RU2114460C1

RU2114460C1 - Method of performing training flight and device for realization of this method

Info

Publication number: RU2114460C1
Application number: RU97112759/28A
Authority: RU
Inventors: Александр Васильевич Фирсов; Виктор Николаевич Ганцев; Анатолий Федорович Торгачев; Андрей Алексеевич Буфалов; Андрей Михайлович Евтеев
Original assignee: Александр Васильевич Фирсов; Виктор Николаевич Ганцев; Анатолий Федорович Торгачев; Андрей Алексеевич Буфалов; Андрей Михайлович Евтеев
Priority date: 1997-07-29
Filing date: 1997-07-29
Publication date: 1998-06-27

Abstract

FIELD: aeronautical engineering; performing training flights. SUBSTANCE: use may be made of real flying vehicle for simulation of training flight without real start or engines under any conditions of basing. Flight is effected through action on real controls of flying; in case there is danger of damage to separate items of on-board equipment and to change in positions of these controls, simulators fitted at locations corresponding to these controls may be used. Additionally to display of the beyond-cabin visual situation, display of panels of instrument equipment is simulated on screens. Operation of units and systems of flying vehicle is simulated by means of simulators of the respective units and systems. Loading the power control members is effected through loading device of flying vehicle by the parameters simulated by the signal processing unit. Provision is made for check of flight of one or several crews on side of the instructor. EFFECT: reduction of expenses required for training the flying personnel and maintenance of their flying skill; enhanced safety of performing training flights; saving of fuel and service life both of flying vehicle and its equipment. 4 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к способам выполнения тренировочного полета в кабине экипажа летательного аппарата, и устройствам подготовки летных экипажей к полетам на авиационных тренажерах. The invention relates to aircraft, in particular, to methods for performing a training flight in the cockpit of an aircraft, and to devices for preparing flight crews for flights on flight simulators.

Известны различные способы выполнения тренировочного полета непосредственно на летательном аппарате. Наиболее близким прототипом изобретения является способ выполнения полета с помощью тренировочной системы для летательного аппарата, заключающийся в том, что во время полета пилоту и другим членам экипажа в кабине экипажа на установленном перед ними экране имитируют рельеф местности, над которой "выполняют" низковысотный тренировочный полет, хотя реальный полет выполняют на назначенной высоте от 1000 м до 3000 м и выше в другой назначенной местности. При этом пилот воздействует на органы управления летательного аппарата, его агрегатов и систем, с датчиков которых сигналы поступают на вход блока обработки сигналов, в котором в соответствии с действиями пилота формируют набегающую закабинную визуальную информацию на экране. Дополнительно к изображению наблюдаемой местности имитируют показания имеющегося на борту приборного оборудования (высотомеры, навигационные приборы, радары и др.) так, что создают условия реальности низковысотного полета, причем с помощью базы данных тренировочного полета имитируют положение целей, состояние угрозы со стороны средств противовоздушной обороны и летательных аппаратов противника, условия применения вооружения. Визуализацию видимой части траектории снарядов, их воздействие на цели интегрируют с визуализацией закабинного пространства на экране. Способ может использоваться как на отдельном летательном аппарате, так и при групповом полете, если все летательные аппараты оборудованы такой системой и осуществляют взаимный обмен данными о положении в воздушном пространстве, маневре и применении вооружения, как непосредственно между собой, так и через наземный пункт управления. Система для выполнения тренировочного полета включает реальный летательный аппарат с органами управления и приборным оборудованием, экран, расположенный в кабине экипажа на уровне взгляда у переднего остекления фонаря кабины, блок обмена данными с пунктом управления и при групповом полете с другими летательными аппаратами, узел подвески контейнера, устройство сопряжения оборудования летательного аппарата с оборудованием контейнера, подвешиваемый к летательному аппарату удобообтекаемый контейнер, в котором расположены устройство генерирования закабинной визуальной обстановки, блок обработки сигналов, включающий устройство вычисления навигационных параметров, блок моделирования наземных и воздушных целей, блок моделирования рельефа местности, вычислитель трехмерного изображения [1]. При таком способе выполнения тренировочного полета загрузка силовых органов управления летательного аппарата, таких, например, как ручка управления летательным аппаратом, педали и др. осуществляется через устройство загрузки силовых органов управления, входящее, как правило, в систему автоматического управления. There are various methods for performing a training flight directly on the aircraft. The closest prototype of the invention is a method of performing a flight using a training system for an aircraft, which consists in the fact that during the flight the pilot and other crew members in the cockpit on the screen installed in front of them simulate the terrain over which a low-altitude training flight is “performed”, although a real flight is performed at a designated altitude of 1000 m to 3000 m and higher in another designated area. In this case, the pilot acts on the controls of the aircraft, its units and systems, from the sensors of which the signals are fed to the input of the signal processing unit, in which, in accordance with the actions of the pilot, the on-board visual information is generated on the screen. In addition to the image of the observed area, they simulate the readings of instrumentation on board (altimeters, navigation devices, radars, etc.) so that they create low-altitude flight reality conditions, and with the help of a training flight database they simulate the position of targets, the state of threat from air defense and enemy aircraft, the conditions for the use of weapons. The visualization of the visible part of the projectile trajectory, their impact on the targets is integrated with the visualization of the cockpit space on the screen. The method can be used both on a separate aircraft and in group flight, if all aircraft are equipped with such a system and exchange information about the position in the airspace, maneuver and use of weapons, both directly between themselves and through the ground control point. The system for performing a training flight includes a real aircraft with controls and instrumentation, a screen located in the cockpit at a glance level at the front glazing of the cockpit lantern, a data exchange unit with a control center and during group flight with other aircraft, a container suspension unit, a device for interfacing the equipment of the aircraft with the equipment of the container, a conveniently flowing container suspended from the aircraft, in which the device is located the generation of the downhole visual environment, a signal processing unit including a device for calculating navigation parameters, a ground and air targets modeling block, a terrain modeling block, a three-dimensional image computer [1]. With this method of performing a training flight, the loading of the power controls of the aircraft, such as, for example, the control stick of the aircraft, pedals, etc., is carried out through the loading device of the power controls, which is usually included in the automatic control system.

