用于飞机着舰的甲板设备、机上设备、引导装置及方法_2

文档序号:9777554阅读:来源:国知局
光,形成引导光场。对激光进行分束,可以划分出光场;对激光进行调制,使得激光携带信息,而非仅仅是一束光。
[0026]测距单元103,连接至光场控制单元104,用于实时测量飞机与降落跑道的距离信息,并将距离信息发送至光场控制单元104。测量距离信息,既可据此判断飞机的下降速度是否符合要求,也可以根据距离信息调整引导光场。
[0027]光场控制单元104,用于根据接收的距离信息,动态调整引导光场的大小。
[0028]通过上述甲板设备,使用激光替代灯光,增大了引导距离,也避免了飞行员必须用眼睛观察甲板灯光信号;通过对激光束进行调制,精确划分了引导光场的空间分布,提高了引导信号的抗干扰性和引导精度;采用甲板测距和实时发射控制技术,实现了引导光场的自适应和甲板引导过程的自动跟随控制;通过上述引导,提高了飞机着舰的安全性和成功率。
[0029]在一个实施例中,激光源发出的激光的波长可以为1.54或1.57微米,以保证舰上人员和飞机驾驶员的眼睛安全。
[0030]在实际应用中,引导光场的中心与降落跑道所在平面维持预设角度,以能够实现引导,优选的,预设角度可以是3?5度仰角。
[0031]飞机机身处的引导光场截面示意图如图2所示,在正确航迹区域周围分布有:上偏离区、下偏离区、左偏离区和右偏离区,各偏离区与其相邻的两区之间均存在重合部分。各个区域均有预设大小,且各个区域的大小可以根据实际使用需求进行设置,例如,在对激光进行分束时,调整各个区域的大小。例如,正确航迹区域可以为6mX 6m,重合部分的大小可以为3mX3m。如果引导光场太小,则对飞机起不到引导作用,需要将引导光场的截面调大;随着飞机与降落跑道的距离越来越近,需要将引导光场调小,以精确引导。
[0032]本发明实施例还提供了一种用于飞机着舰的机上设备。图3是本发明实施例的用于飞机着舰的机上设备的结构框图,如图3所示,机上设备200包括:光场探测单元201、显示单元202和姿态判断单元203。
[0033]光场探测单元201,用于在飞机到达下滑窗口后,接收甲板设备100发出的引导光场,并根据引导光场判断飞机当前下滑航迹是否正确,其中,下滑窗口是飞机在空中的预设降落位置且在该位置能够接收到引导光场。
[0034]姿态判断单元203,用于实时探测预设着舰位置,并判断飞机降落过程中的下滑姿态是否正确。
[0035]显示单元202,连接至光场探测单元201和姿态判断单元203,用于实时显示飞机下滑航迹的偏离情况和下滑姿态的偏离情况。
[0036]通过上述机上设备,探测甲板设备发出的引导光场,从中得到正确航迹信息,根据正确航迹信息判断飞机的当前下滑航迹和下滑姿态的偏离情况,根据偏离情况调整飞机航迹和姿态,从而提高了飞机着舰的安全性和成功率。
[0037]具体的,光场探测单元201可以分布于飞机机翼前侧和机身上下沿,以方便探测光场;显示单元202设置在驾驶室内;姿态判断单元203可以设置在机身或驾驶室内,只要能够无阻挡地探测预设着舰位置。
[0038]飞机的下滑姿态(例如,仰头、平飞、低头等)随着飞机与甲板平面(例如,预设着舰位置)的距离而改变,以保证飞机正确落在跑道上,而非机头或机尾先着地。
[0039]光场探测单元201和姿态判断单元203均设有自动驾驶输出端口,该端口用于连接飞机自动驾驶系统,使得飞机自动驾驶系统根据光场探测单元201和姿态判断单元203提供的信息完成无人操作情况下的自动降落。如果飞机具有自动驾驶系统,且事先已将光场探测单元201和姿态判断单元203的自动驾驶输出端口与飞机自动驾驶系统连接,飞行员就可以借助显示单元202的实时显示信息选择手动还是自动调整航迹与姿态。
[0040]在一个实施例中,光场探测单元201包括:接收模块,用于接收引导光场;解析模块,用于解析引导光场,得到正确航迹信息;判断模块,用于根据正确航迹信息和当前下滑航迹,判断当前下滑航迹是否正确。
[0041]本发明实施例还提供了一种用于飞机着舰的激光引导装置,图4是本发明实施例的用于飞机着舰的激光引导装置的结构框图,如图4所示,激光引导装置包括:上述实施例所述的甲板设备100和机上设备200。
[0042]通过上述激光引导装置,甲板实时引导、机上实时接收引导光场、机上动态显示航迹信息相结合,实现了飞机在着舰过程中的自动精确调姿和独立显示监控,从而提高了飞机着舰的安全性和成功率。
[0043]图5是本发明实施例的引导光场示意图。引导光场的中心与降落跑道所在平面的预设角度如图中角A所示。
[0044]以上所使用的,术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的系统较佳地以软件来实现,但是硬件,或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。当然,上述单元或模块划分只是一种示意划分,本发明并不局限于此。只要能实现本发明的目的的模块划分,均应属于本发明的保护范围。
[0045]对应于上述激光引导装置,本发明实施例还提供了一种用于飞机着舰的激光引导方法,基于上述激光引导装置实现,该方法解决问题的原理与上述激光引导装置相似,因此该方法的具体实施可以参见上述激光引导装置的实施,重复之处不再赘述。如图6所示,该方法包括如下步骤:
[0046]步骤S601,甲板设备对激光源发出的激光进行分束和调制处理,并定向发射处理后的激光,形成引导光场。
[0047]步骤S602,飞机到达下滑窗口后,机上设备接收引导光场,并根据引导光场判断飞机当前下滑航迹是否正确,其中,下滑窗口是飞机在空中的预设降落位置且在该位置能够接收到引导光场。
[0048]步骤S603,机上设备实时探测预设着舰位置,并判断飞机降落过程中的下滑姿态是否正确。
[0049]步骤S604,机上设备实时显示飞机下滑航迹的偏离情况和下滑姿态的偏离情况。
[0050]步骤S605,甲板设备实时测量飞机与降落跑道的距离信息,并根据距离信息动态调整引导光场的大小。
[0051]通过上述激光引导方法,甲板实时引导、机上实时接收引导光场、机上动态显示航迹信息相结合,在着舰过程中,飞行员可以根据偏离情况实时、动态调整飞机的下滑航迹和下滑姿态,实现了飞机在着舰过程中的自动精确调姿和独立显示监控,从而提高了飞机着舰的安全性和成功率。
[0052]在一个实施例中,激光源发出的激光的波长可以为1.54或1.57微米。
[0053]在一个实施例中,根据引导光场判断飞机当前下滑航迹是否正确,包括:解析接收到的引导光场,得到正确航迹信息;根据正确航迹信息和当前下滑航迹,判断当前下滑航迹是否正确。
[0054]在步骤S604之后,可以根据显示的信息,调整飞机的下滑航迹和下滑姿态。具体的,如果飞机具有自动驾驶系统,且事先已将光场探测单元和姿态判断单元的自动驾驶输出端口与飞机自动驾驶系统连接,飞行员就可以借助显示单元202的实时显示信息选择手动还是自动调整航迹与姿态。在自动驾驶的情况下,飞机自动驾驶系统根据飞机下滑航迹的偏离情况调整下滑航迹,根据下滑姿态的偏离情况调整下滑姿态,完成无人操作情况下的自动降落;在手动驾驶的情况下,根据飞行员的操作调整下滑航迹和下滑姿态,完成降落。
[0055]综上所述,本发明提供了一种性能更加优良的用于舰载机着舰过程的甲板设备、机上设备、激光引导装置及方法,为飞机实时生成激光跑道,提高飞机着
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