CZ11589U1 - Pozemní letecké simulační zařízení - Google Patents

Description

Pozemní letecké simulační zařízení

Oblast techniky

Technické řešení se týká pozemního leteckého simulačního zařízení, které obsahuje kabinu simulátoru, hlavní zobrazovací plochu a pracoviště instruktora.

Současný stav techniky

Jsou známá pozemní letecká simulační zařízení, tzv. simulátory s velkou zobrazovací plochou, na které vidí cvičící pilot simulovaný prostor před sebou nebo okolo sebe. Zobrazovací plocha je umístěna před kabinou simulátoru, v níž je křeslo pro cvičícího pilota. Pracoviště instruktora je obvykle ve vedlejší místnosti. Na pracovišti instruktora je jeden nebo více malých monitorů pro zběžnou kontrolu letadla cvičícího pilota. Pokud je pracoviště instruktora ve vedlejší místnosti, nemá instruktor možnost kontrolovat chování letadla cvičícího pilota na velké zobrazovací ploše. Nevýhodou tohoto uspořádání je, že neumožňuje instruktorovi zorientovat se kvalitně v prostoru cvičícího pilota pro vzdálenosti za přímé viditelnosti. Neumožňuje interaktivní výcvik létání cvičícího pilota s instruktorem, když cvičící pilot řídí hlavní letadlo a instruktor řídí instruktorské letadlo v jednom virtuálním prostoru a ve stejném čase za přímé viditelnosti. To proto, že malý monitor anebo monitory na pracovišti instruktora neumožňují dostatečný horizontální a vertikální úhel pohledu jako velká zobrazovací plocha. V takovém případě instruktor není schopný ze svého pracoviště přesně reagovat na pohyb letadla cvičícího pilota. Při tom je třeba, aby se ovládání pohybu instruktorského letadla co nejvíce přibližovalo skutečnosti. To je zejména důležité při nacvičování letu ve dvojicích, při nacvičování skupinového létání, nebo při nácviku bojového použití, při němž je letadlo instruktora cílem.

Jsou známé též simulátory, které mají jako vzdušný cíl pro cvičícího pilota letadlo s naprogramovanou umělou inteligencí. Nevýhodou těchto simulátorů je, že instruktor přímo neovládá letadlo, které je cílem a nemůže přímo korigovat dráhu jeho letu.

Podstata technického řešení

Pozemní letecké simulační zařízení obsahuje kabinu simulátoru pro cvičícího pilota, hlavní zobrazovací plochu a instruktorské pracoviště. Podstata technického řešení spočívá v tom, že v jedné místnosti je kabina simulátoru, před kterou je hlavní zobrazovací plocha. Horizontální osa hlavní zobrazovací plochy leží nad středem průzoru kabiny, za kterou je na zvýšeném místě instruktorské pracoviště. Střed virtuálního průzoru instruktorského pracoviště leží nad horizontální osou hlavní zobrazovací plochy. Odchylka středu instruktorského pracoviště od vertikální osy hlavní zobrazovací plochy je s výhodou menší než ±15°. Horizontální vzdálenost mezi středem křesla kabiny simulátoru a středem křesla instruktora je menší než dvojnásobek poloměru hlavní zobrazovací plochy. Vertikální vzdálenost mezi středem virtuálního průzoru instruktorského pracoviště a horizontální osou hlavní zobrazovací plochy je menší, než jedna polovina vertikální vzdálenosti mezi středem průzoru kabiny a horizontální osou hlavní zobrazovací plochy. Instruktorské pracoviště je vybaveno alespoň jedním monitorem aje opatřeno prvky pro manévrování a ovládání instruktorského letadla, jako je řídicí páka a ovládací zařízení motoru. Hlavní zobrazovací plocha má tvar sférické plochy, která je souvisle zaoblená, neboje sestavená z více segmentů ve tvaru rovinných ploch.