Однако, для выполнения такого способа тренажа необходимо обеспечить требуемую безопасность полетов в назначенном для полета районе от столкновения с другими летательными аппаратами, а безотказная работа устройств системы должна исключить проявление отказов и сбоев во время тренажа и при переходе на режим нормальной эксплуатации летательного аппарата, особенно на этапах взлета и посадки. Использование во время тренировочного полета реального приборного оборудования летательного аппарата для индикации условий имитируемого полета вызывает необходимость доработки бортового оборудования и предварительного согласования его работы с блоками контейнера, что связано с дополнительными трудозатратами по тарировке и настройке приборов и датчиков. Кроме того, выполнение тренировочных полетов требует дополнительного расхода топлива и ресурса как самого летательного аппарата, так и привлекаемых для обеспечения полета летательного аппарата различных наземных средств и служб. Такой способ подготовки летных экипажей летательных аппаратов к полетам и для отработки тактических приемов взаимодействия летательных аппаратов при групповом полете неприемлем по условиям взаимной безопасности полетов и особенно при ведении боевых действий, когда условия базирования и обеспечения наземных служб не позволяют производить тренировочные полеты. Особую проблему создает подготовка групповых полетов на боевое применение в условиях дефицита времени, когда необходимо проработать конкретное боевое задание с несколькими экипажами одновременно. However, to perform this method of training, it is necessary to ensure the required flight safety in the area designated for the flight from collision with other aircraft, and the failure-free operation of the system devices should exclude the occurrence of failures and malfunctions during training and when switching to the normal operation of the aircraft, especially take-off and landing stages. The use of real instrumentation equipment of an aircraft during a training flight to indicate the conditions of a simulated flight necessitates refinement of the onboard equipment and preliminary coordination of its work with the container blocks, which is associated with additional labor costs for calibration and adjustment of instruments and sensors. In addition, the implementation of training flights requires additional fuel consumption and the resource of both the aircraft itself and various ground-based facilities and services involved in ensuring the flight of the aircraft. This method of preparing flight crews for flying and for practicing tactical techniques for the interaction of aircraft during group flight is unacceptable under the conditions of mutual safety of flights, and especially when conducting combat operations, when the conditions for basing and providing ground services do not allow training flights. A special problem is the preparation of group flights for combat use in the face of a shortage of time, when it is necessary to work out a specific combat mission with several crews simultaneously.

Известны также способы и устройства подготовки экипажей летательных аппаратов к полетам с помощью комплексных и процедурных авиационных тренажеров, которые расположены в отдельных помещениях эксплуатирующих организаций, и обеспечивают полную или частичную имитацию рабочих мест экипажа летательного аппарата [2,3]. Такие тренажеры оборудованы под конкретный тип летательного аппарата. Однако они не рациональны для использования в условиях временного базирования летательных аппаратов из-за больших трудозатрат на их транспортировку. Кроме того, тренировочный полет на комплексном авиационном тренажере не обеспечивает того психологического настроя экипажа, который можно добиться, если тренаж выполнять в кабине реального летательного аппарата. There are also known methods and devices for training crews of aircraft for flights using integrated and procedural flight simulators, which are located in separate rooms of operating organizations, and provide full or partial imitation of the crew seats of an aircraft [2,3]. Such simulators are equipped for a specific type of aircraft. However, they are not rational for use in the conditions of temporary basing of aircraft due to the high labor costs for their transportation. In addition, a training flight on an integrated flight simulator does not provide the psychological mood of the crew that can be achieved if the simulator is performed in the cockpit of a real aircraft.

В предлагаемом техническом решении реализуется возможность использования летательного аппарата для выполнения имитации тренировочного полета без реального запуска двигателей в любых условиях его базирования: будет ли это промежуточный аэродром при перелете или базирование в условиях соприкосновения с войсками противника и ведения боевых действий. Технический результат заявляемого изобретения выражается в сокращении затрат на обучение летного состава и поддержание их профессиональных навыков, в повышении технической безопасности выполнения тренажа, в экономии топлива и сбережении технического ресурса как самого летательного аппарата, так и ресурса технических средств обеспечения полетов. Реализация изобретения способствует снижению трудозатрат при подготовке летательного аппарата к тренажу, так как не требуется доработка бортового оборудования, тарировка и настройка приборного оборудования летательного аппарата при сопряжении его с вычислительной машиной, а размещение вычислительной машины в отдельном контейнере способствует повышению мобильности использования оборудования, привлекаемого для реализации данного способа на любом типе летательного аппарата. Кроме того, такой способ выполнения тренировочного полета не требует повышенных мер обеспечения безопасности полетов, так как нет необходимости в выделении для проведения тренажа специальных зон воздушного пространства безопасных с точки зрения исключения столкновения с другими летательными аппаратами, совершающими полет в этой зоне или участвующими в групповом полете, а также при таком полете не подвергается опасности в случае аварийной ситуации в воздухе сам экипаж летательного аппарата и население, проживающее в районе этой зоны. The proposed technical solution makes it possible to use an aircraft to simulate a training flight without actually starting the engine in any conditions of its basing: whether it will be an intermediate airfield during a flight or basing in contact with the enemy troops and conducting military operations. The technical result of the claimed invention is expressed in reducing the cost of training flight personnel and maintaining their professional skills, in improving the technical safety of the training, in saving fuel and saving the technical resource of both the aircraft itself and the resource of flight support equipment. The implementation of the invention helps to reduce labor costs in preparing the aircraft for the simulator, since it is not necessary to finalize the on-board equipment, calibrate and configure the instrumentation of the aircraft when it is paired with a computer, and the placement of the computer in a separate container helps to increase the mobility of using the equipment involved in the implementation this method on any type of aircraft. In addition, this method of performing a training flight does not require increased safety measures, since there is no need to allocate for the training of special zones of airspace safe from the point of view of eliminating collisions with other aircraft flying in this area or participating in group flight , as well as during such a flight, the crew of the aircraft and the population living in the area of this zone are not exposed to danger in the event of an emergency in the air.

