KR101501135B1 - 고장상황실현기능이 구비된 헬리콥터 시뮬레이터시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교관이 가상의 고장상황실현에 필요한 특정 고장상황을 부여하는 교관석시스템부와; 상기 교관석시스템부에 의해 부여된 고장상황부여 명령신호를 해석하고 그에 대응되는 고장상황 시뮬레이션 화면을 구현하도록 제어하는 주컴퓨터시스템부와; 상기 주컴퓨터시스템부에 의한 구현제어신호에 따라 디스플레이의 화면에 특정 고장상황에 따른 영상화면을 시현하고 조종훈련생이 이를 보면서 고장상황에 긴급대처하는 비행시뮬레이션 훈련을 실행시키는 조종석시스템부와; 상기 조종석시스템부의 고장상황 비행시뮬레이션 훈련에 대응하여 실제 고장상황에 직면한 항공기의 비행과 유사한 움직임을 구현하는 시뮬레이션 몸체부를 포함하는 고장상황실현기능이 구비된 헬리콥터 시뮬레이터시스템 및 그 제어방법을 제공한다.
상기와 같은 본 발명은 다수의 회로차단기와 연동되는 가능한 모든 범위의 회전익항공기에 대한 고장상황시나리오데이터를 시뮬레이터에 구축하고 교관석의 지시명령에 따라 조종석의 영상화면상에서 특정시나리오의 고장상황을 시현한후 조종훈련생의 대응 조작여부를 훈련하게하므로써, 회전익항공기의 조종사들이 실제 비행전에 회전익항공기의 다양한 고장상황에 대한 훈련기능을 미리 익숙하게 학습한후 실제 회전익항공기의 비행에 참여할 수 있게 하므로 그에 따라 훈련성능을 극대화하는 효과가 있다.

Description

고장상황실현기능이 구비된 헬리콥터 시뮬레이터시스템 및 그 제어방법{Helicopter Simulator having a Breakdown Situation Realizing Function and Controlling Method for the Same}

본 발명은 고장상황실현기능이 구비된 헬리콥터 시뮬레이터시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 특히 다수의 회로차단기와 연동되는 가능한 모든 범위의 회전익항공기에 대한 고장상황시나리오데이터를 시뮬레이터에 구축하고 교관석의 지시명령에 따라 조종석의 영상화면상에서 특정시나리오의 고장상황을 시현한후 조종훈련생의 대응 조작여부를 훈련하게하므로써, 훈련성능을 극대화하는 고장상황실현기능이 구비된 헬리콥터 시뮬레이터시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 시뮬레이션 장치는 모의실험을 의미하며, 주로 항공기, 선박, 철도차량 또는 각종 건설장비의 조종 훈련용으로 이용되며, 동일한 조건과 상황이 주어지고 기구적인 장치를 이용하여 현실감을 느끼면서 실제 상황에서의 조작 기술을 연습하기 위한 것이다. 그리고 상기와 같은 시뮬레이션 장치는 1930년대에 미국에서 최초로 기계적 시뮬레이터 형태로 고안되어 실용화되기 시작하다가 1950년대에 접어들면서 컴퓨터와 접목되어 플라이트 구동부(Flight Simulator)로 진보되고, 이후 1980년대에 들어 컴퓨터 그래픽이 고성능화되므로써, 주변의 화상도 동일시간에 생성할 수 있게 되므로 급속히 발전하였다. 최근에 개발된 비행시뮬레이터 장치는 조종훈련생이 교관이 설정한 환경에서 외부영상을 보면서 조종실(Cockpit)의 계기에 시현되는 항공기 상태를 파악하여 훈련을 실행하게된다. 그리고 상기와 같은 비행시뮬레이터는 통상 조종석시스템, 영상시스템, 교관석시스템, 주컴퓨터시스템 등 여러 서브시스템으로 구성된다.

그러면, 상기와 같은 종래 비행시뮬레이터 장치를 도 1을 참고로 살펴보면, 교관이 비행시뮬레이터장치(70)의 전체를 제어하고 훈련에 필요한 특정 상황을 부여하는 교관석시스템부(71)와;

상기 교관석시스템부(71)에 의해 부여된 훈련상황부여 명령신호를 해석하고 그에 대응되는 시뮬레이션 화면을 영상시스템부(72)에 구현하도록 제어하는 주컴퓨터시스템부(73)와;

상기 주컴퓨터시스템부(73)에 의해 구현된 영상시스템부(72)의 임무화면을 보면서 설정된 비행시뮬레이션 훈련을 실행시키는 조종석시스템부(74)와;

상기 조종석시스템부(74)의 비행시뮬레이션 훈련에 대응하여 실제 항공기의 비행과 유사한 움직임을 구현하는 시뮬레이션 몸체부(75)를 포함하여 구성된다.

