(57) 1. Способ предупреждения о возможности попадания летательного аппарата в опасную зону вихревого следа генератора вихрей, в котором
получают информацию о конфигурации, местонахождении и ориентации летательного аппарата относительно инерциальной системы координат в текущий момент времени;
получают информацию о положении, геометрических и массовых характеристиках генератора вихрей относительно той же системы координат в текущий момент времени и о параметрах его движения;
сохраняют информацию о положении и параметрах движения генератора вихрей в инерциальной системе координат;
получают информацию о параметрах окружающей среды в области совместного размещения летательного аппарата и генератора вихрей в текущий момент времени;
определяют траекторию и интенсивность вихревого следа генератора вихрей как совокупности траекторий центров областей завихренности, генерируемых указанным генератором вихрей, в инерциальной системе координат в текущий момент времени;
сохраняют информацию о координатах точек траектории и интенсивности вихревою следа генератора вихрей как совокупности траекторий центров областей завихренности в инерциальной системе координат;
выбирают время упреждения, в течение которого летательным аппаратом возможно, по меньшей мере, выполнение маневра изменения траектории полета летательного аппарата, обеспечивающего уклонение летательного аппарата от вихревого следа генератора вихрей после предупреждения о возможности попадания в него;
вычисляют упреждающее расстояние, равное расстоянию, преодолеваемому летательным аппаратом за время упреждения, моделируют контрольную плоскость, расположенную в пространстве перед летальным аппаратом перпендикулярно направлению его движения на упреждающем расстоянии от летательного аппарата, и определяют прогнозируемый момент времени пролета летательного аппарата через указанную контрольную плоскость в инерциальной системе координат;
определяют геометрические характеристики опасной зоны вихревого следа генератора вихрей как совокупности опасных зон областей завихренности, генерируемых указанным генератором вихрей, в прогнозируемый момент времени;
определяют траекторию и интенсивность вихревого следа генератора вихрей как совокупность траекторий центров областей завихренности, генерируемых указанным генератором вихрей, относительно инерциальной системы координат в прогнозируемый момент времени;
определяют координаты точки пересечения траектории вихревого следа генератора вихрей с указанной контрольной плоскостью в прогнозируемый момент времени пролета летательного аппарата через нее;
формируют вокруг указанной точки пересечения опасную зону вихревого следа как совокупность опасных зон областей завихренности, генерируемых указанным генератором, при попадании в которую у летательного аппарата параметры движения могут превысить допустимые пределы;
формируют в указанной контрольной плоскости область прогнозируемых с учетом установленных нормативов производства полета положений летательного аппарата в прогнозируемый момент времени пересечения летательным аппаратом указанной контрольной плоскости;
формируют вокруг области прогнозируемых положений область повышенного внимания, информация о попадании в которую опасной зоны вихревого следа будет предоставлена пользователю;
определяют координаты точек области прогнозируемых положений летательного аппарата, точек области повышенного внимания и точек опасной зоны вихревого следа в системе координат, связанной с летательным аппаратом;
вычисляют расстояние от области повышенного внимания до опасной зоны вихревого следа в контрольной плоскости;
вычисляют расстояние от области прогнозируемых положений летательного аппарата до опасной зоны вихревого следа;
осуществляют для пользователя индикацию события равенства нулю расстояния от области повышенного внимания до опасной зоны вихревого следа указанного генератора;
осуществляют для пользователя аварийную индикацию события равенства нулю расстояния от области повышенного внимания до опасной зоны вихревого следа указанного генератора вихрей.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что
в качестве информации о положении, геометрических и массовых характеристиках и параметрах движения генератора вихрей предпочтительно используют информацию о типе генератора вихрей, скорости его перемещения, угловой скорости и координатах точек его траектории;
сохраняют информацию о координатах точек траектории, скорости перемещения и угловой скорости генератора вихрей в инерциальной системе координат;
в качестве информации о параметрах окружающей среды предпочтительно используют информацию о величине и направлении локальной скорости ветра, профиле ветра по высоте, степени турбулентности, типе подстилающей поверхности;
определяют траекторию и интенсивность вихревого следа генератора вихрей в текущий момент времени как совокупность траекторий центров областей завихренности, генерируемых указанным генератором, на основе сохраненной информации о типе генератора вихрей, координатах точек его траектории, скорости перемещения и угловой скорости;
