Запатентованное разработчиками Южно-Уральского госуниверситета устройство для определения высоты и угловых положений летательного аппарата с использованием радиодальномеров – недорогое и простое в исполнении изобретение, которое позволяет посадить летательный аппарат (ракетоноситель и БПЛА) на землю.
Уникальное навигационное устройство позволяет определять высоту и угловое положение летательного аппарата относительно земной поверхности, помогая тем самым обеспечить его автоматизированную посадку без участия человека. Считываемые устройством параметры объекта в воздухе помогут правильно управлять его двигателем, чтобы непосредственно перед приземлением аппарат сохранял скомпенсированное вертикальное положение.
«В отличие от классических бортовых радионавигационных комплексов, например, радиодальномеров, определяющих дальность от летательного аппарата до цели, созданный нами комплекс позволяет определить угловые положения летательного аппарата относительно земной поверхности, – пояснил доцент кафедры радиоэлектроники и системы связей ЮУрГУ Николай Дударев. – Новый подход к использованию радиодальномеров обеспечивается благодаря разработанному алгоритму пересчета дальностей, полученных с четырех радиодальномеров, входящих в состав комплекса, в угловые положения летательного аппарата».
Установив параметры пространственного положения объекта, новое устройство оперативно передает измеренную и обработанную навигационную информацию в систему управления летательным аппаратом.
Как правило, все координаты и угловое положение идущего на посадку объекта определяются не одной системой, а целым их комплексом с совмещением разнообразных алгоритмов. Разработчики ЮУрГУ комплексировали в одном простом и недорогом устройстве функции сразу нескольких измерителей (радиодальномера, гироскопа и др.), сделав его крайне эффективным.
Приспособление представляет собой облегченную алюминиевую коробку с приемно-передающим трактом (антеннами внутри, нижним отверстием для излучателя и системой обработки), которая крепится на корпус летательного аппарата.
Изобретение уникально тем, что впервые в основу устройства входят сразу несколько радиодальномеров, которые единовременно определяют несколько значений дальности объекта от поверхности земли и автоматически решают геометрическую задачу при наличии угловых отклонений аппарата, выдавая уже обработанные данные, чтобы специалисты могли вовремя и верно скомпенсировать пространственное положение аппарата для благополучной посадки.
Среди преимуществ специалисты выделяют не только эффективность устройства, но и его дешевизну. В сравнении с аналоговой наземной радиолокационной системой, устройство челябинских разработчиков обойдется в десять раз бюджетнее.
«Для проверки работоспособности устройства был разработан его макет. Мы использовали китайский приемопередающий модуль, который стоит условных три тысячи рублей за штуку, – уточнил инженер научной лаборатории "Системы управления летательными аппаратами" ЮУрГУ Александр Коленчук. – Общая стоимость устройства, с учетом закупки комплектующих и изготовления элементов конструкции, вышла, в сравнении с выполняющими схожие функции навигационными приборами, низкой. Удалось сэкономить за счет необычного подхода: мы применили радиодальномер для решения задачи, которую ранее так никто не решал: использовали его для определения угловых положений за счет нашего оригинального алгоритма».
Новое навигационное устройство прошло в 2024 году успешную экспериментальную апробацию во время полигонных испытаний демонстратора двигателя для многоразовой ракеты-носителя, который разрабатывается по госзаданию учеными ЮУрГУ. Сегодня изобретение готово к реализации у индустриальных партнеров вуза.
Екатерина Больных