Устройство определения азимутальной скорости маловысотного летательного аппарата

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ОПРЕДЕЛЕНИЯ АЗИМУТАЛЬНОЙ СКОРОСТИ МАЛОВЫСОТНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА(71) Заявитель Учреждение образования Военная академия Республики Беларусь(72) Авторы Мокринский Владимир Валерьевич Воинов Валерий Васильевич(73) Патентообладатель Учреждение образования Военная академия Республики Беларусь(57) Устройство определения азимутальной скорости маловысотного летательного аппарата, содержащее первую, вторую и третью измерительные пластины, первый и второй экраны, укрепленные на валах, связанных механически с валом электродвигателя, первый и второй дифференциальные усилители, первый и второй амплитудные детекторы, пороговое 44342008.06.30 устройство, первый формирователь отношения, первый индикатор, в котором первая и вторая измерительные пластины расположены перпендикулярно осям ОХ ипрямоугольной системы координат, плоскостькоторой параллельна плоскости местного горизонта, третья измерительная пластина расположена в начале этой системы координат первая и вторая измерительные пластины соединены с первыми входами первого и второго дифференциальных усилителей соответственно, первый и второй экраны соединены с третьей измерительной пластиной и со вторыми входами первого и второго дифференциальных усилителей соответственно, выходы первого и второго дифференциальных усилителей соединены со входами первого и второго амплитудных детекторов соответственно,выход первого амплитудного детектора соединен с первым входом первого формирователя отношения, выход второго амплитудного детектора соединен со входом порогового устройства, выход которого соединен со вторым входом первого формирователя отношения, выход первого формирователя отношения соединен со входом первого индикатора,отличающееся тем, что в него включены первое и второе дифференцирующие устройства, первый, второй, третий и четвертый преобразователи сигнала, первый и второй сумматоры, первое и второе устройства извлечения корня, второй формирователь отношения,согласующее устройство, второй индикатор, причем выход первого амплитудного детектора соединен со входом первого дифференцирующего устройства, выход порогового устройства соединен со входом второго дифференцирующего устройства, выходы первого и второго дифференцирующих устройств соединены со входами первого и второго преобразователей сигнала соответственно, выход первого преобразователя сигнала соединен с первым входом первого сумматора, выход второго преобразователя сигнала соединен со вторым входом первого сумматора, выход которого соединен со входом первого устройства извлечения корня, выход которого соединен с первым входом второго формирователя отношения, выход первого амплитудного детектора соединен со входом третьего преобразователя сигнала, выход порогового устройства соединен со входом четвертого преобразователя сигнала, выходы третьего и четвертого преобразователей сигнала соединены с первым и вторым входами второго сумматора соответственно, выход второго сумматора соединен со входом второго устройства извлечения корня, выход которого соединен со вторым входом второго формирователя отношения, выход второго формирователя отношения соединен со входом согласующего устройства, выход которого соединен со входом второго индикатора.(56) 1. А.с. СССР 1394168, МПК 01 29/12, 1988. 2. Патент РБ 3895, МПК 01 13/04, 2007. 3. Имянитов И.М. Электризация самолетов в облаках и осадках. - Ленинград Гидрометеоиздат, 1970. - С. 43-67. 4. Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике. Вып. 5. Электричество и магнетизм. - М. Мир, 1966. - С. 120-126. Полезная модель относится к радиотехнике и может быть использована для определения азимутальной скорости маловысотного летательного аппарата. Известен флюксметр 1, содержащий заземленный экран, закрепленный на оси вала электродвигателя, две равные по площади измерительные пластины, дифференциальный усилитель. Однако недостатком известного устройства являются ограниченные технические возможности, так как с его помощью невозможно определить азимутальную скорость маловысотного летательного аппарата. 2 44342008.06.30 Наиболее близким по совокупности признаков к заявляемой полезной модели является устройство определения азимута маловысотного летательного аппарата 2, содержащее первую, вторую и третью измерительные пластины, первый и второй экраны,укрепленные на валах, связанных механически с валом электродвигателя, первый и второй дифференциальные усилители, первый и второй амплитудные детекторы, пороговое устройство, формирователь отношения, индикатор, в котором первая и вторая измерительные пластины расположены перпендикулярно осям ОХ ипрямоугольной системы координат, плоскостькоторой параллельна плоскости местного горизонта, третья измерительная пластина расположена в начале этой системы координат первая и вторая измерительные пластины соединены с первыми входами первого и второго дифференциальных усилителей соответственно, первый и второй экраны