моделирование контрольной плоскости осуществляют на основе информации о местонахождении, ориентации и скорости перемещения летательного аппарата и выбранной величине времени упреждения в текущий момент времени в инерциальной системе координат;
определение геометрических характеристик опасной зоны вихревого следа генератора вихрей как совокупности опасных зон областей завихренности, генерируемых указанным генератором, осуществляют на основе сохраненной информации о координатах точек траектории и интенсивности следа генератора вихрей как совокупности траекторий центров областей завихренности в инерциальной системе координат, информации о конфигурации, положении, скорости перемещения и угловой скорости летательного аппарата в инерциальной системе координат;
траекторию и интенсивность вихревого следа указанного генератора вихрей в прогнозируемый момент времени определяют на основе информации о траектории и интенсивности вихревого следа указанного генератора вихрей как совокупности траекторий центров областей завихренности, генерируемых указанным генератором, в инерциальной системе координат;
определение координат точек пересечения траектории вихревого следа указанного генератора вихрей с контрольной плоскостью в прогнозируемый момент времени осуществляют на основе информации о координатах контрольной плоскости в инерциальной системе координат, о траектории и интенсивности вихревого следа указанного генератора вихрей в инерциальной системе координат в прогнозируемый момент времени;
формирование в контрольной плоскости опасной зоны вихревого следа генератора вихрей, формирование области прогнозируемых положений летательного аппарата и области повышенного внимания осуществляют на основе информации о координатах точек пересечения вихревого следа указанного генератора вихрей с контрольной плоскостью в прогнозируемый момент времени, информации о геометрических характеристиках опасной зоны вихревого следа указанного генератора как совокупности опасных зон областей завихрения, генерируемых указанным генератором, информации о положении, ориентации, скорости перемещения и угловой скорости летательного аппарата с учетом установленных нормативов производства полета;
определение координат области прогнозируемых положений летательного аппарата, координат области повышенного внимания и координат опасной зоны вихревого следа в системе координат, связанной с летательным аппаратом, осуществляют на основе информации о координатах области повышенного внимания, области прогнозируемых положений летательного аппарата с учетом установленных нормативов производства полета и опасной зоны вихревого следа в прогнозируемый момент времени и информации о координатах летательного аппарата и его положении, предпочтительно углах тангажа, рыскания и крена летательного аппарата, в инерциальной системе координат в текущий момент времени.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что осуществляют текущую коррекцию времени упреждения, и/или текущую коррекцию координат области прогнозируемых положений летательного аппарата, и/или текущую коррекцию координат области повышенного внимания.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что операции способа осуществляют одновременно в отношении каждого из генераторов вихрей, находящихся в окрестности летательного аппарата, и пользователю предоставляют информацию о координатах контрольной плоскости, области повышенного внимания, области прогнозируемых положений летательного аппарата и опасных зон вихревых следов генераторов вихрей, находящихся в окрестности летательного аппарата.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что для пользователя визуализируют информацию о расположении в контрольной плоскости области прогнозируемых положений летательного аппарата, области повышенного внимания и опасных зон вихревого следа генераторов вихрей.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что индикацию равенства нулю расстояния от области повышенного внимания до опасной зоны вихревого следа генератора вихрей в контрольной плоскости и/или аварийную индикацию равенства нулю расстояния от области прогнозируемых положений летательного аппарата до опасной зоны вихревого следа генератора вихрей осуществляют с помощью индикации, выбранной из группы, включающей визуальную, аудио- и тактильную индикацию.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что сохраняют информацию о величине выбранного времени упреждения, координатах контрольной плоскости, области прогнозируемых положений летательного аппарата и опасных зон вихревых следов генераторов вихрей в течение времени аварийной индикации события равенства нулю расстояния от области прогнозируемых положений летательного аппарата до опасной зоны вихревого следа генератора вихрей.
