Система индикации взлета и посадки летательных аппаратов

Система индикации взлета и посадки летательных аппаратов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области информационного и индикационного обеспечения директорного и автоматического (ИИ ДАП) взлета и посадки летательных аппаратов (ЛА). Предназначено для использования в бортовых навигационных системах управления пилотируемыми и беспилотными летательными аппаратами (БЛА).

Уровень техники

Во время пилотирования летчик обязан:

- определять местоположение, направление движения, скорость, высоту, положение относительно выбранных ориентиров, а также скорость изменения вышеперечисленных параметров;

- выполнять управление с учетом ограничений по тактико-техническим характеристикам ЛА и влиянию внешних факторов (которое фактически является условно-оптимальным).

Для решения этих задач в кабине ЛА устанавливается ряд приборов, отображающих необходимую информацию, которые используют данные от информационно-измерительной системы (ИИС). Современные ИИС могут включать в себя различные наземные, воздушные и космические источники информации, приоритетно наиболее точные.

В процессе полета летчик выполняет несколько режимов пилотирования ЛА, в частности, директорный (ручной) и автоматический.

В директорном режиме бортовая цифровая вычислительная система (БЦВС) рассчитывает маневры, которые требуются, чтобы удерживать ЛА на заданной траектории, а индицируемые летчику отклонения от траектории имеют смысл команд, которым он должен следовать, чтобы двигаться по этой траектории.

Контрольную информацию, служащую лишь пусковым сигналом к началу двигательного акта летчик воспринимает и оценивает за время 0,3-0,9 секунды с момента фиксации взгляда на соответствующем приборе и начинает действие по управлению [2] с. 56.

При директорном пилотировании по приборам мозг летчика получает сведения не только о совершении действия, но и получает оценку реализации задуманного в зависимости от совершенства принимаемой информации. В процессе корректировки информации летчик периодически каждые 1-2 секунды, возвращается к показаниям приборов. При этом объективность информации и ее точная интерпретация являются предпосылками успеха или неуспеха совершаемого двигательного действия. Всякое целесообразное действие регулируется при помощи психического образа этого действия и для его выполнения требуются сложные механизмы обратной афферентации и сенсорной коррекции. Кроме этого мозг человека обладает экстрополяционным рефлексом предвидеть еще не наступившее событие (прогнозирование). Образ воспринимаемого объекта регулирует двигательный акт.

Ошибки управления обычно объясняются ошибками или трудностями восприятия, включая переработку информации в связи с запоздалым поступлением характеристик сигналов, пропусками нужной информации, неполнотой и неопределенностью воспринятых сообщений [5] с. 53-55.

Если результаты заданного и фактического состояния совпадают, то двигательный цикл заканчивается, а если нет, то поступает коррекционный импульс к двигательному анализатору. В полете по приборам отрицательное влияние на пространственную ориентировку оказывает дискретность зрительного восприятия приборной информации, связанная с необходимостью регулярного переключения внимания от пилотажных приборов на другие объекты [5] с. 62-69.

При автоматическом режиме, также как в директорном, производится расчет параметров траектории полета и их отображение на КПИ, но их отработка производится системой автоматического управления (САУ). В этом случае происходит перестройка сформированной системы восприятия летчика, так как из общего потока информации выключаются сигналы двигательного анализатора, которые обеспечивают обратную связь о результатах управляющих движений [1, 2, 4, 6]. Ощущение своих усилий на органах управления, восприятие изменений параметров полета в ответ на двигательные воздействия - все это исчезает при автоматизации управления и снижает возможность летчика при переходе от наблюдения за работой САУ к активному управлению в случае отказа или сбоя автоматики. В этих условиях наблюдаются двигательные ошибки, пробные движения органами управления и задержки целесообразных действий на время до 10-30 с, которые необходимо выполнять летчику для восстановления проприоцептивного контроля своих действий. Для сохранения активной деятельности летчика в автоматизированном полете необходимо компенсировать недостаток проприоцептивных сигналов совершенствованием визуальной информации, представлением летчику полных и точных сведений о параметрах полета [1, 2].

Таким образом, для обеспечения любого полета, включающего взлет, полет по маршруту, заход, посадку и пробег, необходимо в комплексе задействовать как технические, так и человеческие ресурсы. При этом возникает естественный барьер, связанный с противоречием: с одной стороны, возрастающей энерговооруженностью, технологической сложностью, эргономической оснащенностью, а с другой стороны - ограниченными интеллектуальными и психофизиологическими возможностями экипажей, включенными в человеко-машинный комплекс "ЛА-летчик", по эффективному применению авиации, получившими наименование "проблема человеческого фактора".

