Optyczny system lądowania - Optical landing system

Optyczny system lądowania soczewek Fresnela Charlesa de Gaulle'a

Optyczny system lądowania ( OLS ) (nazywany „klops” lub po prostu „kulka”) jest używany w celu uzyskania glidepath informacji pilotów w końcowej fazie lądowania w sprawie lotniskowca .

Od początku lądowania samolotów na statkach w latach 20. XX wieku do wprowadzenia OLS piloci polegali wyłącznie na wizualnej percepcji miejsca lądowania i pomocy oficera sygnalizacji lądowania (LSO w US Navy lub „batsman” w Commonwealth marynarki wojennej). LSO używali kolorowych flag, płóciennych wioseł i zapalonych różdżek. OLS został opracowany po II wojnie światowej przez Brytyjczyków i był wdrażany na lotniskowce US Navy od 1955 roku. W swojej rozwiniętej formie OLS składa się z poziomego rzędu zielonych świateł, używanych jako punkt odniesienia, oraz kolumny świateł pionowych. Pionowe światła sygnalizują, czy dron jest za wysoko, za nisko lub na odpowiedniej wysokości, gdy pilot schodzi po zboczu schodzenia w kierunku pokładu lotniskowca. Inne światła dają różne komendy i mogą być używane do zażądania od pilota przerwania lądowania i „obejścia”. OLS pozostaje pod kontrolą LSO , który może również komunikować się z pilotem drogą radiową.

składniki

Schemat przedstawiający części OLS

Optyczny system lądowania składa się z kilku powiązanych elementów: świateł służących do wizualnej sygnalizacji zbliżającego się statku powietrznego, systemu kontroli świateł oraz systemu mocowania.

Światła

Porównanie lampek do klopsików i lampek odniesienia PAPI, VASI i OLS (nie w skali)

Stosowane są co najmniej trzy zestawy świateł, niezależnie od aktualnej technologii:

  • Światła odniesienia  – poziomy rząd zielonych lampek, które dają pilotowi punkt odniesienia, na podstawie którego może on ocenić swoją pozycję względem ścieżki schodzenia.
  • Kula (lub „klopsik”; znana również jako „źródło”) – wskazuje względną pozycję samolotu w odniesieniu do ścieżki schodzenia. Jeśli samolot jest wysoko, kula znajdzie się nad światłami odniesienia; jeśli samolot jest nisko, kula będzie podobnie pod światłami odniesienia. Im dalej dron znajduje się od ścieżki schodzenia, tym dalej piłka będzie nad lub pod światłami odniesienia. Jeśli samolot schodzi niebezpiecznie nisko, piłka wydaje się czerwona. Jeśli samolot znajdzie się zbyt wysoko, piłka wydaje się spadać z góry.
  • Światła Wave-off  – czerwone migające lampki, które po zapaleniu wskazują, że pilot musi dodać pełną moc i odlecieć – komenda obowiązkowa. Gdy świecą się światła typu wave-off, wszystkie inne lampy gasną. Światła wave-off są obsługiwane ręcznie przez LSO.

Niektóre (szczególnie późniejsze) optyczne systemy lądowania zawierają dodatkowe lampy:

  • Światła cięcia  — zielone światła używane do sygnalizowania różnych rzeczy w zależności od tego, gdzie zbliża się zbliżający się samolot. We wczesnych fazach podejścia bez radia lub „zip-lip” (co jest rutyną w nowoczesnych operacjach lotniskowca), światła cięcia migają przez około 2-3 sekundy, aby wskazać, że samolot jest upoważniony do kontynuowania podejścia. Kolejne błyski są używane do nakłaniania pilota do dodania mocy. Im dłużej światła są włączone, tym więcej mocy należy dodać. Światła do cięcia są obsługiwane ręcznie przez LSO.
  • Światła awaryjne Wave-Off  — czerwone lampy, które mają taką samą funkcję jak światła Wave-Off, ale korzystają z alternatywnego źródła zasilania. Normalnie nie używany.

Sterowanie światłem

LSO posiadają „marynat”, który kontroluje światła na OLS. Kontroler jest trzymany nad głową do czasu, aż obszar lądowania będzie wolny, a podwozie zostanie ustawione.

Łącznie urządzenie, na którym zamontowane są światła, nazywa się „soczewką”. Jest on włączany/wyłączany, a jasność jest regulowana na samym obiektywie dla jednostek naziemnych i zdalnie dla jednostek okrętowych. W obu przypadkach soczewka jest połączona z kontrolerem ręcznym (zwanym „marynowaniem”) używanym przez LSO. Marynarka ma przyciski, które kontrolują światło wyłączające i odcinające.

