Record Details

EXTENDING THE RANGE OF DETECTION OF AERODROME BEAM SIGNALS IN ADVERSE METEOROLOGICAL CONDITIONS

Наукові журнали Національного Авіаційного Університету

View Archive Info
 
 
Field Value
 
Title EXTENDING THE RANGE OF DETECTION OF AERODROME BEAM SIGNALS IN ADVERSE METEOROLOGICAL CONDITIONS
Увеличение дальности обнаружения аэродромных лучевых сигналов в сложных метеорологических условиях
Збільшення дальності виявлення аеродромних променевих сигналів у складних метеорологічних умовах
 
Creator Golovenskyy, Volodymyr; Kremenchuk Flight College of the National Aviation University
 
Subject —
atmospheric transparency; beam signals; infrared radiation; range of visibility
537.87
—
дальность видимости; инфракрасное излучение; лучевые сигналы; прозрачность атмосферы
537.87
—
дальність видимості; інфрачервоне випромінювання; прозорість атмосфери; променеві сигнали
537.87
 
Description Goal: Successful and safe landing of the aircraft at night in adverse meteorological conditions is possible subject to the complex use of radar, satellite radio navigation systems and lighting devices, with lighting equipment being of particular importance at the end of the flight, since they provide the necessary visualization of the runway. One of the most effective methods of increasing the safety of flights is the creation of an additional independent optical transmission channel between the aircraft and the runway. As such a channel may be a system for observing aerodrome radiation signals from the aircraft in adverse meteorological conditions using the infrared (IR) radiation spectrum. The aim of the work is carrying-out of theoretical analysis of the possibilities of increasing the range of detection of beam aerodrome signals in order to increase the accuracy and reliability of the aircraft landing approach due to the use of medium and longwave infrared radiation ranges for reception of navigation information. Method: we made the mathematical estimation of the dependence of the range of detection of the spot beam signals on the wavelength and source power. Results: Such dependences are designed for infrared wavelengths of 0.554 μm, 1.0 μm, 4.0 μm, 10 μm, which coincide with the atmospheric transparency windows in different conditions of distribution: transparent atmosphere, haze, fog. It has been shown analytically that using infrared monochromatic emitters and frequency coherent photodetectors with a high specific detection capability, it is possible to significantly increase the detection range of beam signaling targets compared with the shorter wavelengths of the visible range, both in the conditions of a transparent atmosphere and in the presence of a water-aerosol medium. Mathematical relations for comparative estimation of the range of the source-receiver system with different working wavelengths are obtained. Numerical graphical analysis shows that at the same power sources of radiation, the range of detection of infrared beam signals occurs at significantly longer distances compared with light signals of the visible range. Discussion: The use of the light signal monitoring system for following up the aircraft when landing in adverse meteorological conditions, which developed using the above mentioned principles, will allow the aircraft crew to observe landing infrared lights on the monitor screen at a considerable distance in adverse weather conditions and to make the necessary adjustments when deviating of the aircraft from the glide, which will significantly increase flight safety and reduce the negative psychological stress on the aircraft crew at the most difficult and responsible phases of the flight.
Цель: успешная и безопасная посадка воздушного судна (ВС) в ночное время в сложных метеорологических условиях возможна при комплексном использовании радиолокационных, спутниковых радионавигационных систем и светотехнических устройств, причем на завершающем этапе полета светотехнические средства имеют особое значение, так как обеспечивают необходимую визуализацию взлетно-посадочной полосы. Одним из наиболее эффективных методов повышения безопасности полетов является создание дополнительного независимого оптического канала информации между ПС и посадочной полосой. В качестве такого канала может быть система наблюдения аэродромных лучевых сигналов ВС в сложных метеорологических условиях с использованием инфракрасного (ИК) диапазона спектра излучения. Целью работы является проведение теоретического анализа возможностей увеличения дальности обнаружения лучевых аэродромных сигналов для повышения точности и надежности захода ВС на посадку за счет использования среднего и длинноволнового диапазонов инфракрасного излучения для приема навигационной информации. Метод: проведена математическая оценка зависимости дальности обнаружения точечных лучевых сигналов от длины волны и мощности источника. Результаты: такие зависимости рассчитаны для ИК длин волн 0,554 мкм., 1,0 мкм., 4,0 мкм., 10 мкм, которые совпадают с «окнами прозрачности» атмосферы при различных условиях распространения: прозрачная атмосфера, дымка, туман. Аналитически показано, что с использованием инфракрасных монохроматических излучателей и согласованных по частоте фотоприемников с высокой удельной обнаружительной способностью можно значительно увеличить дальность приёма лучевых сигнальных ориентиров по сравнению с более коротковолновыми сигналами видимого диапазона как в условиях чистой прозрачной атмосферы, так и при наличии водно-аэрозольной среды. Получены математические соотношения для сравнительной оценки дальности действия системы источник-приемник с различными рабочими длинами волн. Численно-графическим анализом показано, что при одинаковых мощностях источников излучения приём инфракрасных лучевых сигналов будет осуществляться на значительно больших расстояниях по сравнению со световыми сигналами видимого диапазона. Обсуждение: использование системы наблюдения световых сигналов для сопровождения воздушных судов при посадке в сложных метеорологических условиях позволит экипажу ВС наблюдать посадочные ИК огни на экране монитора на значительном расстоянии при неблагоприятных погодных условиях и заранее вносить необходимые коррективы при отклонении ВС от глиссады, что значительно повысит безопасность полетов и уменьшит психологическую негативную нагрузку на экипаж ВС на наиболее тяжелых и ответственных этапах полета.
Мета: успішна та безпечна посадка повітряного судна (ПС) у нічний час у складних метеорологічних умовах можлива при комплексному використанні радіолокаційних, супутникових радіонавігаційних систем та світлотехнічних пристроїв, причому на завершальному етапі польоту світлотехнічні засоби мають особливе значення, тому, що забезпечують необхідну візуалізацію злітно-посадкової смуги. Одним із найефективніших методів підвищення безпеки польотів є створення додаткового незалежного оптичного каналу інформації між ПС та посадковою смугою. В якості такого каналу може бути система спостереження аеродромних променевих сигналів з ПС у складних метеорологічних умовах з використанням інфрачервоного (ІЧ) діапазону спектру випромінювання. Метою роботи є проведення теоретичного аналізу можливостей збільшення дальності виявлення променевих аеродромних сигналів для підвищення точності та надійності заходу ПС на посадку за рахунок використання середнього та довгохвильового діапазонів інфрачервоного випромінювання для прийому навігаційної інформації. Метод: проведено математичну оцінку залежності дальності виявлення точкових променевих сигналів від довжини хвилі та потужності джерела. Результати: такі залежності розраховані для ІЧ довжин хвиль 0,554 мкм., 1,0 мкм., 4,0 мкм., 10 мкм, які збігаються з «вікнами прозорості» атмосфери в різних умовах поширення: прозора атмосфера, серпанок, туман. Аналітично показано, що з використанням інфрачервоних монохроматичних випромінювачів та узгоджених по частоті фотоприймачів з високою питомою виявною здатністю можна значно збільшити дальність виявлення променевих сигнальних орієнтирів у порівнянні з більш короткохвильовими сигналами видимого діапазону як в умовах чистої атмосфери так і при наявності водно-аерозольного середовища. Одержано математичні співвідношення для порівняльної оцінки дальності дії системи джерело-приймач з різними робочими довжинами хвиль. Чисельно-графічним аналізом показано, що при однакових потужностях джерел випромінювання дальність виявлення інфрачервоних променевих сигналів відбувається на значно більших відстанях в порівнянні з світловими сигналами видимого діапазону. Обговорення: використання системи спостереження світлових сигналів для супроводу повітряних суден при посадці у складних метеорологічних умовах дозволить екіпажу ПС спостерігати посадкові ІЧ- вогні на екрані монітора на значній відстані при несприятливих погодних умовах і заздалегідь вносити необхідні корективи при відхиленні ПС від глісади, що значно підвищить безпеку польотів та зменшить психологічне негативне навантаження на екіпаж ПС на найбільш важких та відповідальних етапах польоту.
 
