RU2653900C1 - Paratrooper's simulator and a method of dynamic training support on it - Google Patents
Paratrooper's simulator and a method of dynamic training support on it Download PDFInfo
- Publication number
- RU2653900C1 RU2653900C1 RU2016149973A RU2016149973A RU2653900C1 RU 2653900 C1 RU2653900 C1 RU 2653900C1 RU 2016149973 A RU2016149973 A RU 2016149973A RU 2016149973 A RU2016149973 A RU 2016149973A RU 2653900 C1 RU2653900 C1 RU 2653900C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- paratrooper
- simulator
- jump
- acceleration vector
- mass
- Prior art date
Links
- 238000012549 training Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 6
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims abstract description 43
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 38
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 12
- 238000011161 development Methods 0.000 claims description 11
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 10
- 230000009191 jumping Effects 0.000 claims description 8
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 3
- 238000012800 visualization Methods 0.000 claims description 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims 1
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 7
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 6
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- 230000036461 convulsion Effects 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 230000035807 sensation Effects 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 235000002198 Annona diversifolia Nutrition 0.000 description 1
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000282838 Lama Species 0.000 description 1
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- 238000011511 automated evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000012850 fabricated material Substances 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 210000000697 sensory organ Anatomy 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D23/00—Training of parachutists
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Electrically Operated Instructional Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к парашютно-десантной технике, а именно к конструкциям тренажеров для воздушного десанта. Предназначен для практических тренировок и отработки элементов прыжка с динамическим сопровождением обучения.The invention relates to a parachute landing technique, and in particular to designs of simulators for airborne landing. Designed for practical training and development of jump elements with dynamic training support.
Известен тренажер (Патент СССР №1798257 А1, МПК B64D 23/00, 1993 г.), который содержит башенный ствол, консольные стрелы, привод вращения, подвеску.Known simulator (USSR Patent No. 1798257 A1, IPC
Недостатком указанного тренажера является то, что он выполнен стационарным и его конструкция предполагает относительно большие габаритные размеры, это увеличивает ветровые, динамические и эксплуатационные нагрузки, влияющие на требования к выбору места его установки, кроме того, конструктивные особенности тренажера не предполагают его использование для отработки ряда элементов прыжка, связанные с раскрытием и управлением какой либо парашютной системой, помимо этого, распределение нагрузки сил, возникающих при раскрытии парашюта не соответствуют реальному воздействию на парашютиста при совершении прыжка, это ведет к привитию ложных навыков и ощущений восприятия прыжка с неадекватной имитацией загрузки органов чувств, при этом исключается возможность формирования необходимых навыков связанных с отработкой вопросов по вводу в действие запасного парашюта в нештатных ситуациях тем самым, ограничиваются возможности моделирования ситуационных задач отрабатываемых в ходе подготовки к совершению прыжка.The disadvantage of this simulator is that it is stationary and its design involves relatively large overall dimensions, this increases wind, dynamic and operational loads that affect the requirements for choosing the location of its installation, in addition, the design features of the simulator do not imply its use for working out a number of elements of the jump associated with the disclosure and control of any parachute system, in addition, the load distribution of forces arising from the opening of the parachute is not correspond to the real impact on the paratrooper when making the jump, this leads to the instillation of false skills and sensations of perceiving the jump with inadequate imitation of the sensory organs, while eliminating the possibility of forming the necessary skills related to working out the questions of putting the emergency parachute into operation in emergency situations is thereby limited the possibility of modeling situational tasks practiced in preparation for the jump.
Известен тренажер-симулятор парашютного прыжка (Патент США, US №6000942 А, 1999 г.), который содержит силовой каркас с системой крепления к ней ранца с подвесной системой, две стропы управления с системой датчиков, регистрирующих величины втягивания строп управления обучаемым, очки виртуальной реальности для моделирования в них системы визуализации внешней обстановки, комплект кабелей, осуществляющих передачу входных и выходных сигналов между исполнительными механизмами и управляющим компьютером, а также управляющим компьютером, позволяющий в зависимости от выбранной программы инструктором, управлять работой визуального ряда, проецируемого в очках виртуальной реальности, регистрировать параметры управляемого полета парашютиста, анализировать результаты деятельности парашютиста для выставления автоматизированной оценки.A well-known simulator is a parachute jump (US Patent, US No. 6000942 A, 1999), which contains a power frame with a system for attaching a knapsack to it with a suspension system, two control lines with a system of sensors that record the magnitude of the retraction of the student’s control lines, virtual glasses reality for modeling in them the visualization system of the external environment, a set of cables transmitting input and output signals between the actuators and the control computer, as well as the control computer, allowing depending on the program instructor to control the operation of visual range, the projected virtual reality glasses, to register the managed parachutist flight, analyze results of operations paratrooper for issuing automated evaluation.
Недостатком указанного тренажера является то, что в нем конструктивно не предусмотрено должного динамического сопровождения обучения при моделируемых сценариях парашютных прыжков. Однако наличие при реальном прыжке динамических нагрузок непосредственно воздействует на ощущения обучаемого и способствует выполнению им неправильных действий при управлении парашютной системой. Это может привести к нештатным ситуациям.The disadvantage of this simulator is that it does not structurally provide for the proper dynamic support of training in simulated parachute jumping scenarios. However, the presence of dynamic loads during a real jump directly affects the student’s sensations and helps them to perform incorrect actions when controlling the parachute system. This can lead to emergency situations.
