一种轻型固定翼飞机的航空测量任务系统的制作方法

1.本发明属于航空测量技术领域，尤其涉及一种轻型固定翼飞机的航空测量任务系统。


背景技术：

2.航空测量是一种利用飞机、直升机、无人机、气球或其他航空方法收集测绘信息或其他图像的方法。收集的典型数据包括航空摄影、激光雷达、遥感(使用各种可见和不可见的电磁光谱波段，如红外、伽马或紫外线)和地球物理数据(如航空磁测和重力)。随着我国经济发展和国防建设的需要，急需大量的地图数据资料，因此，航空测量得到了飞速发展，各测绘部门先后组建了航测机构，进行航空测绘业务，大比例航测成图技术的应用，在各测绘部门得到广泛的推广。
3.美国专利us14565252提出了一种具有保护航空测量用红外相机镜头罩的航空测量飞机，解决了航测红外照相机的减振问题和相机镜头保护的问题，未解决航空相机的快速拆卸难题；中国专利201922267987.4提出了一种激光雷达航测飞机，通过增加降落伞装置降低了航测飞机因故障而坠毁的概率，因无人机载重限制无法安装可执行低空大比例尺航测任务的航空测量任务系统；中国专利201922268019.5提出了一种基于5g通信的航测系统，部分解决了航测任务效率低、因数据传输信号被遮挡导致数据丢失的难题，未解决机外天线电磁兼容性问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于实现航测机的更新换代，提高航测任务的综合效能，提供一种速度高度包线范围大，适应性能好，能够有效提升航测任务安全性，维修性和可靠性良好，航测效率和经济性高的轻型固定翼飞机的航空测量任务系统。
5.本发明的技术方案：
6.一种轻型固定翼飞机的航空测量任务系统，所述系统包括：轻型固定翼飞机以及布置在所述轻型固定翼飞机上的航空测量任务系统；
7.在执行航空测量任务时，所述轻型固定翼飞机上配置驾驶员、领航员、照相员和操作员，驾驶员驾驶所述轻型固定翼飞机搭载乘员到达指定高度和目标区域后，由操作员打开机械开闭式摄影窗口23上的摄影滑动门，由领航员操作飞机进入目标航测航线，由照相员操作安装在摄影窗口23上的航空摄影相机执行航测任务。
8.进一步的，所述轻型固定翼飞机设置机械开闭式摄影窗口23，该舱门在遂行航测任务时向后打开，在打开最大角度位置安装微动开关；领航员座椅11、照相员座椅12和操作员座椅13通过螺栓连接在飞机的舱壁滑轨和地板导轨上，座椅靠背具有调节功能，座椅配备安全带；生活设备柜14布置在机舱前部左侧地板上，所述生活设备柜14由设备柜体、烧水杯和烤箱组成，烤箱固定在设备柜体上表面，烤箱固定安装考虑减振措施，烧水杯底座固定在托盘上，托盘设有挡水槽。
9.进一步的，所述领航员操作台21布置在机舱前部右侧地板上，操作台上安装领航员仪表板211，领航员仪表板211安装有光纤惯性组合导航系统控制显示器显示导航信息指引领航员执行领航任务，航空时钟显示航时、现时，电子集成显示器显示空速和高度信息，高精度高度指示器显示飞机高度信息，大气总温指示器显示机舱外实时大气温度，电子水平位置指示器指示飞机的磁航向、真航向等无线电导航信息，转弯指示灯在飞机转弯时燃亮给予领航员转弯提示，摄影滑动门位置指示灯给领航员提供摄影滑动舱门的位置指示，其在摄影滑动舱门打开到达指定位置触发微动开关后指示绿色、其余状态指示黄色，领航员通过将耳机话筒组插入耳机话筒插孔并操作机通控制盒来实现与其他机组成员通话。
