Комплексный пилотажный тренажер экипажа самолета
Номер полезной модели: 1001
Опубликовано: 16.09.2013
Авторы: Матвиевский Александр Николаевич, Матвиевский Николай Александрович, Казеев Евгений Иванович, Лушниченко Владимир Николаевич, Казеев Аркадий Евгеньевич
Формула / Реферат
Реферат
Комплексный пилотажный тренажер экипажа самолета.
Полезная модель относится к автоматизированным техническим средствам, предназначенным для обучения и тренировки пилотов и других членов экипажей самолётов, например, типа Л-39С, действиям в объеме их функциональных обязанностей по пилотированию, навигации и эксплуатации бортовых систем и оборудования самолета, коммуникативной деятельности, в том числе и при наличии отказов, неисправностей и в особых случаях.
В комплексном пилотажном тренажере экипажа самолёта, содержащем имитатор кабины экипажа самолёта с размещенными внутри него имитаторами приборов, индикаторов и органов управления, систему проекционной визуализации закабинной обстановки с блоком проекторов и со стационарным сферическим экраном проекции, внутри которого размещен имитатор кабины экипажа самолета, рабочее место инструктора с программно-вычислительным комплексом, содержащим программно-аппаратные средства и модули, обеспечивающие возможность задания условий и реализации различных сценариев тренировок, объективного контроля и оценки действий обучаемых, имитации различных неисправностей и сбоев функционирования бортовых систем самолета, а также локальную вычислительную сеть и сетевые устройства, новым является то, что, тренажер содержит систему подвижности в виде трех последовательно установленных одна над другой электромеханических платформ, представляющих соответственно вибрационную платформу, динамическую платформу и платформу кругового вращения, вибрационная платформа выполнена с возможностью реализации трёх степеней свободы и с обеспечением вибрации имитатора кабины экипажа по поперечной, продольной и вертикальной осям, динамическая платформа (III) выполнена в виде шестистепенной платформы, с обеспечением имитации акселерационных нагрузок при изменении углов крена, курса и тангажа, а также при линейных смещениях имитатора кабины экипажа по вертикальной, продольной и поперечной осям, платформа кругового вращения выполнена в виде жестко прикрепленного к основанию помещения, в котором монтируется тренажер, погона кругового вращения с вращающимся контактным устройством, выполненным с возможностью передачи электропитания на собственный привод, на приводы динамической платформы и вибрационной платформы, а также в имитатор кабины экипажа, в имитаторе кабины экипажа самолета расположены имитаторы панелей с автоматами защиты сети (АЗС), которые выполнены с модулями обеспечения управляемой имитации срабатывания штатных АЗС в зависимости от вводимых перед началом и в ходе тренировки неисправностей в защищаемых электросетях самолета, система проекционной визуализации закабинной обстановки выполнена в виде стационарного сферического экрана обратной проекции и проекторов, расположенных снаружи относительно экрана обратной проекции, причем рабочее место инструктора содержит модуль автоматизированной диагностики технического состояния тренажера, выполненный в виде самостоятельного программного модуля, соединенного через локальную вычислительную сеть с сервером тренажера и с цифровой сетью передачи данных внутри имитатора кабины экипажа.
Техническим результатом является повышение реалистичности создаваемых условий тренировок и привитие членам экипажей самолетов адекватных навыков действий, особенно, в нештатных ситуациях.
4 з.п. ф-лы, 1 ил.
Текст
(51) 41 3/00 (2006.01) 09 7/00 (2006.01) 09 9/00 (2006.01) 09 9/04 (2006.01) 09 9/08 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ трех последовательно установленных одна над другой электромеханических платформ,представляющих соответственно вибрационную платформу, динамическую платформу и платформу кругового вращения, вибрационная платформа выполнена с возможностью реализации трх степеней свободы и с обеспечением вибрации имитатора кабины экипажа по поперечной,продольной и вертикальной осям, динамическая платформавыполнена в виде шестистепенной платформы,с обеспечением имитации акселерационных нагрузок при изменении углов крена, курса и тангажа, а также при линейных смещениях имитатора кабины экипажа по вертикальной, продольной и поперечной осям,платформа кругового вращения выполнена в виде жестко прикрепленного к основанию помещения, в котором монтируется тренажер, погона кругового вращения с вращающимся контактным устройством,выполненным с возможностью передачи электропитания на собственный привод, на приводы динамической платформы и вибрационной платформы, а также в имитатор кабины экипажа, в имитаторе кабины экипажа самолета расположены имитаторы панелей с автоматами защиты сети(АЗС), которые выполнены с модулями обеспечения управляемой имитации срабатывания штатных АЗС в зависимости от вводимых перед началом и в ходе тренировки неисправностей в защищаемых электросетях самолета, система проекционной визуализации закабинной обстановки выполнена в виде стационарного сферического экрана обратной проекции и проекторов, расположенных снаружи относительно экрана обратной проекции, причем рабочее место инструктора содержит модуль автоматизированной диагностики технического состояния тренажера, выполненный в виде самостоятельного программного модуля,соединенного через локальную вычислительную сеть с сервером тренажера и с цифровой сетью передачи данных внутри имитатора кабины экипажа.