Технический результат направлен на повышение качества подготовки парашютистов к совершению прыжков за счет применения динамического и синхронно с ним видео-аудиосопровождений.The technical result is aimed at improving the quality of training of paratroopers for jumping due to the use of dynamic and synchronous video audio accompaniment.
Технический результат достигается тем, что в тренажер парашютиста-десантника, содержащий управляющий компьютер, рабочее место инструктора (преподавателя), ранец с подвесной системой, левую и правую стропы управления, очки виртуальной реальности для моделирования в них системы визуализации внешней обстановки, систему датчиков и комплект кабелей, дополнительно введены первая, вторая, третья и четвертая опоры, которые жестко соединены в верхней своей части соответственно с первой, второй, третьей и четвертой двутавровой балками, образуя при этом пространство в виде четырехугольника, а на второй и четвертой двутавровых балках установлены пятая и шестая двутавровые балки с возможностью перемещения вдоль длинны второй и четвертой двутавровых балок за счет установленных на каждом из их концов по электроприводу, при этом между пятой и шестой двутавровой балкой установлена подвижная тележка, которая образована жестко соединенными первой, второй, третьей и четвертой швеллерными балками, при этом с возможностью перемещения вдоль длинны пятой и шестой двутавровой балки за счет установленной на второй швеллерной балке электропривода, при этом на первой и третьей швеллерной балке подвижной тележки установлены соответственно первый и второй электроприводы тросовых строп, с возможностью подъема (опускания) рамки подвеса парашютиста, к которой закреплены первый, второй и третий, четвертый свободные концы подвесной системы парашютиста с ранцем, при этом крепление тросовых строп осуществляют через первый и второй кронштейны привода осевого вращения, с возможностью вращения вокруг своей оси рамки подвеса парашютиста, к которой закреплена подвесная система парашютиста с ранцем, при этом перпендикулярно плоскости, образуемой первым и вторым свободными концам подвесной системы, на левом и правом концах рамки подвеса парашютиста размещены левый и правый электроприводы с возможностью сматывания (разматывания) строп управления под действием усилий левой и правой рук обучаемого на соответствующие звенья управления, кроме того, очки виртуальной реальности снабжены встроенными в них аудионаушниками, кроме того, устройство регистрации положения рук выполнено в виде перчаток.The technical result is achieved by the fact that the paratrooper simulator contains a control computer, a workplace of an instructor (teacher), a satchel with a suspension system, left and right control lines, virtual reality glasses for modeling the visualization system in them, the sensor system and kit cables, additionally introduced the first, second, third and fourth supports, which are rigidly connected in their upper part, respectively, with the first, second, third and fourth I-beams, forming In this case, the space is in the form of a quadrangle, and the fifth and sixth I-beams are installed on the second and fourth I-beams with the possibility of moving along the length of the second and fourth I-beams due to the electric drive installed on each of their ends, while between the fifth and sixth I-beams movable trolley, which is formed by rigidly connected first, second, third and fourth channel beams, while being able to move along the length of the fifth and sixth I-beams due to installed on the second channel beam of the electric drive, while the first and second electric cables of the cable slings are installed on the first and third channel beam of the mobile carriage, with the possibility of lifting (lowering) the parachutist suspension frame to which the first, second, third, fourth free ends of the suspension system are fixed a paratrooper with a satchel, while fastening the cable slings through the first and second brackets of the axial rotation drive, with the possibility of rotation around its axis of the parachute suspension frame a hundred, to which the parachutist’s suspension system with a satchel is fixed, while left and right electric drives are placed on the left and right ends of the parachutist’s suspension frame perpendicular to the plane formed by the first and second free ends of the suspension system, with the possibility of unwinding (unwinding) control lines under the action of the left and the student’s right hands to the appropriate control links, in addition, the virtual reality glasses are equipped with built-in audio headphones, in addition, the device for registering the position of the hands you filled in the form of gloves.
Способ динамического сопровождения обучения на тренажере парашютиста-десантника, описанный системой уравнений:The method of dynamic support for training on the simulator paratrooper, described by the system of equations:
где 
l1, l2 - величины втягивания левой (1) и правой (2) строп управления,l 1 , l 2 - retraction values of the left (1) and right (2) control lines,
R - выбранный режим обучения на тренажере при отработке штатных и нештатных сценариев при различных метеопогодных условиях,R is the selected training mode on the simulator during the development of full-time and emergency scenarios under various weather conditions,
t - временной показатель, характеризующий место парашютиста в точке траектории его снижения при отработке сценария прыжка (реального и смоделированного) от момента отделения от летательного аппарата до приземления; и заключающийся в импульсной передаче результирующего вектора ускорений, передаваемого центру масс парашютиста в направлении движения обучаемого, моделируемого на тренажере, при этом величины и направления ускорений, полностью соответствуя реальному прыжку, кратковременно воздействуют на обучаемого ввиду ограниченных геометрических размеров тренажера, при этом моделирование величин и направление результирующего вектора ускорений и их продолжительность воздействия на обучаемого задаются управляющим компьютером на основе информации о: массе обучаемого, величине втягивания левой и правой строп управления, точке в траектории снижения парашютиста, проходящей им в реальном времени от момента отделения от летательного аппарата до приземления, выбранном режиме обучения на тренажере при отработке штатных и нештатных сценариев при различных метеопогодных условиях, величине и направлении вектора ускорения ветра на различных высотах, а также о величине и направлении вектора ускорения свободного падения, действующего на центр масс парашютиста при совершении прыжка в любой точке траектории снижения парашютиста при отработке сценария прыжка.t is a time indicator characterizing the position of the paratrooper at the point of the trajectory of its decline during the development of the jump scenario (real and simulated) from the moment of separation from the aircraft to landing; and consisting in the pulsed transmission of the resulting acceleration vector transmitted to the center of mass of the paratrooper in the direction of movement of the trainee, simulated on the simulator, while the magnitudes and directions of accelerations, fully consistent with the real jump, briefly affect the learner due to the limited geometric dimensions of the simulator, while modeling the values and direction the resulting acceleration vector and their duration of exposure to the learner are set by the control computer based on information Information about: the mass of the learner, the amount of retraction of the left and right control lines, the point in the trajectory of the descent of the paratrooper, which he passes in real time from the moment of separation from the aircraft to the landing, the selected training mode on the simulator during the development of regular and emergency scenarios under various weather conditions, the magnitude and direction of the wind acceleration vector at various heights, as well as the magnitude and direction of the acceleration vector of gravity acting on the center of mass of the paratrooper when making a jump into the sky battle point to the path of the descent of the paratrooper when working out the jump scenario.