Данный технический результат достигается тем, что запуск двигателей и изменение положения отдельных органов управления агрегатами и системами, воздействие на которые может привести к поломке, выходу из строя системы, выполняют с помощью имитаторов этих органов управления, установленных на соответствующих этим органам местах, дополнительно имитируют на экранах отображение панелей приборного оборудования, осуществляют загрузку силовых органов управления летательного аппарата по моделируемым параметрам для создания на них усилий, соответствующих условиям реального полета, формируют акустические эффекты, сопровождающие полет, и документируют информацию о процессе выполнения полета в блоке базы данных. This technical result is achieved by the fact that starting the engines and changing the position of the individual controls of the units and systems, the impact on which can lead to breakdown, failure of the system, is performed using simulators of these controls installed in the places corresponding to these bodies, additionally simulate screens display panels of instrumentation, load the power controls of the aircraft according to the simulated parameters to create efforts on them, corresponding to the conditions of a real flight, they form the acoustic effects that accompany the flight, and document the information about the flight process in the database unit.

Достижение технического результата осуществляется благодаря устройству для выполнения тренировочного полета, в котором на органах управления, воздействие на которые может привести к поломке, выходу из строя системы и запуску двигателей закреплены их имитаторы, перед пилотом и другими членами экипажа в зоне обзора приборного оборудования дополнительно расположены экраны отображения панелей приборного оборудования, в контейнере дополнительно расположены блок формирования изображения панелей приборного оборудования, блок моделирования акустических эффектов, блок моделирования силовой установки, блок моделирования системы вооружения, блок моделирования работы агрегатов и систем летательного аппарата, блок моделирования других летательных аппаратов, участвующих в групповом полете, а блок обработки сигналов дополнительно включает блок моделирования динамики полета летательного аппарата, причем блок обработки сигналов подключен к датчикам органов управления и устройству загрузки силовых органов управления, имеет обратные связи с блоком обмена данными и блоком базы данных тренировочного полета, выходы блока обработки сигналов соединены с устройством генерирования закабинной визуальной обстановки, блоком формирования изображения панелей приборного оборудования, блоком моделирования акустических эффектов, выходы которых соединены соответственно с экранами отображения визуальной обстановки, экранами отображения панелей приборного оборудования и устройством предъявления звуковой информации, причем блок моделирования наземных и воздушных целей, блок моделирования других летательных аппаратов, участвующих в групповом полете, блок моделирования рельефа местности, блок моделирования системы вооружения, блок моделирования динамики полета летательного аппарата, устройство вычисления навигационных параметров подключены к вычислителю трехмерного изображения, а блоки моделирования динамики полета, моделирования силовой установки, моделирования работы агрегатов и систем летательного аппарата, моделирования системы вооружения сопряжены друг с другом. The achievement of the technical result is carried out thanks to the device for performing a training flight, in which the controls, the impact on which can lead to breakdown, system failure and starting the engines, their simulators are fixed, screens are additionally located in front of the pilot and other crew members in the instrument viewing area display panels of instrumentation equipment, in the container an additional block for forming an image of panels of instrumentation equipment, a block of simulators is located acoustic effects unit, a power unit simulation unit, an armament system simulation unit, an aircraft unit and engine simulation unit, other aircraft participating in a group flight simulation unit, and a signal processing unit further includes an aircraft flight dynamics modeling unit, the processing unit signal is connected to the sensors of the controls and the loading device of the power controls, has feedback from the data exchange unit and unit data bases of the training flight, the outputs of the signal processing unit are connected to the device for generating a booth visual environment, an imaging unit for instrument panel panels, an acoustic effects modeling unit, the outputs of which are connected respectively to visual environment display screens, instrument panel display screens and a sound information presentation device, moreover, the modeling block of ground and air targets, the modeling block of other aircraft Atoms participating in group flight, a terrain modeling unit, an armament system modeling unit, an aircraft flight dynamics modeling unit, a navigation parameter calculating device are connected to a three-dimensional image computer, and flight dynamics modeling units, a power plant simulation, and the operation of aircraft units and systems apparatus, simulation of weapons systems are interconnected.

Другим важным техническим результатом изобретения, способа выполнения тренировочного полета, является расширение функций контроля за выполнением тренировочного полета со стороны инструктора (руководителя полета) за счет того, что дополнительно в реальном масштабе времени на рабочем месте инструктора в пункте управления принимают информацию о ходе выполнения полета каждого летательного аппарата, осуществляют обработку данных полета в вычислительной машине инструктора и по запросу инструктора на его устройстве отображения информации с помощью вычислительной машины воспроизводят действия контролируемого экипажа (положение органов управления, панели приборного оборудования или отдельные приборы панелей), формируют с выбранным ракурсом трехмерное изображение имитируемой зоны тренировочного полета с учетом взаимного расположения всех находящихся там летательных аппаратов, наземных и воздушных целей, и случаев применения вооружения, с помощью органов управления инструктора производят ввод изменений в сценарий выполнения тренировочного полета, причем ввод команд инструктора в блок базы данных экипажа осуществляют автоматически по каналам обмена данными, связывающим блоки баз данных экипажей с вычислительной машиной инструктора. Another important technical result of the invention, a method of performing a training flight, is the expansion of the control over the implementation of a training flight by the instructor (flight leader) due to the fact that additional information in real time at the instructor’s workplace at the control point receives information on the progress of each flight the aircraft, process the flight data in the instructor’s computer and, at the request of the instructor, on its information display device and using a computer, they reproduce the actions of the controlled crew (the position of the controls, dashboards, or individual dashboards), form with a selected angle a three-dimensional image of the simulated training flight zone, taking into account the relative position of all aircraft located there, ground and air targets, and cases the use of weapons, with the help of the instructor's controls, enter changes to the scenario of the training flight, and the command d instructors in the crew database block are automatically carried out via data exchange channels connecting the crew database blocks with the instructor's computer.

Для осуществления контроля за деятельностью экипажей предлагается устройство, которое дополнительно содержит рабочее место инструктора, которое включает устройство отображения информации, органы управления инструктора, вычислительную машину, состоящую из блока обмена данными, блока базы данных инструктора, блока обработки данных, вычислителя трехмерного изображения и блока предъявления информации. To monitor the activities of the crews, a device is proposed that additionally contains an instructor's workplace, which includes an information display device, instructor controls, a computer consisting of a data exchange unit, an instructor database unit, a data processing unit, a three-dimensional image calculator, and a presentation unit information.

На фиг.1 представлено расположение летательного аппарата, контейнера со специальным оборудованием и машин, обеспечивающих систему энергоснабжения, при выполнении имитации тренировочного полета. Figure 1 shows the location of the aircraft, a container with special equipment and machines that provide a power supply system when performing a simulation training flight.