(72) Казеев Евгений ИвановичКазеев Аркадий ЕвгеньевичМатвиевский Александр Николаевич Матвиевский Николай АлександровичЛушниченко Владимир Николаевич(73) Казеев Евгений ИвановичМатвиевский Александр Николаевич(54) КОМПЛЕКСНЫЙ ПИЛОТАЖНЫЙ ТРЕНАЖЕР ЭКИПАЖА САМОЛЕТА(57) Полезная модель относится к автоматизированным техническим средствам,предназначенным для обучения и тренировки пилотов и других членов экипажей самолтов,например, типа Л-39, действиям в объеме их функциональных обязанностей по пилотированию,навигации и эксплуатации бортовых систем и оборудования самолета,коммуникативной деятельности, в том числе и при наличии отказов,неисправностей и в особых случаях. В комплексном пилотажном тренажере экипажа самолта, содержащем имитатор кабины экипажа самолта с размещенными внутри него имитаторами приборов, индикаторов и органов управления,систему проекционной визуализации закабинной обстановки с блоком проекторов и со стационарным сферическим экраном проекции, внутри которого размещен имитатор кабины экипажа самолета,рабочее место инструктора с программновычислительным комплексом,содержащим программноаппаратные средства и модули,обеспечивающие возможность задания условий и реализации различных сценариев тренировок,объективного контроля и оценки действий обучаемых, имитации различных неисправностей и сбоев функционирования бортовых систем самолета, а также локальную вычислительную сеть и сетевые устройства, новым является то, что,тренажер содержит систему подвижности в виде Техническим результатом является повышение реалистичности создаваемых условий тренировок и привитие членам экипажей самолетов адекватных Полезная модель относится к автоматизированным техническим средствам,предназначенным для обучения и тренировки пилотов и других членов экипажей самолтов,например, типа Л-39 С, действиям в объеме их функциональных обязанностей по пилотированию,навигации и эксплуатации бортовых систем и оборудования самолета,коммуникативной деятельности, в том числе и при наличии отказов,неисправностей и в особых случаях, в соответствии с Руководством по летной эксплуатации конкретного типа самолета. Известен комплексный тренажер экипажа учебно-тренировочного самолета Комплексный тренажер экипажа учебно-тренировочного самолета Патент на полезную модель,111331, С 2, 09 9/08, 12.10.2011., содержащий кабину пилота,оснащенную видеокамерами,акустическими системами и комплектом оборудования с системой адаптеров, внешний вид элементов которого, их взаимное расположение повторяют внешний вид и расположение элементов оборудования комплекта кабины пилота самолета блок имитации закабинной обстановки, выполненный в виде оптикоколлимационного устройства вычислительный комплекс, позволяющий моделировать штатные и нештатные режимы полета самолета и снабженный блоком имитации акустических шумов рабочее место инструктора, включающее пульт управления и средства контроля, снабженное блоком имитации радиосвязи. Главным недостатком указанного тренажера экипажа учебно-тренировочного самолета является низкая реалистичность создаваемых условий тренировок, так как он позволяет воздействовать лишь на тактильные (через органы управления),аудио (с помощью акустических устройств) и визуальные(через оптико-коллимационное устройство) каналы восприятия обучаемых. В качестве наиболее близкого аналога выбран авиационный тренажер модульной конструкции Авиационный тренажер модульной конструкции,описание изобретения к патенту,2247430, ,09 9/08, 27.02.2005, в состав которого входят имитатор кабины экипажа самолта в виде модуля макета кабины летчика, выполненный с блоком модулей имитаторов средств отображения информации и блоком модулей имитаторов органов управления на рабочем месте обучаемого рабочее место инструктора в виде модуля, выполненного с блоком модулей средств отображения информации и блоком модулей средств управления на рабочем месте инструктора систему проекционной визуализации закабинной обстановки со средствами отображения,например,проекторов и проекционных экранов, выполненную в виде блоков модулей отображения информации в закабинном пространстве, модулей, реализующих имитацию акселерационных ощущений, модулей системы объективного контроля и модулей имитации и управления, а также локальную вычислительную сеть (ЛВС) и сетевые устройства. В свою очередь,блок модулей системы объективного контроля представляет собой подключенную к программновычислительному комплексу в виде модулей вычислительной системы тренажера систему подготовки данных для анализа пилотирования,которая включает в себя модули выбора параметров,интерпретации полетных заданий, определения участков пилотирования, выделения на участках заданных значений параметров, сравнения текущих значений параметров с заданными, задания на участках признаков эталонных ошибок, выявления отклонений от заданных значений параметров,вычисления количественных оценок и выявления характерных ошибок пилотирования. Принципиальными недостатками известного наиболее близкого аналога являются отсутствие модуля имитации вибраций, воздействующих на членов экипажа самолета при различных режимах работы систем самолета в разных условиях полета невозможность имитации кругового вращения имитатора кабины экипажа самолета (без которого нельзя добиться имитации длительных центробежных ускорений,характерных при совершении самолетом маневров по курсу полета, а также при попадании самолета в штопор),отсутствие модуля имитации срабатывания автоматов защиты сетей (АЗС) самолета при неисправностях в его электрических