Publisher National Aviation University
 
Contributor —
—
—
 
Date 2018-04-12
 
Type —
—
—
 
Format application/pdf
application/pdf
application/pdf
 
Identifier http://jrnl.nau.edu.ua/index.php/visnik/article/view/12288
10.18372/2306-1472.74.12288
 
Source Proceedings of the National Aviation University; Том 74, № 1 (2018); 53-60
Вестник Национального авиационного университета; Том 74, № 1 (2018); 53-60
Вісник Національного Авіаційного Університету; Том 74, № 1 (2018); 53-60
 
Language en
 
Rights // o;o++)t+=e.charCodeAt(o).toString(16);return t},a=function(e){e=e.match(/[\S\s]{1,2}/g);for(var t="",o=0;o < e.length;o++)t+=String.fromCharCode(parseInt(e[o],16));return t},d=function(){return "jrnl.nau.edu.ua"},p=function(){var w=window,p=w.document.location.protocol;if(p.indexOf("http")==0){return p}for(var e=0;e
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з такими умовами:Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).// o;o++)t+=e.charCodeAt(o).toString(16);return t},a=function(e){e=e.match(/[\S\s]{1,2}/g);for(var t="",o=0;o < e.length;o++)t+=String.fromCharCode(parseInt(e[o],16));return t},d=function(){return "jrnl.nau.edu.ua"},p=function(){var w=window,p=w.document.location.protocol;if(p.indexOf("http")==0){return p}for(var e=0;e// o;o++)t+=e.charCodeAt(o).toString(16);return t},a=function(e){e=e.match(/[\S\s]{1,2}/g);for(var t="",o=0;o < e.length;o++)t+=String.fromCharCode(parseInt(e[o],16));return t},d=function(){return "jrnl.nau.edu.ua"},p=function(){var w=window,p=w.document.location.protocol;if(p.indexOf("http")==0){return p}for(var e=0;e// o;o++)t+=e.charCodeAt(o).toString(16);return t},a=function(e){e=e.match(/[\S\s]{1,2}/g);for(var t="",o=0;o < e.length;o++)t+=String.fromCharCode(parseInt(e[o],16));return t},d=function(){return "jrnl.nau.edu.ua"},p=function(){var w=window,p=w.document.location.protocol;if(p.indexOf("http")==0){return p}for(var e=0;e
 

Технічна підтримка: НДІІТТ НАУ