Хотя современные системы индикации и управления обеспечивают значительное улучшение управляемости в отличие от систем предыдущих поколений, все еще существуют существенные недостатки в плане обеспечения наиболее эффективной и безопасной эксплуатации ЛА.

С учетом вышеизложенных соображений, можно констатировать, что требуется постоянное совершенствование систем обеспечения точности полетной информации и управления, а также улучшения качества индикационной и эргономической внутрикабинной обстановки, что позволяет увеличить осведомленность летчика о параметрах полета и повысить безопасность пилотирования.

Источники информации

1. Пономаренко В.А., Завалова Н.Д. Принцип активного оператора в автоматизированных системах управления, с. 830-837. В кн. Психологические основы профессиональной деятельности. Хрестоматия. - М: ПЕР; Логос, 2007, 855 с.

2. Лапа В.В., Пономаренко В.А., Чунтул А.В. Психофизиология безопасности полетов. - М.: МОО "Ассоциация журналистов, пишущих на правоохранительную тематику", 2013, 396 с.

3. Ворона А.А., Гандер Д.В., Пономаренко В.А. Теория и практика психологического обеспечения летного труда. - М: Военное издательство, 2003, 278 с.

4. Рисухин В.Н., Тульский С.Г., Козлов В.В., Кравченко А.В., Ципенко В.Г. Высокоавтоматизированный самолет: теория и практика летной эксплуатации. - М: НОУ Авиационная школа Аэрофлота, 2011, 279 с.

5. Пономаренко В.А. Психология человеческого фактора в опасной профессии. Под ред. М.И. Ботова, - Красноярск, 2006, 617 с.

6. Пономаренко В.А. Авиация. Человек. Дух. - М: Издательский Дом. МАГИСТР-ПРЕСС. 2000. 375 с.

7. Шкурко Н.К., Нараленков М.К., Прядкин С.П. Система индикационных маркеров на командно-пилотажном индикаторе при выполнении директорной и автоматической посадки летательных аппаратов, с. 154-159. Материалы Всероссийской научно-технической конференции "XII Научные чтения, посвященные памяти Н.Е. Жуковского" / Сборник докладов. - М: Издательский дом Академии имени Н.Е. Жуковского, 2015, 494 с.

8. Прядкин С.П., Шевченко Р.А., Шкурко Н.К., Нараленков М.К. Аспекты формирования технического облика директорной и автоматической системы посадки летательных аппаратов. 322-325 с. Материалы Всероссийской научно-технической конференции "XI Научные чтения, посвященные памяти Н.Е. Жуковского" / Сборник докладов. - М: Издательский дом Академии имени Н.Е. Жуковского, 2014, 552 с.

9. Фред Г. Превик (исследовательская лаборатория авиабазы ВВС США, Брукс), Уильям Р. Эрколин (компания Веридиан, авиабаза Брукс). Пересмотр концепции авиагоризонта обратной индикации. Источник: The International Journal of Aviation Psychology, 9(14), 377-401, 1999.

10. Антонович K.M. Использование спутниковых радионавигационных систем в геодезии. В 2-х т. Т. 2. Монография - М.: ФГУП "Картгеоцентр", 2006, 435 с.

11. Поваляев А.А. Спутниковые радионавигационные системы: время, показания часов, формирование измерений и определение относительных координат. - М.: Радиотехника, 2008, 357 с.

12. Сетевые спутниковые радионавигационные системы. Под ред. B.C. Шебшаевича. - М.: "Радио и Связь", 1993, 429 с.

13. Прядкин С.П., Кишко Д.В., Шевченко Р.А. Комбинированный способ определения координат, вектора путевой скорости и дальности авиационно-космических объектов на основе разностно-дальномерного метода. Сборник трудов всероссийской научно-технической конференции "Перспективы развития РЛС дальнего обнаружения, интегрированных систем и комплексов информационного обеспечения воздушно-космической обороны" / Тезисы докладов. 18.06.2014 г, 174-176 с.

14. Авиационная радионавигация. Справочник под ред. Сосновского А.А. - М: Транспорт, 1990, 264 с.

15. Белогородский С.Л. Автоматизация управления посадкой самолета. - М: Транспорт, 1973, 352 с.