На фигуре 1 представлен общий вид тренажера парашютиста-десантника (с рабочего места преподавателя).The figure 1 presents a General view of the simulator paratrooper (from the workplace of the teacher).
На фигуре 2 показан вид снизу тренажера парашютиста-десантника.The figure 2 shows a bottom view of the simulator paratrooper.
На фигуре 3 показан вид обучаемого на тренажере парашютиста-десантника.Figure 3 shows a view of a paratrooper trained on a simulator.
Тренажер содержит (фиг. 1) управляющий компьютер 1, рабочее место инструктора (преподавателя) 2, (фиг. 3) ранец с подвесной системой 3, левая 4 и правая 5 (на фиг. 2) стропы управления, очки виртуальной реальности 6, систему датчиков и кабелей (в графической части не показаны); (фиг. 1) первую 7, вторую 8, третью 9 и четвертую 10 опоры, первую 11, вторую 12, третью 13 и четвертую 14 неподвижные двутавровые балки, (фиг. 2:) пятую 15 и шестую 16 подвижные двутавровые балки, два электропривода 17, подвижную тележку, образованную первой 18, второй 19, третьей 20 и четвертой 21 швеллерными балками, электропривод 22 тележки, первый и второй электроприводы 23 тросовых строп 24, (фиг. 3) рамку подвеса парашютиста 25, первый 26, второй 27, третий 28 и четвертый 29 свободные концы подвесной системы парашютиста с ранцем 3, первый 30 и второй 31 кронштейны привода осевого вращения 32, левый 33 и правый 34 электроприводы сматывания (разматывания) левой 4 и правой 5 строп управления, звенья 35 управления, встроенные аудионаушники 36 в очки виртуальной реальности 6, устройство регистрации положения рук 37.The simulator contains (Fig. 1) a
Управляющим компьютер 1 включает систему мониторов, персональных ЭВМ (в графической части не показаны) и промежуточные механизм (в графической части не показаны) и предназначен для обеспечения работы тренажера, за счет программно-аппаратного комплекса анализирующего входные сигналы о действиях обучаемого, массе обучаемого, выбранного режиме обучения на тренажере при отработке штатных и нештатных сценариев при различных метеопогодных условиях, а также на основе информации о точке в траектории снижения парашютиста, проходящей им в реальном времени от момента отделения от летательного аппарата до приземления; для автоматической оценки деятельности обучаемых, за счет сбора, сохранения и последующей обработке информации о действиях парашютиста при прохождении им любой точки в траектории моделируемого снижения.The
Рабочее место инструктора (преподавателя) 2 включает удобный для работы стол и стул.The workplace of the instructor (teacher) 2 includes a convenient desk and chair.
Ранец с подвесной системой 3 представляет собой штатную подвесную систему парашютной системы типа «летающее крыло», и предназначен для размещения обучаемого при отработке учебных задач. Левая 4 и правая 5 (на фиг. 2) стропы управления представляют собой штатные стропы управления парашютной системы типа «летающее крыло» и предназначены для передачи управляющих сигналов от парашютиста на промежуточные механизмы (левый 33 и правый 34 электроприводы сматывания (разматывания) строп управления) для последующей их обработки программно-аппаратным комплексом управляющего компьютера 1. Очки виртуальной реальности 6, дополненные встроенными аудионаушниками 36, представляют собой известный из уровня техники серийно выпускаемое устройство фирмы «Oculus», и предназначены для создания видео-аудиосопровождения обучению на тренажере при прохождении обучаемым любой точки траектории моделируемого снижения; а также за счет имеющихся в составе очков виртуальной реальности системы датчиков, определяющих положение головы и направление взгляда парашютиста, получать информацию для последующей обработки программно-аппаратным комплексом управляющего компьютера 1 для автоматической оценки действий обучаемого.The satchel with the
Первая 7, вторая 8, третья 9 и четвертая 10 опоры представляют собой стойки из металлоконструкции, например, типа крановых, установлены жестко на поверхности пола.The first 7, second 8, third 9 and fourth 10 supports are racks of metal structures, for example, of the crane type, mounted rigidly on the floor surface.
