрирования в пространственной зоне безопасного полета и вблизи поверхности земли в сложных условиях полета с отображением на экранных МФИ информационной командно-лидерной индикации, электронной полетной карты, радиолокационной информации о препятствиях и метеообстановке;

2) обеспечение экипажа индикацией параметров опасного состояния траекторного управления в зоне усложнения условий полета и в зоне сложных (аварийных) ситуаций полета;

3) раннее предупреждение приближения препятствий земли;

4) предупреждение о преждевременном снижении высоты в процессе захода на посадку;

5) определение опасных состояний траекторного маневрирования и обеспечение отображения их на МФИ в псевдообъемных (в форматах 2D+ и 3D) изображениях;

6) формирование заданного вектора скорости и управляющей информации для режимов маловысотного полета с облетом и обходом препятствий на основе информации о рельефе местности, а также вывода самолета из опасных состояний;

7) формирование сигналов и команд для предупреждающей световой и звуковой сигнализации, а также речевых сообщений об опасном сближении с рельефом местности и опасных состояниях процесса управления.

8) прогнозирование пространственной траектории и формирование информации о заданном векторе скорости (о заданных: величине скорости, наклоне траектории и путевом угле) для вывода ЛА из опасных состояний траекторного управления.

Системой обеспечивается определение параметров самолетовождения в пространственной зоне заданного полета и прогнозирование траектории полета в интервале времени от 3 до 60 сек.

Такое техническое решение по информационному обеспечению экипажа ЛА в сложных условиях полета позволяет улучшить условия безопасности полета и точности траекторного маневрирования и повысить эффективность применения ЛА различного назначения.

С использованием материалов данного предложения проведено моделирование на диалоговом моделирующем стенде и получены положительные результаты [2, 4], подтверждающие целесообразность предложенной модели.

Таким образом, предлагаемая полезная модель позволит, по мнению авторов создать информационную командно-лидерную систему для обеспечения экипажа ЛА индикацией, необходимой для полетов на режимах высокоточного маневрирования в сложных метеоусловиях на предельно малых высотах над сложным рельефом местности и отвечающей требованиям современной авиационной техники и эргономики, а также для формирования управляющей информации в интересах обеспечения активной безопасности полета с использованием комплексной системы управления ЛА.

Источники информации

1. Информационно-командная система. Авторское свидетельство №1381895 от 12 февраля 1985 г.

2. М.М.Сильвестров, И.А.Эрлих, В.Ю.Луканичев, Н.П.Бездетнов и др. Инженерно-психологическая оценка эффективности взаимодействия летчика с информационно-командной системой индикации при полунатурном моделировании. Отчет. М. НИИ АО. 1988 г. 50 с.

3. Квалификационные требования КТ-хх-01. Система раннего предупреждения столкновения с подстилающей поверхностью. Межгосударственный Авиационный Комитет, 2000 г.

4. М.М.Сильвестров, В.Ю.Луканичев Ю.И.Бегичев, Л.М.Козиоров, Л.О.Котицын, и др. Разработка концепции создания геоинформационной системы раннего предупреждения приближения к земле. Отчет НИИ АО и ВВИА им. проф. Н.Е.Жуковского. 2002 г. 142 с.

5. В.Н.Буков, Ю.И.Бегичев, B.C.Кулабухов, Л.М.Козиоров, В.И.Константинов, В.Ю.Луканичев, А.И.Наумов, М.М.Сильвестров. Разработка концепции построения системы предупреждения опасных состояний полета. Сборник. Интегрированные бортовые комплексы. М. Изд. ВВИА им. Н.Е.Жуковского, 2003 г. 11с.

6. В.Н.Буков, Ю.И.Бегичев, Л.М.Козиоров, В.Ю.Луканичев, А.И.Наумов, М.М.Сильвестров. Разработка алгоритмического обеспечения системы предупреждения опасных состояний полета. Сборник. Интегрированные бортовые комплексы. М. Изд. ВВИА им. Н.Е.Жуковского, 2003 г. 11 с.

Информационная командно-лидерная система, содержащая многофункциональные индикаторы, вычислитель системы самолетовождения (вертолетовождения), комплексную систему управления летательного аппарата (ЛА), а также речевой информатор и сигнализаторы, функциональные подсистемы комплекса бортового оборудования, радиолокационную систему, оптико-электронные визирные устройства, отличающаяся тем, что в ее состав включены бортовая геоинформационная система и система предупреждения опасных состояний полета, функционирование которых обеспечивают модуль базы геоинформационных данных, модуль комплексирования файлов картографической информации и объектов навигации, модуль оценки опасных состояний, модуль формирования командно-лидерной информации для высокоточного маневрирования и предупреждения опасных состояний, а также модуль формирования навгационно-картографической информации, причем отображение пилотажной командно-лидерной информации на индикаторе представлено в виде мнемокадра нового вида авиагоризонта, в котором использован принцип псевдообъемного изображения символа своего летательного аппарата, наблюдаемого с другого объекта, находящегося на неизменяемом расстоянии сзади на одной и той же высоте и путевой скорости с управляемым объектом, а также псевдообъемного изображения лидера, который меняет положение относительно символа управляемого объекта, конфигурацию и размер в зависимости от формируемого командного сигнала и отклонений от заданных траекторных и угловых движений ЛА и от заданных ограничений, что дает возможность летчику формировать действия по управлению летательным аппаратом и устранению критических состояний в соответствии с принципом "делай как я", и в котором улучшение условий безопасности полета при сближении с рельефом местности и наземными препятствиями в условиях ограниченной видимости внекабинной обстановки осуществлено за счет псевдообъемного представления картографической информации с мажорантой преимущественных высот рельефа местности в окне авиагоризонта, кроме того, отображение навигационно-тактической обстановки на индикаторе обеспечено представлением мнемокадра аэронавигационной карты с навигационно-тактической обстановкой, на котором картографическая информация в виде изображения аэронавигационной карты в выбранной системе координат и в выбранном масштабе имеет цветовое кодирование в зависимости от зон опасных состояний вблизи рельефа местности и объектов угрозы в полете, а также тем, что вычислитель системы самолетовождения (вертолетовождения) соединен с бортовой геоинформационной системой, системой раннего предупреждения приближения земли, многофункциональными индикаторами и комплексной системой управления через интерфейсные модули, обеспечивающие управление вводом-выводом информации и режимами работы системы для формирования командно-лидерной информации с использованием концепции управления вектором траекторией скорости с помощью единой системы управления вектором скорости, содержащей контуры продольного, бокового, путевого управления, контур управления тягой силовой установки, контуры ограничения нормальной перегрузки и угла атаки на всех режимах полета и эталонных моделей полета управляемого объекта, цели и объекта угрозы, формируемых вычислителем, а также для формирования управляющей информации в интересах обеспечения активной безопасности полета с использованием комплексной системы управления.