На фиг.2 показано расположение экрана отображения закабинной визуальной обстановки и экрана отображения панелей приборного оборудования в кабине летного экипажа, состоящего из одного пилота. Figure 2 shows the location of the display screen cockpit visual environment and the display screen of the panels of the instrumentation in the cockpit, consisting of one pilot.

На фиг. 3 представлена структурная схема реализации предлагаемого способа выполнения тренировочного полета. In FIG. 3 presents a structural diagram of the implementation of the proposed method for performing a training flight.

На фиг. 4 показан пример выполнения блока обработки сигналов. In FIG. 4 shows an example of execution of a signal processing unit.

На фиг. 5 представлены составные элементы рабочего места инструктора. In FIG. 5 presents the constituent elements of the instructor's workplace.

Реализация предлагаемого способа выполнения тренировочного полета осуществляется на реальном летательном аппарате 1 с подключенными к нему контейнером 2, включающем специальное оборудование для тренажа, и системой энергоснабжения 3, обеспечивающей работу электрооборудования, гидро- и пневмосистем летательного аппарата (фиг.1). В качестве системы энергоснабжения могут использоваться специализированные машины аэродромного обеспечения типа АПА (агрегат питания аэродромный) и УПГ (установка питающая гидравлическая) или ЭГУ (электро-гидроустановка). При необходимости, если нельзя сымитировать уборку шасси, перед выполнением тренажа летательный аппарат может быть установлен на гидроподъемники, обеспечивающие безопасную уборку шасси. Устройство сопряжения 4 обеспечивает подключение оборудования, расположенного на летательном аппарате 1, к оборудованию контейнера 2. Перед выполнением тренировочного полета в кабине экипажа летательного аппарата перед пилотом, а при необходимости и перед каждым членом экипажа, устанавливаются (фиг. 2) экраны отображения закабинной визуальной обстановки 5 и экраны отображения панелей приборного оборудования 6, а на органах управления летательным аппаратом, его агрегатов и систем, воздействие на которые может привести к таким нежелательным последствиям, как поломка, выход из строя системы, закрепляют их имитаторы. С целью исключения запуска двигателей во время тренажа на кнопках запуска закрепляются их имитаторы. Implementation of the proposed method for performing a training flight is carried out on a real aircraft 1 with a container 2 connected to it, including special equipment for training, and a power supply system 3 that ensures the operation of electrical equipment, hydraulic and pneumatic systems of the aircraft (Fig. 1). As an energy supply system, specialized airfield support vehicles such as APA (airfield power supply unit) and UPG (hydraulic power unit) or EGU (electric hydroelectric unit) can be used. If necessary, if it is impossible to simulate landing gear cleaning, before performing the exercise, the aircraft can be mounted on hydraulic lifts that ensure safe landing gear cleaning. The interface device 4 provides the connection of the equipment located on the aircraft 1 to the equipment of the container 2. Before performing a training flight in the cockpit of the aircraft before the pilot, and, if necessary, in front of each crew member, are installed (Fig. 2) display screens cabin visual environment 5 and screens for displaying panels of instrumentation equipment 6, and on the controls of the aircraft, its units and systems, the impact on which may lead to such undesirable their consequences, such as failure, failure of the system, their simulators fix. In order to avoid starting the engines during the training, their simulators are fixed on the start buttons.

Тренировочный полет выполняется экипажем путем воздействия на реальные органы управления и их имитаторы, с датчиков которых сигналы поступают на вход блока обработки сигналов 8 контейнера 2 и на вход устройства загрузки силовых органов управления 9 системы автоматического управления летательного аппарата. В свою очередь с выхода блока обработки сигналов 8 на вход устройства загрузки силовых органов управления 9 летательного аппарата поступают моделируемые сигналы, необходимые для создания на этих органах таких усилий, какие могут возникать в условиях реального полета (фиг.3). A training flight is performed by the crew by acting on real controls and their simulators, from the sensors of which the signals are fed to the input of the signal processing unit 8 of the container 2 and to the input of the loading device of the power controls 9 of the aircraft’s automatic control system. In turn, from the output of the signal processing unit 8, simulated signals are received at the input of the loading device of the power controls 9 of the aircraft, which are necessary to create such forces on these bodies that can occur in real flight conditions (Fig. 3).

Состав и размещение основных элементов устройства для реализации предлагаемого способа выполнения тренировочного полета представлены на фиг.3 и 4. В летательном аппарате 1 помимо реальных органов управления летательным аппаратом, его агрегатов и систем или имитаторов этих органов управления (на фиг. 3 органы управления и их имитаторы обозначены поз. 7), устройства загрузки силовых органов управления 9 и устройства предъявления звуковой информации 10 в кабине экипажа расположены экраны отображения закабинной визуальной обстановки 5 и экраны отображения панелей приборного оборудования 6. В контейнере 2 размещается оборудование, обеспечивающее выполнение тренажа: устройство генерирования закабинной визуальной обстановки 11, блок формирования изображения панелей приборного оборудования 12, блок моделирования акустических эффектов 13, блок обработки сигналов 8, блок базы данных тренировочного полета 14, блок обмена данными 15. The composition and placement of the main elements of the device for implementing the proposed method for performing a training flight are presented in Figs. 3 and 4. In the aircraft 1, in addition to the real controls of the aircraft, its units and systems or simulators of these controls (in Fig. 3, the controls and their simulators are indicated by pos. 7), loading devices of power controls 9 and devices for presenting audio information 10 in the cockpit there are display screens of the cockpit visual environment 5 and a screen Display panels of instrumentation equipment 6. In container 2 there is equipment that provides the following training: a device for generating an external visual environment 11, an imaging unit for panels of instrumentation 12, an acoustic effects modeling unit 13, a signal processing unit 8, a training flight database unit 14, data exchange unit 15.

Если производится групповой тренировочный полет, то все летательные аппараты оснащаются оборудованием, необходимым для выполнения группового тренировочного полета. Для выполнения группового тренировочного полета может использоваться один контейнер оборудованием. При этом каждый летательный аппарат с размещенным в нем оборудованием должен быть подключен к контейнеру через индивидуальное устройство сопряжения, либо осуществлять обмен данными о ходе выполнения тренировочного полета по каналам радиосвязи. If a group training flight is performed, then all aircraft are equipped with the equipment necessary for performing a group training flight. To perform a group training flight, one container of equipment can be used. At the same time, each aircraft with equipment located in it must be connected to the container through an individual interface device, or exchange data on the progress of a training flight via radio channels.

