News

30 June 2015

В ходе выполнения проекта по Соглашению о предоставлении субсидии от 19 июня 2014 г. № 14.604.21.0042 с Минобрнауки России в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» на этапе № 2 в период с 01.01.2015 г. по 30.06.2015 г. выполнялись следующие работы:

1. Проведение теоретических исследований по оценке необходимой минимальной мощности лазерных излучателей, достаточной для надежного обнаружения посадочных огней при нахождении самолета на курсе и глиссаде, при отклонениях от курса и глиссады и при пробеге по взлетно-посадочной полосе (ВПП).
2. Проведение теоретических исследований изменения дальности видимости светодиодных огней в зависимости от цвета огня, выходной мощности, метеорологической дальности видимости (МДВ) и времени суток (день, ночь, сумерки).
3. Проведение теоретических исследований по оценке необходимой осевой силы света светодиодной системе посадки (СП) в зависимости от цветовых характеристик и порога контрастной чувствительности зрения при наблюдении огней на различных дистанциях и для различных метеоусловий и времени суток.
4. Разработка программы и методики экспериментальных исследований характеристик лазерного излучения с использованием макета излучателя лазерной СП.
5. Изготовление макета излучателя лазерной СП.
6. Проведение экспериментальных исследований величины яркостного контраста излучения макета излучателя лазерной СП для различных метеоусловий и времени суток при изменении параметров лазерного пучка и расстояний до источника.
7. Проведение экспериментальных исследований пространственно-угловых параметров излучения макета излучателя лазерной СП для различных метеоусловий и времени суток при изменении параметров лазерного пучка и расстояний до источника.
8. Разработка программы и методики экспериментальных исследований в модельной рассеивающей среде характеристик лазерного излучения с использованием экспериментальных стендов ИОА СО РАН.
9. Изготовление экспериментальных стендов для измерения величины яркостного контраста лазерных пучков и для измерения метеорологической дальности видимости в модельной рассеивающей среде.
10. Проведение экспериментальных исследований величины яркостного контраста лазерных пучков и величины метеорологической дальности видимости в модельной рассеивающей среде с использованием экспериментальных стендов ИОА СО РАН.

При этом были получены следующие результаты:


Проведены теоретические исследования по оценке необходимой минимальной мощности лазерных излучателей, достаточной для надежного обнаружения посадочных огней при нахождении самолета на курсе и глиссаде, при отклонениях от курса и глиссады и при пробеге по взлетно-посадочной полосе (ВПП). Показано, что для ночных условий лучи индикации курса и глиссады лазерной СП для заданной выходной мощности лазеров, равной 0,5 Вт, с длинами волн излучения, равными 0,527 и 0,64 мкм, видны с расстояний, равных 1,6 км и более при МДВ, равной 0,8 км и более при нахождении самолета на глиссаде. Это соответствует требованиям ТЗ и метеоминимуму I категории норм ИКАО. В сумеречных условиях зеленые и красные лучи видны с расстояний, равных 1-1,2 км при МДВ, равной 0,8 км. Это также соответствует требованиям ТЗ и метеоминимуму для I категории норм ИКАО. В дневных условиях рассеянное излучение от зеленых и красных лучей не видно из-за высоких значений светового фона. Лазерные лучи обозначения боковых границ и оси ВПП в ночных условиях видны с удаления 1 км и более от порога ВПП при МДВ, равной 2 км и более.
Проведены теоретические исследования изменения дальности видимости светодиодных огней и по оценке необходимой осевой силы света светодиодной СП в зависимости от цвета огня, выходной мощности, метеорологической дальности видимости и времени суток (день, ночь, сумерки). Показано, что сила света входных (зеленых) светодиодный огней (СДО), равная 10000 кд, является достаточной для заданных расстояний от порога ВПП во всех условиях наблюдения, кроме дневных при МДВ, равной 0,8 км, и расстояния до порога ВПП, равного 1,6 км. Полученные значения свидетельствуют о близости выбранного значения силы света 10000 кд к оптимальной для дневных условий. Для ночных и сумеречных условий наблюдения заданная сила света является избыточной. Сила света, равная 10000 кд для посадочных (желтых) СДО последних 600 м ВПП является достаточной для заданных расстояний за порогом ВПП во всех условиях наблюдения, включая дневные условий при МДВ, равной 0,8 км, и начальных точек ориентации за порогом ВПП, равных 300 и 600 м. При этом, для ночных и сумеречных условий наблюдения заданная сила света является избыточной. Показана необходимость в регулировке яркости светодиодных посадочных огней ночью и в сумерках при изменении МДВ. Сила света, равная 2500 кд для ограничительных (красных) СДО является достаточной для ночных и сумеречных условий наблюдения на указанных расстояниях за порогом ВПП. В дневных условиях для ограничительных СДО сила света, равная 2500 кд, при 0,8 км ≤ МДВ ≤ 2,5 км является не достаточной при ориентации от зоны приземления. При МДВ >2,5 км днем ограничительные СДО будут видны с расстояний 300 м и 600 м после пересечения самолетом порога ВПП.
Разработана программа и методика экспериментальных исследований характеристик лазерного излучения с использованием макета излучателя лазерной СП. Изготовлен макет излучателя лазерной СП с длинами волн излучения, равными 0,527 и 0,64 мкм, с выходной мощностью на каждой, равной 0,35 Вт, позволяющий изменять пространственно-угловые характеристики лазерного пучка. Получены экспериментальные результаты величин яркостного контраста излучения макета излучателя в ночных и сумеречных условиях для различных метеоусловий при изменении параметров лазерного пучка и расстояний до источника. Результаты подтверждают данные теоретических расчетов, а именно: при МДВ, равной 800 м, излучение лазерной СП будет надежно обнаруживаться ночью и в сумерках с расстояний, равным (1,2 - 1,6) км, что соответствует ТЗ и метеоминимуму I категории ИКАО. Полученные данные пригодны для разработки практических рекомендаций по оптимизации характеристик лазерного пучка. Экспериментально установлено, что угловое распределение яркости лазерных пучков при распространении в плотных атмосферных дымках и туманах с приемлемой для практики точностью можно оценить фотографическим методом с использованием высококачественных зеркально-цифровых фотоаппаратов с последующим анализом изображения с помощью специальной компьютерной программы.
Разработана программа и методика экспериментальных исследований в модельной рассеивающей среде характеристик лазерного излучения с использованием экспериментальных стендов. Изготовлены экспериментальные стенды для измерения величины яркостного контраста лазерных пучков и для измерения метеорологической дальности видимости в модельной рассеивающей среде. Экспериментально подтверждено, что контраст лазерного пучка при распаде искусственного тумана сохраняется до 21-26 оптических толщин, что соответствует МДВ, равной 800 м, или I категории ИКАО. Полученные экспериментальные данные показывают, что величина предельной оптической толщи при обнаружении контраста яркости лазерных пучков в 2 и более раза превышает соответствующую величину для световых пучков тепловых источников света.
Установлено, что имеется реальная возможность создания зрительной СП на современной элементной базе для обеспечения надежной посадки в условиях метеоминимума по I категории ИКАО.
Все работы, предусмотренные Соглашением о предоставлении субсидии, выполнены в полном объёме, удовлетворяют Техническому заданию и Плану-графику исполнения обязательств, нормативной документации, являются новыми и не имеют отечественных аналогов.

 

Back