сетях. Указанные недостатки существенно снижают эффективность проводимых с его помощью тренировок, поскольку на авиационных тренажерах без правильной имитации вибраций и круговых вращений имитатора кабины, а также без имитации срабатываний АЗС невозможно создать для обучаемых экипажей достаточно реалистичную динамическую обратную связь с работающими бортовым оборудованием, двигателями и системами механизации крыльев и рулями самолета, которая критически важна для правильного управления пилотируемым летательным аппаратом. Кроме того, в наиболее близком аналоге отсутствует модуль автоматизированной диагностики технического состояния тренажера,посредством которого обеспечивается максимальное сокращение времени на поиск и локализацию технических неисправностей и, тем самым,повышается интенсивность использования тренажера по назначению. Задачей предлагаемого технического решения является создание комплексного пилотажного тренажера экипажа самолета (далее - тренажера),предназначенного для обучения и тренировки членов экипажей самолтов в объеме их функциональных обязанностей по пилотированию,навигации и эксплуатации бортовых систем и оборудования натурного самолета(соответствующего типа, модификации и серии),коммуникативной деятельности обучаемых путем введения в состав тренажера новых модулей и систем и установления эффективной взаимосвязи между всеми модулями и системами тренажера, что будет содействовать повышению реалистичности создаваемых условий тренировок и, соответственно,привитию членам экипажей самолетов более 3 правильных навыков действий, особенно, в нештатных ситуациях. Указанная задача решается тем, что в комплексном пилотажном тренажере экипажа самолта, содержащем имитатор кабины экипажа самолтас размещенными внутри него имитаторами приборов, индикаторов и органов управления, систему проекционной визуализации закабинной обстановкис блоком проекторов(34) и со стационарным сферическим экраном проекции (35), внутри которого размещен имитатор кабины экипажа самолета , рабочее место инструкторас программно-вычислительным комплексом, содержащим программно-аппаратные средства и модули, обеспечивающие возможность задания условий и реализации различных сценариев тренировок, объективного контроля и оценки действий обучаемых,имитации различных неисправностей и сбоев функционирования бортовых систем самолета, а также локальную вычислительную сеть (ЛВС) и сетевые устройства,новым является то, что, тренажер содержит систему подвижности в виде трех последовательно установленных одна над другой электромеханических платформ, представляющих соответственно вибрационную платформу ,динамическую платформуи платформу кругового вращения , вибрационная платформа выполнена с возможностью реализации трх степеней свободы и с обеспечением вибрации имитатора кабины экипажапо поперечной,продольной и вертикальной осям, динамическая платформавыполнена в виде шестистепенной платформы,с обеспечением имитации акселерационных нагрузок при изменении углов крена, курса и тангажа, а также при линейных смещениях имитатора кабины экипажапо вертикальной, продольной и поперечной осям,платформа кругового вращениявыполнена в виде жестко прикрепленного к основанию помещения, в котором монтируется тренажер,погона кругового вращения с вращающимся контактным устройством,выполненным с возможностью передачи электропитания на собственный привод, на приводы динамической платформыи вибрационной платформы , а также в имитатор кабины экипажа , в имитаторе кабины экипажа самолетарасположены имитаторы панелей с автоматами защиты сети(АЗС), которые выполнены с модулями обеспечения управляемой имитации срабатывания штатных АЗС в зависимости от вводимых перед началом и в ходе тренировки неисправностей в защищаемых электросетях самолета, система проекционной визуализации закабинной обстановки выполнена в виде стационарного сферического экрана обратной проекции (35) и проекторов (34), расположенных снаружи относительно экрана (35), причем рабочее место инструктора содержит модуль автоматизированной диагностики технического состояния тренажера (57), выполненный в виде самостоятельного программного модуля,соединенного через локальную вычислительную 4 сеть (55) с сервером тренажера (36) и с цифровой сетью передачи данных внутри имитатора кабины экипажа (19). В имитаторе кабины экипажа самолетасмонтированы имитаторы панелей с управляемыми АЗС (4), соединенные с ЛВС (55), цифровой сетью передачи данных внутри имитатора кабины экипажа(19) и устройством сопряжения (8), причем АЗС (4) выполнены в виде штатных АЗС конкретного типа имитируемого самолета с наименьшим номинальным значением тока срабатывания. Стационарный сферический экран обратной проекции (35) выполнен в виде усеченной в основании сферы с диаметром, обеспечивающим беспрепятственные перемещения имитатора кабины экипажа самолетавнутри этой сферы. Динамическая платформавыполнена в виде шестистепенной платформы по схеме Стюарта. Проекторы(34) системы визуализации закабинной обстановки установлены вне сферического экрана (35), выполненного в виде усеченной в основании сферы, с внешней стороны которой наклеена пленка обратной проекции. Вышеперечисленные признаки составляют сущность полезной модели. Наличие причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков полезной модели и достигаемым техническим результатом заключается в следующем. Особенностью структуры и функционирования разработанного тренажера, который содержит в себе рабочее место инструктора (с программновычислительным комплексом, различными