Výhodou tohoto uspořádání je, že instruktorské pracoviště je umístěno co nejblíže za kabinou cvičícího pilota. To zabezpečuje co nejlepší výhled na hlavní zobrazovací plochu i z instruktorského pracoviště. Instruktor má možnost vytvářet pro cvičícího pilota různé simulované situace. Instruktor řídí spolupracující letadlo při nacvičování letu ve skupině, řídí chování letadla protivníka při nacvičování bojových situací a podobně. Podle potřeby svým citem a zkušenostmi přímo reaguje na chování cvičícího pilota a vytváří podmínky, které se blíží co nejvíce

- 1 CZ 11589 Ul skutečným situacím. V podmínkách vzdálenosti přímé viditelnosti letadla instruktora a letadla cvičícího pilota instruktor řídí svoje letadlo a zároveň kontroluje činnost cvičícího pilota. Vidí přímou reakci cvičícího pilota na letadlo instruktora. Může korigovat dráhu letu svého letadla podle reakcí cvičícího pilota. Výhoda živého řízení letadla instruktora je v tom, že letadlo instruktora neletí tzv. předpisově podle nastaveného programu ale mírně se pohupuje, pohybuje se jako skutečné letadlo se všemi chybami pilotáže, na které musí cvičící pilot reagovat, zejména při nácviku skupinové slétanosti. Pokud instruktor řídí instruktorské letadlo jako letadlo protivníka v rámci vzdušného souboje, může vytvářet cvičícímu pilotovi promyšlené manévry pro zkvalitnění výcviku s využitím určování polohy všemi dostupnými prostředky. Toto uspořádání zvyšuje užitkovou hodnotu simulátorů a šetří počet simulátorů na polovinu při nácviku skupinové slétanosti a při nácviku vzdušných soubojů. Jako příklady vybraných cvičení zvlášť vhodných pro výcvik pilotů jsou skupinová slétanost v různých výškách, let po okruhu ve dvojici, vyšší technika pilotáže ve dvojici, seřazování se do dvojic, zvláštní případy za letu ve dvojici a v skupině, zteče na pozemní i vzdušné cíle a vzdušný boj.

Přehled obrázků na výkrese

Technické řešení bude blíže objasněno pomocí výkresu, na kterém znázorňuje obr. 1 pozemní letecké simulační zařízení v pohledu shora a obr. 2 stejné zařízení při pohledu z boku.

Příklady provedení

Pozemní letecké simulační zařízení je umístěno v jedné místnosti, kde je umístěna kabina 1 simulátoru pro cvičícího pilota, hlavní zobrazovací plocha 2, která je umístěna před kabinou I a instruktorské pracoviště 3, které je umístěné za kabinou 1. Kabina I svým tvarem i vnitřním uspořádáním odpovídá kabině odpovídajícího druhu letadla, které se cvičící pilot učí ovládat. Kabina 1 je opatřena křeslem 8 pro cvičícího pilota (obr. 1), před kterým je běžně známý průzor na hlavní zobrazovací plochu 2. Střed 9 průzoru kabiny 1 (obr. 2) je na úrovni očí cvičícího pilota. V kabině I jsou všechny potřebné ovládací prvky a kontrolní přístroje jako v letadle. Hlavní zobrazovací plocha 2, která je před kabinou I, má tvar souvisle zaoblené sférické plochy. Sférická plocha může být též sestavená z více segmentů ve tvaru rovinných ploch. Zorný úhel sférické plochy je horizontálně 140° a vertikálně 90°. Horizontální osa O? hlavní zobrazovací plochy 2 leží nad středem 9 průzoru kabiny 1. Za kabinou 2 je na zvýšeném místě instruktorské pracoviště 3. Instruktorské pracoviště 3 je opatřeno instruktorským křeslem 7, řídicí pákou 5 instruktorského letadla a ovládacími prvky 6 instruktorského letadla. Instruktorské pracoviště 3 je vybaveno alespoň jedním monitorem 4. V příkladu konkrétního provedení (obr. 1) jsou znázorněny tři monitory 4.1 až 43. Na těchto monitorech se zobrazuje letadlo instruktora i letadlo cvičícího pilota v rozsahu až 140° horizontálně. Odchylka středu křesla 7 instruktorského pracoviště 3 od vertikální osy Oj hlavní zobrazovací plochy 2 je menší než úhel a, který je s výhodou menší než ±15°. Na úrovní očí instruktora (obr. 2) je střed 1Ό virtuálního průzoru instruktorského pracoviště 3. Střed 10 virtuálního průzoru instruktorského pracoviště 3 leží nad horizontální osou Oj hlavní zobrazovací plochy 2. Horizontální vzdálenost Lj vertikální roviny procházející středem křesla 8 kabiny I a rovnoběžné vertikální roviny procházející středem křesla 7 instruktora je menší, než dvojnásobek poloměru ij hlavní zobrazovací plochy 2. Vertikální vzdálenost Lj mezi středem 10 virtuálního průzoru instruktorského pracoviště 3, a horizontální osou O? hlavní zobrazovací plochy 2 je menší, než jedna polovina vertikální vzdálenosti Lj mezi středem 9 průzoru kabiny I a horizontální osou Oj hlavní zobrazovací plochy 2.

