本發明專利技術公開了一種用于飛機著艦的甲板設備、機上設備、引導裝置及方法，該甲板設備安裝在艦只甲板降落跑道上靠近下滑窗口的位置，下滑窗口是飛機在空中的預設降落位置且在該位置能接收到引導光場，引導光場中心與降落跑道所在平面具有預設角度；甲板設備包括：激光源、調制發射單元、測距單元和光場控制單元；調制發射單元，用于對激光源發出的激光進行分束和調制處理，并定向發射處理后的激光，形成引導光場；測距單元用于實時測量飛機與降落跑道的距離信息，并將距離信息發送至光場控制單元；光場控制單元用于根據距離信息動態調整引導光場的大小。實時為飛機生成激光跑道進行引導，作用距離遠，設備簡單，抗干擾性好，操作簡便。
【技術實現步驟摘要】
用于飛機著艦的甲板設備、機上設備、引導裝置及方法
本專利技術涉及光電
，尤其涉及一種用于飛機著艦的甲板設備、機上設備、引導裝置及方法。
技術介紹
目前的艦載機降落過程采用光學引導方式，該方式是從早期的人工揮動旗板引導飛機降落演變過來的，主要采用燈光和菲涅爾透鏡技術，為飛機提供著艦引導信號。通常需要6人組成著艦助降小組，分別完成指揮控制著艦信號、操作照相記錄系統、觀察記錄掛鉤及起落架等工作。菲涅爾透鏡助降系統由菲涅爾制式等組件、輔助指示燈組件、穩定機構、顯示控制臺、主控臺、光學下滑坡道穩定遙控板和燈光遙控板等組成。其中輔助指示燈組件包括5個上下疊成一起的燈室，通過菲涅爾透鏡和其前方的柱狀透鏡為飛行員提供垂向約1.7度、橫向40度的光場。但是，上述方式存在以下不足：作用距離近、設備復雜、抗干擾性不好、飛行員操作難度大、占用人員多等。針對上述問題，目前尚未提出有效的解決方案。
技術實現思路
本專利技術提供了一種用于飛機著艦的甲板設備、機上設備、引導裝置及方法，以至少解決現有的飛機著艦引導裝置作用距離近、設備復雜、抗干擾性不好、飛行員操作難度大、占用人員多的問題。根據本專利技術的一個方面，提供了一種用于飛機著艦的甲板設備，所述甲板設備安裝在艦只甲板降落跑道上靠近下滑窗口的位置，其中，所述下滑窗口是飛機在空中的預設降落位置且在該位置能夠接收到引導光場，所述引導光場包括預設的正確航跡區域和預設正確航跡區域周圍分布的上偏離區、下偏離區、左偏離區和右偏離區，各偏離區與其相鄰的兩個偏離區之間均存在重合部分，所述引導光場的中心與降落跑道所在平面具有預設角度；所述甲板設備包括：激光源、調制發射單元、測距單元和光場控制單元；所述調制發射單元，連接至所述激光源、所述測距單元和所述光場控制單元，用于對所述激光源發出的激光進行分束和調制處理，并定向發射處理后的激光，形成引導光場；所述測距單元，連接至所述光場控制單元，用于實時測量飛機與所述降落跑道的距離信息，并將所述距離信息發送至所述光場控制單元；所述光場控制單元，用于根據接收的所述距離信息，動態調整引導光場的大小。在一個實施例中，所述激光源發出的激光的波長為1.54或1.57微米。根據本專利技術的另一個方面，提供了一種用于飛機著艦的機上設備，所述機上設備包括：光場探測單元、顯示單元和姿態判斷單元；所述光場探測單元，用于在飛機到達下滑窗口后，接收甲板設備發出的引導光場，并根據所述引導光場判斷飛機當前下滑航跡是否正確，其中，所述下滑窗口是飛機在空中的預設降落位置且在該位置能夠接收到引導光場；所述引導光場的大小會隨著飛機與降落跑道的實時距離信息動態調整；所述引導光場包括預設的正確航跡區域和預設正確航跡區域周圍分布的上偏離區、下偏離區、左偏離區和右偏離區，各偏離區與其相鄰的兩個偏離區之間均存在重合部分；所述姿態判斷單元，用于實時探測預設著艦位置，并判斷飛機降落過程中的下滑姿態是否正確；所述顯示單元，連接至所述光場探測單元和所述姿態判斷單元，用于實時顯示飛機下滑航跡的偏離情況和下滑姿態的偏離情況。