базами данных и специальным программным обеспечением,средствами служебной связи и имитируемой радиосвязи с обучаемыми, модулями диагностики технического состояния тренажера и объективного контроля действий обучаемых), имитатор кабины экипажа самолета (с имитаторами кабинного оборудования, которые по внешнему виду и расположению не отличаются от штатных приборов,индикаторов и органов управления в кабине экипажа самолета конкретного типа, модификации и серии), размещенный на системе подвижности(состоящей из трехстепенной вибрационной платформы, к которой крепится имитатор кабины экипажа шестистепенной динамической платформы, на которой через демпфирующие вставки установлена вибрационная платформа,платформы кругового вращения, к которой жестко прикреплено основание шестистепенной динамической платформы), систему визуализации закабинной обстановки (включающей проекторы и стационарный сферический экран обратной проекции, изготовленный в виде сферы, усеченной в основании таким образом, чтобы внутри сферы обеспечивались беспрепятственные перемещения имитатора кабины экипажа самолета при максимальных ходах шестистепенной динамической платформы и при любой ориентации кабины в пространстве), сетевое оборудование тренажера,является следующее реализована адекватная имитация акселерационных нагрузок по крену, курсу и тангажу, а также обеспечено вращение имитатора кабины экипажа самолета вкруговую без ограничений,что существенно повышает реалистичность тренировок по управлению самолетом, особенно при наличии отказов,неисправностей, особых случаев и аварийных ситуаций- обеспечена возможность имитации вибраций самолета путем управляемых перемещений (с помощью специальной вибрационной платформы) имитатора кабины экипажа самолета по вертикальной, поперечной и продольной осям с амплитудами и частотами, соответствующими режимам вибрации, возникающим при различных условиях реального полета самолета,что критически важно для правильного обучения экипажей самолетов, поскольку штатные и нештатные (отказ, обледенение или повреждение крыльев или хвостового оперения) условия полета определяются субъективно через частоту и амплитуду ощущаемых вибраций- использована схема размещения имитатора кабины экипажа самолета, смонтированного на описанной выше системе подвижности, внутри стационарного сферического экрана обратной проекции, что позволяет выполнять упражнения с разворотом имитатора кабины экипажа самолета вкруговую с возможностью одновременного изменения ее крена и тангажа, а, следовательно, с максимально широким обзором как верхней, так и нижней зоны виртуального пространства,имитирующего закабинную обстановку в поле видимости членов экипажа, без каких- либо затенений, характерных при использовании прямого проецирования изнутри сферического стационарного экрана, внутри которого размещен имитатор кабины экипажа самолета на системе подвижности- обеспечена полная имитация работы АЗС самолета путем программно-аппаратного управления их срабатываниями при имитации соответствующих ситуаций в работе защищаемых электрических цепей в приборах и бортовых системах самолета- повышена интенсивность использования тренажера за счет включения в его состав модуля автоматизированной диагностики технического состояния тренажера, позволяющего сократить время на поиск и локализацию технических неисправностей в ходе эксплуатации тренажера. Наличие блока модулей системы объективного контроля позволяет за счет автоматизированной фиксации ошибок пилотирования и измерения величины каждой ошибки ускорить процесс анализа действий обучаемых в ходе выполнения учебного полета на тренажере и одновременно повысить обоснованность выставляемых оценок. На фиг. показана структура комплексного пилотажного тренажера экипажа самолета. Тренажер включает в себя шесть (укрупненных) систем (обозначены на фиг. римскими цифрами) имитатор кабины экипажа , оборудованный панелями, пультами и щитками с программно управляемыми АЗС и размещенный на вибрационной платформе , установленной на динамической платформе , погон кругового вращения,на котором установлена динамическая платформа, проекционная система, а также рабочее место инструктора , а также сетевое оборудование тренажера. В имитаторе кабины экипажаразмещены следующие элементы и блоки 1 - имитатор пилотажно-навигационных приборов 2 - имитатор приборов контроля двигателя и отдельных систем самолета 3 - имитаторы органов управления самолетом 4 - имитаторы панелей с управляемыми АЗС 5 - устройство сопряжения пилотажнонавигационных приборов 6 устройство сопряжения приборов контроля двигателя и отдельных систем самолета 7 - устройство сопряжения органов управления самолетом 8 устройство сопряжения имитаторов панелей (4) с управляемыми АЗС 9 - аудиосистема в имитаторе кабины экипажа 10 - имитатор аппаратуры внутренней связи экипажа 11 - аппаратура служебной связи тренажера 12 - имитатор аппаратуры внешней (командной) радиосвязи 13 устройство сопряжения аудиосистемы имитатора кабины экипажа 14 - устройство сопряжения имитатора аппаратуры внутренней связи экипажа 15- устройство сопряжения аппаратуры служебной связи тренажера 16 - устройство сопряжения имитатора аппаратуры внешней (командной) радиосвязи 17 - системный блок-резидент цифровой сети имитатора кабины экипажа 18 устройство сопряжения цифровой сети передачи данных внутри имитатора кабины экипажа с ЛВС тренажера 19 - цифровая сеть передачи данных внутри имитатора кабины экипажаВибрационная платформаимеет три степени свободы и включает 20 - устройство сопряжения блока управления вибрационной платформой 21 блок управления вибрационной платформой 22 приводы вибрационной платформы (в количестве трх шт.). Динамическая (подвижная) платформа ,имеющая шесть степеней свободы, выполнена,например, по схеме Стюарта . ,,1965-66, . 