10.进一步的，所述照相员操作台22布置在机舱后部右侧地板上，操作台上安装照相员仪表板221，照相员仪表板221上安装有航空时钟为领航员显示航时、现时，地速偏流指示器显示地速和偏流指示，空速表指示飞机空速，大气总温指示器显示机舱外实时大气温度，气压高度表显示飞机高度信息，转弯指示灯在飞机转弯时燃亮给予照相员转弯提示，摄影滑动门位置指示灯给照相员提供摄影滑动舱门的位置指示，其在摄影滑动舱门打开到达指定位置触发微动开关后指示绿色、其余状态指示黄色，照相员通过将耳机话筒组插入耳机话筒插孔并操作机通控制盒来实现与其他机组成员通话。
11.进一步的，所述轻型固定翼飞机外部布置有各种天线15及机械开闭式摄影窗口23；机械开闭式摄影窗口23可实现对航空摄影相机镜头的保护；
12.所述各种天线15包含：hf天线a、1#vhf天线b、2#vhf天线c、两个无线电高度表天线d、上部应答机天线e、下部应答机天线f、防撞下天线g、防撞上天线h、气象雷达天线i、机载应答机前天线j、机载应答机后天线k、多模组合天线adfl、多模信标天线m、多模微波着陆天线n、多模测距天线o、多模伏尔/航向/下滑组合天线p、卫星接收天线q、2#gps天线r。
13.进一步的，hf天线a、1#vhf天线b、2#vhf天线c属于通信系统，hf天线a斜拉布置在飞机垂尾与后机身之间、1#vhf天线b安装在机头下方、2#vhf天线c安装在后机身上方。
14.进一步的，两个无线电高度表天线d、上部应答机天线e、下部应答机天线f、防撞下天线g、防撞上天线h、气象雷达天线i、机载应答机前天线j、机载应答机后天线k、多模组合天线adfl、多模信标天线m、多模微波着陆天线n、多模测距天线o、多模伏尔/航向/下滑组合天线p、卫星接收天线q属于导航系统；
15.两个无线电高度表天线d安装在后机身下方、上部应答机天线e安装在中机身客舱段前部上方偏左、下部应答机天线f安装在前机身驾驶舱段前部下方偏右、防撞下天线g安装在前机身驾驶舱段前部下方偏左、防撞上天线h安装在前后机身交接处上部偏右、气象雷达天线i安装在机头雷达罩内、机载应答机前天线j安装在前行李舱上部偏右、机载应答机后天线k安装在中后机身交接处下部中间、多模组合天线adfl安装在前后机身交接处下部中间、多模信标天线m安装在中机身客舱段前部下方中间、多模微波着陆天线n安装在机头上部偏右、多模测距天线o安装在中机身客舱段前中部下方略偏右、多模伏尔/航向/下滑组合天线p安装在垂直安定面上、卫星接收天线q安装在前后机身交接处上部偏右。
16.进一步的，2#gps天线r属于任务系统；
17.2#gps天线r安装在中机身客舱段前中部上方偏右。
18.本发明设计的基于轻型固定翼飞机的航空测量任务系统，实现了航测机的更新换代，极大提升了航测任务的综合效能。具体优点体现为以下几点：本发明涉及的轻型固定翼
飞机速度高度包线范围大，适应性能好，维修性和可靠性良好，航测任务效率和经济性高，能够有效提升航测任务安全和任务出勤率；本发明通过机外天线布局的整体优化，解决了轻型固定翼飞机机外密集天线布置的电磁兼容性难题；本发明设计专用机械开闭式摄影窗口，适应性好，实现了航空相机快速装卸，提升了航空测量效率；本发明设计的领航员座椅、照相员座椅和操作员座椅充分考虑人机功效，使用舒适性高，降低了航测任务的疲劳性；本发明设计的航测任务系统实现了航空测量飞机任务设备的更新换代，其任务能力得到了大幅提升；本发明设计的生活设备柜充分考虑了用户对于空中加热食物和加热水的需求，为航测任务提供后备保障，极大提升舒适度。
附图说明
19.图1是航空测量任务系统组织结构图；
20.图2是机舱内设备布置示意图；
21.图3是机外天线布置(仅示意)及机械开闭式摄影窗口示意图；
22.图4是机外天线详细布置示意图(左视图)；
23.图5是机外天线详细布置示意图(俯视图)；