16. Воробьев Л.М. Воздушная навигация. - М: Машиностроение, 1984, 256 с.

17. Шаров В.Д. Сравнительная оценка безопасности посадки самолета Ан-124-100 в двух посадочных конфигурациях. Электронный журнал "Труды МАИ". Выпуск №58.

Результаты исследований психофизиологических особенностей деятельности и состояния человека в полете, а также эргономических особенностей авионики излагаются в [1-9]. Описание процессов и процедур формирования заданной траектории захода на посадку с помощью наземных, воздушных и космических технических средств приведено в [10-17].

Изобретение подтверждается чертежами

На фигуре 1 представлен набор основных индикационных маркеров на КПИ, где

1 - координатный указатель аэродрома посадки АЭР 1: курсовой угол ВПП аэродрома посадки - ψ_пос., широта - ϕ, долгота - λ;

3, 2 - шкала угла атаки "α_зад-α_тек"

4 - индекс взлетно-посадочной полосы (ВПП);

5 - указатель ветра - U;

6 - информационный указатель выбранной системы посадки: директорная или автоматическая посадка ДАП 6,7, радиоэлектронный комплекс командно-информационного взаимодействия навигации и посадки РЭК КИВ НП - 8, курсоглиссадная система КГС 30, инерциальная навигационная система ИНС (9), спутниковые навигационные системы СНС (GPS/ГЛОНАСС) - 10;

11, 12 - мнемонический указатель "Высота выравнивания" с цифровым индикатором;

13, 15 - индикаторы заданного и текущего путевого угла Ψ_зад, Ψ_тек;

14 - шкала вертикальной скорости с цифровым указателем;

16 - цифровой указатель геометрической высоты Н_г;

17 - индекс "Самолет-вектор";

18 - индекс "Лидер";

19 - цифровой указатель приборной скорости V_пр;

20 - указатель продольного ускорения j_x;

21 - индекс "Самолет";

22 - высота принятия решения (ВПР);

23 - дальность до торца ВПП;

26 - шкала тангажа;

34 - индекс "Глиссада".

На фигуре 2 показана схема обработки информации в режиме ближней навигации и посадки, где

ИИС - информационно-измерительная система;

КОИ₁₁, КОИ₁₂, КОИ₂ - блоки комплексной обработки информации;

СНС - спутниковая навигационная система;

ИНС - инерциальная навигационная система;

РЭК КИВ НП - радиоэлектронный комплекс командно-информационного

взаимодействия, навигации и посадки;

КГС - курсоглиссадная система;

ОЛС - оптическая локационная система (корабль);

БЦВС - бортовая цифровая вычислительная система;

САУ - система автоматического управления;

МФИ - многофункциональный индикатор;

КПИ - командно-пилотажный индикатор (центральная зона МФИ).

На фигуре 3 показан вариант индикации на КПИ при виде с Земли на самолет (разворот вправо) и боковой шкалой крена с оцифровкой 29, а также положение указателя скольжения (при наличии скольжения) 24.

На фигуре 4 показан вариант индикации на КПИ при виде с самолета на Землю (разворот вправо со снижением) и боковой шкалой по крену с оцифровкой 29, а также положение указателя "Зенит" 27.

На фигуре 5 показан комбинированный вариант индикации по крену на КПИ при виде с самолета на Землю с двумя шкалами: верхней дугообразной шкалой по крену без оцифровки 28 и боковой шкалой по крену с оцифровкой 29.

На фигуре 6 показана индикация указателя ветра при выходе за ограничения боковой составляющей вектора U, а также указатели режимов работы двигателей и реверса (без включения реверса) 31.

На фигуре 7 показана индикация положения ЛА на ВПП во время пробега с индикацией работы двигателей и реверса (при включенном реверсе) 25 и наличии отрицательного продольного ускорения 20, без индикации мнемонического указателя "Высота выравнивания".

На фигуре 8 показана индикация КПИ при не выпуске шасси.

На фигуре 9 показана индикация реверса двигателей на пробеге с боковой шкалой по крену с оцифровкой и вертикальными шкалами указателей скорости 32 и высоты 33.

На фигуре 10 показан вариант индикации на КПИ при виде с Земли на самолет (разворот влево) и боковой шкалой крена с оцифровкой 29, а также индикация продольного ускорения 20 для случая j_x=0.

На фигуре 11 показан комбинированный вариант индикации по крену с дугообразной шкалой по крену без оцифровки 28 и с боковой шкалой по крену с оцифровкой 29, а также шкалой угла атаки "α_зад-α_тек" 2.

