Komputerowe modelowanie charakterystyk cewek elektrycznych dedykowanych dla lotniczych nahełmowych systemów celowniczych z metodą magnetyczną

• Autorzy: Szelmanowski Andrzej , Pazur Andrzej , Żokowski Mariusz , Janik Paweł , Paterek Wojciech

Identyfikatory

DOI

10.24136/atest.2019.065

Warianty tytułu

EN

Computer modeling of electrical coil characteristics dedicated for helmet-mounted cueing systems with magnetic method

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule omówiono znaczenie nahełmowych systemów celowniczych w zwiększeniu bezpieczeństwa lotu oraz skuteczności wykonania zadania bojowego w zakresie tzw. osiągania przewagi w powietrzu. Przedstawiono wybrane systemy nahełmowe stosowane w rozwiązaniach zagranicznych i krajowych, wykorzystujące metodę magnetyczną. Zaprezentowano oryginalną, autorską metodę wyznaczania położenia kątowego hełmu pilota z wykorzystaniem pola magnetycznego z jednej cewki płaskiej i rachunku kwaternionowego. Cennym elementem są podane zależności matematyczne opisujące charakterystyki pola magnetycznego generowanego przez wybrane typy cewek elektrycznych (cewka płaska, cewka Helmholtza / Anti-Helmholtza). Sposób modelowania zilustrowano wynikami badań symulacyjnych wartości indukcji i zakrzywienia pola magnetycznego modelu cewki płaskiej o zadanej liczbie zwojów oraz jej weryfikacji eksperymentalnej dla cewki zbudowanej w ITWL.

EN

Paper presents the importance of the helmet-mounted cueing systems in the field of flight safety increasing and mission execution effectiveness. There are presented the selected helmet systems used in the foreign and domestic solutions, utilizing the magnetic method. An original method of pilot’s helmet angular position determination utilizing the magnetic field from single flat coil and quaternion calculus is presented. The valuable elements are given mathematical relationships describing the characteristics of the magnetic field generated by selected types of electric coils as well as the results of simulation tests and the laboratory experimental verification of a flat coil model (designed in the Air Force Institute of Technology - AFIT) with a given number of coils.

Słowa kluczowe

PL

nahełmowe systemy celownicze; system celowniczy; metoda magnetyczna

EN

helmet-mounted cueing systems; magnetic method

• Wydawca: Instytut Naukowo-Wydawniczy "SPATIUM". sp. z o.o.
• Czasopismo: Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe
• Rocznik: 2019
• Tom: R. 20, nr 1-2
• Strony: 352--359
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., il., rys.

Twórcy

autor

Szelmanowski Andrzej

• Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych, Warszawa, Zakład Awioniki

autor

Pazur Andrzej

• Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych, Warszawa, Zakład Awioniki

autor

Żokowski Mariusz

• Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych, Warszawa, Zakład Silników Lotniczych

autor

Janik Paweł

• Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych, Warszawa, Zakład Awioniki

autor

Paterek Wojciech

• Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych, Warszawa, Zakład Awioniki

Bibliografia

• 1. ADIS 16405, Analog Devices, Triaxial Inertial Sensor with Magnetometer, datasheet, www.analog.com.
• 2. Advances in Magnetic Field Sensors, IEEE SENSORS JOURNAL, 2010, vol. 10, nr 6.
• 3. COMSOL Multiphysics® Modeling Software, www.comsol.com.
• 4. De Troye D., Chase R., The Calculations and Measurements of Helmholtz Coil Fields, USA Army Research Laboratory, ARLTN-35, November 1994.
• 5. Javor E., Anderson T., Design of Helmholtz Coil for Low Frequency Magnetic Field Susceptibility Testing, Naval Undersea Warfare Center, Division Nevport 1998.
• 6. Knoepfel H., Magnetic Fields. A Comprehensive Theoretical Treatise for Practical Use, A Wiley-Interscience Publication, Toronto 2000.
• 7. Rash C., Helmet Displays in Aviation. Helmet Mounted Display. Design Issues for Rotary-Wing Aircraft, Fort Rucker 2009.
• 8. Szelmanowski, A., Nahełmowy system celowniczy NSC-1 Orion dla śmigłowców wojskowych ze zintegrowanym systemem awionicznym, Wydawnictwo Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych, ISBN 978-83-61021-76-6, Warszawa 2013.
• 9. Szelmanowski A., Pazur A., Sobielarski M., Prusik T., System nahełmowego zobrazowania informacji z głowic obserwacyjno-celowniczych dla wojskowych i cywilnych śmigłowców poszukiwawczo-ratowniczych, Opracowanie wewnętrzne Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych, Warszawa 2016.
• 10. Tumanski S., Modern magnetic field sensors - a review, Electrotechnical Review, ISSN 0033-2097, 2013, vol. 89, nr 10.
• 11. WOLFRAM MATHEMATICA, www.wolfram.com.
• 12. Youk Hyun, Numerical study of quadruple magnetic traps for neutral atoms: anti-Helmholtz coils and a U-chip, Department of Physics, University of Toronto, Toronto 2004.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).