Montaż światła

W przypadku optycznych systemów lądowania na lądzie światła są zwykle montowane na jednostce mobilnej podłączanej do źródła zasilania. Po skonfigurowaniu i skalibrowaniu urządzenie nie ma ruchomych części. Jednostki pokładowe są znacznie bardziej skomplikowane, ponieważ muszą być stabilizowane żyroskopowo, aby skompensować ruch statku. Dodatkowo jednostki pokładowe są poruszane mechanicznie („kąt przechyłu”), aby dostosować punkt przyziemienia każdego samolotu. Dzięki tej regulacji punkt przyziemienia haka ogonowego można precyzyjnie wyznaczyć na podstawie odległości haka ogonowego od oka pilota dla każdego typu samolotu.

Pomoc przy lądowaniu lustrzanym

Tył lustrzanej pomocy do lądowania HMAS  Melbourne . Lampy odniesienia i dwie duże lampy „odcinające fale” są wyraźnie widoczne, podobnie jak po lewej stronie zdjęcia cztery pomarańczowe lampy wyrzucane w lustro, tworzące „kulę”.

Pierwszym OLS był lustrzany aparat do lądowania , jeden z kilku brytyjskich wynalazków dokonanych po II wojnie światowej, które zrewolucjonizowały konstrukcję lotniskowców. Pozostałe to katapulta parowa i pochylony pokład lotniczy . Pomoc przy lądowaniu lustrzanym została wynaleziona przez Nicholasa Goodharta . Został przetestowany na lotniskowcach HMS Illustrious i HMS Indomitable, zanim został wprowadzony na lotniskowce brytyjskie w 1954 roku i amerykańskie w 1955 roku.

Lustrzanym urządzeniem pomocniczym do lądowania było sterowane żyroskopowo lustro wklęsłe na lewej burcie kabiny . Po obu stronach lustra znajdowała się linia zielonych „świateł odniesienia”. Jasne, pomarańczowe „źródłowe” światło padło na lustro, tworząc „kulę” (lub „klopsik” w późniejszym żargonie USN), którą mógł zobaczyć lotnik, który miał wylądować. Pozycja kuli w porównaniu ze światłami odniesienia wskazywała pozycję samolotu w stosunku do pożądanej ścieżki schodzenia : jeśli kula znajdowała się powyżej odniesienia, samolot znajdował się wysoko; poniżej punktu odniesienia samolot był nisko; pomiędzy punktem odniesienia samolot był na ścieżce schodzenia. Stabilizacja żyroskopowa skompensowała większość ruchów pokładu startowego powodowanego przez morze, zapewniając stałą ścieżkę schodzenia.

Początkowo uważano, że urządzenie jest w stanie umożliwić pilotowi lądowanie bez kierunku z LSO. Jednak wskaźniki wypadkowości faktycznie wzrosły po początkowym wprowadzeniu systemu, dlatego opracowano obecny system uwzględniania LSO. Ten rozwój, wraz z innymi wspomnianymi, przyczynił się do spadku wskaźnika wypadków przy lądowaniu na amerykańskim lotnisku z 35 na 10 000 lądowań w 1954 r. do 7 na 10 000 lądowań w 1957 r.

LSO, który jest specjalnie wykwalifikowanym i doświadczonym pilotem marynarki wojennej, dostarcza pilotowi dodatkowych informacji przez radio, informując o wymaganiach dotyczących mocy, pozycji względem ścieżki schodzenia i linii środkowej. LSO może również użyć kombinacji świateł dołączonych do OLS, aby wskazać „odejść” za pomocą jasnoczerwonych, migających świateł zgaszonych fal. Dodatkowe sygnały, takie jak „zezwolenie na lądowanie”, „dodaj moc” lub „przekierowanie” mogą być sygnalizowane za pomocą szeregu zielonych świateł „odcięcia” lub ich kombinacji.

Optyczny system lądowania soczewek Fresnela (FLOLS)

Późniejsze systemy zachowały tę samą podstawową funkcję lustrzanego wspomagania lądowania, ale ulepszone komponenty i funkcjonalność. Wklęsłe lustro, kombinacja źródła światła została zastąpiona serią soczewek Fresnela . Mk 6 Mod 3 FLOLS został przetestowany w 1970 roku i niewiele się zmienił, z wyjątkiem uwzględnienia podniesienia statku z bezwładnościowym systemem stabilizacji. Systemy te są nadal szeroko stosowane na pasach startowych w amerykańskich stacjach lotniczych marynarki wojennej.

