RU2156501C1

RU2156501C1 - Method and device for fulfillment of training flight

Info

Publication number: RU2156501C1
Application number: RU99126815A
Authority: RU
Inventors: С.А. Пинаев; А.В. Фирсов; А.Ф. Торгачев; В.Н. Ганцев; А.А. Буфалов; В.В. Демидов; А.З. Квятковский; А.М. Евтеев
Original assignee: Пинаев Сергей Александрович; Фирсов Александр Васильевич; Торгачев Анатолий Федорович; Ганцев Виктор Николаевич; Буфалов Андрей Алексеевич; Демидов Владимир Васильевич; Квятковский Александр Зенонович; Евтеев Андрей Михайлович
Priority date: 1999-12-21
Filing date: 1999-12-21
Publication date: 2000-09-20

Abstract

FIELD: flight simulators. SUBSTANCE: the method consists in influence of the crew members on the controls of a real flight vehicle, its units and systems. Information on the position of these controls is transmitted to the signal processing unit located in the computer. Behind-the cabin real situation is generated in real-time. Power controls of the flight vehicle are loaded according to the modulated parameters for creation of forces on them corresponding to the conditions of the real flight. Information on the process of FULFILLMENT of flight is recorded. The signals characterizing the position of controls of the flight vehicle, its units and systems are fed to the input of the signal processing unit of the computer in digital form from the outputs of the airborne objective monitoring aids and from outputs of the airborne computers. The outputs of the airborne objective monitoring aids and airborne computers are connected to the input of the signal processing unit of the computer connected to the real flight vehicle. EFFECT: reduced labour content in preparation reality of display of fulfilled flight. 2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к авиационной технике, в частности, к способам выполнения тренировочного полета в кабине экипажа летательного аппарата и к устройствам для 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, проводимые экипажем непосредственно в кабинах реального летательного аппарата (патент США N 4490117, МПК⁶ G 09 B 9/08, 1984; патент США N 5009598, МПК⁶ G 09 B 9/08, 1991; патент США N 5240416, МПК⁶ G 09 B 9/08, 1993; патент ФРГ N 3100584, МПК⁶ G 09 B 9/08, 1986; патент ФРГ N 3916545, МПК⁶ G 09 B 9/08, 1990).There are various methods of training flight conducted by the crew directly in the cockpits of a real aircraft (US patent N 4490117, IPC ⁶ G 09 B 9/08, 1984; US patent N 5009598, IPC ⁶ G 09 B 9/08, 1991; US patent N 5240416, IPC ⁶ G 09 B 9/08, 1993; German patent N 3100584, IPC ⁶ G 09 B 9/08, 1986; German patent N 3916545, IPC ⁶ G 09 B 9/08, 1990).