24.图中：1-轻型固定翼飞机；2-专用航空测量任务系统；11-领航员座椅；12-照相员座椅；13-操作员座椅；14-生活设备柜；15-机外天线(仅示意)；21-领航员操作台；22-照相员操作台；23-机械开闭式摄影窗口；211-领航员仪表板；221-照相员仪表板；
25.a-hf天线、b-1#vhf天线、c-2#vhf天线、d-两个无线电高度表天线、e-上部应答机天线、f-下部应答机天线、g-防撞下天线、h-防撞上天线、i-气象雷达天线、j-机载应答机前天线、k-机载应答机后天线、l-多模组合天线adf、m-多模信标天线、n-多模微波着陆天线、o-多模测距天线、p-多模伏尔/航向/下滑组合天线、q-卫星接收天线、r-2#gps天线。
具体实施方式
26.下面结合附图对本发明技术方案进行详细说明。
27.本发明提供一种基于轻型固定翼飞机的航空测量任务系统，如图1所示，包括轻型固定翼飞机1、专用航空测量任务系统2。所述轻型固定翼飞机的机体外部安装有相关航测任务设备的机外天线，设置机械开闭式摄影窗口，机舱内布置领航员座椅、照相员座椅、操作员座椅和生活设备柜。所述专用航空测量任务系统包括领航员操作台、照相员操作台和机械开闭式摄影窗口。
28.机外布局天线时，既要考虑载机气动外型和天线本身功能，不使天线的方向性产生足以影响其正常工作的畸变，又要考虑天线间的互相隔离，尤其要防止收—发天线间的阻塞干扰、功率倒灌及大功率天线的射频辐射危害。
29.机舱后部地板设置有机械开闭式摄影窗口，其在执行航测任务时向后打开，在打开最大距离位置安装微动开关，所述机械开闭式摄影窗口由飞机框的加强结构、相机安装支架、摄影窗口地板、光学玻璃、摄影滑动门和滑门操纵机构组成。所述相机安装支架按照当前主流航空摄影相机和航空摄影相机座架来设计机械接口(事先预留托板螺母)，可实现不同航空摄影任务设备之间的快速装卸和转换。领航员座椅、照相员座椅、操作员座椅和生活设备柜通过螺栓连接在飞机的舱壁滑轨和地板导轨上。
30.所述领航员操作台布置在机舱前部右侧地板上，操作台上安装领航员仪表板，领航员仪表板安装有光纤惯性组合导航系统控制显示器、航空时钟、电子集成显示器、高精度高度指示器、大气总温指示器、电子水平位置指示器、转弯指示灯、摄影滑动门位置指示灯、机通控制盒、耳机话筒插孔。
31.所述照相员操作台布置在机舱后部右侧地板上，操作台上安装照相员仪表板，照相员仪表板安装有航空时钟、地速偏流指示器、空速表、大气总温指示器、气压高度表、转弯指示灯、摄影滑动门位置指示灯、机通控制盒、耳机话筒插孔。
32.所述生活设备柜布置在机舱前部左侧地板上，由设备柜体、烧水杯和烤箱组成，烤箱固定在设备柜体上表面，烤箱固定安装考虑减振措施，烧水杯底座固定在托盘上，托盘设有挡水槽，防止水溢出。
33.实施例：
34.参照图1，图1为本发明航空测量任务系统组织结构图。在本实施例中，基于轻型固定翼飞机的航空测量任务系统包括轻型固定翼飞机1、布置在轻型固定翼飞机上的专用航空测量任务系统2。在执行航空测量任务时，需配置驾驶员、领航员、照相员和操作员，搭载乘员到达指定高度和目标区域后，由操作员打开机械开闭式摄影窗口23上的摄影滑动门，由领航员操作飞机进入目标航测航线，由照相员操作安装在摄影窗口23上的航空摄影相机执行航测任务。
35.参照图2，图2为机舱内设备布置示意图。所述轻型固定翼飞机设置机械开闭式摄影窗口23，该舱门在遂行航测任务时向后打开，在打开最大角度位置安装微动开关；领航员座椅11、照相员座椅12和操作员座椅13通过螺栓连接在飞机的舱壁滑轨和地板导轨上，座椅靠背具有调节功能，座椅配备安全带；生活设备柜14布置在机舱前部左侧地板上，所述生活设备柜14由设备柜体、烧水杯和烤箱组成，烤箱固定在设备柜体上表面，烤箱固定安装考虑减振措施，烧水杯底座固定在托盘上，托盘设有挡水槽，防止水溢出。
