RU2782475C1 - Noise-resistant optoelectronic icing detector of an unmanned aircraft airframe - Google Patents

Noise-resistant optoelectronic icing detector of an unmanned aircraft airframe Download PDF

Info

Publication number
RU2782475C1
RU2782475C1 RU2021138009A RU2021138009A RU2782475C1 RU 2782475 C1 RU2782475 C1 RU 2782475C1 RU 2021138009 A RU2021138009 A RU 2021138009A RU 2021138009 A RU2021138009 A RU 2021138009A RU 2782475 C1 RU2782475 C1 RU 2782475C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
icing
output
photodetector
optical emitter
Prior art date
Application number
RU2021138009A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Петрович Астахов
Николай Николаевич Строев
Евгений Сергеевич Сулимский
Александра Олеговна Козенова
Алина Александровна Власенкова
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-исследовательский институт современных телекоммуникационных технологий" (АО "НИИ СТТ")
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Научно-исследовательский институт современных телекоммуникационных технологий" (АО "НИИ СТТ") filed Critical Акционерное общество "Научно-исследовательский институт современных телекоммуникационных технологий" (АО "НИИ СТТ")
Application granted granted Critical
Publication of RU2782475C1 publication Critical patent/RU2782475C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: aircraft technology.
SUBSTANCE: invention relates to signaling devices that react to the formation of ice on the surface of aircraft. The noise-resistant optoelectronic icing detector contains a generator of rectangular pulse packs and control signals 1, an optical emitter power controller 2, an optical emitter 3, an optically transparent element of a section of the airframe’s aerodynamic surface exposed to icing 4, a photodetector 6, an optically transparent element of a section of the airframe’s aerodynamic surface exposed to icing 5, a photodetector 7, a comparator 8, a peak detector with closed input 9, a rectangular pulse generator 10, a logic element “AND” 11, a pulse counter 12, a pulse counter 13, a code comparator 14, an icing signal generation device 15 based on a signal from the comparator about the coincidence of the states of the counters.
EFFECT: increase in the noise immunity of the optoelectronic icing detector.
1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к средствам сигнализации, реагирующим на образование или ожидаемое образование льда, и может быть использовано для своевременного обнаружения обледенения аэродинамических поверхностей планеров беспилотных воздушных судов самолетного типа малого класса.SUBSTANCE: invention relates to signaling means responsive to formation or expected formation of ice, and can be used for timely detection of icing on aerodynamic surfaces of gliders of unmanned small aircraft type aircraft.

Известен оптоэлектронный сигнализатор обледенения (патент РФ на изобретение №2332724, МПК G08B 19/02, опубл. 27.08.2008, Бюл. №24), состоящий из: оптического излучателя; передающего и приемного световодов; фотоприемника; блока обработки сигналов; индикатора наличия обледенения; модулятора, который подключен к оптическому излучателю, оптически сопряженному через передающий световод, поляризатор, оптически прозрачный обогреваемый обтекатель излучателя, оптически прозрачный обтекатель фотоприемника с управляемым обогревом, анализатор и приемный световод с фотоприемником, к выходу которого подключен блок обработки сигналов; устройства управления, вход которого соединен с выходом блока обработки сигналов, а выход одновременно с входом индикатора наличия обледенения, управляющим входом оптически прозрачного обтекателя с управляемым подогревом и входом устройства измерения интенсивности обледенения. Плоскость поляризации анализатора повернута на 90° относительно плоскости поляризации поляризатора, поэтому при отсутствии льда на поверхности обтекателя фотоприемника излучение на выход анализатора не проходит и оптический сигнал на вход фотоприемника не поступает. При появлении льда на обтекателе фотоприемника происходит деполяризация проходящего через лед оптического излучения, в результате чего возрастает амплитуда сигнала на выходе фотоприемника, что является основанием для формирования сигнала о наличии обледенения.Known optoelectronic icing detector (RF patent for the invention No. 2332724, IPC G08B 19/02, publ. 27.08.2008, Bull. No. 24), consisting of: an optical emitter; transmitting and receiving light guides; photodetector; signal processing unit; icing indicator; a modulator that is connected to an optical emitter optically coupled through a transmitting light guide, a polarizer, an optically transparent heated emitter fairing, an optically transparent photodetector fairing with controlled heating, an analyzer and a receiving light guide with a photodetector, to the output of which a signal processing unit is connected; control device, the input of which is connected to the output of the signal processing unit, and the output is simultaneously connected to the input of the icing presence indicator, the control input of the optically transparent fairing with controlled heating, and the input of the icing intensity measurement device. The analyzer polarization plane is rotated by 90° relative to the polarizer polarization plane, therefore, in the absence of ice on the surface of the photodetector fairing, the radiation does not pass to the analyzer output and the optical signal does not arrive at the photodetector input. When ice appears on the fairing of the photodetector, the optical radiation passing through the ice is depolarized, as a result of which the amplitude of the signal at the output of the photodetector increases, which is the basis for generating a signal about the presence of icing.