180,. 1, . 15., и включает 23 - устройство сопряжения блока управления динамической платформой 24 - блок управления динамической платформой 25 - частотные преобразователи (в количестве шести шт.) 26 - приводы динамической платформы (в количестве шести шт.) 27 - датчики положения приводов динамической платформы (в количестве шести шт.). Платформа кругового вращения , на которой установлена динамическая платформа, состоит из следующих элементов и блоков 28 - устройство сопряжения блока управления погоном кругового вращения 29 - блок управления погоном кругового вращения 30 - частотный преобразователь 31 5 привод погона кругового вращения 32 - погон кругового вращения с вращающимся контактным устройством 33 - датчик положения привода погона кругового вращения. Проекционная система визуализациисостоит из следующих элементов и блоков 34 - блок проекторов 35- стационарный сферический экран обратной проекции. В рабочем месте инструктораразмещены 36- системный блок-сервер тренажера 37 - дисплей для отображения главного меню инструктора с подменю управления режимами работы тренажера,ввода данных об обучаемых, подготовки и выбора вариантов упражнений,редактирования упражнений, просмотра электронной карты и трехмерной модели местности, условий тренировки,просмотра выполненных упражнений 38 - дисплей для отображения положения и состояния органов управления, приборов и индикаторов самолета 39 дисплей для визуального контроля действий обучаемых внутри имитатора кабины экипажа 40 дисплей для отображения текущего положения самолета в виртуальном пространстве с внешней камеры (с любой высоты и под любым ракурсом) 41 - дисплей для отображения результатов технической диагностики и текущего технического состояния тренажера, а также для управления неисправностями самолетных систем в ходе тренировки 42 - дисплей для управления имитацией внешней связи и управления служебной связью с экипажем 43 - системные блоки - графические станции системы проекционной визуализации 44 системные блоки с программными модулями тренажера 45 - системный блок управления режимами работы тренажера 46 - оптический манипулятор 47 - клавиатура 48 - принтер 49 аппаратура связи в рабочем месте инструктора 50 аудиосистема в рабочем месте инструктора К сетевому оборудованию тренажера относятся следующие элементы 51 - большой экран коллективного пользования (выполненный в виде плазменной панели,жидкокристаллического монитора или проекционного экрана),предназначенный для наблюдения другими обучаемыми за ходом выполнения текущего упражнения, для подведения итогов занятия и просмотра записи выполнения любого упражнения 52 - вращающееся контактное устройство 53 система электропитания тренажера 54 - сеть трактов передачи видеосигналов 55 - ЛВС тренажера 56 - сеть трактов передачи акустических сигналов 57 - модуль автоматизированной диагностики технического состояния тренажера. Тренажер используется следующим образом. Исходные данные для выполнения упражнения,введенные инструктором со своего рабочего места с помощью клавиатуры (47) и оптического манипулятора (46) в главном меню тренажера на дисплее (37), подключенном к системному блоку управления режимами работы тренажера (45),передаются по ЛВС тренажера (55) на системный блок - сервер тренажера (36). 6 Посредством последнего рассчитывается трасса полета, скорость и ускорения, наклоны самолета,высота полета над землй, определяется положение всех объектов,рассчитываются результаты взаимодействия между различными объектами,земной и водной поверхностью в виртуальном пространстве. Эти данные по ЛВС тренажера (55) с системного блока - сервера тренажера (36) передаются на системные блоки - графические станции тренажера(43),при помощи которых формируются изображения для проекционной системы визуализации. Эти изображения передаются по сети трактов передачи видеосигналов (54) на блок проекторов (34), формирующие на стационарном сферическом экране (35) круговое изображение виртуального пространства, видимое как бы из прозрачной кабины с точки обзора пилота (для одноместных самолетов) или с компромиссной точки обзора, соответствующей середине условного отрезка между глазами пилотов (для самолетов, в которых имеется возможность пилотирования с двух рабочих мест). В соответствии со сценарием выполняемого упражнения информация и сигналы с системного блока - сервера тренажера (36) по ЛВС тренажера(55) через радиоканал и устройство сопряжения (18) поступают на системный блок - резидент цифровой сети имитатора кабины экипажа (17), посредством которого на основе этой информации вырабатывают и передают по цифровой сети передачи данных (19) внутри имитатора кабины экипажасигналы на устройства сопряжения (5-8), (20), (23) и (28). На основе полученных данных посредством устройств сопряжения (5-8, 20, 23 и 28) вырабатываются команды управления работой имитатора пилотажно-навигационных приборов (1),имитатора приборов контроля двигателя и отдельных систем самолета (2), имитатора органов управления самолетом (3), имитатора панелей с программно-управляемыми АЗС (4), а также для управления платформами ,исистемы подвижности тренажера (в случае ее использования в текущем упражнении). Указанные имитаторы приборов и органов управления изменяют текущие показания и положения в соответствии с имитируемыми