При выполнении тренировочного полета на экранах отображения закабинной визуальной обстановки 5, установленных перед членами экипажа формируется на уровне остекления фонаря кабины закабинная визуальная обстановка, а на экранах отображения панелей приборного оборудования 6 в зоне расположения приборного оборудования - панели приборного оборудования. В зависимости от типа летательного аппарата и возможностей использования кабины экипажа представляемая информация может отображаться на нескольких экранах или может быть совмещена на одном экране, если, например, в состав летного экипажа входит лишь один пилот. На фиг.3 пунктирной линией обозначен вариант реализации предлагаемого способа при совмещении в одном экране - экрана отображения закабинной визуальной обстановки 5 и экрана отображения панелей приборного оборудования 6. When a training flight is performed, on the display screens of the cockpit visual environment 5 installed in front of the crew members, a cockpit visual situation is formed at the cockpit glazing level, and on the display screens of the instrumentation panels 6 in the instrumentation equipment area, the instrumentation panels. Depending on the type of aircraft and the possibilities of using the cockpit, the information presented can be displayed on several screens or can be combined on one screen if, for example, only one pilot is part of the flight crew. In Fig. 3, the dashed line indicates an embodiment of the proposed method when combined in one screen — the display screen of the downstairs visual environment 5 and the display screen of the panels of the instrumentation equipment 6.

Для создания ощущений реальности полета, экипажу через устройства предъявления звуковой информации 10, формируют акустические эффекты, сопровождающие полет. To create a sense of the reality of the flight, the crew through the presentation of sound information 10, form the acoustic effects that accompany the flight.

Изображение закабинной визуальной обстановки представляется на экраны отображения закабинной визуальной обстановки 5 устройством генерирования закабинной визуальной обстановки 11. Эта закабинная визуальная обстановка является видимой частью изображения, которое формируется в вычислителе трехмерного изображения 16 блока обработки сигналов 8 и адаптируется к условиям обзора воздушного пространства и рельефа местности. Если на рабочих местах каждого члена экипажа предусмотрен индивидуальный обзор закабинного пространства, то устройство генерирования закабинной визуальной обстановки 11 отображает на экране каждого члена экипажа обстановку, соответствующую условиям его обзора. The image of the indented visual environment is presented on the display screens of the indented visual environment 5 by the apparatus for generating the indented visual environment 11. This indented visual environment is the visible part of the image, which is formed in the 3D computer 16 of the signal processing unit 8 and adapts to the viewing conditions of airspace and terrain. If at the workplaces of each crew member an individual overview of the cockpit space is provided, then the device for generating the cockpit visual environment 11 displays on the screen of each crew member a situation corresponding to the conditions of his review.

Блок формирования изображения панелей приборного оборудования 12 обеспечивает изображение панелей приборного оборудования на экранах отображения панелей приборного оборудования 6 в соответствии с реальным расположением приборов и индикаторов на летательном аппарате. На вход блока формирования изображения панелей приборного оборудования 12 поступают сигналы с выхода блока обработки сигналов 8. Эти сигналы обрабатываются и обеспечивается имитация функционирования приборов на экранах отображения панелей приборного оборудования в реальном масштабе времени. При этом для обеспечения функционирования отдельных приборов могут использоваться сигналы от различных блоков, так, например, для формирования изображения указателя системы единой индикации (СЕИ) на вход в блок будут поступать сигналы от блоков: от блока моделирования динамики полета 17 и блока моделирования системы вооружения 18. The imaging unit of the dashboard panels 12 provides an image of the dashboard panels on the display screens of the dashboard panels 6 in accordance with the actual arrangement of instruments and indicators on the aircraft. Signals from the output of the signal processing unit 8 are input to the input of the image forming unit of the dashboard equipment panels 12. These signals are processed and imitation of the functioning of the instruments on the display screens of the dashboard equipment panels in real time is provided. At the same time, to ensure the functioning of individual devices, signals from various units can be used, for example, to form an image of a pointer to a single indication system (SEI), signals from the blocks will come to the input to the unit: from the flight dynamics modeling block 17 and the weapon system modeling block 18 .

Блок моделирования акустических эффектов 13 по сигналам от различных источников блока обработки сигналов 8 выдает интегрированный сигнал на вход устройства предъявления звуковой информации 10 летательного аппарата. The acoustic effects modeling unit 13, based on signals from various sources of the signal processing unit 8, provides an integrated signal to the input of the sound information presentation device 10 of the aircraft.

Блок обработки сигналов 8 выполняет полную обработку всей текущей информации и состоит из вычислителя трехмерного изображения 16, блока моделирования динамики полета 17 летательного аппарата, блока моделирования системы вооружения 18, устройства вычисления навигационных параметров 19, блока моделирования наземных и воздушных целей 20, блока моделирования рельефа местности 21, блока моделирования силовой установки 22, блока моделирования работы агрегатов и систем летательного аппарата 23, блока моделирования других летательных аппаратов 24, участвующих в групповом полете (фиг.3). The signal processing unit 8 performs complete processing of all current information and consists of a three-dimensional image calculator 16, a flight dynamics simulation block 17 of the aircraft, an weapon system simulation block 18, a navigation parameter calculation device 19, a ground and air targets simulation block 20, a terrain modeling block 21, a power unit simulation block 22, a unit for modeling the operation of units and systems of the aircraft 23, a block for modeling other aircraft 24, participating in a group flight (figure 3).

Блок моделирования силовой установки 22 по сигналам, поступающим на его вход от имитаторов кнопок запуска двигателей и датчиков положения рычагов управления двигателями, вырабатывает на вход блока моделирования динамики полета 12 летательного аппарата и на вход блока моделирования акустических эффектов 13 сигналы, соответственно характеризующих тяговооруженность летательного аппарата и звук работающих двигателей, а на вход блока формирования изображения панелей приборного оборудования 12 - параметры работы силовой установки, контролируемые экипажем. The power unit simulation block 22, based on the signals received at its input from the engine start button simulators and the engine control lever position sensors, generates 13 signals corresponding to the aircraft thrust-weight ratio to the input of the flight dynamics simulation block 12 of the aircraft and to the input of the acoustic effects simulation block 13 the sound of working engines, and at the input of the imaging unit of the instrument panel 12 - the parameters of the power plant, controls uemye crew.