Недостатками данного устройства являются:The disadvantages of this device are:

- сложность его реализации, неприемлемая для использования на объектах с ограничениями по массогабаритным показателям, каковыми являются беспилотные воздушные суда самолетного типа малого класса;- the complexity of its implementation, unacceptable for use at facilities with restrictions on weight and size indicators, which are unmanned aerial vehicles of a small class aircraft type;

- необходимость осуществления поляризации излучения оптического излучателя, что является нежелательным на объектах с ограниченным энергетическим потенциалом, каковыми являются беспилотные воздушные суда самолетного типа малого класса, так как большая часть электрической энергии, подведенной к оптическому излучателю используется нерационально.- the need to polarize the radiation of the optical emitter, which is undesirable on objects with a limited energy potential, such as unmanned aerial vehicles of a small class aircraft type, since most of the electrical energy supplied to the optical emitter is used irrationally.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является оптоэлектронный сигнализатор обледенения планера беспилотного воздушного судна (патент РФ на изобретение №2758565, МПК G08B 19/02, В64С 99/00, опубл. 29.10.2021, Бюл. №31), состоящий из: генератора пачек прямоугольных импульсов и управляющих сигналов 1, контроллера питания оптического излучателя 2, оптического излучателя 3, оптически прозрачного элемента участка аэродинамической поверхности планера, подверженного обледенению 4, фотоприемника 5, пикового детектора с закрытым входом 6, формирователя прямоугольного импульса 7, логического элемента «И» 8, счетчика импульсов 9, счетчика импульсов 10, компаратора кодов 11, устройства формирования сигнала об обледенении 12, при этом к первому выходу генератора пачек прямоугольных импульсов и управляющих сигналов 1 одновременно подключены управляющий вход контроллера питания оптического излучателя 2, первым вход логического элемента «И» 8, вход счетчика импульсов 9, ко второму выходу генератора пачек прямоугольных импульсов и управляющих сигналов 1 подключен управляющий вход компаратора кодов 11, к третьему выходу генератора пачек прямоугольных импульсов и управляющих сигналов 1 одновременно подключены входы сброса в начальное состояние счетчика 9 и счетчика 10, выход контроллера питания оптического излучателя 2 соединен с входом оптического излучателя 3, оптический излучатель 3 последовательно через оптически прозрачный элемент участка аэродинамической поверхности, подверженный обледенению 4 (в прямом направлении), за счет отражения и рассеяния слоем льда 13, через оптически прозрачный элемент участка аэродинамической поверхности, подверженный обледенению 4 (в обратном направлении) оптически сопряжен с входом фотоприемника 5, выход фотоприемника 5 соединен с входом пикового детектора с закрытым входом 6, выход пикового детектора с закрытым входом 6 соединен со вторым входом логического элемента «И» 8, выход логического элемента «И» 8 соединен с входом счетчика импульсов 10, входы компаратора кодов 11 соединены с выходами счетчика 9 и счетчика 10, а выход - с входом устройства формирования сигнала об обледенении 12.The closest in technical essence to the proposed invention is an optoelectronic icing indicator for an unmanned aircraft airframe (RF patent for the invention No. 2758565, IPC G08B 19/02, B64C 99/00, publ. 29.10.2021, Bull. No. 31), consisting of: generator of bursts of rectangular pulses and control signals 1, power controller of the optical emitter 2, optical emitter 3, optically transparent element of the section of the aerodynamic surface of the airframe subject to icing 4, photodetector 5, peak detector with a closed input 6, rectangular pulse shaper 7, logic element "AND "8, pulse counter 9, pulse counter 10, code comparator 11, icing signal generation device 12, while the control input of the power controller of the optical emitter 2 is simultaneously connected to the first output of the rectangular pulse generator and control signals 1, the first input of the logic element" AND "8, pulse counter input 9, to the second output of the generator of bursts of rectangular pulses and control signals 1, the control input of the code comparator 11 is connected; by the input of the optical emitter 3, the optical emitter 3 in series through the optically transparent element of the aerodynamic surface section, subject to icing 4 (in the forward direction), due to reflection and scattering by the ice layer 13, through the optically transparent element of the aerodynamic surface section, subject to icing 4 (in the reverse direction ) is optically coupled to the input of the photodetector 5, the output of the photodetector 5 is connected to the input of the peak detector with a closed input 6, the output of the peak detector with a closed input 6 is connected to the second input of the AND logic element 8, the output of the AND logic element 8 is connected to the the course of the pulse counter 10, the inputs of the code comparator 11 are connected to the outputs of the counter 9 and the counter 10, and the output is connected to the input of the icing signal generation device 12.