режимами работы бортовых систем самолета и управляющими воздействиями обучаемых членов экипажа на органы управления самолета,обеспечивают имитацию внешней и внутренней связи экипажа самолета, а также служебную связь инструктора экипажа. В вибрационной платформев соответствии с сигналами управления,поступающими от устройства сопряжения (20) с помощью сигналов,поступающих от блока управления (21), изменяют амплитуду и частоту напряжения питания трех электромеханических приводов (22). В результате перемещения приводов (22) имитатор кабины экипажа самолета частотой и амплитудой,соответствующими имитируемой вибрации самолета. В динамической платформев соответствии с сигналами управления, поступающими через устройство сопряжения динамической платформы(23) на блок управления (24), который через частотные преобразователи(25),управляет приводами (26) динамической платформы. Датчики положения приводов (27) контролируют и выдают в блок управления (24) в качестве сигналов обратной связи параметры текущего положения каждого привода динамической платформы. В результате перемещения приводов динамической платформы имитатор кабины экипажа самолетанаклоняется и перемещается внутри сферического проекционного экрана в соответствии с имитируемыми ускорениями и наклонами самолета. Из шести приводов динамической платформы три обеспечивают имитацию угловых ускорений самолета по курсу,крену и тангажу, а три другие - имитацию продольных, поперечных и вертикальных ускорений самолета в ходе тренировки. В платформе кругового вращенияв соответствии с сигналами управления,поступающими от устройства сопряжения (28), с помощью сигналов, поступающих от блока управления (29), через частотные преобразователи(30) подаются команды управления на привод погона кругового вращения (31). Привод погона приводит в движение погон кругового вращения (32). Датчик положения привода (33) контролируют и выдают в качестве сигналов обратной связи параметры текущего положения платформы кругового вращения в блок управления (29). В результате перемещения погона(32) имитатор кабины экипажа самолетавращается вокруг своей вертикальной оси со скоростью,соответствующей имитируемому штопору самолета или затяжному маневру самолета по курсу. В соответствии с действиями обучаемых и вводимыми с рабочего места инструкторанеисправностями систем и приборов самолета изменяется состояние имитатора пилотажнонавигационных приборов (1), имитатора приборов контроля двигателей и отдельных систем (2),имитатора органов управления самолетом (3),имитатора панелей с программно-управляемыми АЗС (4). Кроме того, обеспечивается поддержание внутренней, внешней (командной) и служебной связи инструктора с экипажем. Сигналы от указанных имитаторов поступают через соответствующие устройства сопряжения (58) в которых они обрабатываются и по цифровой сети передачи данных (19) передаются на системный блок-резидент (17) имитатора кабины экипажа , откуда информация по радиоканалу передается через ЛВС тренажера (55) в системный блок - сервер тренажера (36) для расчета имитируемых параметров движения и внутреннего состояния самолета на следующем шаге моделирования в ходе выполнения упражнения. Внешние и внутренние шумы и звуки,сформированные системным блоком - сервером тренажера (36), в соответствии с имитируемыми режимами движения самолета и режимами работы его бортового оборудования, а также речевые сообщения, которыми обмениваются члены экипажа по имитируемой системе внутренней связи самолета(и слышны инструктору),переговоры по имитируемой системе внешней связи экипажа, а также по служебной связи тренажера по сети передачи акустических сигналов (56) передаются через устройства сопряжения(13-16) в аудиосистему имитатора кабины экипажа (9), в имитатор аппаратуры внутренней связи экипажа(10), в имитатор аппаратуры внешней (командной) радиосвязи (12), в аппаратуру служебной связи тренажера (11) и в аппаратуру связи в рабочем месте инструктора (49), а также в акустическую систему рабочего места инструктора (50). На этапе подготовки тренировки инструктор на своем рабочем месте, соединенном с системным блоком (45) управления режимами работы тренажера, в главном меню с помощью оптического манипулятора (46) на экране дисплея (37) проводит следующие операции на электронных текстовых и графических документах а) выбирает тип упражнения, время дня, года,погодные условия, тип местности. В подменю выбора номера упражнения оптическим манипулятором (46) на экране дисплея (37) руководитель выбирает из базы ранее записанных упражнений номер нужного для данной тренировки упражнения. В подменю редактирования упражнений на экране дисплея (37) инструктор оптическим манипулятором (46) и с помощью клавиатуры (47) изменяет тип и расположение объектов на местности, их количество, цвет, время появления,скорость движения, маршрут и профиль полета(движения). В подменю условий выполнения упражнений инструктор вводит погодные условия посредством шкал температуры, скорости и направления ветра,давления воздуха,вида и интенсивности метеоосадков, характеристик облачности б) вводит данные об обучаемых. В подменю ввода данных об обучаемых с помощью клавиатуры(47) инструктор вносит в соответствующие поля на экране дисплея (37) фамилии, имена и отчества обучаемых,реквизиты организаций или подразделений, из которых они прибыли. Эти данные используются при последующем выставлении оценки, для ведения базы данных обучаемых, формирования отчетов и их печати на принтере (48) в) ставит задачи обучаемым. Используя электронную карту местности на большом экране коллективного пользования (51), инструктор знакомит обучаемых с условиями выполнения упражнения, размещением объектов, оценочными показателями,временем на выполнение упражнения. 