한편, 상기와 같은 종래 비행시뮬레이터 장치의 동작은 먼저, 교관이 교관석시스템부(71)을 통해 비행시뮬레이터(70)의 전체를 제어하면서 훈련에 필요한 특정상황을 부여하는 명령신호를 주컴퓨터시스템부(73)로 입력시킨다. 그러면, 상기 주컴퓨터시스템부(73)는 상기 교관석시스템부(71)에 의해 부여된 훈련상황부여 명령신호를 해석한 후 그에 대응되는 시뮬레이션 화면을 조종석시스템부(74)상에 설치된 영상시스템부(72)상에 구현한다. 즉, 상기 주컴퓨터시스템부(73)는 시뮬레이션을 시작한 후, 시뮬레이션에 필요한 모든 항목에 대해 초기화를 수행한다. 그리고 상기 주컴퓨터시스템부(73)는 시뮬레이션 종료 명령이나 교관석시스템부(71)로부터의 요청사항(Request Queue) 등을 고려하여 해당 Queue를 수행하거나 혹은 시뮬레이션에 필요한 모든 스케줄 모듈(Schedule Modules)들을 호출하여 모의 대상에 대한 시뮬레이션을 수행한 후, 다음 단계(프레임) 실행을 위해 대기하는 형태로 시뮬레이션을 제어한다. 여기서, 상기 조종석시스템부(74)의 의자에 착석한 조종훈련생은 교관이 설정한 환경인 영상시스템부(72)상에 구현된 외부영상을 보면서 조종실(Cockpit)의 계기에 시현되는 항공기 상태를 파악하여, 항공기를 제어하면서 훈련을 수행하게 된다. 이 과정에서 상기 조종석시스템부(74)의 비행시뮬레이션 훈련에 대응하여 시뮬레이션 몸체부(75)는 실제 항공기의 비행과 유사한 움직임을 구현한다.

그러나, 상기와 같은 종래 비행시뮬레이터 장치는 다양한 고장상황에 대한 시뮬레이션기능이 구비되어 있지 않기 때문에 조종훈련생이 그러한 고장상황에 따른 비상상황처치훈련을 하는데 많은 제약이 따르므로 그에 따라 시뮬레이션 훈련성능을 상당히 저하되었으며, 설령 회로차단기를 통한 일부 고장상황기능이 시현된다 하더라도 우선신호처리기능이 없기 때문에 다수의 상황신호가 입력될 경우 과부하로 인하여 고장상황시현이 정상적으로 이루어지지 못하기 때문에 시뮬레이터의 동작안정성도 상당히 저하된다는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기위해 발명된 것으로, 회전익항공기의 다양한 고장상황에 대한 훈련기능을 조종사들이 미리 익숙하게 학습한후 실제 회전익항공기의 비행에 참여할 수 있게 하는 고장상황실현기능이 구비된 헬리콥터 시뮬레이터시스템 및 그 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 조종훈련생의 졸음상태를 검출하여 조종훈련생에게 경고함으로써, 조종훈련생의 주위를 환기시켜 시뮬레이션훈련에 집중하게 하므로 그에 따라 시뮬레이션 훈련의 집중도도 상당히 향상시키는 고장상황실현기능이 구비된 헬리콥터 시뮬레이터시스템 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기위한 본 발명은 교관이 가상의 고장상황실현에 필요한 특정 고장상황을 부여하는 교관석시스템부와;

상기 교관석시스템부에 의해 부여된 고장상황부여 명령신호를 해석하고 그에 대응되는 고장상황 시뮬레이션 화면을 구현하도록 제어하는 주컴퓨터시스템부와;

상기 주컴퓨터시스템부에 의한 구현제어신호에 따라 디스플레이의 화면에 특정 고장상황에 따른 영상화면을 시현하고 조종훈련생이 이를 보면서 고장상황에 긴급대처하는 비행시뮬레이션 훈련을 실행시키는 조종석시스템부와;

상기 조종석시스템부의 고장상황 비행시뮬레이션 훈련에 대응하여 실제 고장상황에 직면한 항공기의 비행과 유사한 움직임을 구현하는 시뮬레이션 몸체부를 포함하는 고장상황실현기능이 구비된 헬리콥터 시뮬레이터시스템을 제공한다.