Недостатком данного устройства является возможное влияние на корректность его функционирования внешних импульсных оптических излучений естественного и искусственного происхождения.The disadvantage of this device is the possible impact on the correctness of its functioning of external pulsed optical radiation of natural and artificial origin.

Технической задачей изобретения является обеспечение возможности функционирования оптоэлектронного сигнализатора обледенения планера беспилотного воздушного судна в условиях возможного воздействия внешних импульсных оптических излучений естественного и искусственного происхождения.The technical objective of the invention is to enable the operation of an optoelectronic icing indicator for an unmanned aircraft airframe under conditions of possible exposure to external pulsed optical radiation of natural and artificial origin.

Технический результат заключается в повышении помехоустойчивости оптоэлектронного сигнализатора обледенения планера беспилотного воздушного судна.EFFECT: technical result consists in increasing the noise immunity of the optoelectronic icing signaling device of an unmanned aircraft airframe.

Это достигается тем, что в известном оптоэлектронном сигнализаторе обледенения планера беспилотного воздушного судна, содержащем генератор пачек прямоугольных импульсов и управляющих сигналов, контроллер питания оптического излучателя, оптический излучатель, оптически прозрачный элемент участка аэродинамической поверхности планера, подверженный обледенению, фотоприемник, пиковый детектор с закрытым входом, формирователь прямоугольного импульса, логический элемент «И», счетчик импульсов, счетчик импульсов, компаратор кодов, устройство формирования сигнала об обледенении имеются следующие отличия в составе: введены компаратор, второй оптический излучатель и второй оптически прозрачный элемент участка аэродинамической поверхности.This is achieved by the fact that in the well-known optoelectronic airframe icing detector of an unmanned aircraft, containing a generator of bursts of rectangular pulses and control signals, an optical emitter power controller, an optical emitter, an optically transparent element of the airframe aerodynamic surface area subject to icing, a photodetector, a peak detector with a closed input , a rectangular pulse shaper, an AND logic element, a pulse counter, a pulse counter, a code comparator, an icing signal generation device, there are the following differences in composition: a comparator, a second optical emitter and a second optically transparent element of the aerodynamic surface section are introduced.

Сущность изобретения поясняется чертежом (Фиг. 1), на котором показаны: генератор пачек прямоугольных импульсов и управляющих сигналов 1; контроллер питания оптического излучателя 2; оптический излучатель 3; оптически прозрачный элемент подверженного обледенению участка аэродинамической поверхности планера 4; оптически прозрачный элемент подверженного обледенению участка аэродинамической поверхности планера 5; фотоприемник 6; фотоприемник 7; компаратор 8; пиковый детектор с закрытым входом 9; формирователь прямоугольного импульса 10; логический элемент «И» 11; счетчик импульсов 12; счетчик импульсов 13; компаратор кодов 14; устройство формирования сигнала об обледенении 15; слой льда 16, образующийся на оптически прозрачных элементах подверженных обледенению участков аэродинамической поверхности планера 4 и 5.The essence of the invention is illustrated by the drawing (Fig. 1), which shows: a generator of bursts of rectangular pulses and control signals 1; power controller of the optical emitter 2; optical emitter 3; an optically transparent element of the aerodynamic surface of the airframe 4 subject to icing; an optically transparent element of the icing-prone section of the aerodynamic surface of the airframe 5; photodetector 6; photodetector 7; comparator 8; peak detector with closed entrance 9; rectangular pulse shaper 10; logical element "AND" 11; pulse counter 12; pulse counter 13; code comparator 14; icing signal generation device 15; a layer of ice 16 formed on optically transparent elements of icing-prone areas of the aerodynamic surface of the airframe 4 and 5.