В верхней своей части первая 7, вторая 8, третья 9 и четвертая 10 опоры жестко соединены соответственно с первой 11, второй 12, третьей 13 и четвертой 14 неподвижными двутавровыми балками, образуя при этом пространство в виде четырехугольника. Эта конструкция позволяет обеспечить возможность перемещения пятой 15 и шестой 16 подвижных двутавровых балок вдоль длинны второй 12 и четвертой 14 неподвижных двутавровых балок за счет установленных на каждом из их концов по электроприводу 17. Два электропривода 17 представляет собой одинаковые конструкции электромоторов с обратной связью, предназначенные для регистрации данных о координатах нахождения пятой 15 и шестой 16 подвижных двутавровых балок относительно второй 12 и четвертой 14 неподвижных двутавровых балок для последующей их обработки программно-аппаратным комплексом управляющего компьютера 1; для передачи требуемого вектора ускорения в направлении движения парашютиста, соответствующего направлению движения вдоль длинны второй 12 и четвертой 14 неподвижных двутавровых балок.In its upper part, the first 7, second 8, third 9, and fourth 10 supports are rigidly connected to the first 11, second 12, third 13, and fourth 14, respectively, with fixed I-beams, forming a space in the form of a quadrangle. This design makes it possible to move the fifth 15th and sixth 16 movable I-beams along the length of the second 12 and fourth 14 stationary I-beams due to the
Подвижная тележка, образованная первой 18, второй 19, третьей 20 и четвертой 21 швеллерными балками размещена между пятой 15 и шестой 16 подвижной двутавровой балкой с возможностью перемещения за счет электропривода 22, установленного на второй 19 швеллерной балке вдоль длинны пятой 15 и шестой 16 подвижной двутавровой балки. Электропривод 22 представляет собой электромотор с обратной связью и предназначен для регистрации данных о координатах нахождения подвижной тележки относительно пятой 15 и шестой 16 подвижных двутавровых балок для последующей их обработки программно-аппаратным комплексом управляющего компьютера 1; для передачи требуемого вектора ускорения в направлении движения парашютиста, соответствующего направлению движения вдоль длинны пятой 15 и шестой 16 подвижных двутавровых балок.A movable trolley formed by the first 18, second 19, third 20 and fourth 21 channel beams is placed between the fifth 15 and sixth 16 of the movable I-beam with the possibility of movement due to the
На первой 18 и третьей 20 швеллерной балке подвижной тележки установлены соответственно первый и второй электроприводы 23 тросовых строп 24 для обеспечения подъема (опускания) рамки подвеса парашютиста 25. Электроприводы 23 представляют собой электромоторы с обратной связью и предназначены для регистрации данных о координатах нахождения рамки подвеса парашютиста 25 относительно высоты нахождения обучаемого над уровнем пола для последующей их обработки программно-аппаратным комплексом управляющего компьютера 1; для передачи требуемого вектора ускорения в направлении снижения (подъема) парашютиста, соответствующего направлению снижения (подъема) в плоскости, образованной тросовыми стропами 24. Тросовые стропы 24 представляют собой металлические тросы, предназначенные для подъема, опускания и удержания обучаемого на заданной программно-аппаратным комплексом управляющего компьютера 1 высоте над уровнем пола. Тросовые стропы 24 соединены крюками с первым 30 и вторым 31 кронштейном привода осевого вращения 32. Такое соединение тросовых стропы 24 позволяет незначительно поднимать (опускать) первый 30 и (или) второй 31 кронштейны вниз (вверх) независимо друг от друга. Это позволяет при отработке учебных задач на тренажере, при размещении обучаемого в подвесной системе таким образом, чтоб первый 30 кронштейн находился над правым плечом, а второй 31 над левым плечом моделировать динамическое сопровождение связанное с рядом особых случаев, например само отцеп одного из свободных концов подвесной системы. Для этого программно-аппаратный комплекс управляющего компьютера 1 подает команду на электроприводы 23, при этом тросовые стропы 24 начинают: одна - наматываться, вторая разматываться, образуя разность высот над уровнем пола первого 30 и второго 31 кронштейнов привода осевого вращения 32. Таким образом, обучаемый ощущает динамический провал одного плеча вниз, при этом осуществляется видео-аудиосопровождение учебного сценария прыжка. Первый 30 и второй 31 кронштейны жестко связаны с корпусом привода осевого вращения 32, который представляет собой электромотор с обратной связью, предназначенный для регистрации данных о угле поворота рамки подвеса парашютиста 25 относительно плоскости, образованной тросовыми стропами 24 для последующей их обработки программно-аппаратным комплексом управляющего компьютера 1; для передачи требуемого вектора углового ускорения в направлении вращения парашютиста, в зависимости от направления его движения.The first and second
Вращающийся шкив привода осевого вращения 32 жестко связан с рамкой подвеса парашютиста 25, состоящей из металлоконструкций, образующих прямоугольник для крепления к ней первого 26, второго 27, третьего 28 и четвертого 29 свободных конца подвесной системы парашютиста с ранцем 3. Свободные концы подвесной системы парашютиста представляю собой штатные свободные концы и предназначены для удержания обучаемого над уровнем пола, при чем углы между первым 26 и вторым 27, а также между третьим 28 и четвертым 29 свободными концами соответствуют реальным углам между аналогичными свободными концами парашютной системы типа «летающее крыло».The rotary axial
Левый 33 и правый 34 электроприводы сматывания (разматывания) строп управления размещаются перпендикулярно плоскости, образуемой первым 26 и вторым 27 свободными концам подвесной системы, на левом и правом концах рамки подвеса парашютиста 25 и представляют собой электромоторы с обратной связью и предназначены для регистрации данных о координатах нахождения звеньев управления 35 соответствующих строп управления в зависимости от действий левой и правой рук обучаемого для последующей их обработки программно-аппаратным комплексом управляющего компьютера 1.The left 33 and right 34 electric drives of reeling (unwinding) control lines are placed perpendicular to the plane formed by the first 26 and second 27 free ends of the suspension system, on the left and right ends of the suspension frame of the