36.参照图2、3，所述领航员操作台21布置在机舱前部右侧地板上，操作台上安装领航员仪表板211，领航员仪表板211安装有光纤惯性组合导航系统控制显示器显示导航信息指引领航员执行领航任务，航空时钟显示航时、现时，电子集成显示器显示空速和高度信息，高精度高度指示器显示飞机高度信息，大气总温指示器显示机舱外实时大气温度，电子水平位置指示器指示飞机的磁航向、真航向等无线电导航信息，转弯指示灯在飞机转弯时燃亮给予领航员转弯提示，摄影滑动门位置指示灯给领航员提供摄影滑动舱门的位置指示，其在摄影滑动舱门打开到达指定位置触发微动开关后指示绿色、其余状态指示黄色，领航员通过将耳机话筒组插入耳机话筒插孔并操作机通控制盒来实现与其他机组成员通话。所述照相员操作台22布置在机舱后部右侧地板上，操作台上安装照相员仪表板221，照相员仪表板221上安装有航空时钟为领航员显示航时、现时，地速偏流指示器显示地速和偏流指示，空速表指示飞机空速，大气总温指示器显示机舱外实时大气温度，气压高度表显示飞机高度信息，转弯指示灯在飞机转弯时燃亮给予照相员转弯提示，摄影滑动门位置指示灯给照相员提供摄影滑动舱门的位置指示，其在摄影滑动舱门打开到达指定位置触发微动开关后指示绿色、其余状态指示黄色，照相员通过将耳机话筒组插入耳机话筒插孔并操作机通控制盒来实现与其他机组成员通话。
37.参照图3，图3是机外天线布置(仅示意)15及机械开闭式摄影窗口23示意图。图中
天线布置仅为示意，应根据搭载设备的实际情况进行布局优化，布局天线时，既要考虑载机气动外型和天线本身功能，不使天线的方向性产生足以影响其正常工作的畸变，又要考虑天线间的互相隔离，尤其要防止收—发天线间的阻塞干扰、功率倒灌及大功率天线的射频辐射危害。机械开闭式摄影窗口23可实现对航空摄影相机镜头的保护。
38.参照图4和图5，所述各种天线15包含：hf天线a、1#vhf天线b、2#vhf天线c、两个无线电高度表天线d、上部应答机天线e、下部应答机天线f、防撞下天线g、防撞上天线h、气象雷达天线i、机载应答机前天线j、机载应答机后天线k、多模组合天线adfl、多模信标天线m、多模微波着陆天线n、多模测距天线o、多模伏尔/航向/下滑组合天线p、卫星接收天线q、2#gps天线r。
39.hf天线a、1#vhf天线b、2#vhf天线c属于通信系统，hf天线a斜拉布置在飞机垂尾与后机身之间、1#vhf天线b安装在机头下方、2#vhf天线c安装在后机身上方。
40.两个无线电高度表天线d、上部应答机天线e、下部应答机天线f、防撞下天线g、防撞上天线h、气象雷达天线i、机载应答机前天线j、机载应答机后天线k、多模组合天线adfl、多模信标天线m、多模微波着陆天线n、多模测距天线o、多模伏尔/航向/下滑组合天线p、卫星接收天线q属于导航系统；
41.两个无线电高度表天线d安装在后机身下方、上部应答机天线e安装在中机身客舱段前部上方偏左、下部应答机天线f安装在前机身驾驶舱段前部下方偏右、防撞下天线g安装在前机身驾驶舱段前部下方偏左、防撞上天线h安装在前后机身交接处上部偏右、气象雷达天线i安装在机头雷达罩内、机载应答机前天线j安装在前行李舱上部偏右、机载应答机后天线k安装在中后机身交接处下部中间、多模组合天线adfl安装在前后机身交接处下部中间、多模信标天线m安装在中机身客舱段前部下方中间、多模微波着陆天线n安装在机头上部偏右、多模测距天线o安装在中机身客舱段前中部下方略偏右、多模伏尔/航向/下滑组合天线p安装在垂直安定面上、卫星接收天线q安装在前后机身交接处上部偏右。