К первому выходу генератора пачек прямоугольных импульсов и управляющих сигналов 1 одновременно подключены: управляющий вход контроллера питания оптического излучателя 2, первым вход логического элемента «И» 11, вход счетчика импульсов 12. Ко второму выходу генератора пачек прямоугольных импульсов и управляющих сигналов 1 подключен управляющий вход компаратора кодов 14. К третьему выходу генератора пачек прямоугольных импульсов и управляющих сигналов 1 одновременно подключены входы сброса в начальное состояние счетчика 12 и счетчика 13. Выход контроллера питания оптического излучателя 2 соединен с входом оптического излучателя 3. Оптический излучатель 3 последовательно: через оптически прозрачный элемент подверженного обледенению участка аэродинамической поверхности 4 (в прямом направлении), за счет отражения и рассеяния слоем льда 16, через оптически прозрачный элемент подверженного обледенению участка аэродинамической поверхности 4 (в обратном направлении) оптически сопряжен с входом фотоприемника 6. Оптический излучатель 3 и фотоприемник 6 размещаются в непосредственной близости друг от друга так, чтобы диаграмма направленности оптического излучателя 3 и поле зрения фотоприемника 6 не пересекались в пространстве, фотоприемник 7 и оптически прозрачный элемент подверженного обледенению участка аэродинамической поверхности 5 размещаются так, чтобы исключить возможность попадания на них излучения оптического излучателя 3. Выход фотоприемника 6 соединен с первым входом компаратора 8, выход фотоприемника 7 соединен со вторым входом компаратора 8. Выход компаратора 8 соединен с входом пикового детектора с закрытым входом 9. Выход пикового детектора с закрытым входом 9 соединен с входом формирователя прямоугольного импульса 10. Выход формирователя прямоугольного импульса 10 соединен со вторым входом логического элемента «И» 11. Выход логического элемента «И» 11 соединен с входом счетчика импульсов 13. Входы компаратора кодов 14 соединены с выходами счетчика 12 и счетчика 13, а выход - с входом устройства формирования сигнала об обледенении 15.The following are simultaneously connected to the first output of the generator of bursts of rectangular pulses and control signals 1: the control input of the power controller of the optical emitter 2, the first input of the logic element "AND" 11, the input of the pulse counter 12. The control input is connected to the second output of the generator of bursts of rectangular pulses and control signals 1 of the code comparator 14. To the third output of the generator of bursts of rectangular pulses and control signals 1, the reset inputs to the initial state of the counter 12 and the counter 13 are simultaneously connected. icing section of the aerodynamic surface 4 (in the forward direction), due to reflection and scattering by the ice layer 16, through an optically transparent element of the icing section of the aerodynamic surface 4 (in the opposite direction) is optically coupled to the input photodetector 6. The optical emitter 3 and the photodetector 6 are placed in close proximity to each other so that the radiation pattern of the optical emitter 3 and the field of view of the photodetector 6 do not intersect in space, the photodetector 7 and the optically transparent element of the aerodynamic surface area 5 subject to icing are placed so that exclude the possibility of exposure to the radiation of the optical emitter 3. The output of the photodetector 6 is connected to the first input of the comparator 8, the output of the photodetector 7 is connected to the second input of the comparator 8. The output of the comparator 8 is connected to the input of the peak detector with a closed input 9. The output of the peak detector with a closed input 9 connected to the input of the rectangular pulse shaper 10. The output of the rectangular pulse shaper 10 is connected to the second input of the AND logic element 11. The output of the AND logic element 11 is connected to the input of the pulse counter 13. The inputs of the code comparator 14 are connected to the outputs of the counter 12 and the counter 13, and the output is with the input of the icing signal generation device 15.

Помехоустойчивый оптоэлектронный сигнализатор обледенения планера беспилотного воздушного судна работает следующим образом.Anti-jamming optoelectronic icing alarm for an unmanned aircraft airframe works as follows.

Генератора пачек прямоугольных импульсов и управляющих сигналов 1 вырабатывает последовательность пачек прямоугольных импульсов (с первого выхода, Фиг. 2), поступающих одновременно на: управляющий вход контроллера питания оптического излучателя 2, первый вход логического элемента «И 1, вход счетчика импульсов 12, в соответствии с которыми контроллер питания оптического излучателя 2 осуществляет подачу питания на оптический излучатель 3.The generator of bursts of rectangular pulses and control signals 1 generates a sequence of bursts of rectangular pulses (from the first output, Fig. 2), arriving simultaneously at: the control input of the power controller of the optical emitter 2, the first input of the logic element "AND 1, the input of the pulse counter 12, in accordance with which the power controller of the optical emitter 2 supplies power to the optical emitter 3.