На фигуре 12 показана индикация на взлете с использованием вертикальных индикаторов скорости 32 и высоты 33.

На фигуре 13 показан вариант индикации на КПИ при виде с самолета на Землю с верхней дугообразной шкалой по крену без оцифровки 28 и вертикальными шкалами указателей скорости 32 (36 - указатель приборной скорости) и высоты 33 (23 - индикатор дальности) при наличии положительного продольного ускорения 35.

На фигуре 14 показан вариант индикации на КПИ с применением дополнительных стрелочных индикаторов.

На фигуре 15 представлена таблица, где перечислены заявленные к изобретению маркеры и необходимое для их отображения на КПИ информационное обеспечение.

На фигуре 16 представлена схема работы РЭК КИВ НП.

Прилагаемые чертежи, которые включены и составляют часть этого описания, иллюстрируют варианты осуществления изобретения и вместе с описанием служат для объяснения цели, преимущества и принципов изобретения.

Исследованные прототипы.

1. Патент RU 2207514 С1. 10.01.2002.

2. Патент US 6057786 А, 02.05.2000.

3. Патент US 8493241 В2, 23.07.2013.

4. Патент RU 2474862 С1, 28.12.2011.

5. Патент RU 2297596 С1, 02.12.2005.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению по совокупности существенных признаков является патент 1.

Система индикации КПИ данного прототипа содержит:

- авиагоризонт;

- шкалу крена с индексом крена;

- подвижную шкалу тангажа;

- подвижную шкалу барометрической высоты с индикацией цифрового значения, с индексом заданной высоты и цифровым значением заданной высоты;

- величину атмосферного давления;

- подвижную шкалу приборной скорости с индикацией цифрового значения, с индексом заданной скорости и цифровым значением заданной скорости;

- отсчетный неподвижный индекс "Самолет";

- директорный индекс "Лидер";

- директорный индекс высоты.

Авиагоризонт представляет собой прямоугольник, состоящий из двух полей "Небо" и "Земля" разного цвета. Разделяющая их условная линия горизонта отражает угловое положение самолета: она поворачивается в зависимости от угла крена и в то же время перемещается по вертикали в зависимости от угла тангажа. Одновременно с поворотом и перемещением линии горизонта меняется соотношение, и положение полей "Небо" и "Земля". При нулевых значениях угла крена и тангажа линия горизонта занимает горизонтальное положение посередине прямоугольника. Над ней находится фон "Небо", под ней - фон "Земля". Шкала тангажа перемещается вверх-вниз в соответствии со значением угла тангажа самолета вместе с линией горизонта, которая является нулевой риской шкалы.

В патенте 1 в центре КПИ индицируется символ самолета (далее индекс "Самолет"), который является разрывным, состоящим из трех частей, а именно двух раздельных горизонтальных отрезков с короткими вертикальными отрезками ("крыльев") и окружности с коротким вертикальным отрезком ("килем"). Направление и величину крена предлагается определять по дугообразной шкале вверху КПИ.

Недостатками патента 1 является разрывное представление индекса "Самолет", и его индикация по крену, что затрудняет определение пространственного положения ЛА, так как для определения стороны и величины крена предлагается использовать не горизонтальный отрезок индекса "Самолет", а дугообразную шкалу крена в верхней части КПИ с изображением указателя зенита в виде треугольника. Отсчет крена делается относительно вертикали, при этом величина крена соответствует его фактической величине, а сторона не соответствует. Разрывная индикация индекса "Самолет", осложняет точное определение величины тангажа.

В отличие от патента 1 в данном изобретении предлагаемый индекс "Самолет" 21 типа "чайка" (фигура 1), отличается тем, что представляет собой цельную симметричную фронтальную фигуру стилизованного изображения профиля самолета с нижним расположением крыла (профильные отрезки силуэта), примыкающие снизу к "фюзеляжу" (окружности), с последующим выходом к "консолям крыла" (прямолинейные отрезки фигуры силуэта), спроецированными на уровень середины "фюзеляжа" (окружности). По центру к окружности примыкает вертикальный отрезок "киль". Размер окружности позволяет делать отсчет текущей величины тангажа 26, не закрывая обзор шкалы. Внутри окружности расположена центральная точка данного индекса, для более точного учета угла тангажа. Горизонтальные участки индекса "Самолет" служат для отсчета величины крена по боковой шкале на КПИ.