8. Система предупреждения о возможности попадания летательного аппарата в опасную зону вихревого следа генератора вихрей, включающая
устройство (1) слежения за параметрами летательного аппарата, способное принимать информацию о конфигурации, местонахождении и ориентации летательного аппарата относительно инерциальной системы координат в текущий момент времени;
устройство (2) слежения за генератором вихрей, способное принимать информацию о положении, геометрических и массовых характеристиках генератора вихрей относительно той же системы координат в текущий момент времени и о параметрах его движения;
запоминающее устройство (3), способное сохранять информацию о положении и параметрах движения генератора вихрей в инерциальной системе координат;
детектор (4) параметров среды, способный принимать информацию о параметрах окружающей среды в области совместного размещения летательного аппарата и генератора вихрей в текущий момент времени;
устройство (5) слежения за вихревым следом, способное определять траекторию и интенсивность вихревого следа генератора вихрей как совокупности траекторий центров областей завихренности в инерциальной системе координат;
запоминающее устройство (6), способное сохранять информацию о координатах точек траектории и интенсивности следа генератора вихрей как совокупности траекторий центров областей завихренности в инерциальной системе координат;
устройство (7) выбора времени упреждения, в течение которого, по меньшей мере, возможно выполнение маневра изменения траектории полета летательного аппарата, обеспечивающего уклонение летательного аппарата от вихревого следа генератора вихрей после предупреждения о возможности попадания в него;
устройство (8) моделирования контрольной плоскости, способное вычислять упреждающее расстояние, равное расстоянию, преодолеваемому летательным аппаратом за время упреждения, формировать контрольную плоскость, расположенную в пространстве перед летательным аппаратом перпендикулярно направлению его движения на упреждающем расстоянии от летательного аппарата, и определять прогнозируемый момент времени пролета летательного аппарата через контрольную плоскость в инерциальной системе координат;
устройство (10) определения параметров опасной зоны, способное определять геометрические характеристики опасной зоны вихревого следа генератора вихрей как совокупности опасных зон областей завихренности, генерируемых генератором вихрей, в прогнозируемый момент времени;
устройство (9) прогнозирования, способное определять траекторию вихревого следа генератора вихрей как совокупность траекторий центров областей завихренности, генерируемых генератором, и интенсивность вихревого следа относительно инерциальной системы координат в прогнозируемый момент времени;
устройство (11) вычисления точек пересечения, способное определять координаты точек пересечения траектории вихревого следа генератора вихрей с контрольной плоскостью в прогнозируемый момент времени пересечения летательным аппаратом указанной контрольной плоскости;
устройство (12) формирования зон и областей, обеспечивающее формирование вокруг точки пересечения траектории вихревого следа с контрольной плоскостью опасной зоны вихревого следа как совокупности опасных зон областей завихренности, генерируемых генератором вихрей, при попадании в которую у летательного аппарата параметры движения могут превысить допустимые пределы; формирование в указанной контрольной плоскости области прогнозируемых положений летательного аппарата с учетом установленных нормативов производства полета в прогнозируемый момент пересечения летательным аппаратом контрольной плоскости; формирование вокруг области прогнозируемых положений области повышенного внимания, информация о попадании в которую опасной зоны вихревого следа должна быть предоставлена пользователю;
блок (13) перехода, способный вычислять координаты области прогнозируемых положений летательного аппарата, области повышенного внимания и опасной зоны вихревого следа в системе координат, связанной с летательным аппаратом;
первый блок (14) проверки условия пересечения, способный определять расстояние от области повышенного внимания до опасной зоны вихревого следа и фиксировать момент равенства его нулю;
второй блок (15) проверки условия пересечения, способный определять расстояние от области прогнозируемых положений летательного аппарата до опасной зоны вихревого следа и фиксировать момент равенства его нулю;
устройство (16) индикации, обеспечивающее индикацию события равенства нулю расстояния от области повышенного внимания до опасной зоны вихревого следа генератора вихрей;
устройство (17) аварийной индикации, обеспечивающее индикацию события равенства нулю расстояния от области прогнозируемых положений летательного аппарата до опасной зоны вихревого следа генератора вихрей.
9. Система по п.8, отличающаяся тем, что
устройство (1) слежения за параметрами летательного аппарата способно принимать информацию, по меньшей мере, о конфигурации, координатах, скорости перемещения, углах тангажа, рыскания и крена летательного аппарата;
устройство (2) слежения за генератором вихрей способно принимать информацию, по меньшей мере, о типе генератора вихрей, скорости его перемещения, угловой скорости и координатах точек его траектории;
детектор (4) параметров среды способен принимать информацию, по меньшей мере, о величине и направлении локальной скорости ветра, профиле ветра по высоте, степени турбулентности, типе подстилающей поверхности;
устройство (5) слежения за вихревым следом способно определять траекторию и интенсивность вихревого следа генератора вихрей как совокупности траекторий центров областей завихренности на основе сохраненной информации о типе генератора вихрей, координатах точек его траектории, скорости перемещения и угловой скорости;
устройство (8) моделирования контрольной плоскости способно моделировать контрольную плоскость на основе информации о местонахождении, ориентации и скорости перемещения летательного аппарата и величины времени упреждения;
устройство (10) определения параметров опасной зоны способно определять геометрические характеристики опасной зоны вихревого следа генератора вихрей на основе сохраненной информации о координатах точек траектории и интенсивности следа генератора вихрей, информации о положении, скорости перемещения и угловой скорости летательного аппарата в инерциальной системе координат;
устройство (9) прогнозирования способно определять траекторию вихревого следа генератора вихрей и интенсивность вихревого следа на основе информации о траектории и интенсивности вихревого следа как совокупности траекторий центров областей завихренности, генерируемых генератором, в инерциальной системе координат;
устройство (11) вычисления точек пересечения способно определять координаты точек пересечения траектории вихревого следа генератора вихрей с контрольной плоскостью на основе информации о координатах контрольной плоскости, траектории вихревого следа в инерциальной системе координат в прогнозируемый момент времени;
устройство (12) формирования зон и областей способно формировать опасную зону вихревого следа, область прогнозируемых положений летательного аппарата, область повышенного внимания на основе информации о координатах точек пересечения вихревого следа генератора вихрей в прогнозируемый момент времени, информации о геометрических характеристиках опасной зоны, как совокупности опасных зон областей завихренности, генерируемых генератором вихрей, информации о положении, ориентации, скорости перемещения и угловой скорости летательного аппарата с учетом установленных нормативов производства полета, в инерциальной системе координат;
блок (13) перехода способен вычислять координаты области прогнозируемых положений летательного аппарата, области повышенного внимания и опасной зоны вихревого следа в системе координат, связанной с летательным аппаратом, на основе информации о координатах области повышенного внимания, области прогнозируемых положений и опасной зоны вихревого следа в прогнозируемый момент времени в инерциальной системе координат и информации о координатах летательного аппарата и его положении, предпочтительно углах тангажа, рыскания и крена, в инерциальной системе координат в текущий момент времени.