При отсутствии слоя льда 16 на оптически прозрачных элементах подверженных обледенению участков аэродинамической поверхности планера, 4 и 5, оптическое сопряжение оптического излучателя 3 и фотоприемника 6 отсутствует, так как излученные оптическим излучателем 3 оптические сигналы уходят в пространство: на входы фотоприемников 6 и 7 воздействует только внешнее излучение (излучение, исходящее от естественных и искусственных источников), поэтому электрические сигналы на выходах фотоприемников 6 и 7, вследствие тождества их характеристик будут изменяться синфазно, и иметь равные (или практически равные) значения в каждый момент времени, вследствие чего на выходе компаратора 8 сигнал будет отсутствовать (или присутствовать постоянная составляющая), поэтому на выходе пикового детектора с закрытым входом 9 сигнал будет отсутствовать, следовательно, в цепи, образованной формирователем прямоугольного импульса 10, вторым входом и выходом логического элемента «И» И, входом счетчика импульсов 13 всегда будет логический «0», вследствие чего, после прихода на управляющий вход компаратора кодов 14 импульса со второго выхода генератора пачек прямоугольных импульсов и управляющих сигналов 1 (Фиг. 3), компаратор кодов 14 выдаст на устройство формирования сигнала об обледенении 15 сигнал, соответствующий несовпадению состояний счетчиков 12 и 13, т.е. отсутствию обледенения, затем счетчики 12 и 13 будут сброшены в начальное состояние импульсом с третьего выхода генератора пачек прямоугольных импульсов и управляющих сигналов 1 (Фиг. 4).In the absence of a layer of ice 16 on the optically transparent elements of the aerodynamic surface sections of the airframe, 4 and 5, subject to icing, there is no optical coupling of the optical emitter 3 and the photodetector 6, since the optical signals emitted by the optical emitter 3 go into space: the inputs of the photodetectors 6 and 7 are affected only by external radiation (radiation coming from natural and artificial sources), therefore, the electrical signals at the outputs of photodetectors 6 and 7, due to the identity of their characteristics, will change in phase, and have equal (or almost equal) values at each moment of time, as a result of which at the output of the comparator 8 there will be no signal (or there will be a constant component), therefore, there will be no signal at the output of the peak detector with a closed input 9, therefore, in the circuit formed by the shaper of a rectangular pulse 10, the second input and output of the logic element "AND" AND, the input of the pulse counter 13there will always be a logical "0", as a result of which, after the arrival at the control input of the comparator codes 14 of the pulse from the second output of the generator of bursts of rectangular pulses and control signals 1 (Fig. 3), the code comparator 14 will output to the icing signal generator 15 a signal corresponding to the mismatch between the states of the counters 12 and 13, i.e. the absence of icing, then the counters 12 and 13 will be reset to the initial state by a pulse from the third output of the rectangular pulse generator and control signals 1 (Fig. 4).