соединены с третьей измерительной пластиной и со вторыми входами первого и второго дифференциальных усилителей соответственно, выходы первого и второго дифференциальных усилителей соединены со входами первого и второго амплитудных детекторов соответственно, выход первого амплитудного детектора соединен с первым входом формирователя отношения,выход второго амплитудного детектора соединен со входом порогового устройства, выход которого соединен со вторым входом формирователя отношения, выход формирователя отношения соединен со входом индикатора. Однако недостатком известного устройства являются ограниченные технические возможности, так как с его помощью невозможно определить азимутальную скорость маловысотного летательного аппарата. Задачей полезной модели является расширение технических возможностей устройства. Техническим результатом осуществления полезной модели является определение азимутальной скорости маловысотного летательного аппарата. Для решения поставленной задачи при осуществлении полезной модели в устройство определения азимутальной скорости маловысотного летательного аппарата, содержащее первую, вторую и третью измерительные пластины, первый и второй экраны, укрепленные на валах, связанных механически с валом электродвигателя, первый и второй дифференциальные усилители, первый и второй амплитудные детекторы, пороговое устройство,первый формирователь отношения, первый индикатор, в котором первая и вторая измерительные пластины расположены перпендикулярно осям ОХ ипрямоугольной системы координат, плоскостькоторой параллельна плоскости местного горизонта, третья измерительная пластина расположена в начале этой системы координат первая и вторая измерительные пластины соединены с первыми входами первого и второго дифференциальных усилителей соответственно, первый и второй экраны соединены с третьей измерительной пластиной и со вторыми входами первого и второго дифференциальных усилителей соответственно, выходы первого и второго дифференциальных усилителей соединены со входами первого и второго амплитудных детекторов соответственно, выход первого амплитудного детектора соединен с первым входом первого формирователя отношения, выход второго амплитудного детектора соединен со входом порогового устройства, выход которого соединен со вторым входом первого формирователя отношения,выход первого формирователя отношения соединен со входом первого индикатора, включены первое и второе дифференцирующие устройства, первый, второй, третий и четвертый преобразователи сигнала, первый и второй сумматоры, первое и второе устройства извлечения корня, второй формирователь отношения, согласующее устройство, второй индикатор, причем выход первого амплитудного детектора соединен со входом первого дифференцирующего устройства, выход порогового устройства соединен со входом второго дифференцирующего устройства, выходы первого и второго дифференцирующих устройств соединены со входами первого и второго преобразователей сигнала соответственно, выход первого преобразователя сигнала соединен с первым входом первого сумма 3 44342008.06.30 тора, выход второго преобразователя сигнала соединен со вторым входом первого сумматора, выход которого соединен со входом первого устройства извлечения корня, выход которого соединен с первым входом второго формирователя отношения, выход первого амплитудного детектора соединен со входом третьего преобразователя сигнала, выход порогового устройства соединен со входом четвертого преобразователя сигнала, выходы третьего и четвертого преобразователей сигнала соединены с первым и вторым входами второго сумматора соответственно, выход второго сумматора соединен со входом второго устройства извлечения корня, выход которого соединен со вторым входом второго формирователя отношения, выход второго формирователя отношения соединен со входом согласующего устройства, выход которого соединен со входом второго индикатора. Схема полезной модели приведена на фигуре. Обозначения на фигуре следующие 1, 2, 3 - первая, вторая и третья измерительные пластины 4, 5 - первый и второй экраны 6, 7 - первый и второй дифференциальные усилители, выполненные, например, на микросхеме К 140 УД 7 8, 9 - первый и второй амплитудные детекторы, выполненные, например, на микросхемах К 140 У 8 Б 10 - пороговое устройство, выполненное, например, на микросхемах К 140 УД 1,К 140 УД 2 11, 12 - первый и второй формирователи отношения, выполненные, например, на микросхемах К 140 УД 1 А 13, 14 - первый и второй индикаторы, например стрелочные 15, 16 - первое и второе дифференцирующие устройства, выполненные в виде усилителей с обратной связью, например, на микросхемах К 140 УД 8, параллельно которым включены резисторы 17, 18, 19, 20 - первый, второй, третий и четвертый преобразователи сигнала, выполненные, например, на микросхемах К 140 М 1 А и К 140 УД 1 Б 21, 22 - первый и второй сумматоры, выполненные, например, на микросхемах К 140 УД 7 23, 24 - первое и второе устройства извлечения корня, выполненные, например, на микросхемах К 140 УД 7 25 - согласующее устройство, например