10. Система по п.8, отличающаяся тем, что содержит устройство (2) слежения за генератором вихрей, запоминающие устройства (3, 6), устройство (5) слежения за вихревым следом, устройство (10) определения параметров опасной зоны, устройство (9) прогнозирования, устройство (11) вычисления точек пересечения, устройство (12) формирования зон и областей, первый и второй блоки (13, 14) проверки условия пересечения, устройство индикации и устройство аварийной индикации, способные одновременно обеспечить выполнение своих функций в отношении каждого из генераторов вихрей, находящихся в окрестности летательного аппарата.
11. Система по п.8, отличающаяся тем, что устройство (7) выбора времени упреждения выполнено с возможностью осуществления текущей коррекции времени упреждения, устройство (12) формирования зон и областей выполнено с возможностью осуществления текущей коррекции координат области прогнозируемых положений летательного аппарата и координат области повышенного внимания.
12. Система по п.8, отличающаяся тем, что содержит устройство (18) визуализации для пользователя информации о расположении в контрольное плоскости области прогнозируемых положений летательного аппарата и опасных зон вихревых следов генераторов вихрей.
13. Система по п.8, отличающаяся тем, что в качестве устройства (10) определения параметров опасной зоны вихревого следа генератора вихрей содержит устройство, включающее
блок (19) схематизации летательного аппарата, способный вычислять совокупность геометрических характеристик летательного аппарата, необходимых для расчета действующих на него дополнительных аэродинамических сил и моментов, индуцированных вихревым следом генератора вихрей;
блок (20) определения дополнительных действующих на летательный аппарат в заданной точке пространства аэродинамических сил и моментов, индуцированных вихревым следом генератора вихрей, способный вычислять их на основе сохраненной информации о координатах точек траекторий центров завихренности и интенсивности следа генератора вихрей, как совокупности траекторий центров областей завихренности в инерциальной системе координат, информации о положении, скорости перемещения и угловой скорости летательного аппарата в инерциальной системе координат и геометрических характеристиках летательного аппарата;
блок (21) определения опасности аэродинамических возмущений в заданной точке пространства, способный производить оценку опасности возмущений по критерию опасности, установленному пользователем;
блок (22) определения множества точек пространства, в которых дополнительные аэродинамические силы и моменты, индуцированные вихревым следом генератора вихрей, являются опасными, способный определять координаты точек пространства, принадлежащих опасной зоне, на основе отбора их по критерию опасности, установленному пользователем;
блок (23) определения геометрических характеристик опасной зоны вихревого следа, способный вычислять их на основе информации о координатах точек, принадлежащих опасной зоне.
14. Система по п.8, отличающаяся тем, что в качестве критерия опасности выбрана допустимая величина угла крена летательного аппарата.
15. Система по п.8, отличающаяся тем, что в качестве критерия опасности выбрана допустимая величина момента крена, индуцируемого вихревым следом.
16. Система по п.8, отличающаяся тем, что содержит устройство определения геометрических характеристик опасной зоны вихревого следа, выполненное с возможностью аппроксимировать границу опасной зоны.
17. Система по п.8, отличающаяся тем, что устройство (5) слежения за вихревым следом и устройство (9) прогнозирования содержат программируемый компонент, а устройство (10) определения параметров опасной зоны реализовано в программном обеспечении программируемого компонента и содержит базу данных характеристик опасных зон вихревых следов различных типов генераторов вихрей.
18. Система по п.8, отличающаяся тем, что содержит устройство сохранения и/или передачи пользователю информации о величине времени упреждения, координатах контрольной плоскости, области прогнозируемых положений летательного аппарата и опасных зон вихревых следов генераторов вихрей, находящихся в окрестности летательного аппарата, по меньшей мере, в течение времени аварийной индикации события равенства нулю расстояния от области прогнозируемых положений летательного аппарата до опасной зоны вихревого следа генератора вихрей.
| 