При наличии слоя льда 16 на оптически прозрачных элементах подверженных обледенению участков аэродинамической поверхности планера 4 и 5, оптический излучатель 3 и фотоприемник 6 оказываются оптически сопряжены, так как между ними возникает оптический канал через оптически прозрачный элемент подверженного обледенению участка аэродинамической поверхности планера 4 (в прямом направлении), за счет отражения и рассеяния слоем льда 16, через оптически прозрачный элемент подверженного обледенению участка аэродинамической поверхности планера 4 (в обратном направлении) вследствие чего на вход фотоприемника 6 поступает часть излученных оптическим излучателем 3 оптических сигналов и внешнее излучение (излучение, исходящее от естественных и искусственных источников), тогда как на вход фотоприемник 7 воздействует только внешнее излучение (излучение, исходящее от естественных и искусственных источников), поэтому электрические сигналы на выходах фотоприемников 6 и 7, будут изменяться неодинаково, вследствие чего на выходе компаратора 8 будет присутствовать сигнал, меняющийся во времени пропорционально излученным оптическим излучателем 3 оптических сигналов, поэтому на выходе пикового детектора с закрытым входом 9 будет формироваться импульсная последовательность с временными параметрами пачки прямоугольных импульсов, из которой формирователем прямоугольного импульса 10, будет формироваться пачка прямоугольных импульсов, и подаваться на второй вход логического элемента «И» 11, вследствие чего с его выхода на вход счетчика импульсов 13 поступит количество импульсов, равное количеству импульсов поступивших на вход счетчика импульсов 12, вследствие чего, после прихода на управляющий вход компаратора кодов 14 импульса со второго выхода генератора пачек прямоугольных импульсов и управляющих сигналов 1 (Фиг. 3), компаратор кодов 14 выдаст на устройство формирования сигнала об обледенении 15 сигнал, соответствующий совпадению состояний счетчиков 12 и 13, т.е. наличию обледенения, затем счетчики 12 и 13 будут сброшены в начальное состояние импульсом с третьего выхода генератора пачек прямоугольных импульсов и управляющих сигналов 1 (Фиг. 4). Устройство формирования сигнала об обледенении 15, путем накопления за заданный временной интервал непрерывающейся последовательности состояний компаратора кодов 14, соответствующей наличию обледенения формирует управляющий сигнал, обеспечивающий реализацию алгоритма функционирования исполнительного устройства, предусмотренного конструкцией произвольного беспилотного воздушного судна.In the presence of a layer of ice 16 on the optically transparent elements of the sections of the aerodynamic surface of the airframe 4 and 5 subject to icing, the optical emitter 3 and the photodetector 6 are optically conjugated, since an optical channel appears between them through the optically transparent element of the section of the aerodynamic surface of the airframe 4 subject to icing (in the forward direction). direction), due to reflection and scattering by the ice layer 16, through the optically transparent element of the airframe 4 aerodynamic surface area subject to icing (in the opposite direction), as a result of which a part of the optical signals emitted by the optical emitter 3 and external radiation (radiation emanating from natural and artificial sources), while the input of the photodetector 7 is affected only by external radiation (radiation coming from natural and artificial sources), therefore, the electrical signals at the outputs of photodetectors 6 and 7 will vary differently, depending on As a result, at the output of the comparator 8 there will be a signal that varies in time in proportion to the emitted optical emitter 3 of optical signals, therefore, at the output of the peak detector with a closed input 9, a pulse sequence with the time parameters of a burst of rectangular pulses will be formed, from which the rectangular pulse shaper 10 will form a pack of rectangular pulses, and be fed to the second input of the logic element "AND" 11, as a result of which from its output to the input of the pulse counter 13 a number of pulses will arrive equal to the number of pulses received at the input of the pulse counter 12, as a result of which, after arriving at the control input of the code comparator 14 pulses from the second output of the generator of bursts of rectangular pulses and control signals 1 (Fig. 3), the code comparator 14 will output to the icing signal generator 15 a signal corresponding to the coincidence of the states of the counters 12 and 13, i.e. the presence of icing, then the counters 12 and 13 will be reset to the initial state by a pulse from the third output of the generator of bursts of rectangular pulses and control signals 1 (Fig. 4). The icing signal generation device 15, by accumulating for a given time interval an uninterrupted sequence of states of the code comparator 14 corresponding to the presence of icing, generates a control signal that ensures the implementation of the algorithm for the operation of the actuator provided by the design of an arbitrary unmanned aircraft.

Таким образом, предложенный помехоустойчивый оптоэлектронный сигнализатор обледенения планера беспилотного воздушного судна позволяет обеспечить возможности сигнализации об обледенении аэродинамических поверхностей беспилотных воздушных судов самолетного типа малого класса в условиях возможного воздействия внешних импульсных оптических излучений естественного и искусственного происхождения.Thus, the proposed noise-resistant optoelectronic icing indicator for an unmanned aircraft airframe makes it possible to signal the icing of aerodynamic surfaces of small-class aircraft-type unmanned aircraft under conditions of possible exposure to external pulsed optical radiation of natural and artificial origin.

Claims (1)