Устройство регистрации положения рук в виде перчаток 37 известны из уровня техники и используются как беспроводная гарнитура к очкам виртуальной реальности, причем они позволяют позиционировать моторику рук, передавать соответствующие сигналы программно-аппаратному комплексу управляющего компьютера 1, а также проецироваться в моделируемой среде через очки виртуальной реальности 6 с аудионаушниками 36. Использование устройства регистрации положения рук виде перчаток 37 позволяют программно-аппаратному комплексу управляющего компьютера 1 управлять как динамическим сопровождением так и моделируемой средой в очках виртуальной реальности 6. Например, при моделировании этапа прыжка - стабилизированной снижение (до раскрытия основной парашютной системы) может возникнуть вращение вокруг своей оси парашютиста. Это вращение будет создаваться приводом осевого вращения 32. Для ликвидации вращения необходимо правильно расположить ладони левой и правой рук парашютиста относительно оси вращения. Эти действия обучаемого будут фиксироваться устройством регистрации положения рук виде перчаток 37. Результатом работы обучаемого в приведенном примере будет прекращение вращения вокруг своей оси.The device for registering the position of the hands in the form of
Для повышения качества подготовки парашютистов в работе тренажера используется способ динамического сопровождения обучения на тренажере парашютиста-десантника, описанный системой уравнений:To improve the quality of training of paratroopers, the simulator uses a method for dynamically supporting training on the simulator of a paratrooper, described by the system of equations:
где 
l1, l2 - величины втягивания левой (1) и правой (2) строп управления,l 1 , l 2 - retraction values of the left (1) and right (2) control lines,
R - выбранный режим обучения на тренажере при отработке штатных и нештатных сценариев при различных метеопогодных условиях,R is the selected training mode on the simulator during the development of full-time and emergency scenarios under various weather conditions,
t - временной показатель, характеризующий место парашютиста в точке траектории его снижения при отработке сценария прыжка (реального и смоделированного) от момента отделения от летательного аппарата до приземления; и заключающийся в импульсной передаче результирующего вектора ускорений, передаваемого центру масс парашютиста в направлении движения обучаемого, моделируемого на тренажере, при этом величины и направления ускорений, полностью соответствуя реальному прыжку, кратковременно воздействуют на обучаемого ввиду ограниченных геометрических размеров тренажера, при этом моделирование величин и направление результирующего вектора ускорений 
Работа предлагаемого тренажера осуществляется следующим образом.The work of the proposed simulator is as follows.
Вариант I - Работа тренажера (штатная ситуация), например отработка действий парашютиста от момента покидания ЛА до приземления на парашютной системе типа «летающее крыло» (фиг. 3).Option I - Simulator operation (standard situation), for example, practicing the actions of a paratrooper from the moment of leaving the aircraft to landing on a parachute system of the “flying wing” type (Fig. 3).
Обучаемый экипируется, надевает очки виртуальной реальности 6 с аудионаушниками 36, устройства регистрации положения рук в виде перчаток 37, занимает позицию, соответствующую изготовке десантника к отделению от ЛА. При этом одна из рук десантника должно сжимать звено ручного раскрытия парашютной системы (в графической части не представлено). С рабочее место инструктора (преподавателя) 2 через управляющий компьютер 1 задаются данные (уравнение 2) о массе обучаемого m, выбранном режиме обучения R на тренажере при отработке штатных и нештатных сценариев при различных метеопогодных условиях.The student is equipped, puts on
Далее с рабочее место инструктора (преподавателя) 2 через управляющий компьютер 1 запускается программа, которая осуществляет управление тренажером. Первоначально осуществляется моделирование в очках виртуальной реальности 6 с аудионаушниками 36 момента покидания десантником ЛА, после команды «Пошел» обучаемый делает энергичный поступательный толчок левой ногой вперед при этом две стропы тросового привода 24 (за счет работы электроприводов 23) плавно подымают парашютиста на минимальное расстояние вверх. Время подъема соответствует времени стабилизированного снижения. Обучаемый получает визуальное, звуковое и динамическое сопровождение стабилизированного падения. Динамическое сопровождение заключается в импульсном вращении обучаемого вокруг своей оси с чередованием направления вращений, как по часовой, так и против хода часовой стрелки (за счет работы привода осевого вращения 32), в импульсных колебаниях в горизонтальной плоскости (за счет одновременной работы электроприводов 22 и 17).Next, from the workplace of the instructor (teacher) 2 through the