본 발명의 또 다른 특징은 시뮬레이터에 전원이 공급될 경우 시뮬레이터에 대한 자체 고장진단을 실행하고 그 결과를 표시하는 제1 과정과;

상기 제1 과정후에 교관석시스템부에서 가상의 고장상황실현에 필요한 특정 고장상황을 부여하는 제2 과정과;

상기 제2 과정후에 주컴퓨터시스템부가 교관석시스템부에 의해 부여된 고장상황부여 명령신호를 해석하여 구현제어신호를 생성하고 이 구현제어신호에 따라 조종석시스템부가 디스플레이의 화면에 특정 고장상황에 따른 영상화면을 시현하므로 조종훈련생이 이를 보면서 고장상황에 긴급대처하는 비행시뮬레이션 훈련을 실행시키는 제3 과정을 포함하는 고장상황실현기능이 구비된 헬리콥터 시뮬레이터시스템의 제어방법을 제어한다.

상기와 같은 본 발명에 의하면, 다수의 회로차단기와 연동되는 가능한 모든 범위의 회전익항공기에 대한 고장상황시나리오데이터를 시뮬레이터에 구축하고 교관석의 지시명령에 따라 조종석의 영상화면상에서 특정시나리오의 고장상황을 시현한후 조종훈련생의 대응 조작여부를 훈련하게하므로써, 회전익항공기의 조종사들이 실제 비행전에 회전익항공기의 다양한 고장상황에 대한 훈련기능을 미리 익숙하게 학습한후 실제 회전익항공기의 비행에 참여할 수 있게 하므로 그에 따라 훈련성능을 극대화하는 효과가 있다.

또한, 상기와 같은 본 발명은 조종훈련생의 졸음상태를 검출하여 조종훈련생에게 경고함으로써, 조종훈련생의 주위를 환기시켜 시뮬레이션훈련에 집중하게 하므로 그에 따라 시뮬레이션 훈련의 집중도도 상당히 향상시키는 효과도 있다.

도 1은 종래 비행시뮬레이터 장치의 일례를 설명하는 설명도.
도 2는 본 발명에 따른 고장상황실현기능이 구비된 헬리콥터 시뮬레이터시스템을 설명하는 설명도.
도 3의 (a)는 본 발명에 따른 회로차단기패널형상을 설명하는 설명도,
(b)는 본 발명에 따른 교관석시스템부의 디스플레이상에 소프웨어적으로 구현되는 회로차단기 아이콘을 설명하는 설명도.
도 4는 본 발명의 플로우차트.

이하, 본 발명에 따른 고장상황실현기능이 구비된 헬리콥터 시뮬레이터시스템의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

그러나 본 발명은 여기서 설명되어지는 본 발명에 따른 고장상황실현기능이 구비된 헬리콥터 시뮬레이터시스템의 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급되지 않는 한 복수형도 포함된다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)." 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자가 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

실시예

도 2는 본 발명에 따른 고장상황실현기능이 구비된 헬리콥터 시뮬레이터시스템의 일실시예를 개략적으로 설명하는 설명도이고, 도 3의 (a)는 본 발명에 따른 회로차단기패널형상을 설명하는 설명도이며, (b)는 본 발명에 따른 교관석시스템부의 디스플레이상에 소프웨어적으로 구현되는 회로차단기 아이콘을 설명하는 설명도이고, 도 4는 본 발명의 플로우차트이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 고장상황실현기능이 구비된 헬리콥터 시뮬레이터시스템은,

교관이 비행시뮬레이터시스템(1)의 전체기능을 제어하고 가상의 고장상황실현에 필요한 특정 고장상황을 부여하는 교관석시스템부(2)와;

상기 교관석시스템부(2)에 의해 부여된 고장상황부여 명령신호를 해석하고 그에 대응되는 고장상황 시뮬레이션 화면을 구현하도록 제어하는 주컴퓨터시스템부(3)와;

상기 주컴퓨터시스템부(3)에 의한 구현제어신호에 따라 영상발생기(도시안됨)를 구동하여 디스플레이(4)의 화면에 특정 고장상황에 따른 영상화면을 시현하고 조종훈련생이 이를 보면서 고장상황에 긴급대처하는 비행시뮬레이션 훈련을 실행시키는 조종석시스템부(5)와;

상기 조종석시스템부(5)의 고장상황 비행시뮬레이션 훈련에 대응하여 실제 고장상황에 직면한 항공기의 비행과 유사한 움직임을 구현하는 시뮬레이션 몸체부(6)를 포함하여 구성된다.