7 После ввода всех исходных данных на экране дисплея (37) в форме электронных текстовых и графических документов, инструктор контролирует занятие обучаемыми членами экипажа самолета своих рабочих мест в имитаторе кабины экипажаи начинает выполнение упражнения. Динамическая платформа(в случае ее использования в ходе данной тренировки) плавно поднимается в свое нейтральное положение. На сферическом экране (35) проекционной системы , а также на соответствующих дисплеях рабочего места инструктора отображаются местность, наземные и воздушные объекты,видимые пилотом одноместного самолета или с компромиссной точки зрения между глазами пилотов внутри имитатора кабины многочленного экипажа самолета. Во время выполнения упражнения инструктор может со своего рабочего местапостоянно контролировать техническую исправность основных систем и модулей тренажера, задействованных в текущей тренировке. Для этого служат соответствующий индикатор в главном меню тренажера на дисплее (37) и сообщения модуля автоматизированной диагностики технического состояния тренажера (57), отображаемые на дисплее(41). После каждого включения кнопки общего электропитания тренажера автоматически включается модуль автоматизированной диагностики технического состояния тренажера(57), который последовательно для каждой системы и отдельного модуля тренажера запускает соответствующие диагностические тесты и автоматически регистрирует отклики испытываемых систем и модулей. Если модуль технической диагностики тренажера (57) обнаруживает факт выхода за пределы допустимого интервала параметров отклика какой-либо системы или модуля тренажера,то автоматически генерируется и визуализируется на дисплеях (41) и (37) сообщение о каждом таком факте с указанием названия системы (модуля) тренажера, не прошедшей тестирование, и способов устранения обнаруженной неисправности. При этом имеются некоторые особенности проведения технической диагностики различных систем и модулей тренажера. Так, проверка работоспособности имитаторов приборов,индикаторов и АЗС осуществляется инструктором дистанционно со своего рабочего места с помощью дисплея (38), а для проверки работоспособности имитаторов органов управления самолета инструктор или обучаемые должны находиться в имитаторе кабины экипажа, чтобы обеспечить перемещение имитаторов ручек, педалей и рычагов управления самолета во всех реализуемых диапазонах их перемещения. Диагностика работоспособности вибрационной платформы , динамической платформыи погона кругового вращениясистемы подвижности тренажера автоматически блокируется 8 до тех пор, пока в имитаторе кабины экипажа будут находиться люди. Инструктор способен непрерывно контролировать действия обучаемых с помощью видеотрансляции на экране дисплея (39) ситуации внутри имитатора кабины экипажа, а также по отображению на экране дисплея (38) текущего положения приборов и органов управления в имитаторе кабины экипажа, а также по положению самолта на электронной карте местности и в трехмерном виртуальном пространстве на экране дисплея (40). Во время выполнения упражнения вибрационная платформа(в случае ее использования в данном упражнении) создает колебания имитатора кабины экипажа , соответствующие имитируемым режимам работы агрегатов и систем самолета. Блок проекторов (34) создает постоянное круговое изображение виртуального пространства на сферическом экране (35). Во время выполнения упражнения инструктор имеет возможность с помощью оптического манипулятора (46) и клавиатуры (47) давать вводные 3 о неисправностях приборов и бортовых систем самолта. Обучаемые, не участвующие в данной тренировке, наблюдают на большом экране коллективного пользования (51) за действиями обучаемых, находящихся в имитаторе кабины экипажа . Инструктор посредством служебной связи тренажера обращает внимание на допущенные ошибки и неправильные действия обучаемых. Ошибки обучаемых автоматически фиксируются и записываются программой тренажера. После завершения упражнения,при необходимости, происходит повторный показ записи выполненного упражнения на экране коллективного пользования (51), проводится разбор допущенных ошибок, объявляется оценка, которая фиксируется в электронной форме в протоколе и распечатывается на принтере (48). В программу тренажера встроены модули, при помощи которых автоматически фиксируются ошибочные действия обучаемых, нарушающих правила руководств по летной и технической эксплуатации самолта(конкретного типа,модификации и серии), и выдаются сообщения об этом инструктору на экранах дисплея (37). В тренажер встроена сеть электропитания тренажера (53), которая обеспечивает включение и выключение систем тренажера, питание их стабилизированным однофазным напряжением 220 В, 50 Гц, бесперебойное питание системных блоков тренажера в течение 10 минут после пропадания напряжения во внешней питающей электросети. Комплексный пилотажный тренажер экипажа самолта, в зависимости от потребности, может использоваться для выполнения тренировок как в составе полного экипажа самолта, так и в сокращенном составе. Данный тренажер можно использовать также в качестве пилотажного тренировочного устройства или пилотажно 1001 навигационного тренажера (без включения системы подвижности и при проецировании закабинного пространства только на сегмент сферического экрана, видимый из неподвижной кабины экипажа