在一個實施例中，所述光場探測單元和所述姿態判斷單元均設有自動駕駛輸出端口，該端口用于連接飛機自動駕駛系統，使得所述飛機自動駕駛系統根據所述光場探測單元和所述姿態判斷單元提供的信息完成無人操作情況下的自動降落。在一個實施例中，所述光場探測單元包括：接收模塊，用于接收所述引導光場；解析模塊，用于解析所述引導光場，得到正確航跡信息；判斷模塊，用于根據所述正確航跡信息和當前下滑航跡，判斷當前下滑航跡是否正確。根據本專利技術的另一個方面，提供了一種用于飛機著艦的激光引導裝置，包括：上述任一種的用于飛機著艦的甲板設備以及上述任一種的用于飛機著艦的機上設備。根據本專利技術的另一個方面，提供了一種用于飛機著艦的激光引導方法，基于上述用于飛機著艦的激光引導裝置實現，該方法包括：甲板設備對激光源發出的激光進行分束和調制處理，并定向發射處理后的激光，形成引導光場；飛機到達下滑窗口后，機上設備接收所述引導光場，并根據所述引導光場判斷飛機當前下滑航跡是否正確，其中，所述下滑窗口是飛機在空中的預設降落位置且在該位置能夠接收到引導光場；所述機上設備實時探測預設著艦位置，并判斷飛機降落過程中的下滑姿態是否正確；所述機上設備實時顯示飛機下滑航跡的偏離情況和下滑姿態的偏離情況；所述甲板設備實時測量飛機與所述降落跑道的距離信息，并根據所述距離信息動態調整引導光場的大小；所述引導光場包括預設的正確航跡區域和預設正確航跡區域周圍分布的上偏離區、下偏離區、左偏離區和右偏離區，各偏離區與其相鄰的兩個偏離區之間均存在重合部分。在一個實施例中，所述激光源發出的激光的波長為1.54或1.57微米。在一個實施例中，根據所述引導光場判斷飛機當前下滑航跡是否正確，包括：解析所述引導光場，得到正確航跡信息；根據所述正確航跡信息和當前下滑航跡，判斷當前下滑航跡是否正確。在一個實施例中，在所述機上設備實時顯示飛機下滑航跡的偏離情況和下滑姿態的偏離情況之后，所述方法還包括：在自動駕駛的情況下，飛機自動駕駛系統根據飛機下滑航跡的偏離情況調整下滑航跡，根據下滑姿態的偏離情況調整下滑姿態，完成無人操作情況下的自動降落；在手動駕駛的情況下，根據飛行員的操作調整下滑航跡和下滑姿態，完成降落。通過本專利技術的用于飛機著艦的甲板設備、機上設備、引導裝置及方法，使用激光替代燈光，增大了引導距離，也避免了飛行員必須用眼睛觀察甲板燈光信號；通過對激光束進行調制，精確劃分了引導光場的空間分布，提高了引導信號的抗干擾性和引導精度；采用甲板測距和實時發射控制技術，實現了引導光場的自適應和甲板引導過程的自動跟隨控制；機上設備探測甲板設備發出的引導光場，從中得到正確航跡信息，根據正確航跡信息判斷飛機的當前下滑航跡和下滑姿態的偏離情況，根據偏離情況調整飛機航跡和姿態，實現了飛機在著艦過程中的自動精確調姿和獨立顯示監控，從而提高了飛機著艦的安全性和成功率。實時為飛機生成激光跑道進行引導，作用距離遠，設備簡單，抗干擾性好，操作簡便。附圖說明此處所說明的附圖用來提供對本專利技術的進一步理解，構成本申請的一部分，本專利技術的示意性實施例及其說明用于解釋本專利技術，并不構成對本專利技術的限定。在附圖中：圖1是本專利技術實施例的用于飛機著艦的甲板設備的結構框圖；圖2是本專利技術實施例的飛機機身處的引導光場截面示意圖；圖3是本專利技術實施例的用于飛機著艦的機上設備的結構框圖；圖4是本專利技術實施例的用于飛機著艦的激光引導裝置的結構框圖；圖5是本專利技術實施例的引導光場示意圖；圖6是本專利技術實施例的用于飛機著艦的激光引導方法的流程圖。具體實施方式下面結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術的保護范圍。