Устройство измерения радиальной скорости маловысотного летательного аппарата

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ РАДИАЛЬНОЙ СКОРОСТИ МАЛОВЫСОТНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА(71) Заявитель Учреждение образования Военная академия Республики Беларусь(72) Авторы Воинов Валерий Васильевич Мокринский Владимир Валерьевич Мицкевич Дмитрий Михайлович Сасим Евгений Николаевич(73) Патентообладатель Учреждение образования Военная академия Республики Беларусь(57) Устройство измерения радиальной скорости маловысотного летательного аппарата,содержащее первый, второй и третий измерительные электроды, экран, электрически и механически соединенный с заземленным валом электродвигателя, первый и второй дифференциальные усилители, первый и второй амплитудные детекторы, дифференцирующее устройство, формирователь отношения, первый усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, индикатор, в котором второй и третий электроды выполнены в виде разрезанного пополам цилиндра, закрепленного соосно с валом электродвигателя и электрически изолированного от него, первый измерительный электрод соединен с первым входом первого дифференциального усилителя, второй вход которого заземлен, а выход соединен со входом первого амплитудного детектора, второй и третий измерительные электроды подключены к первому и второму входам второго дифференциального усилителя соответственно, выход второго дифференциального усилителя соединен со входом второго амплитудного детектора, выход второго амплитудного детектора соединен со вторым входом формирователя отношения, выход формирователя отношения соединен со входом первого усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, выход которого соединен с индикатором, отличающееся тем, что в него включен второй усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, причем выход первого амплитудного детектора соединен со входом дифференцирующего устройства, выход которого соединен со входом второго усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, выход которого соединен с первым входом формирователя отношения.(56) 1.Патент РБ 3888, МПК 01 29/12, 2007. 2. Патент РБ 4563, МПК 01 29/12, 2008. 3. Имянитов И.М. Электризация самолетов в облаках и осадках. - Л. Гидрометеоиздат, 1970. - С. 43-67. 4. Тамм И.Е. Основы теории электричества. - . Наука, 1966. - С. 71-73. 5. Патент РБ 10923, ПК 01 11/00, 2008. Полезная модель относится к измерительной технике, в частности к измерителям напряженности электрического поля, и может быть использована для измерения радиальной скорости маловысотного летательного аппарата. Известно устройство измерения дальности маловысотного летательного аппарата 1,содержащее первый плоский измерительный электрод, второй и третий измерительные электроды, выполненные в виде разрезанного пополам цилиндра, закрепленного соосно с валом электродвигателя и электрически изолированного от него, экран, электрически и механически соединенный с заземленным валом электродвигателя, первый и второй дифференциальные усилители, первый и второй амплитудные детекторы, формирователь отношения, усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, индикатор. Недостатком этого устройства является большая погрешность определения радиальной скорости с его помощью на расстояниях, значительно превышающих высоту полета маловысотного летательного аппарата. Наиболее близким по совокупности признаков к заявляемой полезной модели является устройство измерения радиальной скорости маловысотного летательного аппарата 2,содержащее первый, второй и третий измерительные электроды, экран, электрически и механически соединенный с заземленным валом электродвигателя, первый и второй дифференциальные усилители, первый и второй амплитудные детекторы, формирователь отношения, усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, дифференцирующее устройство, усилитель, первый и второй индикаторы, в котором второй и третий электроды выполнены в виде разрезанного пополам цилиндра, закрепленного соосно с валом электродвигателя и электрически изолированного от него, первый измерительный электрод соединен с первым входом первого дифференциального усилителя, второй вход которого заземлен, а выход соединен со входом первого амплитудного детектора, второй и третий измерительный электроды подключены к первому и второму входам второго дифференциального усилителя соответственно, выход второго дифференциального усилителя соединен со входом второго амплитудного детектора, выходы первого и второго амплитудных детекторов соединены с первым и вторым соответственно входами формирователя отношения, выход которого соединен со входом усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, а выход усилителя с регулируемым коэффициентом усиления соединен со входами первого индикатора и дифференцирующего устройства, выход которого соединен со входом усилителя, а выход усилителя соединен со входом второго индикатора. Однако недостатком этого устройства является возрастание погрешности определения радиальной скорости на горизонтальных дальностях, в четыре раза и более превышающих высоту полета маловысотного летательного аппарата. Задачей полезной модели является уменьшение погрешности измерения радиальной скорости. Техническим результатом осуществления полезной модели является уменьшение погрешности определения радиальной скорости маловысотного летательного аппарата в среднем в полтора раза. Для решения поставленной задачи при осуществлении полезной модели в устройство измерения радиальной скорости маловысотного летательного аппарата, содержащее пер 2 53912009.06.30 вый, второй и третий измерительные электроды, экран, электрически и механически соединенный с заземленным