Блок моделирования динамики полета 17 летательного аппарата, используя сигналы от датчиков положения органов управления летательным аппаратом, его агрегатов и систем, а также базу данных состояния атмосферных условий и сигналы с выхода блока моделирования силовой установки 22, вырабатывает сигналы на входы других блоков: на вход блока моделирования акустических эффектов 13 - сигналы, характеризующие аэродинамические шумы, сопровождающие полет летательного аппарата, например, хлопок при переходе к скоростям, превышающим скорость звука, и другие; на вход блока формирования изображения панелей приборного оборудования 12 и на вход вычислителя трехмерного изображения 16 - параметры пространственного положения летательного аппарата; на вход блока моделирования силовой установки 22 - параметры, влияющие на работоспособность силовой установки, например, газодинамические параметры воздушного потока на входе в двигатели; на вход устройства загрузки силовых органов управления 9 системы автоматического управления летательного аппарата параметры полета, влияющие на загрузку силовых органов управления летательного аппарата таких, как органы продольного, поперечного и путевого управления (например, ручка продольного и поперечного управления самолета, педали). The block of modeling the dynamics of flight 17 of the aircraft, using signals from the sensors of the position of the controls of the aircraft, its units and systems, as well as a database of atmospheric conditions and signals from the output of the simulation block of the power plant 22, generates signals to the inputs of other blocks: to the input of the block modeling of acoustic effects 13 - signals characterizing aerodynamic noises accompanying the flight of an aircraft, for example, clap when moving to speeds exceeding the speed of sound, and others; to the input of the image forming unit of the panels of the instrumentation 12 and to the input of the three-dimensional image calculator 16 are the spatial position parameters of the aircraft; at the input of the power unit simulation block 22 — parameters affecting the performance of the power plant, for example, gas-dynamic parameters of the air flow at the engine inlet; to the input of the loading device of the power controls 9 of the automatic control system of the aircraft, flight parameters affecting the loading of the power controls of the aircraft such as longitudinal, transverse and directional controls (for example, the longitudinal and transverse control knob of the aircraft, pedals).

Блок моделирования системы вооружения 18 по сигналам с органов управления вооружением выдают сигналы на вход блока формирования изображения панелей приборного оборудования 12 и на вход блока моделирования акустических эффектов 13, взаимодействует с блоком моделирования динамики полета 17 летательного аппарата. Кроме того, при применении экипажем вооружения в блоке моделирования системы вооружения 18 рассчитываются траектории движения ракет (снарядов, бомб), по которым в вычислителе трехмерного изображения 16 воспроизводится их пространственное положение относительно летательного аппарата, а также формируются сигналы об изменении аэродинамических и весовых характеристик летательного аппарата в блок моделирования динамики полета 17. The armament system simulation unit 18, according to signals from the armament controls, gives signals to the input of the image forming unit of the instrument panel 12 and to the input of the acoustic effects modeling unit 13, interacts with the flight dynamics modeling unit 17 of the aircraft. In addition, when the crew uses weapons in the simulation module of the weapon system 18, the trajectories of the missiles (shells, bombs) are calculated, according to which the spatial position of the aircraft relative to the aircraft is reproduced in the computer of the three-dimensional image 16, as well as signals are generated about changes in the aerodynamic and weight characteristics of the aircraft in the block dynamics simulation of flight 17.

Блок моделирования работы агрегатов и систем летательного аппарата 23 по сигналам от датчиков положения их органов управления имитирует работу соответствующих агрегатов и систем, формирует сигналы на вход других блоков и устройств. The unit for modeling the operation of units and systems of the aircraft 23 by signals from the sensors of the position of their controls imitates the operation of the respective units and systems, generates signals to the input of other units and devices.

Устройство вычисления навигационных параметров 19 осуществляет определение навигационных параметров летательного аппарата и формирует сигналы для индикации пилотажно-навигационного оборудования. The device for calculating the navigation parameters 19 determines the navigation parameters of the aircraft and generates signals for indicating aerobatic and navigation equipment.

Блок моделирования других летательных аппаратов 24 на основе сигналов, поступающих с выхода блока обмена данными 15, формирует в реальном масштабе времени сигналы на вход вычислителя трехмерного изображения 16 с целью отображения положения этих летательных аппаратов в воздушном пространстве. The modeling block of other aircraft 24 based on the signals from the output of the data exchange unit 15 generates real-time signals to the input of the 3D computer 16 in order to display the position of these aircraft in airspace.

Блок моделирования рельефа местности 21 на основе базы данных тренировочного полета 14 и пространственного положения летательного аппарата формирует сигналы на вход вычислителя трехмерного изображения 16 для отображения набегающей земной поверхности в зависимости от условий выполнения полета летательного аппарата (высота, направление полета, время суток, облачность). The terrain modeling block 21, based on the database of the training flight 14 and the spatial position of the aircraft, generates signals to the input of the three-dimensional image calculator 16 to display the oncoming earth's surface depending on the flight conditions of the aircraft (altitude, direction of flight, time of day, cloud cover).

Блок моделирования наземных и воздушных целей 20 в соответствии со сценарием тренировочного полета обеспечивает поступление текущей информации с выхода блока базы данных тренировочного полета 14 и формирование сигналов на вход вычислителя трехмерного изображения 16 для отображения целей относительно летательного аппарата с учетом их подвижности и тактических приемов противодействия и нападения. The modeling block of ground and air targets 20 in accordance with the training flight scenario provides the receipt of current information from the output of the training flight database block 14 and generating signals at the input of the three-dimensional image calculator 16 to display targets relative to the aircraft, taking into account their mobility and tactical methods of counteraction and attack .

Вычислитель трехмерного изображения 16 обеспечивает формирование для экипажа (или индивидуально для каждого члена экипажа) интегрированного пространственного изображения воздушного пространства и набегающего рельефа местности с учетом наличия в зоне обзора воздушных и наземных целей, с возможностью наблюдения за движением ракет в зоне их видимости и за поражением ими целей в случае попадания. The calculator of the three-dimensional image 16 provides the formation for the crew (or individually for each crew member) of an integrated spatial image of the airspace and the incident terrain, taking into account the presence of air and ground targets in the field of view, with the possibility of observing the movement of missiles in their visibility zone and their defeat goals in the event of a hit.