усилитель, выполненный на микросхеме К 140 УД 7,- оси прямоугольной системы координат, плоскостькоторой параллельна плоскости местного горизонта- азимут маловысотного летательного аппарата. Устройство функционирует следующим образом. Маловысотный летательный аппарат при движении в атмосфере приобретает электрический заряд 3, который создает вокруг себя электрическое поле. Электрическое поле маловысотного летательного аппарата рассчитывается методом зеркального изображения 4, так как поверхность Земли можно считать идеальной проводящей поверхностью. Горизонтальная составляющая напряженности этого поля направлена вдоль линии, соединяющей точку измерения с проекцией маловысотного летательного аппарата на плоскость местного горизонта, что и позволяет определять его азимут. Напряженность электрического поля аппарата в точке приема равна(1),где,,, - составляющие вектора напряженности электрического поля вдоль осей координат. Величинане несет информации об азимуте цели. Горизонтальная составляющая напряженности электрического поля равна 4 где ЕХ- азимут маловысотного летательного аппарата. Первый 4 и второй 5 экраны, вращаясь с частотой , создают переменный ток между первой 1 и третьей 3, а также между второй 2 и третьей 3 измерительными пластинами(фигура). Ток с первой измерительной пластины 1, перпендикулярной оси , равен(3) 120,где- площадь пластины 2 - циклическая частота экранирования 0 - диэлектрическая постоянная вакуума А - коэффициент пропорциональности. При равенстве площадей первой 1 и второй 2 измерительных пластин и частот их экранирования ток со второй измерительной пластины 2, расположенной перпендикулярно оси ОХ, равен(4) 220. Токи первой 1 и второй 2 измерительных пластин поступают на первые входы первого 6 и второго 7 дифференциальных усилителей соответственно, вторые входы которых связаны с третьей измерительной пластиной 3. С выхода первого 6 и второго 7 дифференциальных усилителей сигналы поступают на входы первого 8 и второго 9 амплитудных детекторов соответственно, на выходах которых действуют напряжения, прямо пропорциональные амплитудам токов (3) и (4)(6) 9210,где 1 - коэффициент пропорциональности. С выхода первого амплитудного детектора 8 сигнал поступает на первый вход первого формирователя отношения 11, а с выхода второго амплитудного детектора 9 сигнал поступает на вход порогового устройства 10, которое ограничивает минимальное значение сигнала нижним порогом, обеспечивая нормальную работу первого 11 и второго 12 формирователей отношения. С выхода порогового устройства 10 сигнал поступает на второй вход первого формирователя отношения 11. На выходе первого формирователя отношения 11 действует напряжение(7) 9 Это напряжение регистрируется первым индикатором 12, который тем самым показывает величину тангенса угла азимута маловысотного летательного аппарата. Сигнал, поступающий с выхода первого амплитудного детектора 8 на вход первого дифференцирующего устройства 15, на его выходе имеет вид 8 где- азимутальная скорость маловысотного летательного аппарата. Аналогично сигнал, поступающий с выхода порогового устройства 10 на вход второго дифференцирующего устройства 16, на выходе последнего имеет вид(9) Сигналы (8) и (9) поступают на входы первого 17 и второго 18 преобразователей сигнала, которые регистрируют квадраты их амплитуд, то есть 2 2 44342008.06.30 С выходов преобразователей сигнала 17 и 18 выходные напряжения поступают на первый и второй входы первого сумматора 21, на выходе которого с учетом выражений (10) и Сигнал с выхода первого сумматора 21 поступает на вход первого устройства извлечения корня 23, на выходе которого действует напряжение(13)232121 0 . Сигналы, поступающие с выходов первого амплитудного детектора 8 и порогового устройства 10 на входы третьего 19 и четвертого 20 преобразователей сигнала соответственно, на выходе последних имеют вид 2 2 Эти сигналы поступают на первый и второй входы второго сумматора 22, на выходе которого действует напряжение 2 2 Это напряжение поступает на вход второго устройства извлечения корня 24, на выходе которого напряжение равно 242221 0.(17) С выходов первого 23 и второго 24 устройств извлечения корня сигналы поступают на первый и второй входы второго формирователя отношения 12 соответственно. На выходе второго формирователя отношения 12 действует сигнал(19) 12. Напряжение с выхода второго формирователя отношения 12 поступает на вход согласующего устройства 25, обеспечивающего нормальную работу второго индикатора 14, регистрирующего величину азимутальной скорости маловысотного летательного аппарата. Таким образом, включение первого и второго дифференцирующих устройств, первого, второго, третьего и четвертого преобразователей сигнала, первого и второго сумматоров, первого и второго устройств извлечения корня, второго формирователя отношения,согласующего устройства и второго индикатора обеспечивает измерение азимутальной скорости маловысотного летательного аппарата, чем расширяются технические возможности устройства-прототипа. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 6