Помехоустойчивый оптоэлектронный сигнализатор обледенения планера беспилотного воздушного судна, содержащий генератор пачек прямоугольных импульсов и управляющих сигналов (1), контроллер питания оптического излучателя (2), оптический излучатель (3), оптически прозрачный элемент подверженного обледенению участка аэродинамической поверхности планера (4), фотоприемник (6), пиковый детектор с закрытым входом (9), формирователь прямоугольного импульса (10), логический элемент «И» (11), счетчик импульсов (12), счетчик импульсов (13), компаратор кодов (14), устройство формирования сигнала об обледенении (15), отличающийся тем, что в его состав входят: оптически прозрачный элемент подверженного обледенению участка аэродинамической поверхности планера (5), фотоприемник (7), компаратор (8), при этом к первому выходу генератора пачек прямоугольных импульсов и управляющих сигналов (1) одновременно подключены: управляющий вход контроллера питания оптического излучателя (2), первый вход логического элемента «И» (11), вход счетчика импульсов (12), ко второму выходу генератора пачек прямоугольных импульсов и управляющих сигналов (1) подключен управляющий вход компаратора кодов (14), к третьему выходу генератора пачек прямоугольных импульсов и управляющих сигналов (1) одновременно подключены входы сброса в начальное состояние счетчика (12) и счетчика (13), выход контроллера питания оптического излучателя (2) соединен с входом оптического излучателя (3), оптический излучатель (3) последовательно: через оптически прозрачный элемент подверженного обледенению участка аэродинамической поверхности планера (4) (в прямом направлении), за счет отражения и рассеяния слоем льда (16), через оптически прозрачный элемент подверженного обледенению участка аэродинамической поверхности планера 4 (в обратном направлении) оптически сопряжен с входом фотоприемника (6), оптический излучатель (3) и фотоприемник (6) размещаются в непосредственной близости друг от друга так, чтобы диаграмма направленности оптического излучателя (3) и поле зрения фотоприемника (6) не пересекались в пространстве, фотоприемник (7) и оптически прозрачный элемент подверженного обледенению участка аэродинамической поверхности планера (5) размещаются так, чтобы исключить возможность попадания на них излучения оптического излучателя (3), выход фотоприемника (6) соединен с первым входом компаратора (8), выход фотоприемника (7) соединен со вторым входом компаратора (8), выход компаратора (8) соединен с входом пикового детектора с закрытым входом (9), выход пикового детектора с закрытым входом (9) соединен с входом формирователя прямоугольного импульса (10), выход формирователя прямоугольного импульса (10) соединен со вторым входом логического элемента «И» (11), выход логического элемента «И» (11) соединен с входом счетчика импульсов (13), входы компаратора кодов (14) соединены с выходами счетчика (12) и счетчика (13), а выход - с входом устройства формирования сигнала об обледенении (15).Noise-resistant optoelectronic airframe icing signaling device of an unmanned aircraft, containing a generator of bursts of rectangular pulses and control signals (1), an optical emitter power controller (2), an optical emitter (3), an optically transparent element of the airframe aerodynamic surface area subject to icing (4), a photodetector ( 6), peak detector with closed input (9), rectangular pulse shaper (10), logic element "AND" (11), pulse counter (12), pulse counter (13), code comparator (14), signal conditioning device icing (15), characterized in that it consists of: an optically transparent element of the aerodynamic surface of the airframe subject to icing (5), a photodetector (7), a comparator (8), while to the first output of the generator of bursts of rectangular pulses and control signals ( 1) simultaneously connected: the control input of the optical emitter power controller (2), the first input of the logical element "AND" (11), the input of the pulse counter (12), the control input of the code comparator (14) is connected to the second output of the generator of bursts of rectangular pulses and control signals (1), to the third output of the generator of bursts of rectangular pulses and control signals (1) the reset inputs of the counter (12) and the counter (13) are simultaneously connected, the output of the power supply controller of the optical emitter (2) is connected to the input of the optical emitter (3), the optical emitter (3) is connected in series: through the optically transparent element of the aerodynamic surface area subject to icing airframe (4) (in the forward direction), due to reflection and scattering by a layer of ice (16), through an optically transparent element of the icing-prone section of the aerodynamic surface of the airframe 4 (in the opposite direction) is optically coupled to the input of the photodetector (6), the optical emitter (3 ) and the photodetector (6) are placed in close proximity to each other so that the radiation pattern the optical emitter (3) and the field of view of the photodetector (6) did not intersect in space, the photodetector (7) and the optically transparent element of the aerodynamic surface of the airframe (5) subject to icing are placed so as to exclude the possibility of radiation from the optical emitter (3) falling on them, the output of the photodetector (6) is connected to the first input of the comparator (8), the output of the photodetector (7) is connected to the second input of the comparator (8), the output of the comparator (8) is connected to the input of the peak detector with a closed input (9), the output of the peak detector is closed the input (9) is connected to the input of the rectangular pulse shaper (10), the output of the rectangular pulse shaper (10) is connected to the second input of the logic element "AND" (11), the output of the logic element "AND" (11) is connected to the input of the pulse counter (13 ), the inputs of the code comparator (14) are connected to the outputs of the counter (12) and the counter (13), and the output is connected to the input of the icing signal generator (15).
RU2021138009A 2021-12-21 Noise-resistant optoelectronic icing detector of an unmanned aircraft airframe RU2782475C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2782475C1 true RU2782475C1 (en) 2022-10-28

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2809346C1 (en) * 2023-05-24 2023-12-11 Олег Петрович Ильин Ice detector