그리고 상기 조종석시스템부(5)에는 고장상황 시뮬레이션을 시현하기위해 회로를 차단하는 복수개의 회로차단기(7)와, 상기 복수개의 회로차단기(7) 예컨대, 174개 이상의 회로차단기(7)를 300개 이상의 고장상황과 조합시켜 다양한 고장상황 예컨대, 무한대의 고장상황을 구현하는 제어패널(8)을 더 포함한다.

여기서, 상기 제어패널(8)은 주컴퓨터시스템부(3)로부터 구현제어신호에 포함되어 전송되는 다수의 고장상황신호들을 우선순위에 따라 순차적으로 처리하므로 회로차단기(7)의 과부하현상을 제거하게 된다.

이때, 상기 우선순위는 선입선출(FIFO, First In First Out)방식으로 처리된다.

또한 상기 조종석시스템부(5)는 조종사가 고장상황을 인식하여 조작하는 누름, 당김기능을 처리하는 TRIP기능을 조작패널부상에 구현하게 된다.

더 나아가, 상기 교관석시스템부(2)에는 도 3의 (b)에 도시된 바와같이 디스플레이의 화면상에 소프트웨어적으로 고장상황을 시현할 수 있는 회로차단기 아이콘형상이 구현되어 교관이 해당 아이콘형상을 클릭할 경우 해당 아이콘형상과 연동되는 고장상황이 조종석시스템부(5)상에 구현되게 된다.

이에 더하여, 본 발명의 또 다른 실시예로, 조종석시스템부(5)는 조종훈련생의 졸음상태를 검출하여 조종훈련생에게 경고함으로써, 조종훈련생의 주위를 환기시켜 시뮬레이션훈련에 집중하게 한다.

다음에는 상기와 같은 구성으로 된 본 발명의 제어방법을 설명한다.

본 발명의 방법은 도 4에 도시된 바와같이 초기상태(S1)에서 시뮬레이터에 전원이 공급될 경우 시뮬레이터에 대한 자체 고장진단을 실행하고 그 결과를 표시하는 제1 과정(S2)과;

상기 제1 과정(S2)후에 교관석시스템부에서 가상의 고장상황실현에 필요한 특정 고장상황을 부여하는 제2 과정(S3)과;

상기 제2 과정(S3)후에 주컴퓨터시스템부가 교관석시스템부에 의해 부여된 고장상황부여 명령신호를 해석하여 구현제어신호를 생성하고 이 구현제어신호에 따라 조종석시스템부가 디스플레이의 화면에 특정 고장상황에 따른 영상화면을 시현하므로 조종훈련생이 이를 보면서 고장상황에 긴급대처하는 비행시뮬레이션 훈련을 실행시키는 제3 과정(S4)을 포함하여 구성된다.

그리고 상기 제3 과정(S4)에는 조종석시스템부로 입력되는 다수의 고장상황신호들을 선입선출방식의 우선순위에 따라 순차적으로 처리하는 우선순위처리단계를 더 포함한다.

더 나아가, 상기 제3 과정(S4)에는 시뮬레이션 몸체부가 조종석시스템부의 고장상황 비행시뮬레이션 훈련에 대응하여 실제 고장상황에 직면한 항공기의 비행과 유사한 움직임을 구현하는 리얼효과 시현단계를 더 포함한다.

환언하면, 본 발명에 의한 고장상황실현기능이 구비된 헬리콥터 시뮬레이터시스템(1)은 먼저, 시뮬레이터시스템(1)에 전원이 공급될 경우 시뮬레이터시스템(1)에 대한 자체 고장진단을 실행하고 그 결과를 표시한다. 그리고 상기 시뮬레이터시스템(1)의 전체를 제어하면서 교관이 교관석시스템부(2)을 통해 훈련에 필요한 특정상황을 부여하는 명령신호를 주컴퓨터시스템부(3)로 입력시킨다. 그러면, 상기 주컴퓨터시스템부(3)는 상기 교관석시스템부(2)에 의해 부여된 훈련상황부여 명령신호를 해석한 후 그에 대응되는 시뮬레이션 화면을 조종석시스템부(5)상에 설치된 디스플레이(4)상에 구현한다.

이 과정에서, 상기 교관이 교관석시스템부(2)의 디스플레이 화면상에 소프트웨어적으로 구현되는 고장상황을 도 3의 (b)에 도시된 바와같이 시현할 수 있는 회로차단기 아이콘형상중 조종훈련생의 학습에 필요한 고장상황에 대응하는 해당 아이콘형상을 클릭할 경우 해당 아이콘형상과 연동되는 고장상황 제어신호가 주컴퓨터시스템부(3)로 부여된다.