本專利技術實施例提供了一種用于飛機著艦的甲板設備，安裝在艦只甲板降落跑道上靠近下滑窗口的位置，其中，下滑窗口是飛機在空中的預設降落位置(即從該位置處飛機準備降落)且在該位置能夠接收到引導光場。圖1是本專利技術實施例的用于飛機著艦的甲板設備的結構框圖，如圖1所示，甲板設備10本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種用于飛機著艦的甲板設備，其特征在于，所述甲板設備安裝在艦只甲板降落跑道上靠近下滑窗口的位置，其中，所述下滑窗口是飛機在空中的預設降落位置且在該位置能夠接收到引導光場，所述引導光場的中心與降落跑道所在平面具有預設角度；所述甲板設備包括：激光源、調制發射單元、測距單元和光場控制單元；所述調制發射單元，連接至所述激光源、所述測距單元和所述光場控制單元，用于對所述激光源發出的激光進行分束和調制處理，并定向發射處理后的激光，形成引導光場；所述測距單元，連接至所述光場控制單元，用于實時測量飛機與所述降落跑道的距離信息，并將所述距離信息發送至所述光場控制單元；所述光場控制單元，用于根據接收的所述距離信息，動態調整引導光場的大小。
【技術特征摘要】
1.一種用于飛機著艦的甲板設備，其特征在于，所述甲板設備安裝在艦只甲板降落跑道上靠近下滑窗口的位置，其中，所述下滑窗口是飛機在空中的預設降落位置且在該位置能夠接收到引導光場，所述引導光場包括預設的正確航跡區域和預設正確航跡區域周圍分布的上偏離區、下偏離區、左偏離區和右偏離區，各偏離區與其相鄰的兩個偏離區之間均存在重合部分，所述引導光場的中心與降落跑道所在平面具有預設角度；所述甲板設備包括：激光源、調制發射單元、測距單元和光場控制單元；所述調制發射單元，連接至所述激光源、所述測距單元和所述光場控制單元，用于對所述激光源發出的激光進行分束和調制處理，并定向發射處理后的激光，形成引導光場；所述測距單元，連接至所述光場控制單元，用于實時測量飛機與所述降落跑道的距離信息，并將所述距離信息發送至所述光場控制單元；所述光場控制單元，用于根據接收的所述距離信息，動態調整引導光場的大小。2.根據權利要求1所述的用于飛機著艦的甲板設備，其特征在于，所述激光源發出的激光的波長為1.54或1.57微米。3.一種用于飛機著艦的機上設備，其特征在于，所述機上設備包括：光場探測單元、顯示單元和姿態判斷單元；所述光場探測單元，用于在飛機到達下滑窗口后，接收甲板設備發出的引導光場，并根據所述引導光場判斷飛機當前下滑航跡是否正確，其中，所述下滑窗口是飛機在空中的預設降落位置且在該位置能夠接收到引導光場；所述引導光場的大小會隨著飛機與降落跑道的實時距離信息動態調整；所述引導光場包括預設的正確航跡區域和預設正確航跡區域周圍分布的上偏離區、下偏離區、左偏離區和右偏離區，各偏離區與其相鄰的兩個偏離區之間均存在重合部分；所述姿態判斷單元，用于實時探測預設著艦位置，并判斷飛機降落過程中的下滑姿態是否正確；所述顯示單元，連接至所述光場探測單元和所述姿態判斷單元，用于實時顯示飛機下滑航跡的偏離情況和下滑姿態的偏離情況。4.根據權利要求3所述的用于飛機著艦的機上設備，其特征在于，所述光場探測單元和所述姿態判斷單元均設有自動駕駛輸出端口，該端口用于連接飛機自動駕駛系統，使得所述飛機自動駕駛系統根據所述光場探測單元和所述姿態判斷單元提供...
【專利技術屬性】
技術研發人員：田立龍，
申請(專利權)人：中國航空工業集團公司北京航空制造工程研究所，
類型：發明
國別省市：北京;11
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