Индекс "Самолет" представлен для двух видов индикации пространственного положения самолета на КПИ, как с подвижным по крену (при обратной индикации) с боковым отсчетом стороны и величины крена по шкале, сопряженной с неподвижным горизонтом (фигура 3), так и с неподвижным (при прямой индикации) с боковым отсчетом стороны и величины крена по шкале, сопряженной с подвижным горизонтом (фигура 4). В последнем случае сторона вывода ЛА из крена может указываться фигурным указателем в виде четырехконечной звезды "Зенит" 27.

Боковая шкала крена с оцифровкой совместно с предлагаемым цельным индексом "Самолет" типа "чайка" (отсчет величины крена производится по законцовке "консоли крыла" вплотную к шкале) позволяет летчику единым взглядом определять крен и тангаж, в том числе и в динамике их изменения, и упрощает пилотирование, определение пространственного положения, сохранив традиционный для большинства зарубежных ЛА вид индикации по крену, так как индикация вертикали сохраняется.

Использование предлагаемого вида цельного силуэта самолета типа "чайка" по сравнению с другими, состоящими из нескольких частей, показали лучшие результаты по выводу самолета из сложного положения, меньшей психофизиологической напряженности в обычных режимах и более точную технику пилотирования [2, 6].

В патенте 1 заданная траектория, заданный крен и заданная скорость индицируются при помощи единого индекса "Лидер". Этот индекс представляет собой симметричную фигуру, подобную по форме предлагаемому здесь индексу "Самолет". Он состоит из четырех элементов, изображающих различные части самолета при виде сзади: первая часть "фюзеляж" имеет форму окружности, вторая часть "крылья" состоит из двух горизонтальных отрезков прямой, примыкающих слева и справа к первой части, третья часть "киль" состоит из вертикального отрезка прямой, расположенного над центром первой части и касающегося одной своей стороной первой части, четвертая часть (шасси) имеет П-образную форму, которая расположена под первой частью симметрично относительно центра первой части.

Основные элементы индикации сгруппированы возле двух условных линий: горизонтальной и вертикальной.

Горизонтальная линия проходит через середины указателей скорости и высоты. В установившемся горизонтальном полете по заданной траектории с этой линией должны совмещаться все основные подвижные элементы: линия горизонта, директорный индекс "Лидер", директорный индекс высоты, индекс заданной скорости, индекс заданной высоты, стрелка вертикальной скорости.

Вертикальная линия проходит через центры двух символов, изображающих сам летательный аппарат: отсчетный индекс авиагоризонта и расположенный в центре шкалы курса индекса "Самолет". В установившемся идеальном режиме полета с этой линией совмещаются все основные подвижные элементы: индекс крена, шкала тангажа, директорный индекс "Лидер", индекс путевого угла (треугольник на внешней стороне шкалы курса), стрелка заданного направления (крестообразная стрелка), стрелка азимута/курсового угла от системы радионавигации или от радиокомпаса (контурная стрелка). Величина отклонения указанных подвижных элементов от этих двух линий служит мерой отклонения соответствующего параметра полета от установившегося идеального режима.

Индекс "Лидер" в патенте 1 имеет следующие особенности:

- перемещается относительно центра индекса "Самолет" влево-вправо и вверх-вниз;

- поворачивается вокруг своего центра;

- изменяется в геометрических размерах.

По горизонтали индекс "Лидер" перемещается в соответствии с величиной отклонения от заданной траектории в горизонтальной плоскости в соответствии с директорной командой по курсу. По вертикали указатель перемещается в соответствии с величиной отклонения от заданной траектории в вертикальной плоскости или директорной командой по тангажу. При нулевых значениях отклонений центр индекса "Лидер" попадает в центр индекса "Самолет". Индекс "Лидер" поворачивается вокруг своего центра в соответствии с директорной командой по крену.

Геометрические размеры индекса "Лидер" изменяются в зависимости от отклонения от заданной скорости. Когда скорость меньше заданной, индекс "Лидер" уменьшается в размерах - "удаляется". Когда скорость больше заданной, индекс "Лидер" увеличивается в размерах - "приближается". Если скорость равна заданной, индекс "Лидер" имеет номинальный размер. При этом он совмещается с индексом "Самолет".

