close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY13750

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2010.10.30
(12)
(51) МПК (2009)
G 01S 13/00
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 13750
(13) C1
(19)
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КУРСОВОГО УГЛА МАЛОВЫСОТНОГО
ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА
(21) Номер заявки: a 20090113
(22) 2009.01.29
(43) 2010.08.30
(71) Заявитель: Учреждение образования
"Военная академия Республики Беларусь" (BY)
(72) Авторы: Воинов Валерий Васильевич; Мокринский Владимир Валерьевич (BY)
(73) Патентообладатель: Учреждение образования "Военная академия Республики Беларусь" (BY)
(56) RU 2110077 C1, 1998.
BY 4564 U, 2008.
RU 2004108073 A, 2005.
JP 7063559 A, 1995.
(57)
Способ определения курсового угла маловысотного летательного аппарата, характеризующийся тем, что в точке наблюдения, принятой за начало координат, на поверхности
земли измеряют вертикальную EZ0 составляющую напряженности электрического поля,
создаваемого маловысотным летательным аппаратом в процессе его движения, при этом в
той же упомянутой точке наблюдения измеряют первую öZ0 и вторую ËZ0 производные по
времени упомянутой вертикальной составляющей напряженности электрического поля и
определяют величину курсового угла α из выражения:
Eɺ Z 0
α = arccos
.
ɺɺ − Eɺ 2
3E E
BY 13750 C1 2010.10.30
(
Z0
Фиг. 1
Z0
Z0
)
BY 13750 C1 2010.10.30
Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для определения
курсового угла маловысотного летательного аппарата методом пассивной электростатической локации.
Известен способ пассивного измерения дальности летательного аппарата [1], включающий прием двух лучей электромагнитных волн оптического диапазона, идущих от цели,
их отражение, совмещение изображений цели, даваемых двумя лучами, в одно, суждение
о дальности по величинам углов между плоскостью отражающих зеркал и линий визирования.
Однако известный способ имеет ограниченные технические возможности, так как с
его помощью нельзя определить курсовой угол летательного аппарата.
Наиболее близким по совокупности признаков к заявляемому способу является способ
определения горизонтальной дальности маловысотного летательного аппарата [2], включающий измерение вертикальной EZ и горизонтальной ED составляющих напряженности
электрического поля, создаваемого маловысотным летательным аппаратом в процессе его
движения в точке наблюдения, принятой за начало координат, на высоте h над поверхноE
стью земли, определение горизонтальной дальности из соотношения: D = 3h Z .
ED
Недостаток известного способа заключается в ограничении его технических возможностей, так как он не позволяет определить курсовой угол маловысотного летательного
аппарата.
Задачей изобретения является расширение технических возможностей способа.
Техническим результатом осуществления способа является определение курсового угла маловысотного летательного аппарата.
Для решения поставленной задачи при осуществлении способа в точке наблюдения,
принятой за начало координат, на поверхности земли измеряют вертикальную EZ0 составляющую напряженности электрического поля, создаваемого маловысотным летательным
аппаратом в процессе его движения, при этом в той же упомянутой точке наблюдения измеряют первую öZ0 и вторую ËZ0 производные по времени упомянутой вертикальной составляющей напряженности электрического поля наблюдения и определяют величину
курсового угла α из выражения:
Eɺ Z 0
.
α = arccos
ɺɺ − Eɺ 2
3E E
(
Z0
Z0
Z0
)
На фиг. 1 показано взаимное расположение маловысотного летательного аппарата и
точки измерения в горизонтальной плоскости. Обозначения на фиг. 1 следующие:
0 - точка измерения;
1 - маловысотный летательный аппарат;
D - горизонтальная дальность маловысотного летательного аппарата;
α - курсовой угол маловысотного летательного аппарата;
V - вектор скорости маловысотного летательного аппарата;
Vcos α - радиальная скорость маловысотного летательного аппарата;
Vsin α - тангенциальная скорость маловысотного летательного аппарата.
На фиг. 2 показана схема, реализующая заявляемый способ. Обозначения на фиг. 2
следующие:
1 - маловысотный летательный аппарат;
2 - датчик электрического поля;
3 - вычислительное устройство;
4 - индикатор.