валом электродвигателя, первый и второй дифференциальные усилители, первый и второй амплитудные детекторы, дифференцирующее устройство,формирователь отношения, первый усилитель с регулируемым коэффициентом усиления,индикатор, в котором второй и третий электроды выполнены в виде разрезанного пополам цилиндра, закрепленного соосно с валом электродвигателя и электрически изолированного от него, первый измерительный электрод соединен с первым входом первого дифференциального усилителя, второй вход которого заземлен, а выход соединен со входом первого амплитудного детектора, второй и третий измерительные электроды подключены к первому и второму входам второго дифференциального усилителя соответственно, выход второго дифференциального усилителя соединен со входом второго амплитудного детектора, выход второго амплитудного детектора соединен со вторым входом формирователя отношения, выход формирователя отношения соединен со входом первого усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, выход которого соединен с индикатором, включен второй усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, причем выход первого амплитудного детектора соединен со входом дифференцирующего устройства, выход которого соединен со входом второго усилителя с регулируемым коэффициентом усиления,выход которого соединен с первым входом формирователя отношения. На фиг. 1 приведена схема заявляемого устройства. Обозначения на фиг. 1 следующие 1, 2, 3 - первый, второй и третий измерительные электроды соответственно 4 - экран, электрически и механически соединенный с заземленным валом электродвигателя 5, 6 - первый и второй дифференциальные усилители соответственно, выполненные,например, на микросхемах К 140 УД 7 7, 8 - первый и второй амплитудные детекторы соответственно, выполненные, например, на микросхемах К 140 УД 8 Б и транзисторах КТ 201 А и КТ 203 А 9 - дифференцирующее устройство, выполненное, например, как усилитель с обратной связью на микросхеме К 140 УД 7 с параллельно включенным резистором 10, 11 - первый и второй соответственно усилители с регулируемым коэффициентом усиления, выполненные, например, на микросхемах К 140 УД 8 12 - формирователь отношения, выполненный, например, на микросхеме 1006 ВИ 1 13 - индикатор, например, стрелочный. На фиг. 2 показана зависимость относительной погрешностиопределения радиаль ной скорости от относительного расстояния высота полета маловысотного летательного аппарата соответственно а - для устройствапрототипа б - для заявляемого устройства. Принцип работы заявляемой полезной модели вытекает из следующего. Маловысотный летательный аппарат, несущий заряд 3, создает в точке наблюдения, находящейся на высотенад землей, электрическое поле, характеристики которого рассчитываются методом зеркальных изображений 4. При условии, гдеи- горизонтальная дальность и высота полета маловысотного летательного аппарата соответственно,вертикальная и горизонтальная составляющие напряженности этого электрического поля определяются выражениями 5- радиальная скорость маловысотного летательного аппарата. Принимая во внимание (4), получаем выражение Устройство функционирует следующим образом. С измерительного электрода 1 на вход первого дифференциального усилителя 5 поступает сигнал с амплитудой, прямо пропорциональной вертикальной составляющей напряженности электрического поля маловысотного летательного аппарата . Этот сигнал усиливается и подается на вход первого амплитудного детектора 7, на выходе которого действует напряжение 7,где а - коэффициент пропорциональности. С измерительных электродов 2 и 3 снимают сигнал, прямо пропорциональный горизонтальной составляющей напряженности электрического поля маловысотного летательного аппарата . Этот сигнал подается на вход последовательно соединенных второго дифференциального усилителя 6 и второго амплитудного детектора 8. В результате на выходе второго амплитудного детектора 8 действует напряжение 8. Сигнал с выхода первого амплитудного детектора 7 подают на вход дифференцирующего устройства 9, на выходе которого действует напряжение 9 Это напряжение поступает на вход второго усилителя с регулируемым коэффициентом усиления 11, коэффициент усиления которого устанавливают равным , в результате чего на его выходе напряжение равно 11. 53912009.06.30 Это напряжение подается на первый вход формирователя отношения 12, на второй вход которого подается напряжение 8 выхода амплитудного детектора 8. В результате,с учетом (9) и (11), на выходе формирователя отношения действует напряжение 12 В соответствии с (7) величина 12 равна радиальной скорости 12. Напряжение с выхода формирователя отношения 12 подается на вход первого усилителя с регулируемым коэффициентом усиления 10, а с его выхода - на вход индикатора 13. Регулировка усиления усилителя 10 обеспечивает нормальную работу индикатора 13. Зависимости относительной погрешностиопределения радиальной скорости от от представлены на фиг. 2. Графику а соответствует зависиносительного расстояния следует из приведенных графиков, погрешность определения радиальной скорости маловысотного летательного аппарата для заявляемого устройства в среднем в полтора раза меньше, чем для устройства-прототипа. Таким образом, за счет включения второго усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, соединения выхода первого амплитудного детектора со входом дифференцирующего устройства, его выхода со входом второго усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, а выхода второго усилителя с регулируемым коэффициентом усиления с первым входом формирователя отношения решается задача и достигается технический результат заявляемой полезной модели. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5