42.2#gps天线r属于任务系统；2#gps天线r安装在中机身客舱段前中部上方偏右。
43.详细机外天线安装位置见表1。
44.表1机外天线明细
45.[0046][0047]
相较于现有技术，本发明设计的基于轻型固定翼飞机的航空测量任务系统，实现了航测机的更新换代，极大提升了航测任务的综合效能。具体优点体现为以下几点：
[0048]
1、本发明涉及的轻型固定翼飞机速度高度包线范围大，适应性能好，维修性和可靠性良好，航测任务效率和经济性高，能够有效提升航测任务安全和任务出勤率；
[0049]
2、本发明通过机外天线布局的整体优化，解决了轻型固定翼飞机机外密集天线布置的电磁兼容性难题；
[0050]
3、本发明设计专用机械开闭式摄影窗口，适应性好，实现了航空相机快速装卸，提升了航空测量效率；
[0051]
4、本发明设计的领航员座椅、照相员座椅和操作员座椅充分考虑人机功效，使用舒适性高，降低了航测任务的疲劳性；
[0052]
5、本发明设计的航测任务系统实现了航空测量飞机任务设备的更新换代，其任务能力得到了大幅提升；
[0053]
6、本发明设计的生活设备柜充分考虑了用户对于空中加热食物和加热水的需求，为航测任务提供后备保障，极大提升舒适度。

技术特征：
1.一种轻型固定翼飞机的航空测量任务系统，其特征在于，所述系统包括：轻型固定翼飞机以及布置在所述轻型固定翼飞机上的航空测量任务系统；在执行航空测量任务时，所述轻型固定翼飞机上配置驾驶员、领航员、照相员和操作员，驾驶员驾驶所述轻型固定翼飞机搭载乘员到达指定高度和目标区域后，由操作员打开机械开闭式摄影窗口(23)上的摄影滑动门，由领航员操作飞机进入目标航测航线，由照相员操作安装在摄影窗口(23)上的航空摄影相机执行航测任务。2.根据权利要求1所述的一种轻型固定翼飞机的航空测量任务系统，其特征在于，所述轻型固定翼飞机设置机械开闭式摄影窗口(23)，该舱门在遂行航测任务时向后打开，在打开最大角度位置安装微动开关；领航员座椅(11)、照相员座椅(12)和操作员座椅(13)通过螺栓连接在飞机的舱壁滑轨和地板导轨上，座椅靠背具有调节功能，座椅配备安全带；生活设备柜(14)布置在机舱前部左侧地板上，所述生活设备柜(14)由设备柜体、烧水杯和烤箱组成，烤箱固定在设备柜体上表面，烤箱固定安装考虑减振措施，烧水杯底座固定在托盘上，托盘设有挡水槽。3.根据权利要求1所述的一种轻型固定翼飞机的航空测量任务系统，其特征在于，所述领航员操作台(21)布置在机舱前部右侧地板上，操作台上安装领航员仪表板(211)，领航员仪表板(211)安装有光纤惯性组合导航系统控制显示器显示导航信息指引领航员执行领航任务，航空时钟显示航时、现时，电子集成显示器显示空速和高度信息，高精度高度指示器显示飞机高度信息，大气总温指示器显示机舱外实时大气温度，电子水平位置指示器指示飞机的磁航向、真航向等无线电导航信息，转弯指示灯在飞机转弯时燃亮给予领航员转弯提示，摄影滑动门位置指示灯给领航员提供摄影滑动舱门的位置指示，其在摄影滑动舱门打开到达指定位置触发微动开关后指示绿色、其余状态指示黄色，领航员通过将耳机话筒组插入耳机话筒插孔并操作机通控制盒来实现与其他机组成员通话。4.根据权利要求1所述的一种轻型固定翼飞机的航空测量任务系统，其特征在于，所述照相员操作台(22)布置在机舱后部右侧地板上，操作台上安装照相员仪表板(221)，照相员仪表板(221)上安装有航空时钟为领航员显示航时、现时，地速偏流指示器显示地速和偏流指示，空速表指示飞机空速，大气总温指示器显示机舱外实时大气温度，气压高度表显示飞机高度信息，转弯指示灯在飞机转弯时燃亮给予照相员转弯提示，摄影滑动门位置指示灯给照相员提供摄影滑动舱门的位置指示，其在摄影滑动舱门打开到达指定位置触发微动开关后指示绿色、其余状态指示黄色，照相员通过将耳机话筒组插入耳机话筒插孔并操作机通控制盒来实现与其他机组成员通话。