Таким образом, в изученном патенте 1 индекс "Лидер" перемещается в горизонтальной и вертикальной плоскости информационного поля КПИ, управляется по крену и изменяет свои размеры в зависимости от скорости. Восприятие летчиком по индексу "Лидер" одновременно четырех директорных команд затруднено, так как требует постоянного переключения внимания для анализа соответствующих управляющих сигналов, что является недостатком.

В отличие от патента 1 предлагается ввести следующие изменения:

1. Индекс "Лидер" 18, представляющий собой симметричную фигуру фронтального профиля самолета, состоящую из окружности "фюзеляж", примыкающих к ней двух горизонтальных отрезков "крылья" и вертикального отрезка "киль", что кардинально отличает индексы "Лидер" и "Самолет" по очертаниям. Кроме того, эти индексы отличаются по цветовой раскраске. Благодаря этим факторам индексы "Лидер" и "Самолет" невозможно перепутать. Индекс "Лидер" перемещается относительно центра симметрии индекса "Самолет" вверх-вниз, а также поворачивается вокруг своего центра. В сочетании с индексом "Самолет" позволяет быстро и наглядно обеспечить принятие требуемого положения ЛА и исправление погрешностей его выдерживания.

2. Индекс "Лидер" предназначен для индикации требуемого положения ЛА по тангажу ϑ и крену γ для полета по заданной траектории. По вертикали индекс "Лидер" перемещается в зависимости от заданного режима полета в вертикальной плоскости в соответствии с любой из пар директорных команд индекс "Лидер" предназначен для индикации требуемого положения ЛА по тангажу ϑ и крену γ для полета по заданной траектории. По вертикали индекс "Лидер" перемещается в зависимости от заданного режима полета в вертикальной плоскости в соответствии с любой из пар директорных команд, формируемых по отклонениям: по тангажу δϑ и углу наклона траектории ΔΘ или по заданной высоте ΔН_зад и вертикальному отклонению от глиссады планирования ε_г;

3. Во фронтальной плоскости "Лидер" поворачивается вокруг своего центра симметрии в соответствии с директорной командой по крену - δγ (рассчитывается по величине отклонения от заданного курса δψ или боковому отклонению от заданной траектории ΔZ). Величины рассогласования вычисляются в БЦВС и передаются в генератор символов для формирования индекса "Лидер" на КПИ.

Предлагаемая индикация индекса "Лидер" управляется директорными командами по крену и тангажу без изменения его положения по линии горизонта и размерам в зависимости от скорости. Такая индикация воспринимается и реализуется более просто, управление осуществляется без ошибок и своевременно.

Маркеры: индекс ВПП, мнемонический указатель "Высота выравнивания" с цифровым индикатором, индекс "Самолет-вектор", шкала угла атаки "α_зад-α_тек", указатель ветра в патенте 1 не используются.

В патенте 2 поставлен вопрос об отрицательных особенностях для пилотов автоматизации управления на всех этапах полета современного ЛА. Здесь в частности указывается, что автоматизация может снизить нагрузку на пилота, но следствием этого является тенденция к увеличению чувства изоляции летчика от управления самолетом, в той степени, что пилот не имеет полного и непрерывного представления о функционировании в текущий момент времени автоматизированной системы самолета, существует тенденция для пилотов инициировать выход на нежелательные управления, которые противоречат сигналам по управлению от автоматизированных систем, тем самым ставя под угрозу безопасность, что, безусловно, является недостатком.

Для устранения этого недостатка в патенте 2 предлагается обеспечить летчика полетной информацией, которая позволяет увеличить его осведомленность по элементам полета при управлении. Используются известные индексы "Самолет" и "Лидер", небольшие по своим размерам по отношению к информационному полю КПИ и похожие по изображению (окружность с примыкающими к ней горизонтальными отрезками), марки продольного ускорения (шеврон ">") и приборной скорости (кронштейн "]"). Индикация, предложенная в патенте 2 не решает поставленной задачи, так как системных предложений по решению вопросов перехода от режима директорного управления ЛА к автоматическому и, особенно, обратному переходу в патенте 2 нет, что является недостатком.

Маркеры: индекс ВПП, мнемонический указатель "Высота выравнивания" с цифровым индикатором, индекс "Самолет-вектор", шкала угла атаки "α_зад-α_тек", указатель ветра, в патенте 2 не используются.