Ulepszony optyczny system lądowania soczewek Fresnela (IFLOLS)

IFLOLS w terenie

IFLOLS, zaprojektowany przez inżynierów z NAEC Lakehurst , zachowuje tę samą podstawową konstrukcję, ale poprawia FLOLS, dając bardziej precyzyjne wskazanie pozycji samolotu na ścieżce schodzenia. Prototyp IFLOLS został przetestowany na pokładzie USS George Washington (CVN-73) w 1997 r., a każdy lotniskowiec od 2004 r. posiada ten system. Udoskonalony optyczny system lądowania soczewek fresnela, IFLOLS, wykorzystuje światłowodowe „źródło” światła, które jest wyświetlane przez soczewki, aby zapewnić ostrzejsze i ostrzejsze światło. Umożliwiło to pilotom rozpoczęcie lotu „piłką” dalej od statku, dzięki czemu przejście z lotu według wskazań przyrządów do lotu z widocznością stało się płynniejsze. Dodatkowe ulepszenia obejmują lepszą kompensację ruchu pokładu dzięki internalizacji mechanizmów stabilizujących, a także wiele źródeł stabilizacji z żyroskopów i radaru.

IFLOLS na pokładzie statku

Obsługiwany ręcznie system wizualnej pomocy przy lądowaniu (MOVLAS)

Wzmacniacz MOVLAS na zintegrowanym telewizyjnym systemie nadzoru startu i wyprowadzania (ILARTS)

MOVLAS jest zapasowym wizualnym systemem wspomagania lądowania używanym, gdy podstawowy system optyczny (IFLOLS) nie działa, limity stabilizacji są przekroczone lub zawodne (głównie z powodu ekstremalnych stanów morza powodujących kołysanie się pokładu) oraz do szkolenia pilota/LSO. System jest przeznaczony do prezentowania informacji o ścieżce schodzenia w tej samej formie wizualnej, co FLOLS.

Istnieją trzy tryby instalacji na statku: STACJA 1 znajduje się bezpośrednio przed FLOLS i wykorzystuje wyświetlacze falowe, odniesienia i światła cięcia FLOLS. STACJA 2 i 3 są niezależne od FLOLS i znajdują się odpowiednio na lewej i prawej burcie w kabinie załogi. MOVLAS to nic innego jak pionowa seria pomarańczowych lamp sterowanych ręcznie przez LSO za pomocą pilota do symulacji piłki; w żaden sposób nie kompensuje automatycznie ruchu statku. Cały sprzęt MOVLAS jest konserwowany i montowany przez IC i EM w dziale V2 Departamentu Lotnictwa.

Komponenty MOVLAS

Lightbox
MOVLAS to nic innego jak pionowa seria pomarańczowych lamp sterowanych ręcznie przez LSO za pomocą pilota do symulacji piłki.
Kontroler ręczny
Sterownik ręczny znajduje się na stanowisku roboczym LSO. Dostępny jest uchwyt, dzięki któremu LSO może wybrać pozycję klopsika. Przełącznik marynowania jest przymocowany do końca uchwytu kontrolera. Gdy uchwyt na kontrolerze LSO jest przesuwany w górę lub w dół, zapala się trzy lub cztery kolejne lampy w podświetlanym pudełku, zapewniając w ten sposób klopsik.
Wzmacniacze
Repeatery MOVLAS pokazują, gdzie LSO wyświetla klopsika pilotowi. Jeden repeater jest wyświetlany w zintegrowanym systemie nadzoru telewizyjnego startu i odzyskiwania (ILARTS).

Taras do rzucania

Stabilizacja punktowa z instrukcji LSO NATOPS

IFLOLS ma dwa tryby stabilizacji: liniowy i inercyjny . Najbardziej precyzyjna jest stabilizacja inercyjna. W stabilizacji liniowej ścieżka schodzenia jest stabilizowana do nieskończoności. Gdy pokład kołysze się i kołysze, źródła światła są zwijane, aby utrzymać stałą ścieżkę schodzenia w przestrzeni. Stabilizacja bezwładnościowa działa podobnie jak liniowa, ale także kompensuje podnoszenie pokładu (prosta składowa ruchu pokładu w górę iw dół). Jeśli IFLOLS nie może nadążyć za ruchem pokładu, LSO może przełączyć się na MOVLAS lub po prostu wykonać „LSO talk downs”. Tylko najbardziej doświadczeni LSO będą przeprowadzać rozmowy lub sterować samolotami za pomocą MOVLAS podczas ciężkich stanów morskich.

Zobacz też

Bibliografia

  • „Wziernik lusterka do lądowania na pokładzie” . Sea Power Centre Australia . Królewska australijska marynarka wojenna. Zarchiwizowane z oryginału w dniu 29 marca 2012 roku . Źródło 22 stycznia 2014 .

Zewnętrzne linki