?

Log in

No account? Create an account
Previous Entry Share Next Entry
Новые программные средства обеспечат безопасность полетов морской авиации
nortwolf_sam
Оригинал взят у uacrussia в Посадка не на глазок: новые программные средства обеспечат безопасность полетов морской авиации

Раменский научно-технический центр «Альфа-М» хорошо известен в кораблестроительной сфере как разработчик оптических систем посадки вертолета на авианесущие корабли одиночного и группового базирования. Сегодня компания разрабатывает систему определения параметров взаимного положения летательных аппаратов и авианесущих кораблей. В этих разработках используются методы спутниковой навигации и технического зрения, благодаря чему безопасность полетов морской авиации России существенно возрастет.


Работа свето-технической системы посадки (видна работа истинного горизонта и указателя движения палубы)


За последние 15 лет компанией «Альфа-М» было разработано, испытано и принято на вооружение Минобороны России несколько разновидностей систем оптической посадки вертолета на корабли различных проектов – начиная с простых систем с пассивной стабилизацией и заканчивая многофункциональными комплексами, включающими в себя интегрированный пульт руководителя полета, который объединил в себе около десяти корабельных систем.


Отработка на стенде системы посадки на корабль

Коллективом предприятия также разработаны оптические средства для обеспечения летчика такой визуальной информацией, как:
• положение взлетно-посадочной площадки в пространстве по крену, вертикали и вертикальному перемещению (индикатор истинной вертикали и вертикального перемещения);
• параметры движения площадки на финишных этапах выполнения посадки (индикатор пилотажный посадочный);
• направление и скорость результирующего ветрового потока над кораблем (индикатор параметров ветра).

Также созданы многофункциональные комплексы, включающие в себя интегрированный пульт руководителя полета, который объединил в себе функции десятка старых систем. При производстве данных систем на каждом этапе используются передовые технологии – начиная с проектирования и заканчивая выпуском и приемкой готовой продукции.

Однако специалисты «Альфа-М» не останавливаются на достигнутом. Желание освоить новые области подтолкнуло к закономерному решению спроектировать бортовую радиоэлектронную аппаратуру, ведь для морской авиации максимально эффективное обеспечение безопасности полета может быть достигнуто только при условии активного взаимодействия бортовой корабельной и авиационной аппаратуры.

Спутниковая навигация

В процессе управления вертолетом морского базирования наиболее сложным и опасным этапом является посадка на палубу корабля. При выполнении посадки пилот должен снижаться по глиссаде, постоянно контролируя дальность до корабля и выдерживая соответствующую ей высоту. При этом у экипажа летательного аппарата отсутствует точная и оперативная информация о дальности до корабля, и в большинстве случаев контроль этого важнейшего параметра осуществляется, как говорится, «на глазок».

В настоящее время в «Альфа-М» ведется проектирование системы, которая позволит определять дальность и угол крена корабля с помощью средств технического зрения и спутниковой навигации. Самым точным методом определения дальности между кораблем и летательным аппаратом является использование относительного режима спутниковой навигации. В этом случае один блок, принимающий сигналы от навигационных спутников, размещается на борту вертолета, а второй – на корабле. Обмениваясь друг с другом информацией, каждый блок формирует пакет данных о взаимном расположении и параметрах движения корабля и летательного аппарата. Преимущество данного метода заключается в высокой точности измерения, а его минус – высокая уязвимость для средств радиоэлектронной борьбы (РЭБ). Недорогие и эффективные средства РЭБ способны парализовать работу спутниковых навигационных комплексов на десятки и даже сотни километров.

Техническое зрение

В целях обеспечения автономного измерения дальности можно использовать средства технического зрения. Принцип работы системы предельно прост: для определения дальности необходимы стабилизированная видеокамера, которая, что важно, уже установлена на большинстве современных вертолетов; и оптическая система посадки, которой также уже оснащены многие современные авианесущие корабли. Таким образом, для оснащения вертолета подобной системой размещение дополнительной аппаратуры на борту не требуется. Соответственно, не требуется и внесение изменений в конструкцию, к тому же не изменятся вес и энергопотребление бортового радиоэлектронного оборудования. Основная часть доработок придется на разработку дополнительного программного обеспечения. Используя данные о светотехнических характеристиках индикаторов оптической системы посадки вертолетов, управляющий видеокамерой бортовой компьютер осуществляет их захват и выделение контуров. Анализируя эти данные, компьютер определяет параметры движения корабля.