При выдергивании звена ручного раскрытия парашютистом, производиться визуальное, звуковое и динамическое сопровождение раскрытия основной парашютной системы. Динамическое сопровождение состоит в максимально быстром подъеме парашютиста в наивысшую вертикальную позицию, при этом две стропы тросового привода 24 (за счет работы электроприводов 23) максимально быстро поднимают парашютиста, моделирую при этом динамический рывок, и обеспечивает получение вектора ускорений, соответствующих реальному динамическому рывку. Продолжительность воздействия импульсного ускорения ограничивается геометрическими размерами тренажера, т.е. обучаемый за счет работы системы приводов набирает требуемое ускорение, но испытывает его кратковременно. При этом обучаемый получает синхронизированное аудио-видеосопровождение через очки виртуальной реальности 6 с аудионаушниками 36, заключающееся в проецировании меняющихся сцен при вступлении в работу основного купола и генерации сопутствующих звуков.When pulling out the link for manual disclosure by a parachutist, visual, sound and dynamic accompaniment of the disclosure of the main parachute system is performed. Dynamic tracking consists in lifting the paratrooper as quickly as possible to the highest vertical position, while two slings of the cable drive 24 (due to the operation of the electric drives 23) lift the paratrooper as quickly as possible, simulating a dynamic jerk, and provides an acceleration vector corresponding to a real dynamic jerk. The duration of the impact of pulse acceleration is limited by the geometric dimensions of the simulator, i.e. the learner, due to the operation of the drive system, gains the required acceleration, but experiences it for a short time. In this case, the student receives synchronized audio-video support through
Для полного раскрытия основного купола парашютной системы обучаемый обеспечивает сход устройства рифления к верхним кольцам свободных концов подвесной системы. Для этого парашютист интенсивно перемещает стропы управления через звенья управления 35 вверх-вниз. Информация о величинах перемещений звеньев управления 35 поступает на управляющий компьютер 1 от левого 33 и правого 34 электроприводов для разматывания (сматывания) строп управления, размещенных перпендикулярно плоскости, образуемой первым 26 и вторым 27 свободными концам подвесной системы, на левом и правом концах рамки подвеса парашютиста 25. Все результаты действий обучаемого регистрируются программно-аппаратным комплексом управляющего компьютера 1 для последующей автоматической оценки, также осуществляется моделирование аудио-видеосопровождения в очках виртуальной реальности 6 с аудионаушниками 36 и управляемого динамического сопровождения в зависимости от действий обучаемого.To fully open the main dome of the parachute system, the student provides the corrugation device to the upper rings of the free ends of the suspension system. For this, the paratrooper intensively moves the control lines through the control links 35 up and down. Information about the magnitude of the movement of the control links 35 is supplied to the
Далее обучаемый начинает ориентироваться в пространстве. При этом он через очки виртуальной реальности 6 с аудионаушниками 36 определяет свое положение, находит на площадке приземления место приземления, учитывая ветер вблизи земли и на высотах мысленно строит траекторию снижения к точке приземления. Для этого парашютист использует левую 4 и правую 5 стропы управления, при этом он внимательно следит за положением участников десантирования во избежание случайных схождений. На всех режимах управляемого снижения парашютист получает динамическое, визуальное и звуковое сопровождение.Next, the student begins to navigate in space. At the same time, through
Динамическое сопровождение заключается в передаче обучаемому импульсного вектора ускорений в направлении управляемого снижения парашютиста на величины достаточных перемещений, обеспечивающих их полное подобие реальному прыжку с парашютом, при этом осуществляется синхронное видео-аудиосопровождение через очки виртуальной реальности 6 с аудионаушниками 36.The dynamic accompaniment consists in transmitting to the learner a pulsed acceleration vector in the direction of a controlled reduction of the parachutist by the amount of sufficient displacements, ensuring their complete similarity to a real parachute jump, while synchronous video-audio tracking through
Привод осевого вращения рамки подвеса парашютиста 32 создает нелинейные угловые ускорения вращения вокруг своей оси в зависимости от взаимного положения левой 4 и правой 5 строп управления парашютной системой. Например, если парашютист вытянул левую 4 стропу управления вниз до конца, при этом правая 5 стропа управления находилась в верхнем положении, то первый разворот на 360 градусов он совершит за 8 секунд, а уже третий за 4 секунды.The axial rotation drive of the suspension frame of the
При подготовке к приземлению обучаемый анализирует проецируемое в очках виртуальной реальности 6 с аудионаушниками 36 элементы внешней среды, принимает решение по управлению парашютной системой для точного захода в створ против направления ветра, при этом обучаемый двигается в створе против направления ветра лицом к цели в момент непосредственного приземления. Именно это обеспечивает его безопасное приземление. Кроме того, убедившись, что приземление в заданной точке обеспечено, с высоты 25…30 метров обучаемый полностью отпускает стропы управления (в верхнее положение), набирает горизонтальную скорость, развиваемую парашютной системой и на высоте 3…6 метров втягивает стропы управления на полную длину рук (вниз). При этом происходит как бы «вспухание» купола и на время 1…3 секунды, вертикальная скорость снижается до 2 метров в секунду. Если обучаемый раньше втянет стропы управления на полную длину рук (высота более 6 метров), то через 3 и более секунды он приобретает вертикальную скорость снижения более 6 метров в секунду, что влечет получение серьезных травм от удара о землю. В результате действий обучаемого программно-аппаратный комплекс управляющего компьютера 1 сохраняет необходимую информацию о действиях парашютиста для последующей автоматической оценки, осуществляет моделирование аудио-видео и динамического сопровождений.In preparation for landing, the student analyzes the environmental elements projected in
После касания ног поверхности земли обучаемый быстро отпускает стропы управления в верхнее положение, после чего резко втягивает одну из строп в нижнее положение на полную длину руки.After touching the ground surface with the feet, the learner quickly releases the control lines to the upper position, then sharply pulls one of the lines into the lower position to the full length of the arm.