В отличие от патенте 2, для поэлементного контроля за параметрами полета ЛА в режиме автоматического управления в данном изобретении в состав системы информационной индикации включен ряд новых взаимодополняющих и эргономически связанных маркеров: индекс ВПП 4 (иная интерпретация), мнемонический указатель "Высота выравнивания" с цифровым индикатором 11, 12, индекс "Самолет-вектор" 17, шкала угла атаки "α_зад-α_тек" 3, 2, указатель ветра 5, использование которых позволяет повысить точность пилотирования и безопасность взлетно-посадочных режимов, снизить психофизиологическую нагрузку на летчика, расширить его возможности по принятию целесообразного и своевременного решения на посадку или уходу на запасной аэродром.

Сценарий функционирования этих маркеров в сочетании с типовыми маркерами, индицируемыми на МФИ, максимально приближен к визуальному восприятию захода и посадки при ручном пилотировании. Причем, летчик в полете по приборам видит поэлементно результаты своего управления по направлению, по месту относительно ВПП, по процессу создания заданного посадочного угла атаки, информации о высоте, оставшейся до приземления. У летчика в процессе пилотирования вырабатывается стереотип управления по конкретным элементам в случае отказа САУ при автоматической посадке или частичном отказе индикации отдельных символов. Например, при отказе директорных команд индекса "Лидер" по крену (у индекса "Лидер" прекращается индикация горизонтальных отрезков), директорная команда по тангажу продолжает индицироваться. У предложенной системы индикации предусмотрено дублирование информации, предназначенной для индикации, необходимых директорных сигналов по данному маркеру в дополнение основного - индекса "Лидер" и интеллектуальной помощи пилоту в распределении внимания по считыванию информации и управлению ЛА. Летчик, находясь в контуре управления, подготовлен по предложенной индикации, учитывать конкретный отказ или отклонение от заданного режима. Оценив причину отказа, летчик принимает решение о продолжении маневра, ухода на второй круг или запасной аэродром.

В патенте 3 индексы "Лидер" и "Самолет", короткие по своим размерам по отношению к информационному полю КПИ и похожие по изображению, марки требуемого и текущего курса, линия искусственного горизонта, индекс ВПП располагаются в одной и той же области экрана и в процессе полета могут накладываться друг на друга. На КПИ также отображается топографический рельеф местности от синтетической зрительной системы SVS (патент US 7352292 В2) и фактические ориентиры местности от расширенной зрительной системы EVS (патенты US 7655908 В2 и US 5317394 А), что еще больше усложняет анализ представленной информации.

Недостатком такого подхода является тот факт, что при наложении нескольких индикационных картинок друг на друга усложняется комплексное восприятие пилотом информации на экране, что может привести к ошибочным решениям и действиям, в том числе, при контроле пространственного положения ЛА относительно ВПП [2]. Кроме того, в данном случае сложно определить, по кому из индексов "Лидер" или "Самолет" следует выполнять управление, т.к. они подобны по форме (незначительно отличаются только масштабом). Система не предполагает летное обучение пилотированию без использования натурных посадочных систем и изображений объекта.

Маркеры: мнемонический указатель "Высота выравнивания" с цифровым индикатором, индекс "Самолет-вектор", шкала угла атаки "α_зад-α_тек", указатель ветра, в патенте 3 не используются.

В отличие от патента 3 в предлагаемой системе индикации индекс "Лидер" не изменяет свои линейные размеры и свое место относительно центра индекса "Самолет". Индексы "Лидер" и "Самолет" невозможно перепутать благодаря существенному их различию по форме и цветовой кодировке. При этом других маркеров, препятствующих восприятию рассматриваемых, в зоне индикации нет, за исключением кратковременного периода приближения индекса "Самолет-вектор" к индексу ВПП на удалении 3-4 километра, что не ухудшает восприятие основных индексов, т.к. этот индекс по своему изображению, приоритету наложения, цветовой кодировке и размерам существенно отличается от индексов "Лидер" и "Самолет". Другие маркеры, представляемые на предмет изобретения, из центральной зоны КПИ вынесены и не затрудняют контроль пространственного положения ЛА и точного выполнения директорных команд по управлению.

В отличие от патента 3 индекс ВПП выполнен схематично в виде обобщенной модели ВПП, а не воспроизводит натурный объект, что позволяет летчику (оператору) сконцентрировать внимание на процессе посадки (взлета), не отвлекаясь на детали, освободить зрительное поле КПИ от загромождающей информации, более четко выдержать этапы посадки и взлета исключая критические ошибки, обеспечивает более систематический подход к организации безопасности движения ЛА на этапах взлета и посадки, а также изменяет масштаб в зависимости от дальности.