Техническое зрение может быть эффективно использовано и для решения задач обеспечения безопасности при выполнении маловысотного полета, причем не только для морской авиации, но и, например, для беспилотных летательных аппаратов. Преимущества и недостатки маловысотных полетов очевидны. Прежде всего, для военных средств это высокая скрытность от систем противовоздушной обороны противника как наземного, так и воздушного типов. Для гражданских беспилотников маловысотный полет позволяет, например, обеспечить более детальный мониторинг поверхности земли. Основной же недостаток таких полетов – повышенная опасность столкновения с различными препятствиями естественного (рельеф местности, деревья и пр.) и искусственного (высотные дома, мачты, опоры и провода линий электропередач и пр.) происхождения.

Особую опасность представляют провода линий электропередач из-за их слабой заметности для пилота или оператора беспилотника. Специалисты компании «Альфа-М» разработали алгоритмы определения контуров верхней границы препятствий различных типов, в том числе включая провода линий электропередач. На данный момент проходит этап наземных экспериментов. В настоящее время также ведется работа по оптимизации алгоритмов для улучшения распознавания на низкоконтрастном фоне. Такой фон возникает во время полетов при низкой освещенности вечером и ночью либо при плохих погодных условиях – во время дождя, в тумане.

Команда профессионалов из научно-технического центра «Альфа-М» решила множество задач, связанных с повышением качества и надежности выпускаемой продукции. Разработка новой линейки перспективных разработок в области спутниковой навигации, технического зрения и источников питания на основе российских комплектующих нацелена в первую очередь на безопасность полетов. «Альфа-М» ставит перед собой реальные цели и движется к их достижению на благо как российского судо- и авиастроения, так и российских вооруженных сил.

Умные «глаза» беспилотников

Ближайшие перспективы использования системы технического зрения мы обсудили с начальником 1-го научно-технического отдела компании «Альфа-М» Сергеем Великовским.

– Сергей Михайлович, насколько значительной будет доработка бортового оборудования вертолета для оснащения его техническим зрением?

– В случае если вертолет оснащен оптикоэлектронным комплексом и относительно современной вычислительной системой, то 90 % доработок придется на долю программного обеспечения. Так как большинство современных вертолетов отвечают этим требованиям, то объем доработок в части аппаратуры и, как следствие, увеличение массы и энергопотребления будут минимальны. В ином случае объем доработок будет достаточно существенным, и предполагаемое увеличение массы оборудования составит порядка 40 кг.

– Могут ли быть применены данные системы на беспилотных летательных аппаратах?

– Мы предполагаем, что именно на беспилотных летательных аппаратах будет внедрено наибольшее количество подобных систем. В этом году мы принимали участие в «Гидроавиасалоне – 2018», на котором представляли действующий макет системы технического зрения, выполняющий распознавание проводов. Данный экспонат вызвал большой интерес у участников и посетителей выставки, при этом подавляющее большинство специалистов, проявивших внимание к нашему экспонату, планировали использование подобной системы на беспилотнике. В следующем году мы планируем продемонстрировать на выставке действующую модель беспилотного летательного аппарата, оснащенную системой технического зрения.

– Для каких целей, помимо распознавания препятствий и определения дальности на этапе посадки, может быть использовано техническое зрение?

– Техническое зрение, как ни странно, может быть использовано и для решения навигационных задач на легких беспилотных летательных аппаратах. Легкие беспилотники в основном оснащаются спутниковыми навигационными системами совместно с инерциальной навигацией низкой точности. Это связано с большой массой и высокой стоимостью «точных» инерциальных систем. При использовании на беспилотниках инерциальной системы сверхнизкой точности отсутствие корректирующих сигналов от спутниковой навигации может привести к «развалу» инерциальной системы и аварии беспилотника. Поэтому подавление спутниковой навигации рассматривается в качестве основного метода борьбы с беспилотными летательными аппаратами.

Однако уже сейчас существуют видеонавигационные системы, позволяющие скорректировать данные от инерциальной навигации по информации, получаемой от видеокамеры. Для использования видеонавигации необходимо получение изображения местности камерой, затем его анализ бортовым компьютером с последующим определением координат и решением задачи по ориентации летательного аппарата. Эти методы аналогичны методам, которые использует человек для ориентации в пространстве.


Для справки: НТЦ «Альфа-М» – лидер в области оптических систем посадки на корабельные взлетно-посадочные площадки. В интересах Военно-морского флота Российской Федерации в качестве головного исполнителя компания провела исследование, разработку и изготовление оптических систем и средств обеспечения посадки вертолетов (ОСПВ) на палубу кораблей одиночного и группового базирования. В рамках этого направления впервые в отечественной практике был создан первый образец ОСПВ, установленный на головном корабле проекта 20380 – корвете «Стерегущий». В состав типовой ОСПВ входят индикаторы курса и глиссады, указатель истинного горизонта и огни крена корабля.