[发明专利]激光引导飞机着陆系统及使用方法

说明书

所属技术领域

本发明涉及飞机在进近、着陆过程中，飞机到达近台上空附近的决断高度以前，由仪表 飞行过渡到目视飞行的设备，是用于航空界保证飞机安全着陆的引导系统。

背景技术

本项目的主要发明人，于1995年11月8日发明的“激光助航系统及其使用方法”主要 在机场主降跑道头以外的跑道边界灯延长线上，并距跑道头一定距离两侧分别安装两台激光 器，激光束沿跑道边界灯延长线向飞机下滑着陆的反方向发射二束激光束。在实际飞行中， 两根激光线间距太大，当飞机距离某一根激光线较近时，另一根激光线不宜发现，所以，往 往出现飞行员只看到一条激光线的情况，由于五边较短，在夜航或复杂气象条件下，对飞行 员五边航迹及飞机位置的判断和保持不利。

发明内容

为了避免现有的沿跑道边界灯延长线向飞机下滑着陆的反方向发射二束激光束间距太 大，当飞机距离某一根激光线较近时，另一根激光线不宜发现，对飞行员五边航迹及飞机位 置的判断和保持不利。本发明是将激光器安装在跑道二端中心延长线上，激光器安装在跑道 中心延长线上，与进近灯光保持一致，更符合使用进近灯光的习惯，有利于飞行员的操纵和 判断，飞行员通过跑道中心延长线上的激光下滑航道对飞行航迹和飞机位置的判断较为直观， 特别是在飞机偏离的情况下和激光线形成夹角时，只要修正飞行航迹，对准激光线就对准了 跑道中心线，飞行安全水平得到了较大程度的提高。

本发明的目的是：重大飞行事故，大多数是在飞机处于进近着陆过程中发生的，特别是 遇到复杂气象条件下形成的气象陷阱，即水平能见度符合机场运行最低标准，但是，机长在 进近着陆过程中，实际上看到的斜视能见度很差，不能在决断高度上及时发现和对准机场跑 道时，容易造成重大飞行事故。激光引导飞机着陆系统主要是在仪表飞行尚未进入目视飞行 时，提前给飞行员提供一个直观的前向激光下滑航，引导飞机沿着激光下滑航道继续前进。 当飞机进入决断高度转入目视飞行着陆过程时，特别是在复杂气象条件下，遇到气象陷阱时， 继续引导飞机沿着激光下滑航道前进，以达到安全着陆。增加了机场保障飞行安全的设施， 提高了机场安全保障条件，有利于减轻飞行员心理与工作负担，增强安全着陆的信心，从而 减少或避免复飞、返航频率，对保证飞行安全和提高航班的正常率，起到了重要的作用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：激光器布局在跑道中心延长线上，形成的 激光前向下滑航道的依据如下：

1.激光束具有很好的方向性和单色性，很高的激光能量集中在很小的发散度以内，它在 大气中的传输具有独特的特点，根据电磁波的Mie散射理论，大气中的气溶胶和雾等散射粒 子具有高度不对称的散射相函数。前向散射相函数远远大于后向散射相函数，对于较大的雾 粒子可大于5个数量级。激光引导飞机着陆系统正是利用了激光在大气中传输的特性，并按 照国际民航组织有关飞行、航管、机场净空等法规和规章制度，在机场跑道端合理布局激光 引导飞机着陆系统，组成激光前向下滑航道。

2.由于激光器安装在跑道中心延长线上，激光束与飞机的航迹所形成的夹角更小，更 容易使飞行员发现激光前向下滑航道。同时与飞行员使用进近灯光的习惯保持一致。

3.飞机在进近着陆过程中主要是在跑道中心延长线上的空域活动，因此，在跑道中心延 长线上安装激光器，已解决了关键性技术如下：

保护飞行员眼睛安全的方法。

合理选择激光器的技术参数指标的方法。

以上二个方法主要涉及到柯什密得(Koschmieder)定律、阿拉德(Allard)定律和激光 在大气传输中的基本理论以及能见度的基本理论等。

本发明由激光器和控制系统组成。激光器(1)分别安装在跑道头(5)二端以外350米 以内的跑道中心延长线左右0.25米以内，安装一台或数台激光器。激光束发射仰角，根据机 场条件在0.5至3度，激光束发射方向沿着跑道中心延长线的方向，对于飞机处于进近着陆 过程中，激光束形成激光前向下滑航道。激光前向下滑航道始终在飞机保护区域的下限，即 障碍物评价W面以下。所说的控制系统由雷达(2)、综合控制器(3)以及计算机(4)组成， 控制系统安装在机场灯光站内或相关位置。