Блок обмена данными 15 осуществляет прием текущей информации от других летательных аппаратов, участвующих в групповом полете, об их положении в воздушном пространстве, маневре, применении вооружения, а с рабочего места инструктора 25 (фиг.5) на пункте управления - изменений, вносимых инструктором в сценарий выполнения тренировочного полета, и передачу на эти летательные аппараты и на пункт управления информации о своем положении в воздушном пространстве, маневре и применении вооружения. Обмен данными может проводиться в зависимости от исполнения как по каналам радиосвязи, так и по каналам проводных коммуникаций. The data exchange unit 15 receives current information from other aircraft participating in a group flight about their position in airspace, maneuver, use of weapons, and from the instructor’s workplace 25 (Fig. 5) at the control point — changes made by the instructor to the scenario of a training flight, and the transfer to these aircraft and to the control point of information about their position in airspace, maneuver and use of weapons. Data exchange can be carried out depending on the performance both via radio communication channels and through wire communication channels.

Блок базы данных тренировочного полета 14 обеспечивает работу блока обработки сигналов 8, осуществляя обмен, предоставление и накопление информации, необходимой для выполнения тренировочного полета. База данных может включать данные местности, в том числе атмосферные условия по высотам полета (температура, давление, наличие облаков, условия видимости и т.д.), данные для моделирования внешнего вида воздушных и наземных объектов, навигационные данные и другие базы данных. Кроме того, в блоке базы данных тренировочного полета 14 программируется сценарий выполнения тренировочного полета, в соответствии с которым формируются различные особые случаи полета, например, отказ какого-либо оборудования летательного аппарата или моделирование условий воздушного боя с летательными аппаратами противника с учетом их летно-технических характеристик и тактических приемов. The database unit training flight 14 provides the operation of the signal processing unit 8, exchanging, providing and accumulating information necessary for a training flight. The database may include terrain data, including atmospheric conditions for flight altitudes (temperature, pressure, clouds, visibility conditions, etc.), data for modeling the appearance of air and ground objects, navigation data and other databases. In addition, a training flight scenario is programmed in the block of the training flight database 14, according to which various special flight cases are generated, for example, failure of any equipment of the aircraft or simulation of air combat conditions with enemy aircraft, taking into account their flight performance characteristics and tactics.

С целью возможности повторения отдельных элементов полета при анализе действий экипажа (или экипажей при групповом полете) во время тренажа, информацию о процессе выполнения тренировочного полета документируют в блоке базы данных тренировочного полета 14. In order to allow the repetition of individual flight elements when analyzing the actions of the crew (or crews during group flight) during the training, information about the process of the training flight is documented in the database block of the training flight 14.

Для контроля за деятельностью экипажей во время тренировочного полета оборудуется рабочее место инструктора 25 (руководителя полета), которое располагается на пункте управления. Рабочее место инструктора 25 состоит из органов управления инструктора 26, устройства отображения информации 27 и вычислительной машины 28, включающей блок обработки данных 29, блок базы данных инструктора 30, блока обмена данными инструктора 31 и устройство предъявления информации 32. To monitor the activities of the crews during a training flight, the instructor’s workplace 25 (flight director), which is located at the control point, is equipped. The workplace of the instructor 25 consists of the controls of the instructor 26, an information display device 27 and a computer 28, including a data processing unit 29, an instructor 30 database unit, an instructor 31 data exchange unit, and an information presentation device 32.

В блок обмена данными инструктора 31 поступает информация о действиях экипажей летательных аппаратов во время тренировочного полета. С помощью органов управления инструктора 26 выполняется запрос необходимой информации о ходе выполнения полета и осуществляется ввод изменений в сценарий тренировочного полета. Сигналы с органов управления инструктора 26 поступают на вход вычислительной машины 28, где в блоке обработки данных 29 производится формирование текущей управляющей информации и формирование сигналов изображения на вход устройства предъявления информации 32 в соответствии с запросом инструктора. По устройству отображения информации 27 осуществляется контроль за действием экипажей. При этом на устройстве отображения информации 27 может одновременно наблюдаться, например, положение органов управления или панель приборного оборудования, контролируемого летательного аппарата, и с учетом выбранного ракурса трехмерное изображение имитируемой зоны тренировочного полета, взаимное расположение всех находящихся там летательных аппаратов, наземных и воздушных целей, и случаи применения вооружения, либо какое-то другое сочетание изображений. The instructor 31 data exchange unit receives information about the actions of the crews of the aircraft during a training flight. Using the instructor's controls 26, a request is made for the necessary information on the flight progress and changes are entered into the training flight scenario. The signals from the controls of the instructor 26 go to the input of the computer 28, where in the data processing unit 29 the current control information is generated and image signals are generated at the input of the information presentation device 32 in accordance with the instructor’s request. The information display device 27 controls the actions of the crews. At the same time, on the information display device 27, for example, the position of the controls or the panel of instrumentation controlled by the aircraft can be simultaneously observed, and taking into account the selected angle, a three-dimensional image of the simulated training flight zone, the relative position of all aircraft located there, ground and air targets, and cases of using weapons, or some other combination of images.

Блок базы данных инструктора 26 обеспечивает пополнение блока базы данных тренировочного полета 14 отдельного летательного аппарата или всех летательных аппаратов, участвующих в групповом полете, новыми данными при изменении сценария тренировочного полета. The instructor 26 database block provides replenishment of the training flight database block 14 of an individual aircraft or all aircraft participating in a group flight with new data when changing the training flight scenario.

При современном состоянии развития средств вычислительной техники, программного обеспечения и элементной базы межкомпьютерного обмена использование предлагаемого способа выполнения тренировочного полета и устройства для его реализации не вызывает сомнения. Устройство для реализации этого способа выполнения тренировочного полета может быть осуществлено на базе ПЭВМ IBM PC с тактовой частотой 60-100 МГц и оперативной памятью 16-32 МБ. Программные средства, позволяющие добиться желаемой реальности полета, разработаны хорошо: за счет предварительной обработки текстур на уровне баз данных, фильтрации, установления приоритетности можно получить изображения с достаточно большим числом деталей при частоте появления нового изображения от 30 до 60 раз в секунду и выше. In the current state of development of computer technology, software and the element base of intercomputer exchange, the use of the proposed method for performing a training flight and a device for its implementation is not in doubt. A device for implementing this method of performing a training flight can be carried out on the basis of an IBM PC personal computer with a clock frequency of 60-100 MHz and 16-32 MB RAM. Software that allows you to achieve the desired flight reality is well developed: due to preliminary processing of textures at the database level, filtering, and prioritization, you can get images with a fairly large number of details at a frequency of a new image from 30 to 60 times per second and higher.