Во время работы тренажера в очках виртуальной реальности 6 с аудионаушниками 36 обучаемый наблюдает созданную в виртуальной среде подвесную систему, элементы купола, левую и правую стропы управления со звеньями, устройство рифления, свои руки - через устройство регистрации положения рук в виде перчаток 37, площадку приземления с достаточной детализацией в зависимости от высоты, солнце (луну), ЛА, метеоусловия и т.д. Аудиосопровождение включает гул ЛА, звуки ветра, звуки от работы парашютной системы, голоса на площадке приземления. Динамическое сопровождение управляемого снижения парашютиста в момент подготовки к приземлению также обеспечивается импульсными перемещениями пятой 15 и шестой 16 подвижными двутавровыми балками, подвижной тележкой, образованной первой 18, второй 19, третьей 20 и четвертой 21 швеллерными балками, тросовых строп 23 и приводом осевого вращения 32 по траекториям, задаваемым программно-аппаратным комплексом управляющего компьютера 1 в зависимости от положения строп управления через звенья управления 9, точки в траектории его снижения при отработке сценария прыжка, выбранного режима обучения с учетом вектора ускорения ветра на различных высотах и ускорения свободного падения, действующих на центр масс парашютиста. Окончание динамического сопровождения происходит после касания ног поверхности пола.During the operation of the simulator in
Вариант II - Работа тренажера (нештатная ситуация), например полный отказ основой парашютной системы.Option II - The simulator (emergency situation), for example, a complete failure of the basis of the parachute system.
Обучаемый экипируется, надевает очки виртуальной реальности 6 с аудионаушниками 36, устройства регистрации положения рук в виде перчаток 37, занимает позицию, соответствующую изготовке десантника к отделению от ЛА. При этом одна из рук десантника должно сжимать звено ручного раскрытия парашютной системы.The student is equipped, puts on
С рабочее место инструктора (преподавателя) 2 через управляющий компьютер 1 задаются данные (уравнение 2) о массе обучаемого т, выбранном режиме обучения R на тренажере при отработке штатных и нештатных сценариев при различных метеопогодных условиях.From the workplace of the instructor (teacher) 2 through the
Далее с рабочее место инструктора (преподавателя) 2 через управляющий компьютер 1 запускается программа, которая осуществляет управление тренажером. Первоначально осуществляется моделирование в очках виртуальной реальности 6 с аудионаушниками 36 момента покидания десантником ЛА, после команды «Пошел» обучаемый делает энергичный поступательный толчок левой ногой вперед при этом две стропы тросового привода 24 (за счет работы электроприводов 23) плавно подымают парашютиста на минимальное расстояние вверх. Время подъема соответствует времени стабилизированного снижения. Обучаемый получает визуальное, звуковое и динамическое сопровождение стабилизированного падения. Динамическое сопровождение заключается в импульсном вращении обучаемого вокруг своей оси с чередованием направления вращений, как по часовой, так и против хода часовой стрелки (за счет работы привода осевого вращения 32), в импульсных колебаниях в горизонтальной плоскости (за счет одновременной работы электроприводов 22 и 17).Next, from the workplace of the instructor (teacher) 2 through the
После выдергивания звена ручного раскрытия обучаемый не ощущает динамический рывок. Синхронно с этим в очки виртуальной реальности 6 с аудионаушниками 36 проецируется среда с нераскрывающимся куполом основного парашюта. Динамическое сопровождение продолжается, при этом увеличивается амплитуда импульсных перемещений в указанных выше приводах. Результат работы обучаемого состоит в отцепке основной парашютной системы и вводе в работу запасной. Для этого обучаемый выдергивает звено ручного раскрытия (в графической части не представлено) запасного парашюта, имеющегося в конструкции ранца с подвесной системой 3. Информация об этом действии поступает через устройство регистрации положения рук в виде перчаток 37 на программно-аппаратный комплекс управляющего компьютера 1, который при правильном действии произведет передачу команды промежуточными механизмами, обеспечивающими работу тренажера и обучаемый продолжит подготовку по описанному выше алгоритму - при раскрытии основного купола парашютной системы и так далее до момента приземления.After pulling out the link of manual disclosure, the student does not feel a dynamic jerk. Simultaneously, a medium with a non-expanding dome of the main parachute is projected into
На тренажере осуществляют отработку следующих нештатных ситуаций:On the simulator carry out the following emergency situations:
- полный отказ основой парашютной системы (при работе стабилизирующего парашюта);- complete failure by the basis of the parachute system (during operation of the stabilizing parachute);
- невыход основного парашюта из камеры;- absence of the main parachute from the camera;
- ненаполнение основного парашюта;- non-filling of the main parachute;
- несход устройства рифления;- dissimilarity of the corrugation device;
- запутывание строп;- tangling the sling;
- порыв купола;- rush of the dome;
- самоотцеп одного свободного конца подвесной системы.- self-release of one free end of the suspension system.
Динамическое визуальное и аудиосопровождение перечисленных особых случаев обеспечивается за счет работы приводных механизмов, описанных ранее, а также имеющейся базы видео-аудиосцен происходящего при возникновении нештатных ситуаций.Dynamic visual and audio support of these special cases is provided due to the operation of the drive mechanisms described earlier, as well as the existing base of video-audio scenes that occur when emergency situations occur.
На всех режимах работы тренажера программно-аппаратный комплекс управляющего компьютера сохраняет всю полетную информацию о моделируемых вводных и о действиях парашютиста на различных этапах прыжка, которую обрабатывает и представляет преподавателю в виде готового материала для разбора.At all operating modes of the simulator, the control hardware and software system stores all the flight information about the simulated introductory and about the actions of the paratrooper at various stages of the jump, which is processed and presented to the teacher in the form of ready-made material for analysis.