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1688016A1 (en) * 1989-04-04 1991-10-30 Киевский Филиал Орловского Научно-Исследовательского Института Легкого Машиностроения Device for checking working zone of production equipment
EP1391382B1 (en) * 2002-08-22 2007-04-25 Rosemount Aerospace Inc. Advanced warning ice detection system for aircraft
RU2332724C1 (en) * 2007-02-05 2008-08-27 Закрытое Акционерное Общество "Научно-Производственное Предприятие "Мифотекс" Optoelectronic icing indicator
RU2445707C1 (en) * 2010-11-17 2012-03-20 Олег Петрович Ильин Icing indicator
RU2530293C2 (en) * 2013-01-21 2014-10-10 Олег Петрович Ильин Icing indicator
CA2857891C (en) * 2013-10-10 2017-09-05 The Boeing Company Methods and apparatus for detecting ice formation on aircraft
RU2019125441A (en) * 2018-09-07 2021-02-12 Зе Боинг Компани AIRCRAFT ICE DETECTION SYSTEMS AND RELATED METHODS
RU2758565C9 (en) * 2021-03-29 2021-12-06 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт современных телекоммуникационных технологий" (АО "НИИ СТТ") Optoelectronic ice signaling system for an unmanned aircraft

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1688016A1 (en) * 1989-04-04 1991-10-30 Киевский Филиал Орловского Научно-Исследовательского Института Легкого Машиностроения Device for checking working zone of production equipment
EP1391382B1 (en) * 2002-08-22 2007-04-25 Rosemount Aerospace Inc. Advanced warning ice detection system for aircraft
RU2332724C1 (en) * 2007-02-05 2008-08-27 Закрытое Акционерное Общество "Научно-Производственное Предприятие "Мифотекс" Optoelectronic icing indicator
RU2445707C1 (en) * 2010-11-17 2012-03-20 Олег Петрович Ильин Icing indicator
RU2530293C2 (en) * 2013-01-21 2014-10-10 Олег Петрович Ильин Icing indicator
CA2857891C (en) * 2013-10-10 2017-09-05 The Boeing Company Methods and apparatus for detecting ice formation on aircraft
RU2019125441A (en) * 2018-09-07 2021-02-12 Зе Боинг Компани AIRCRAFT ICE DETECTION SYSTEMS AND RELATED METHODS
RU2758565C9 (en) * 2021-03-29 2021-12-06 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт современных телекоммуникационных технологий" (АО "НИИ СТТ") Optoelectronic ice signaling system for an unmanned aircraft

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2809346C1 (en) * 2023-05-24 2023-12-11 Олег Петрович Ильин Ice detector

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4859054A (en) Proximity fuze
US9383447B2 (en) LIDAR method for measuring speeds and LIDAR device with time-controlled detection
CA2396695C (en) System and method for monitoring changes in state of matter with terahertz radiation
US3540025A (en) Ice detector
WO2018228355A1 (en) System for controlling parallelism of laser emitting optical axis and target tracking optical axis
US6943868B2 (en) Apparatus for and method of optical detection and analysis of an object
RU2782475C1 (en) Noise-resistant optoelectronic icing detector of an unmanned aircraft airframe
GB2213931A (en) Rotor blade tracking device
CN111670384A (en) Light emission method, light emission device and scanning system
RU2335434C1 (en) Icing indicator of helicopter propeller blades
US4197006A (en) Laser telemeter
RU2758565C9 (en) Optoelectronic ice signaling system for an unmanned aircraft
CN102216727A (en) Method, measuring arrangement and apparatus for optically measuring by interferometry the thickness of an object
RU2655006C1 (en) Receiver of pulse laser signals
US20180095169A1 (en) A detection counter measure method and apparatus
EP2324369B1 (en) Test arrangement for a laser threats identifying system of an aircraft
CN106646427B (en) A kind of optical telescope of low shot noise
RU2791724C1 (en) Ice detector
RU65253U1 (en) TRANSMITTING UNIT OF LIGHT CLOSER METER OF THE CLOW LOWER BORDER ALTITUDE
Brun Gallium arsenide eyesafe laser rangefinder
RU2688907C1 (en) Photodetector
Kaur et al. Study of different measurement systems and design of circuitry with intensity modulated measuring the velocity of projectile
Korkmaz Optical system design of direct detection short-pulsed laser proximity sensor
Paulson et al. Infrared landing system for a mini remotely-piloted vehicle
GB2301883A (en) Laser scatter detector