Instruktor i cvičící pilot mají dobrý výhled na hlavni zobrazovací plochu 2, na kterou se zobrazuje letadlo instruktora i letadlo cvičícího pilota. Kromě toho se na monitorech 4.1 až 43 zobrazuje instruktorovi terén před jeho letadlem, například v rozsahu jednoho nebo tří monitorů, informace o letových přístrojích jeho letadla, informace o poloze letadel na horizontální mapě, to

-2CZ 11589 Ul je o poloze letadel v půdorysu virtuálního prostoru. Instruktor řídí své letadlo, které se zobrazuje na hlavní zobrazovací ploše 2 a na monitorech 4.1 až 4.3 na instruktorském pracovišti 3. Podle druhu činnosti, kterou cvičící pilot procvičuje, řídí a ovládá instruktor své letadlo a provádí korekci jeho dráhy. Procvičované situace jsou například létání ve dvojici nebo létání ve skupině.

Při nacvičování bojových situací řídí instruktor letadlo, které je cílem pro letadlo cvičícího pilota. Při nacvičování vzdušných soubojů představuje instruktorské letadlo vzdušného protivníka. V průběhu nacvičování různých situací sleduje instruktor, zda cvičící pilot na simulované situace reaguje a posuzuje, zda reaguje správně.

Průmyslová využitelnost

Vynálezu se využije ve všech pozemních simulačních zařízeních, na kterých se provádí výcvik pilotů různých druhů letadel a vrtulníků.

Claims (5)

1. Pozemní letecké simulační zařízení obsahující kabinu simulátoru, hlavní zobrazovací plochu a instruktorské pracoviště, vyznačující se tím, že v jedné místnosti je kabina

15 (1) simulátoru, před kterou je hlavní zobrazovací plocha (

2), jejíž horizontální osa (O₂) leží nad středem (9) průzoru kabiny (1), za kterou je na zvýšeném místě instruktorské pracoviště (3), jehož střed (10) virtuálního průzoru leží nad horizontální osou (O₂) hlavní zobrazovací plochy (2) a odchylka středu (10) virtuálního průzoru instruktorského pracoviště (3) od vertikální osy (Oj) hlavní zobrazovací plochy (2) je s výhodou menší než ±15°.

20 2. Pozemní letecké simulační zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že horizontální vzdálenost (Lj) mezi středem (10) křesla 8 kabiny (1) a středem křesla (7) instruktora je menší než dvojnásobek poloměru (r_t) hlavní zobrazovací plochy (2), a vertikální vzdálenost (L₃) mezi středem (10) virtuálního průzoru instruktorského pracoviště (3), a horizontální osou (O₂) hlavní zobrazovací plochy (2), je menší než jedna polovina vertikální

25 vzdálenosti (L₂) mezi středem (9) průzoru kabiny (1) a horizontální osou (O₂) hlavní zobrazovací plochy (2).

3. Pozemní letecké simulační zařízení podle nároků la2, vyznačující se tím, že instruktorské pracoviště (3) je vybaveno alespoň jedním monitorem (4).

4. Pozemní letecké simulační zařízení podle nároků 1 až3, vyznačující se tím, že

30 instruktorské pracoviště (3) je opatřeno prvky pro manévrování a ovládání instruktorského letadla, jako je řídicí páka (5) a ovládací prvky (6) instruktorského letadla.

5. Pozemní letecké simulační zařízení podle nároků laž4, vyznačující se tím, že hlavní zobrazovací plocha (2) má tvar sférické plochy, která je souvisle zaoblená nebo je sestavená z více segmentů ve tvaru rovinných ploch.