Наиболее близким техническим решением по отношению к предлагаемому изобретению является способ выполнения тренировочного полета, заключающийся в том, что экипаж, находясь в кабинах реального летательного аппарата и, воздействуя на органы управления летательного аппарата, совершает полет (патент РФ N 2114460, МПК⁶ G 09 B 9/08, 1998). В случаях, когда действия реальными органами управления может привести к поломке или выходу из строя агрегатов и систем летательного аппарата или запуску двигателей, экипаж использует имитаторы этих органов управления. На экранах, установленных перед членами экипажа, имитируют закабинную визуальную обстановку и отображают панели приборного оборудования. Для создания на силовых органах управления летательным аппаратом усилий, соответствующих условиям реального полета, осуществляют загрузку этих органов управления моделируемыми параметрами в зависимости от режима полета. Кроме того, формируют акустические эффекты, сопровождающие полет, и документируют информацию о процессе выполнения полета в блоке базы данных. Реализация такого способа тренировки экипажа достигается тем, что используется устройство, включающее в себя летательный аппарат с органами управления летательным аппаратом, его агрегатами и системами или их имитаторы, датчики положения органов управления, систему автоматического управления летательным аппаратом с устройством загрузки силовых органов управления и специальное оборудование для выполнения тренажа. К специальному оборудованию относятся экраны отображения закабинной визуальной информации и экраны отображения панелей приборного оборудования, устройства сопряжения оборудования летательного аппарата с оборудованием вычислительной машины, располагаемой в отдельном контейнере. При этом датчики положения органов управления летательным аппаратом подключены через устройства сопряжения к входу блока обработки сигналов вычислительной машины. Вычислительная машина содержит блок обмена данными с пунктом управления (инструктором) и с другими летательными аппаратами (если выполняется тренировочный полет нескольких экипажей), устройство генерирования закабинной визуальной обстановки, блок базы данных тренировочного полета, блок моделирования акустических эффектов и блок обработки сигналов, включающий устройство вычисления навигационных параметров, блок моделирования наземных и воздушных объектов (целей), блок моделирования рельефа местности, вычислитель трехмерного изображения, блок формирования изображения панелей приборного оборудования, блок моделирования динамики полета, блок моделирования силовой установки, блок моделирования работы агрегатов и систем летательного аппарата, причем блок обработки сигналов, подключенный 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 загрузки силовых органов управления, а также с устройством генерирования закабинной визуальной обстановки, блоком формирования изображения панелей приборного оборудования, блоком моделирования акустических эффектов, выходы которых соединены соответственно с экранами отображения визуальной закабинной информации, экранами отображения панелей приборного оборудования и устройством предъявления звуковой информации, причем блок моделирования наземных и воздушных объектов, блок моделирования рельефа местности, 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 сопряжены друг с другом.The closest technical solution in relation to the proposed invention is a method of performing a training flight, which consists in the fact that the crew, being in the cockpits of a real aircraft and acting on the controls of the aircraft, performs a flight (RF patent N 2114460, IPC ⁶ G 09 B 9/08, 1998). In cases where actions by real control bodies can lead to breakdown or failure of the units and systems of the aircraft or engine starting, the crew uses simulators of these control bodies. On the screens installed in front of the crew, they imitate the cockpit visual environment and display the dashboard panels. In order to create forces on the power aircraft controls that correspond to the conditions of a real flight, these controls are loaded with simulated parameters depending on the flight mode. In addition, the acoustic effects accompanying the flight are generated and the information on the process of performing the flight is documented in the database unit. The implementation of this method of training the crew is achieved by the fact that a device is used that includes an aircraft with controls for the aircraft, its units and systems or their simulators, position sensors of controls, an automatic control system for the aircraft with a loading device for power controls and special equipment to perform the training. Special equipment includes screens for displaying downhole visual information and screens for displaying panels of instrumentation equipment, devices for interfacing aircraft equipment with computer equipment located in a separate container. In this case, the position sensors of the aircraft controls are connected through the interface devices to the input of the signal processing unit of the computer. The computing machine contains a data exchange unit with a control center (instructor) and with other aircraft (if a training flight of several crews is performed), a device for generating a booth visual environment, a training flight database unit, an acoustic effects modeling unit, and a signal processing unit including a calculation device navigation parameters, a block for modeling ground and air objects (targets), a block for modeling the terrain, a three-dimensional image computer a unit for imaging panels of instrumentation, a unit for simulating flight dynamics, a unit for modeling a power plant, a unit for simulating the operation of units and systems of the aircraft, the signal processing unit connected to the sensors of the controls and the loading device of the power controls, has feedbacks from the unit data exchange and the training flight database unit, the outputs of the signal processing unit are connected to the loading device of the power controls, as well as to the device the generation of the downhole visual environment, the imaging unit of the instrument panel panels, the acoustic effects modeling unit, the outputs of which are connected respectively to the display screens of the visual downhole information, the display screens of the instrument panel panels and the audio information presentation device, the modeling unit for ground and air objects, the modeling unit terrain, a block of modeling the dynamics of flight of an aircraft, a device for calculating Ia navigation parameter calculator connected to the three-dimensional image, and the flight dynamics simulation blocks, modeling the plant, the work units and simulation of the aircraft systems are conjugate with each other.

