Летит ракета или беспилотник. Самое сложное для него — не взлететь, а вернуться на землю целым. Именно на этапе посадки чаще всего случаются неприятности, и виноват в этом чаще всего человек, который дергает за рычаги. Чтобы убрать человеческий фактор, инженеры Южно-Уральского госуниверситета создали умное устройство. Оно само подсказывает машине, где она находится, ровно ли держит нос и как ей правильно коснуться земли.

Это устройство смотрит не только на высоту, но и на углы. Техника чувствует, где находится посадочная зона, и вычисляет свои точные координаты. Секрет в том, что систему построили на отечественных деталях — раньше там стояли китайские комплектующие, но теперь их заменили своими.

Система работает так: на летательном аппарате устанавливают маленький передатчик с тремя антеннами, а на земле — приемник. Они общаются между собой, и с помощью фазового метода (то есть по тому, как меняются радиоволны) машина понимает свое положение в пространстве. Этой информации достаточно, чтобы автоматика грамотно крутила двигателями. Перед самым приземлением аппарат сам выровняется, чтобы сесть вертикально, а не клюнуть носом в грязь.

Доцент кафедры радиоэлектроники и системы связи ЮУрГУ Николай Дударев объясняет, почему это важно:

Одной из ключевых задач современной радионавигации является обеспечение точного позиционирования летательных аппаратов в процессе посадки,— пояснил доцент кафедры радиоэлектроники и системы связи ЮУрГУ Николай Дударев. — Актуальность проблемы обусловлена недостаточной надежностью выполнения посадочных маневров, что во многом связано с влиянием человеческого фактора на управление воздушными судами. Для повышения надежности работы летательных аппаратов на этапе посадки требуется внедрение автономного режима, ключевым компонентом которого выступает навигационная система. При проектировании такой системы необходимо учитывать ряд критически важных требований, включая универсальность, компактность, высокую оперативность развертывания и другие параметры. Одним из перспективных подходов к реализации навигационной системы, соответствующей указанным критериям, являются радиодальномерные системы.

Раньше похожие приборы работали иначе. Сейчас ученые переделали алгоритм и добавили возможность считать не просто высоту, а полноценные координаты. В чем же уникальность подхода?

Список ключевых особенностей разработки:

• Не один, а сразу несколько дальномеров. Устройство не просто «щупает» землю в одной точке, а использует несколько точек опоры одновременно.
• Математика вместо гаданий. Если аппарат вдруг накренило ветром, система автоматически решает геометрическую задачку, учитывая эти углы.
• Готовые цифры. На выходе специалисты получают не сырые данные, а полностью обработанную информацию. Остается только вовремя скорректировать положение, чтобы посадка прошла благополучно.

Станислав Лысов, один из исследователей, рассказал, как проверяли новинку:

Для проверки работоспособности устройства и оценки его точностных характеристик был разработан его макет и проведены его экспериментальные исследования, — уточнил Станислав Лысов. — Очевидным преимуществом разработанного устройства является низкая его стоимость в сравнении с аналогами, 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 фазовый метод оценки дальности от антенн бортовой системы до наземного радиоприемника с последующим расчетом угловых положений.

Кстати, о деньгах. Обычные радиолокационные системы, которые выполняют похожую работу, стоят дорого. А эта установка обходится в десять раз дешевле. Экономия получилась за счет того, что вместо сложных и тяжелых «локаторов» инженеры использовали изящный фазовый метод и переложили основную работу на математику.

Как только устройство вычисляет, где находится объект и под каким углом, оно мгновенно передает эти сведения в систему управления летательного аппарата. Техника получает команды быстрее, чем человек успел бы моргнуть, и заходит на посадку четко по курсу.