Claims (11)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016149973A RU2653900C1 (en) | 2016-12-19 | 2016-12-19 | Paratrooper's simulator and a method of dynamic training support on it |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016149973A RU2653900C1 (en) | 2016-12-19 | 2016-12-19 | Paratrooper's simulator and a method of dynamic training support on it |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2653900C1 true RU2653900C1 (en) | 2018-05-15 |
Family
ID=62152803
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016149973A RU2653900C1 (en) | 2016-12-19 | 2016-12-19 | Paratrooper's simulator and a method of dynamic training support on it |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2653900C1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2712355C1 (en) * | 2019-02-25 | 2020-01-28 | Мария Андреевна Токмакова | Simulator of paratrooper |
| RU2713681C1 (en) * | 2019-06-21 | 2020-02-06 | Акционерное общество "Северный пресс" | Simulator for training parachute jumping (versions) |
| RU2730759C1 (en) * | 2019-08-30 | 2020-08-25 | Акционерное общество "Северный пресс" (АО "Северный пресс") | Method of training paratroopers and implementation device thereof |
| RU2769481C1 (en) * | 2021-03-04 | 2022-04-01 | Акционерное общество "Северный пресс" (АО "Северный пресс") | Method for training parachutists on an airborne training simulator and a device implementing it |
| CN115588334A (en) * | 2022-10-08 | 2023-01-10 | 中国人民解放军91976部队 | Parachuting special situation simulation training method and device |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6000942A (en) * | 1996-09-17 | 1999-12-14 | Systems Technology, Inc. | Parachute flight training simulator |
| RU2524503C1 (en) * | 2013-01-09 | 2014-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Центр тренажеростроения и подготовки персонала" | Multifunctional training complex for spacemen training for works in open space |
| KR20160063019A (en) * | 2014-11-26 | 2016-06-03 | (주)피엔아이시스템 | Parachute Training Simulator System and Method |
-
2016
- 2016-12-19 RU RU2016149973A patent/RU2653900C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6000942A (en) * | 1996-09-17 | 1999-12-14 | Systems Technology, Inc. | Parachute flight training simulator |
| RU2524503C1 (en) * | 2013-01-09 | 2014-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Центр тренажеростроения и подготовки персонала" | Multifunctional training complex for spacemen training for works in open space |
| KR20160063019A (en) * | 2014-11-26 | 2016-06-03 | (주)피엔아이시스템 | Parachute Training Simulator System and Method |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2712355C1 (en) * | 2019-02-25 | 2020-01-28 | Мария Андреевна Токмакова | Simulator of paratrooper |
| RU2713681C1 (en) * | 2019-06-21 | 2020-02-06 | Акционерное общество "Северный пресс" | Simulator for training parachute jumping (versions) |
| RU2730759C1 (en) * | 2019-08-30 | 2020-08-25 | Акционерное общество "Северный пресс" (АО "Северный пресс") | Method of training paratroopers and implementation device thereof |
| RU2769481C1 (en) * | 2021-03-04 | 2022-04-01 | Акционерное общество "Северный пресс" (АО "Северный пресс") | Method for training parachutists on an airborne training simulator and a device implementing it |
| CN115588334A (en) * | 2022-10-08 | 2023-01-10 | 中国人民解放军91976部队 | Parachuting special situation simulation training method and device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2653900C1 (en) | Paratrooper's simulator and a method of dynamic training support on it | |
| KR102032831B1 (en) | Simulator system for emergency escape training of pilot by using parachute | |
| CN110782732B (en) | Parachute landing simulator for parachute landing simulation training | |
| KR101810834B1 (en) | The skydiving feel simulator system based virtual reality | |
| RU2591108C2 (en) | Flight simulator based on centrifuge | |
| CN106218900A (en) | A kind of landed by parachute training system based on real terrain simulation and method | |
| JP2004519730A (en) | Skydiving simulator and skydiving training method using the same | |
| KR101230192B1 (en) | A Parachute Descent Training Simulation System and Method of The Same | |
| CN103921947B (en) | Parachute jumping simulated training semi-matter simulating system and method for operation thereof | |
| EP3552970A1 (en) | Freefall training apparatus and training method using same | |
| KR101882227B1 (en) | Parachute Descent Training Simulation Apparatus and Method of The Same | |
| KR20160063019A (en) | Parachute Training Simulator System and Method | |
| KR20140066934A (en) | Mobile parachute training simulator and method motion of the same | |
| CN108053712A (en) | A kind of paratrooper's parachuting training simulator and its method | |
| RU2713681C1 (en) | Simulator for training parachute jumping (versions) | |
| CN107424463A (en) | One kind parachute jumping simulation training system and parachute jumping simulated training method | |
| US11931664B2 (en) | User experiences in simulated environments | |
| KR20180094308A (en) | Simulation board apparatus for virtual reality experience | |
| CN112133151A (en) | High-fidelity near-reality immersion type panoramic parachute jumping simulator | |
| GB2487369A (en) | Simulator apparatus for parachute training | |
| CN110136534A (en) | A kind of parachutist's simulation trainer | |
| KR102564810B1 (en) | Realistic fire-fighting simulator | |
| RU2712355C1 (en) | Simulator of paratrooper | |
| CN107807735B (en) | Cooperative parachuting training method and system | |
| WO2021261594A1 (en) | Aircraft vr training system, aircraft vr training method, and aircraft vr training program |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181220 |