그러면, 상기 주컴퓨터시스템부(3)는 교관석시스템부(2)에 의해 부여된 고장상황부여 명령신호를 해석하여 구현제어신호를 생성하고 이 구현제어신호에 따라 조종석시스템부(5)가 디스플레이(4)의 화면에 특정 고장상황에 따른 영상화면을 시현하므로 조종훈련생이 이를 보면서 고장상황에 긴급대처하는 비행시뮬레이션 훈련을 실행시킨다. 여기서, 본 발명의 시뮬레이션 몸체부(6)는 조종석시스템부(5)의 고장상황 비행시뮬레이션 훈련에 대응하여 실제 고장상황에 직면한 항공기의 비행과 유사한 움직임을 구현한다.

즉, 상기 조종석시스템부(5)의 제어패널(8)은 복수개의 회로차단기(7) 예컨대, 174개 이상의 회로차단기(7)를 300개 이상의 고장상황과 조합시켜 다양한 고장상황을 구현하여 조종석시스템부(5)의 디스플레이상에 표시한다. 이때, 상기 조종석시스템부(5)의 제어패널(8)은 주컴퓨터시스템부(3)로부터 구현제어신호에 포함되어 전송되는 다수의 고장상황신호들을 선입선출방식의 우선순위에 따라 순차적으로 처리하므로 회로차단기(7)의 과부하현상을 제거하게 된다.

이 과정에서, 상기 조종석시스템부(5)는 조종훈련생이 도 3의 (a)에 도시된 바와같이 TRIP이 형성된 조작패널부(9)상에서 고장상황을 인식하여 누름, 당김기능을 처리하는 TRIP기능을 조작할 경우 이에 대응하여 고장상황시뮬레이션과정을 실행한다.

더 나아가, 상기과정에서, 시뮬레이션 몸체부(6)는 조종석시스템부(5)의 고장상황 비행시뮬레이션 훈련에 대응하여 실제 고장상황에 직면한 항공기의 비행과 유사한 움직임을 구현한다. 또한, 상기 조종석시스템부(5)는 조종훈련생의 졸음상태를 검출하여 조종훈련생에게 경고함으로써, 조종훈련생의 주위를 환기시켜 시뮬레이션훈련에 집중하게 하므로 그에 따라 시뮬레이션 훈련의 집중도를 향상시키게 한다.

1 : 비행시뮬레이터시스템 2 : 교관석시스템부
3 : 주컴퓨터시스템부 4 : 디스플레이
5: 조종석시스템부 6 : 시뮬레이션 몸체부
7: 회로차단기 8 : 제어패널
9 : 조작패널부

Claims (6)

1. 교관이 가상의 고장상황실현에 필요한 특정 고장상황을 부여하는 교관석시스템부와; 상기 교관석시스템부에 의해 부여된 고장상황부여 명령신호를 해석하고 그에 대응되는 고장상황 시뮬레이션 화면을 구현하도록 제어하는 주컴퓨터시스템부와; 상기 주컴퓨터시스템부에 의한 구현제어신호에 따라 디스플레이의 화면에 특정 고장상황에 따른 영상화면을 시현하고 조종훈련생이 이를 보면서 고장상황에 긴급대처하는 비행시뮬레이션 훈련을 실행시키는 조종석시스템부와; 상기 조종석시스템부의 고장상황 비행시뮬레이션 훈련에 대응하여 실제 고장상황에 직면한 항공기의 비행 움직임을 가상으로 구현하는 시뮬레이션 몸체부를 포함하여 구성하되;
   상기 조종석시스템부는 고장상황 시뮬레이션을 시현하기위해 회로를 차단하는 복수개의 회로차단기와, 상기 복수개의 회로차단기를 복수개의 고장상황과 조합시켜 다양한 고장상황을 구현하는 제어패널을 더 포함하고,
   상기 제어패널은 주컴퓨터시스템부로부터 구현제어신호에 포함되어 전송되는 다수의 고장상황신호들을 선입선출방식의 우선순위에 따라 순차적으로 처리하며,
   상기 교관석시스템부는 디스플레이의 화면상에 소프트웨어적으로 고장상황을 시현할 수 있는 회로차단기 아이콘형상이 구현되어 교관이 해당 아이콘형상을 클릭할 경우 해당 아이콘형상과 연동되는 고장상황이 조종석시스템부의 디스플레이에 구현되게하는 것을 특징으로 하는 고장상황실현기능이 구비된 헬리콥터 시뮬레이터시스템.
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