Сущность заявляемого способа заключается в следующем. Маловысотный летательный аппарат, несущий заряд q [3], создает в точке наблюдения, принятой за начало коор2
BY 13750 C1 2010.10.30
динат, на поверхности земли электрическое поле, характеристики которого рассчитываются методом зеркальных изображений [4]. В практически важном случае, когда горизонтальная дальность D маловысотного летательного аппарата значительно превышает
высоту его полета H, величина вертикальной составляющей напряженности электрического поля аппарата на поверхности земли равна [5]:
2k qH
E Z0 =
,
(1)
D3
где k = 9⋅109м/Ф - постоянная.
В связи с движением аппарата величины D и EZ0 являются переменными. Величину H
за время измерений можно считать постоянной.
Введем обозначения:
dE Z0 ɺ
dD ɺ
= E Z0 ;
= D.
(2)
dt
dt
Тогда
6kqH ɺ
Eɺ Z 0 = −
D.
(3)
D4
Из (1) и (3) следует, что
ɺ
Eɺ Z 0
3D
=−
.
(4)
E Z0
D
Введем обозначение:
ɺ
Eɺ
3D
a = Z0 = −
.
(5)
E Z0
D
С одной стороны на основании (5) имеем:
2
ЛZ0  Eɺ Z 0 
.
(6)
aɺ =
−
E Z0  E Z 0 
С другой стороны:
ɺ  2 3D
ɺɺ
D
(7)
aɺ = 3  −
.
D
D
В формулах (6) и (7) две точки обозначают вторую производную.
На основании фиг. 1
ɺ = V cos α,
D
(8)
где V - скорость маловысотного летательного аппарата, α - его курсовой угол.
Очевидно, что
ɺɺ = −Vαɺ sin α,
(9)
D
dα
где aɺ =
.
dt
Подстановка (8) и (9) в (7) дает:
3V 2 cos 2 α 3V sin α
(10)
+
αɺ .
aɺ =
D2
D
Угловая скорость ά может быть выражена через величину скорости маловысотного
летательного аппарата (фиг. 1):
V sin α
αɺ =
.
(11)
D
Принимая во внимание (9) и (11), преобразуем (10) к виду
3
BY 13750 C1 2010.10.30
3V 2 cos 2 α 3V 2 sin 2 α 3V 2
(12)
+
= 2 .
D2
D2
D
Подстановка (8) в (5) приводит к выражению:
3 V cos α
a=−
.
(13)
D
Из (13) и(12) следует, что
a2
2
(14)
cos α = .
3aɺ
Подстановка в (14) соотношений (5) и (6) приводит к окончательным выражениям:
Eɺ Z 0
cos α =
2
ɺɺ
(15)
 Eɺ Z 0 
E
Z0
 3
E Z0
− 
E Z0  E Z 0 
aɺ =
или
cos α =
Eɺ Z 0
,
ɺɺ − Eɺ 2
3 E Z0E
Z0
Z0
(
)
(16)
а
Eɺ Z 0
.
(17)
ɺɺ − Eɺ 2
3 E Z0E
Z0
Z0
Схема реализации заявляемого способа представлена на фиг. 2.
Вертикальная составляющая напряженности электрического поля маловысотного летательного аппарата 1 и ее производные измеряются датчиком электрического поля 2.
Сигналы датчика 2 поступают на вычислительное устройство 3. Вычислительное устройство 3 рассчитывает величину α в соответствии с формулой (17) и передает сигнал на индикатор 4, который показывает величину курсового угла.
Таким образом, за счет измерения в точке наблюдения, принятой за начало координат,
на поверхности земли вертикальной составляющей напряженности электрического поля
маловысотного летательного аппарата, ее первой и второй производных по времени и вычисления по формуле (17) обеспечивается измерение курсового угла, чем решается задача
и достигается технический результат заявляемого способа.
a = arccos
(
)
Источники информации:
1. Физический энциклопедический словарь. Т. 1. - М.: Советская энциклопедия, 1960. С. 513.
2. Патент РБ 10923, МПК G 01S 11/00, 2008.
3. Имянитов И.М. Электризация самолетов в облаках и осадках. - Л.: Гидрометеоиздат, 1970. - С. 43-67.
4. Тамм И.Е. Основы теории электричества. - М.: Наука, 1966. - С. 71-73.
5. Воинов В.В., Мокринский В.В. Расчет электрического поля зарядов изображения,
создаваемых выпуклой поверхностью // Вестник Военной академии Республики Беларусь. 2007. - № 2(15). - С. 91-96.
4
BY 13750 C1 2010.10.30
Фиг. 2
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
5
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
101 Кб
Теги
патент, by13750
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа