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直升机防撞系统结构构想
周占字;陈恩龙
【期刊名称】《价值工程》
【年(卷),期】2010(029)009
【摘要】直升机具有其他飞行器不具备的很多优点,因此其地位和作用不可替代.近年来,直升机事故频发,作者参考固定翼飞机和美国相关信息,设想一种适合目前直升机的新型防障碍规避系统,并给出了相关的模型结构建议.
【总页数】1页(P238-238)
【作者】周占字;陈恩龙
【作者单位】中国人民解放军61769部队机务大队,文水,032100;中国人民解放军61769部队机务大队,文水,032100
【正文语种】中文
【中图分类】V24
【相关文献】
1.南昌大桥桥墩抗浮运管段撞击复合材料防撞系统结构设计 [J], 邓国良;邢永辉;华鹏;祝露;方海;阳韩娟
2.直升机防撞系统结构构想 [J], 刘贯博
3.直升机防撞线主动预警系统 [J], 孙伟;贾若;;
4.直升机防撞灯发光强度测量方法 [J], 肖向辉
5.浅谈直升机防撞线技术措施的应用 [J], 周强;吴婧宜;程海涛;周肖东
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电子技术• Electronic Technology76 •电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering【关键词】直升机防撞线 主动预警 系统1 直升机防撞线主动预警系统总体框架位于航管中心的计算机组或位于直升机上的单片机芯片，主要完成数据处理，参数预设与存储，算法运行，产生各种控制信号。
位于直升机端的GPS 或北斗卫星天线用于产生直升机实时经纬度信息，高度表用于产生直升机实时的高度信息，接收终端用于接收航管中心的计算机组或单片机发送的告警信号。
2 工作原理及实现方法2.1 防撞线系统的原理以经度纬度和高度构建三维坐标系，将高压线缆或登山索道的端点A 、B 坐标值（x 1y 1z 1, x 2y 2z 2）输入计算机组，那么直线AB 方向向量为l,m,n; l=x 1-x 2, m=y 1-y 2, n=z 1-z 2三维直线方程可以表示为。
假设直升机实时坐标为P （x 0y 0z 0）这样直升机距离直线AB 的距离就可以用公式计算出来。
另外计算点PA 、PB之间的距离,。
如果p 点在地面的投影位于矩形(x 1,y 1)(x 1,y 2)(x 2,y 2)(x 2,y 1)内，点到线段AB 的最短距离d=d 0。
否则最短距离为d A 、d B 中最小值。
当d 小于预警距离D 时，计算机组产生射频信号发送给目标直升机起到告警作用。
2.2 算法优化因为实际生活中，不只有一条线缆或一直升机防撞线主动预警系统文/孙伟1 贾若2架直升机，一条线缆在高度或经纬度发生变化时就会变成多段直线相连成的折线。
假如有十架直升机飞行，有三条高压线，每条高压线分为十段，则计算机组需要同时计算300组公式，得出结果(d 1、d 2、d 3…d 300)分别与安全距离D 比较。
一条高压线缆与一架直升机最近的点只有一个，距离最近的直线段也只有一个，用全部的线段计算距离是没必要的。
空中防撞系统的工作原理宝子，今天咱们来唠唠空中防撞系统这个超酷的玩意儿。
你想啊，天空那么大，但飞机可不少呢。
就像马路上车多了容易撞一样，飞机在天上也得小心别撞到一起呀。
这空中防撞系统就像是飞机的“小保镖”，时刻警惕着周围的情况。
空中防撞系统呢，它主要是靠各种高科技设备来工作的。
飞机上有好多传感器，这些传感器就像小眼睛一样，到处看呢。
它们能探测到周围其他飞机的位置、高度、速度这些重要的信息。
比如说，一架飞机正在天空中平稳地飞着，它的传感器就不停地在扫描周围的空域。
当传感器发现了附近有其他飞机的时候，这就像是发现了一个可能的“小伙伴”靠得有点近了。
这时候，空中防撞系统就开始发挥它的聪明才智啦。
它会根据探测到的信息，计算出两架飞机的飞行轨迹。
就好像在心里默默地画两条线，看看这两条线会不会交叉。
如果发现这两条线有交叉的趋势，那就意味着有碰撞的危险啦。
一旦判断出有危险，空中防撞系统可不会干等着。
它会马上给飞行员发出警告。
这个警告可有意思啦，会有声音提示，就像有人在飞行员耳边大喊：“小心，前面有飞机，要撞上啦！”同时呢，驾驶舱里还会有灯光闪烁，就像在说：“注意注意，危险危险！”要是情况更紧急呢，这个系统还会给飞机发出指令，让飞机自动改变飞行姿态。
比如说，让飞机稍微上升或者下降一点，或者改变一下飞行的方向。
这就像是在紧急时刻，有人推了飞机一把，让它避开可能的碰撞。
你可以想象一下，就像两个快要撞到一起的小鸟，突然其中一只扑棱一下翅膀飞开了。
而且啊，空中防撞系统还很智能呢。
它不是只考虑自己这架飞机的情况，它还会考虑到周围其他飞机的反应。
因为如果自己这边突然改变飞行轨迹，要是让其他飞机也陷入危险那可不行。
所以它在做出决策的时候，也是经过深思熟虑的。
这个系统还会不断地更新信息。
因为飞机在飞的时候，情况是一直在变化的。
可能刚刚探测到有危险，但是过了一会儿，另一架飞机也改变了飞行方向，危险就解除了。
空中防撞系统就会根据新的情况，重新评估，要是没事了，就会告诉飞行员：“好啦，警报解除啦，可以松口气啦。
机载防撞方案随着民航事业的快速发展，航空交通的拥挤程度逐渐增加，飞行安全问题也备受关注。
在航行过程中，防止飞机发生撞击事故是一个极为重要的问题。
为此，机载防撞方案应运而生，旨在提高飞行安全水平并保障旅客和机组人员的生命安全和财产安全。
本文将重点介绍机载防撞方案的工作原理和实施措施，以期为广大读者提供有益的信息和参考。
一、机载防撞方案的工作原理机载防撞方案主要依靠先进的飞行控制系统以及精准的数据传输和信息处理技术来实现。
其工作原理可以概括为以下几个方面：1. 航空雷达系统：机载防撞方案通过装备高精度航空雷达系统，能够实时监测飞机周围的空域状况。
雷达系统能够探测到其他飞机、地面障碍物以及气象情况等，为飞行员提供可靠的飞行环境信息。
2. 数据分析和处理：机载防撞方案通过高速数据传输和精密的信息处理技术，将航空雷达系统获取的数据进行分析和处理。
通过不断更新和优化的算法，系统能够准确判断其他飞机和障碍物的相对位置、速度和方向，并做出相应的警示和避让措施。
3. 预警系统：当机载防撞方案判断出存在潜在的碰撞危险时，会立即通过音频、视觉等手段向飞行员发出警报。
同时，系统还能够自动调整飞机的航向和高度，以避免与其他飞机或障碍物相撞。
二、机载防撞方案的实施措施为了确保机载防撞方案的有效实施，需要采取一系列措施来提高系统的可靠性和适应性，具体如下：1. 技术设备更新：随着科技的进步，机载防撞方案需要及时更新和升级，以适应不断变化的飞行环境和安全需求。
航空公司和飞机制造商应持续投入研发，并及时更新飞行器上的相关硬件和软件设备。
2. 人员培训和意识提高：机载防撞方案的实施需要飞行员具备良好的技术能力和操作素养。
航空公司应对飞行员进行定期培训，提高其防撞意识和应急处置能力，以确保方案的及时响应和有效应用。
3. 法规和标准制定：相关部门应加强监管，建立和完善机载防撞方案的相关法规和标准，确保飞行器的设计、制造和使用符合国际安全标准。
飞机交通警戒和防撞系统的工作原理众所周知在地面防止两车相撞靠的是驾驶员的目视和及时正确的回避措施，那么在空中飞机是怎样防撞的呢？如果当飞行员看到对方飞机时再作出避让那么为时已晚，飞机的安全系数将大大减小。
为了防止两机相撞现在的飞机上都安装了TCAS英文的全称是Traffic Alert and Collision Avoidance System，中文通常译为：飞机交通警戒和防撞系统，我们简称其为防撞系统。
TCAS分为两类：TCAS I和TCAS II，TCAS I仅可提供交通咨询（TA），TCAS II是更先进的TCAS，即可提供交通咨询（TA）又可以提供决断咨询（RA），目前的TCAS 只产生垂直机动指令，还不能产生转弯指令。
那么防撞系统是怎么工作的呢？下面将做详细的介绍。
TCAS向邻近飞机发送询问信号，那些装有空中交通管制雷达信标系统（ATCRBS）应答机或空中交通管制S模式应答机的飞机响应此询问，TCAS利用这些应答信号计算和它们之间的距离，相对方位和应答飞机的高度。
TCAS在监视区内可以跟踪并评估45架飞机，最大监视区为自身飞机以上和以下8700英尺，前方40海里，在侧面和后方的监视距离较小。
为了减少无线电干扰，管理条例对TCAS的功率有所限制。
它把TCAS的前向作用距离限定在45英里左右，侧向和后向作用距离则更小。
在监视区内的飞机分成4类：解脱咨询（RA）、交通咨询（TA）、贴近交通、其他交通。
当TCAS产生决断咨询（RA）时，意味着情况已达最严重的程度，且伴有语音提示，它提供一个垂直引导操作以保持或增加与另一架飞机的间隔，从而消除两机可能相撞的潜在危险。
机组必须依照TCAS语音进行机动避让，避免发生碰撞。
TCAS系统是由1部TCAS计算机、2个TCAS方向性天线、1个ATC/TCAS控制面板组成。
TCAS计算机是TCAS的主要部件，它控制如下功能：监视、跟踪、咨询、空对空机动操纵协调。
空中交通警戒与防撞系统原理
空中交通警戒与防撞（ATC）系统是航空业的基础设施之一，旨在通过严格的
控制和管理措施，确保航空运输的安全性与可靠性。
空中交通警戒与防撞系统的基本设施包括航空塔台（ATC）和识别监视系统（Mode S）。
航空塔台（ATC）具有分发指令和监控机场空中环境运行状况的能力，识别监视系统（Mode S）可实时识别飞机的飞行轨迹，使飞机运动信息可以迅速地传达给空中交通管制员，通过信息流处理实现空中交通领域的数据库功能，使机场维持工程可以提供更加精准可靠的路线。
空中交通警戒与防撞系统的应用有多种，其中最重要的应用是实时的空中交通
控制功能和飞行管理功能。
首先，空中交通警戒与防撞系统根据飞行高度、航空器所在位置及航空器运动速度等信息，向航空器分发指令，以保证空中交通的流畅并防止航空器之间碰撞。
其次，根据天气情况，空中交通警戒与防撞系统能够对飞行管制区及路线的禁飞状态进行监控，从而避免安全问题的发生。
在日益变化的环境下，ATC系统的作用日趋显著，当前的ATC系统的发展势头
显著，各种勘测与管理软件的普及及研发，使得ATC系统更加完善，为民用航空管理提供了更大的帮助，可实现更为有效地空域管理。
ATC系统对空中交通安全及航空安全承担着至关重要的职责，提供了强有力的
技术支持，为塔台航空管理提供服务和保障。
防止登机桥碰撞飞机的技术改进方案【摘要】登机桥碰撞飞机是一种严重的安全隐患，可能导致严重的飞机事故，因此需要技术改进方案来避免这种情况发生。
本文将探讨利用传感器技术实现自动控制、采用先进的远程监控系统、设计智能化的碰撞预警系统、改进登机桥结构以减少碰撞风险、加强培训提升工作人员意识等方面的解决方案。
通过这些技术改进方案，可以有效地防止登机桥碰撞飞机的发生，提高航空安全水平。
总结指出，技术改进方案对防止登机桥碰撞飞机的重要性不可小觑，未来可能的技术发展方向也将进一步完善和提升这些解决方案的效果，从而更好地保障航空安全。
【关键词】登机桥，碰撞，飞机，技术改进，传感器技术，自动控制，远程监控系统，碰撞预警系统，登机桥结构，风险减少，培训，工作人员意识，防止，重要性，技术发展，未来。
1. 引言1.1 介绍登机桥碰撞飞机的危害性登机桥碰撞飞机是一种严重的事故，可能导致飞机的机翼或其他部件受损，甚至引发飞机起飞前的重大故障。
这种事故不仅会给航空公司带来财务损失，还会威胁乘客和机组人员的生命安全。
当登机桥不正确操作或者技术故障导致与飞机碰撞时，可能会造成飞机结构的损坏，甚至导致飞机返航或紧急降落。
在最坏的情况下，登机桥碰撞飞机可能会引发严重的空难事故，影响数百乃至千人的生命安全。
我们必须重视并积极寻找技术改进方案来有效防止登机桥碰撞飞机的发生，保障航空安全和乘客的生命财产安全。
.1.2 强调需要技术改进方案的重要性登机桥碰撞飞机是一种严重危险，可能导致严重伤害甚至致命的事件。
每年都有数起登机桥碰撞飞机的事故发生，给航空安全带来了严重的威胁。
我们迫切需要技术改进方案来有效防止这类事件的发生。
技术改进方案的重要性不言而喻。
通过技术改进可以提高登机桥与飞机之间的对接精确度，减少意外碰撞的可能性。
技术改进可以实现自动控制和远程监控，提高操作的精准性和安全性。
设计智能化的碰撞预警系统和改进登机桥结构也可以有效减少碰撞风险。
Software Development •软件开发Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程• 43【关键词】空中交通告警和防撞系统 直升机FACE 架构1 概述随着低空管制日渐放开和通用航空蓬勃发展，包括直升机在内的民用飞行器规模正日益扩大，使得低空航路资源更加紧张，增加了飞行的不安全性。
中国民航局已于2002年强制要求最大起飞重量超过5700千克或批准旅客座位数超过19的涡轮动力飞机必须安装空中交通告警防撞系统(TrafficCollisionAvoidance System ，简称TCAS)。
国内目前也在开展直升机配装TCAS Ⅱ的应用与研究，本文提出了一种面向FACE 的TCAS 与航电系统交联方案，能够有效降低系统体积和重量。
2 TACS系统组成TCAS Ⅱ系统主要由空中交通预警和防撞处理机、S 模式应答机、ATC 控制盒、空中交通天线、S 模式应答天线、空中交通显示器等组成。
TCAS 定向天线安装在机身顶部，另一部定向/全向天线安装在机身底部。
TCAS天线以1030MHz 的频率发射询问脉冲，由TCAS 处理机控制可以对飞机前、后、左、右四个区域进行扫描询问。
定向天线可以实现对指定目标范围的定向询问和特殊的小声呼叫询问，从而避免干扰。
3 基于FACE架构的TCAS系统设计航空电子系统的发展趋势是综合化、模块化和开放式，以射频综合、孔径综合、数据处理综合等为特点，形成统一的高速航电互联网络。
以CTOS 形式为主的TCAS 产品，单独配置显示器和告警设备，其重量和体积较大，已不能适应未来航电系统需求。
本文以未来机载能力环境FACE （FutureAirborne Capability Environment ）为基础，提出了一种TCAS 与航电系统的交联方法，将相关的数据处理、显示与告警功能以软件组件的形式集成到座舱综合显示控制系统中，以降低航电系统体积和重量。
直升机防撞系统结构构想
摘要：直升机具有其他飞行器不具备的很多优点，因此其地位和作用不可替代。
近年来，直升机事故频发，作者参考固定翼飞机和美国相关信息，设想一种适合
目前直升机的新型防障碍规避系统，并给出了相关的模型结构建议。
关键词：直升机；防障碍；规避危险
中图分类号：V24 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2010）09-0238-01
1 加装直升机防撞系统的必要
2009年直升机相撞和直升机撞山坠毁的事件频发，同样，在其他航空领域也
存在着诸多的飞行事故教训。
直升机飞行机动性、灵活性强，安定性、稳定性差，疏忽上下、左右、前后的任何一方都会影响飞行安全。
因此，飞行员要精湛、全面、规范地掌握飞行技能。
然而，仅靠飞行员的技术是很难把握和控制的，航空
事故的统计说明，绝大多数的飞行事故是由于人为差错造成的，不管飞行器多么
先进，自动化程度有多高，只要属于有人驾驶，飞行事故中人的因素都将是民航
界研究的一个主题。
因此提高装备的可靠性，能够有效地规避风险，不失为降低
事飞行故率，保证生命财产安全的好方法。
目前，固定翼飞机的机载防撞系统已经得到不同程度的运用，美国也完成了
直升机机载防撞系统的试验，据传测试结果良好。
此外，据《防务日报》2001年11月27日报道：欧洲航空防务和航天公司（EADS）于2001年11月26日正式
对外宣布，美国陆军将对该公司研制的直升机激光（HELLAS）雷达避障系统进行
测试。
该HELLAS雷达能通过光学和声音信号探测到飞机在低空飞行中将要碰到
的障碍物（例如，电线和树木），并向机组成员发出警报。
然而，对于军用直升机而言，引用外来产品存在几个方面的问题。
一是要考
虑到行动的保密性，采用引进装备，行动保密和安全会受到严重威胁；二是引进
设备成本往往难以接受，尤其是扩大到全国直升机的使用维护费用较高；三是要
达到规避双机相撞和擦撞障碍物要加装不同的设备，加改装和设计都要从新考虑，难度较大。
而且直升机一般在低空小范围内活动，主要面对的还是障碍物和直升
机之间以及小型飞行物的威胁，民用航空器的防撞系统，不太适合现实应用。
基
于以上几点考虑，笔者构想一种直升机实用规避系统，暂作个人之辞。
2 直升机防相撞系统主要实现的功用及相关要求
2.1 主要功用①防止空中双机相撞；②防止直升机碰撞入山体、障碍物。
2.2 相关要求①雷达扫描半径要求：要留有从扫描到障碍物之后到最后决策
并有效规避危险的最小安全距离的计算、人员反应以及操作的时间保证。
（推测：若测算对方飞行物运动方向，至少要有小段的运动轨迹，因缺乏相应的实验统计
数据，在此得不出值域范围。
）②关于紧急避险：a.判断（根据航迹、速度、角度、障碍物的位置）驾驶员已经来不及反映和操控直升机时，由系统自动抢夺直
升机驾驶权限，由计算机控制自动调整姿态装置控制直升机运动；b.直升机自动
驾驶的情况下，系统随时可以获取驾驶权限，以便随时调整姿态，规避风险；c.
系统应有手动的切断功能，防止计算机误判断或系统规避而影响驾驶员的特种动
作和技术战术水平的发挥。
③关于雷达精确度的要求：采用高分辨率激光雷达，警惕微小和易被忽视的障碍物。
要做到：a.能够测量雷达角度内的山体、地貌；b.能够观测到运动趋势有效范围内的小型飞行物，如无人机、较大体型的飞鸟等；c.能够准确探测电缆，电线杆和塔、高耸烟囱等建筑，且误报率要低。
④此设计在
运用时还要充分考虑到直升机的功率情况、剩余功率使用情况，以及加改装后直
升机重心位置的变化和对飞行的影响。
3 实现方法设想
当对面来机时，雷达测算直升机与对面机的距离、相对速度、对方运动的趋势，并依据本机机型主要数据、运动特点规划出相应的最佳规避路线，反映给驾
驶员的则是相应的总距、周期变距以及脚蹬的相应操作角度和后续变化位置。
测
算障碍物时，应测出相应障碍物的相对距离、高度、宽度的资料，进而得出障碍
物的外形，运算出规避或者跳跃的最佳路线。
①系统主要结构组成：a.雷达：主要有机头、机尾以及直升机底部的三个观
测雷达。
b.导线。
c.计算单元：用于汇总雷达数据、计算危险与否、控制给驾驶
员的显示信号、控制自动操纵机构、计算最佳航行路线等、判断驾驶权限的收放。
记录自动控制运动姿态以及危险的主要参数。
位置主要在机舱内部计算单元可采
用双余度设计，只有当危险指令和驾驶权限抢夺指令一致时才予以执行，保证可
靠性工作和危险情况的判断。
控制调整单元：用于控制直升机的姿态，根据指令
调整航行。
位置主要在机舱底部，与操纵拉杆相关联。
d.显示单元：用于给出驾
驶员的信号显示，主要显示数据：危险警告，总距、周期变距、脚蹬的操纵角度
及继续变化的角度，声音告警，障碍物的位置、姿态、运动轨迹，危险解除，系
统控制直升机显示等主要信号。
以及维护和设置计算存储单元的信息显示。
位置
在驾驶舱内，并设有维护按键和系统开关、系统驾驶权限开关的按键。
②控制飞行的实现方式：计算机通过精确的液压伺服（关联在横向变距、纵向变距、总距
变距和尾桨变距的操纵拉杆上）来实现。
这种方式既免除了直升机操纵线系的总
体改变，又模块集中，处理和维护都相应便捷，同时，对于驾驶权限的控制较为
简单、严格，液压驱动时，驾驶员无法控制直升机。
可采用双余度设计，保证工
作的可靠性和稳定性。
4 结束语
直升机具有多种特点，不仅军事用途多样，在民用领域用途也相当广泛。
直
升机技术的进步和经济发展的需要，都将继续促进民用直升机的应用。
直升机的
应用已渗透到了国民经济的众多领域，并逐渐发挥出越来越大的作用。
在一些发
达国家，直升机已被广泛用于商务运输、观光游览、缉私缉毒、治安消防、医疗
救护、通讯以及森林灭火、喷洒农药、探测鱼群、石油勘探等国民经济的各个部门。
全世界民用直升机机队迅速壮大。
与此同时，直升机的安全问题一直是人们
密切关注和研究的内容。
直升机独特的构型造成了其事故率比固定翼飞机高。
更
应加强使用安全的意识和措施，相信有了良好的技术装备保障安全，直升机能更
好的发挥服务功能。
直升机防撞系统在技术成熟之后，相信也会有很好的市场前景。
参考文献：
[1]张进通，徐雪莉，吴晓涛.机载防撞系统及其作用浅析[J].飞行试验，2003，1：41-43.
[2]冯子亮，杨红雨.航空器防相撞技术体系研究[J].空中交通管理，2009，8：18-20.。