При этом предлагаемая система индикации не исключает возможность использования систем типа SVS и EVS, например, их можно включать опционально для привязки к местности с помощью кнопки без удержания, далее заход и посадку продолжать по предлагаемой системе индикации во избежание ошибок.

В данном изобретении в отличие от патента 3 система индикации посадки на объект, обеспечивает летное обучение пилотированию без использования натурных посадочных систем и изображений объекта при заданных параметрах ветра относительно объекта благодаря использованию таких маркеров, как индекс ВПП (иная интерпретация), индекс "Самолет-вектор", мнемонический указатель "Высота выравнивания" с цифровым индикатором, указатель ветра.

В патенте 4 технической задачей изобретения являлось повышение безопасности за счет создания на индикационном поле экрана КПИ одновременной единой образной комплексности текущей информации для летчика "крен-тангаж-высота-скольжение", которая в достоверной и понятной форме показывала бы летчику в едином моменте времени:

- угловое положение управляемого им ЛА в пространстве (крен, тангаж, высота, угол скольжения) с аэродинамическими и инерционно-массовыми характеристиками реального ЛА;

- отклонения от параметров заданной траектории полета ЛА в пространстве (высота, боковое отклонение);

- образное представление расчетных параметров, корректирующих отклонения от заданной траектории (крен, тангаж, угол скольжения, скорость);

- образное представление радиовысоты в масштабе неподвижной неравномерной шкалы значения высоты полета ЛА.

Для обеспечения данной технической задачи на экране КПИ индицируется неподвижный относительно центра индикационного поля экрана отсчетный индекс в виде стилизованного изображения самолета с выпущенными шасси ("Самолет"), обозначающий текущее положение ЛА в пространстве и подвижный индекс в виде стилизованного изображения самолета при виде сзади с выпущенными шасси, обозначающий требуемое положение ЛА в пространстве ("Лидер"), имеющий возможность поворота вокруг своего центра симметрии, а также перемещения по вертикали и горизонтали относительно индекса "Самолет". Оба индекса "Самолет" и "Лидер" выполнены с возможностью одновременного отображения текущего угла скольжения и угла тангажа индекса "Самолет" и отклонения от заданного угла скольжения и угла тангажа индекса "Лидер" путем индикации треугольника, основание которого равно горизонтальной прямой линии символизирующей крылья ЛА, положение вершины треугольника соответствует текущему значению угла тангажа и угла скольжения индекса "Самолет" и отклонению от заданного значения угла тангажа и угла скольжения индекса "Лидер", а размеры треугольника увеличиваются или уменьшаются соответственно заданной скорости полета таким образом, что при нулевых значениях ошибок по всем контролируемым параметрам индекс "Лидер" совмещается с индексом "Самолет".

Недостатком такой системы индикации параметров полета является сложность определения по образу треугольников "Самолет" и "Лидер" конкретной величины и направления рассогласования по каждому из индицируемых параметров: крену, тангажу, углу скольжения, и особенно, скорости, так как сравнить и соизмерить изменяющиеся в своих параметрах треугольники достаточно просто лишь при наложении их друг на друга, что и является конечной локальной задачей летчика.

Маркеры: индекс ВПП, мнемонический указатель "Высота выравнивания" с цифровым индикатором, индекс "Самолет-вектор", шкала угла атаки "α_зад-α_тек", указатель ветра, в патенте 4 не используются.

В отличие от патента 4, предложенная в данном изобретении система, включающая индексы "Самолет" и "Лидер" с различными видами индикации по крену, указателями приборной скорости, продольного ускорения, заданного и текущего путевого угла, режима работы двигателей и реверса, индексом "Глиссада", координатным указателем аэродрома посадки совместно с системой вводимых маркеров: индексом ВПП (иная интерпретация), мнемоническим указателем "Высота выравнивания" с цифровым индикатором, индексом "Самолет-вектор", шкалой угла атаки "α_зад-α_тек", указателем ветра, обеспечивают возможности:

- безошибочного считывания конкретных параметров режимов захода, посадки, пробега и взлета, как в директорном (при ручном пилотировании), так и автоматическом режиме;

- исключения нежелательных управляющих действий при переходе на ручное управление в случае отказа или сбоя системы автоматического захода и посадки, т.к. обеспечена работа летчика в режиме контроля за управлением ЛА и его решения о возможности продолжения захода;

- точного пилотирования при реализации директорных команд благодаря информационной наглядности предложенной к изобретению систе