5.根据权利要求1所述的一种轻型固定翼飞机的航空测量任务系统，其特征在于，所述轻型固定翼飞机外部布置有各种天线(15及)机械开闭式摄影窗口(23；)机械开闭式摄影窗口(23可)实现对航空摄影相机镜头的保护；所述各种天线(15包)含：hf天线(a)、1#vhf天线(b)、2#vhf天线(c)、两个无线电高度表天线(d)、上部应答机天线(e)、下部应答机天线(f)、防撞下天线(g)、防撞上天线(h)、气象雷达天线(i)、机载应答机前天线(j)、机载应答机后天线(k)、多模组合天线adf(l)、多模信标天线(m)、多模微波着陆天线(n)、多模测距天线(o)、多模伏尔/航向/下滑组合天线(p)、卫星接收天线(q)、2#gps天线(r)。6.根据权利要求5所述的一种轻型固定翼飞机的航空测量任务系统，其特征在于，hf天
线(a)、1#vhf天线(b)、2#vhf天线(c)属于通信系统，hf天线(a)斜拉布置在飞机垂尾与后机身之间、1#vhf天线(b)安装在机头下方、2#vhf天线(c)安装在后机身上方。7.根据权利要求5所述的一种轻型固定翼飞机的航空测量任务系统，其特征在于，两个无线电高度表天线(d)、上部应答机天线(e)、下部应答机天线(f)、防撞下天线(g)、防撞上天线(h)、气象雷达天线(i)、机载应答机前天线(j)、机载应答机后天线(k)、多模组合天线adf(l)、多模信标天线(m)、多模微波着陆天线(n)、多模测距天线(o)、多模伏尔/航向/下滑组合天线(p)、卫星接收天线(q)属于导航系统；两个无线电高度表天线(d)安装在后机身下方、上部应答机天线(e)安装在中机身客舱段前部上方偏左、下部应答机天线(f)安装在前机身驾驶舱段前部下方偏右、防撞下天线(g)安装在前机身驾驶舱段前部下方偏左、防撞上天线(h)安装在前后机身交接处上部偏右、气象雷达天线(i)安装在机头雷达罩内、机载应答机前天线(j)安装在前行李舱上部偏右、机载应答机后天线(k)安装在中后机身交接处下部中间、多模组合天线adf(l)安装在前后机身交接处下部中间、多模信标天线(m)安装在中机身客舱段前部下方中间、多模微波着陆天线(n)安装在机头上部偏右、多模测距天线(o)安装在中机身客舱段前中部下方略偏右、多模伏尔/航向/下滑组合天线(p)安装在垂直安定面上、卫星接收天线(q)安装在前后机身交接处上部偏右。8.根据权利要求5所述的一种轻型固定翼飞机的航空测量任务系统，其特征在于，2#gps天线(r)属于任务系统；2#gps天线(r)安装在中机身客舱段前中部上方偏右。

技术总结
本发明属于航空测量技术领域，尤其涉及一种轻型固定翼飞机的航空测量任务系统。包括：轻型固定翼飞机以及布置在所述轻型固定翼飞机上的航空测量任务系统；在执行航空测量任务时，所述轻型固定翼飞机上配置驾驶员、领航员、照相员和操作员，驾驶员驾驶所述轻型固定翼飞机搭载乘员到达指定高度和目标区域后，由操作员打开机械开闭式摄影窗口上的摄影滑动门，由领航员操作飞机进入目标航测航线，由照相员操作安装在摄影窗口上的航空摄影相机执行航测任务；提高航测任务的综合效能，提供一种速度高度包线范围大，适应性能好，能够有效提升航测任务安全性，维修性和可靠性良好，航测效率和经济性高的轻型固定翼飞机的航空测量任务系统。系统。系统。


技术研发人员：白会哲 王庆立 霍燃 李洋 马彦鹏 张琦
受保护的技术使用者：哈尔滨飞机工业集团有限责任公司
技术研发日：2022.12.09
技术公布日：2023/4/17