Экраны отображения закабинной визуальной обстановки 5 и экраны отображения панелей приборного оборудования 6, расположенные в кабине экипажа летательного аппарата, могут быть конструктивно выполнены в виде следующих устройств представления информации: плоских мониторов, жидкокристаллических проекторов в сочетании с экранами; либо отображаться членам экипажа в их очках и шлемах виртуальной реальности. Малые габариты и вес любого из перечисленных устройств не создают проблем при монтаже и применении в кабине экипажа летательного аппарата. Cabin display screens 5 and instrument panel display screens 6, located in the cockpit of the aircraft, can be structurally made in the form of the following information presentation devices: flat monitors, liquid crystal projectors in combination with screens; or displayed to crew members in their virtual reality goggles and helmets. The small dimensions and weight of any of the listed devices do not create problems during installation and use in the cockpit of an aircraft.

Литература
1. Патент ФРГ, 3916545, МПК G 09 B 9/08, 1989 (Тренировочная система для летательного аппарата).Literature
1. The patent of Germany, 3916545, IPC G 09 B 9/08, 1989 (Training system for an aircraft).

2. Меерович Г.Ш., Годунов А.И., Ермолов O.K. Авиационные тренажеры и безопасность полетов. -M. : Воздушный транспорт, 1991, с.342 (с. 25-28, рис. 1.8.). 2. Meerovich G.Sh., Godunov A.I., Ermolov O.K. Flight simulators and flight safety. -M. : Air Transport, 1991, p. 342 (p. 25-28, Fig. 1.8.).

3. Technology applications for Army helicopter crew training /Knight Samuel, Monette Robert //AIAA/AHS Flight Simul. Technol. Conf. Hilton Head Island, S.C., Aug.24-24, 1992: Collect. Techn. Pap. - Washington (D.C.), 1992. - C.16-20. - Англ. 3. Technology applications for Army helicopter crew training / Knight Samuel, Monette Robert // AIAA / AHS Flight Simul. Technol. Conf. Hilton Head Island, S.C., Aug.24-24, 1992: Collect. Techn. Pap. - Washington (D.C.), 1992 .-- C.16-20. - English.

Claims

1. A method of performing a training flight, including the impact of the pilot and other crew members on the controls of a real aircraft, its units and systems, from the sensors of which the signals are sent to the signal processing unit located in the container, and to the loading device of the aircraft’s power controls, real-time generation of an in-depth visual environment, formation of the image of the visible part of the airspace and the earth's surface on the crew’s screens, integrated e of this image with a visible part of the picture of the use of weapons, modeling with the help of a training flight database of navigational parameters, the position of military targets and the state of threat to an aircraft by air defense means and enemy aircraft, the mutual exchange of data on the position in airspace, maneuver and the use of weapons between aircraft participating in group flight and a control point, characterized in that the starting of engines and and changing the position of the controls of the units and systems of the aircraft, the impact on which can lead to breakdown, failure of the system, is carried out using simulators of these controls installed on the appropriate places, additionally simulate the display of instrument panels on the screens, load the power controls the aircraft on modulated parameters to create efforts on them, corresponding to the conditions of a real flight, form acoustically These effects accompany the flight and document the information about the flight process in the database block.

2. The method according to claim 1, characterized in that, in addition, in real time, at the workplace of the control center instructor, they receive information on the flight progress of each aircraft, process the flight data in the instructor’s computer and, upon the instructor’s request, on his information display device using a computer, the actions of the controlled crew are reproduced, a three-dimensional image of the simulated training flight zone is formed with the selected angle, taking into account the mutual the location of all aircraft, ground and air targets located there, and cases of using weapons, using the instructor's controls, make changes to the scenario of the training flight, and the instructor's commands are entered into the crew database block automatically via data exchange channels connecting the base blocks crew data with instructor computer.

3. A device for performing a training flight, comprising a real aircraft with aircraft controls and its units and systems, their sensors and an automatic control system for the aircraft, to which sensors and power controls are connected, cockpit visual information display screens located in front of the pilot and other crew members located in the container, the data exchange unit with the control center and during group flight with other aircraft, in generating a booth visual environment, a training flight database unit, a signal processing unit including a device for calculating navigation parameters, a ground and air target modeling unit, a terrain modeling unit, a three-dimensional image calculator, aircraft device interface devices with equipment located in the container, characterized in that on the controls, the impact on which can lead to breakage, failure of the system and engine starting d, their simulators are fixed, in front of the pilot and other crew members in the instrumentation field of view there are additionally displayed screens for displaying the instrumentation panels, in the container there are additionally an imaging panel for instrumentation panels, an acoustic effects modeling unit, a power unit simulation unit, an weapon system modeling unit , a unit for modeling the operation of units and systems of an aircraft, a unit for modeling other aircraft involved in a group flight, and the signal processing unit additionally includes a unit for simulating the flight dynamics of the aircraft, and the signal processing unit is connected to the sensors by the control body and the loading device of the power control units, has feedbacks from the data exchange unit and the training flight database unit, and the outputs of the processing unit the signals are connected to a device for generating an indented visual environment, an imaging unit for instrument panels, an acoustics modeling unit effects, the outputs of which are connected respectively to the screens for displaying the visual environment, the screens for displaying the panels of the instrumentation equipment and the device for presenting audio information, and the modeling block for ground and air targets, the modeling block for other aircraft involved in group flight, the modeling block for terrain, the modeling block weapons systems, a unit for simulating flight dynamics of an aircraft, a device for calculating navigation parameters connected to a three-dimensional image calculator, and the blocks for simulating flight dynamics, modeling a power plant, modeling aggregates and systems, modeling an arms system are interconnected.

4. The device according to claim 3, characterized in that it further comprises an instructor workstation, which includes an information display device, instructor controls, a computer, consisting of an instructor data exchange unit, an instructor database unit, a data processing unit and an information presentation unit moreover, the instructor controls are connected to the input of the data processing unit, to the output of which the information presentation device and the information display device are sequentially connected, and database instructor and data exchange unit are instructor feedback data processing unit.