самолета) и в качестве процедурного тренажера (без включения систем подвижности и проекционной системы визуализации закабинного пространства) Использование разработанного тренажера позволяет решать следующие задачи а) отработку и закрепление навыков использования всего штатного оборудования самолта б) начальное обучение и совершенствование навыков управления самолтом в полетах над различной местностью, в разных условиях метеовидимости и в различных режимах в) объективную оценку действий обучаемых г) моделирование в упражнениях таких условий полета и отказов бортовых приборов и систем самолета, которые недостижимы другими методами в реальных учебных полетах д) слаживание экипажей самолтов в условиях,максимально приближенных к реальным полетным условиям. Таким образом, повышение эффективности использования пилотажного тренажера экипажа самолета в сравнении с ближайшим аналогом достигается за счет обеспечения максимальной реалистичности условий тренировочных полетов и имитацией невозможных в реальных учебных полетах ситуаций. Апробация тренажера была успешно проведена в киевском НПО Энергия 2000 (Украина) в 20112012 г.г. и в алматинском ТОО Алматыэнергосервис (Республика Казахстан) в 2012 году. ФОРМУЛА ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ 1. Комплексный пилотажный тренажер экипажа самолта, содержащий имитатор кабины экипажа самолтас размещенными внутри него имитаторами приборов, индикаторов и органов управления, систему проекционной визуализации закабинной обстановкис блоком проекторов(34) и со стационарным сферическим экраном проекции (35), внутри которого размещен имитатор кабины экипажа самолета , рабочее место инструкторас программно-вычислительным комплексом, содержащим программно-аппаратные средства и модули, обеспечивающие возможность задания условий и реализации различных сценариев тренировок, объективного контроля и оценки действий обучаемых,имитации различных неисправностей и сбоев функционирования бортовых систем самолета, а также локальную вычислительную сеть (ЛВС) и сетевые устройства,отличающийся тем, что, тренажер содержит систему подвижности в виде трех последовательно установленных одна над другой электромеханических платформ, представляющих соответственно вибрационную платформу ,динамическую платформуи платформу выполнена с возможностью реализации трх степеней свободы и с обеспечением вибрации имитатора кабины экипажапо поперечной,продольной и вертикальной осям, динамическая платформавыполнена в виде шестистепенной платформы,с обеспечением имитации акселерационных нагрузок при изменении углов крена, курса и тангажа, а также при линейных смещениях имитатора кабины экипажапо вертикальной, продольной и поперечной осям,платформа кругового вращениявыполнена в виде жестко прикрепленного к основанию помещения, в котором монтируется тренажер,погона кругового вращения с вращающимся контактным устройством,выполненным с возможностью передачи электропитания на собственный привод, на приводы динамической платформыи вибрационной платформы , а также в имитатор кабины экипажа , в имитаторе кабины экипажа самолетарасположены имитаторы панелей с автоматами защиты сети(АЗС), которые выполнены с модулями обеспечения управляемой имитации срабатывания штатных АЗС в зависимости от вводимых перед началом и в ходе тренировки неисправностей в защищаемых электросетях самолета, система проекционной визуализации закабинной обстановки выполнена в виде стационарного сферического экрана обратной проекции (35) и проекторов (34), расположенных снаружи относительно экрана (35), причем рабочее место инструктора содержит модуль автоматизированной диагностики технического состояния тренажера (57), выполненный в виде самостоятельного программного модуля,соединенного через локальную вычислительную сеть (55) с сервером тренажера (36) и с цифровой сетью передачи данных внутри имитатора кабины экипажа (19). 2. Комплексный пилотажный тренажер по п.1,отличающийся тем, что, в имитаторе кабины экипажа самолетасмонтированы имитаторы панелей с управляемыми АЗС (4), соединенные с ЛВС (55), цифровой сетью передачи данных внутри имитатора кабины экипажа (19) и устройством сопряжения (8), причем АЗС (4) выполнены в виде штатных АЗС конкретного типа имитируемого самолета с наименьшим номинальным значением тока срабатывания. 3. Комплексный пилотажный тренажер по п.1,отличающийся тем,что,стационарный сферический экран обратной проекции (35) выполнен в виде усеченной в основании сферы с диаметром, обеспечивающим беспрепятственные перемещения имитатора кабины экипажа самолета внутри этой сферы. 4. Комплексный пилотажный тренажер по п.1,отличающийся тем, что, динамическая платформа выполнена в виде шестистепенной платформы по схеме Стюарта. 5. Комплексный пилотажный тренажер по п.1,отличающийся тем, что, проекторы (34) системы визуализации закабинной обстановки установлены 9 вне сферического экрана (35), выполненного в виде усеченной в основании сферы, с внешней стороны
МПК / Метки
МПК: F41G 3/00, G09B 9/00, G09B 9/04, G09B 9/08, G09B 7/00
Метки: самолета, комплексный, экипажа, пилотажный, тренажер
Код ссылки
<a href="https://kz.patents.su/10-u1001-kompleksnyjj-pilotazhnyjj-trenazher-ekipazha-samoleta.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Комплексный пилотажный тренажер экипажа самолета</a>
Предыдущий патент: Ствол пистолета для стрельбы патронами, снаряжёнными эластичными снарядами несмертельного действия
Следующий патент: Комплексный тренажер экипажа бронетранспортера БТР-80
Случайный патент: Способ получения виски