Однако техническая реализация данного способа выполнения тренировочного полета связана с подключением через устройство сопряжения большого количества датчиков летательного аппарата, характеризующих положения органов управления, к блоку обработки сигналов, расположенному в вычислительной машине. Это обстоятельство требует затрат большого количества времени для подготовки летательного аппарата к выполнению тренировочного полета. Кроме того, сигналы, поступающие от датчиков органов управления в блок обработки сигналов, различны по форме: аналоговые параметры в виде напряжения постоянного тока или в виде частоты переменного тока и разовые команды (бинарные сигналы). В тоже время для использования этих сигналов во всех моделирующих блоках вычислительной машины необходимо преобразование этих сигналов в цифровой вид. Для выполнения этих операций привлекаются вычислительные ресурсы блока обработки сигналов. Это ведет к неэффективному использованию вычислительной машины и отражается на качестве проведения тренировочного полета, что выражается, в частности, в запаздывании отображения закабинной визуальной обстановки и индикации приборов на приборной панеле при воздействии членов экипажа на органы управления. However, the technical implementation of this method of performing a training flight involves connecting a large number of sensors of the aircraft, characterizing the position of the controls, to the signal processing unit located in the computer through the interface device. This circumstance requires a large amount of time to prepare the aircraft for a training flight. In addition, the signals received from the sensors of the controls in the signal processing unit are different in form: analog parameters in the form of a DC voltage or in the form of an AC frequency and one-time commands (binary signals). At the same time, to use these signals in all modeling blocks of a computer, it is necessary to convert these signals to digital form. To perform these operations, the computing resources of the signal processing unit are involved. This leads to inefficient use of the computer and is reflected in the quality of the training flight, which is expressed, in particular, in the delay in displaying the cockpit visual environment and on the instrument display on the dashboard when the crew members act on the controls.

Положительным результатом предлагаемого технического решения является снижение системных требований к вычислительной машине за счет рационального использования ресурсов вычислительной машины и повышение реальности отображения выполняемого тренировочного полета. Реализация изобретения способствует снижению трудозатрат при подготовке летательного аппарата к тренажу, так как сокращается количество бортового оборудования летательного аппарата, подключаемого к вычислительной машине. Кроме того, предлагаемый способ выполнения тренировочного полета не требует повышенных мер контроля при переводе летательного аппарата из режима выполнения тренажа в режим подготовки к полету, так как подключение вычислительной машины может производиться к контрольным разъемам бортовых средств объективного контроля, через которые, как правило, после выполнения реального полета считывается информация об этом полете для дешифрирования на наземных системах обработки полетной информации, и к контрольным разъемам бортовых вычислительных машин. A positive result of the proposed technical solution is to reduce the system requirements for the computer due to the rational use of computer resources and increase the reality of the display of the training flight. The implementation of the invention helps to reduce labor costs in preparing the aircraft for the simulator, as the number of on-board equipment of the aircraft connected to the computer is reduced. In addition, the proposed method for performing a training flight does not require increased control measures when transferring the aircraft from the flight mode to the flight preparation mode, since the computer can be connected to the control connectors of the on-board objective control means, through which, as a rule, after completion real flight information is read about this flight for decryption on ground-based flight information processing systems, and to control connectors on-board computing x machines.

Данный технический результат достигается тем, что сигналы, характеризующие положение органов управления летательным аппаратом, его агрегатами и системами, поступают на вход блока обработки сигналов вычислительной машины в цифровом виде с выходов бортовых средств объективного контроля и выходов бортовых вычислительных машин. This technical result is achieved by the fact that the signals characterizing the position of the controls of the aircraft, its units and systems, are fed to the input of the signal processing unit of the computer in digital form from the outputs of the on-board objective control devices and the outputs of the on-board computers.

Достижение этого технического результата осуществляется благодаря использованию устройства для выполнения тренировочного полета, которое дополнительно снабжено расположенными на летательном аппарате бортовыми вычислительными машинами и бортовыми средствами объективного контроля, принимающими информацию от датчиков положения органов управления летательным аппаратом, его агрегатами и системами, причем выходы бортовых средств объективного контроля и бортовых вычислительных машин соединены с входом блока обработки сигналов вычислительной машины, подключенной к реальному летательному аппарату. The achievement of this technical result is achieved through the use of a device for performing a training flight, which is additionally equipped with on-board on-board computers and on-board objective monitoring devices that receive information from position sensors of the aircraft controls, its units and systems, and the outputs of the on-board objective control devices and on-board computers are connected to the input of the signal processing unit casting machine connected to a real aircraft.

На фиг. 1 представлено расположение летательного аппарата, вычислительной машины и машин, обеспечивающих систему энергоснабжения, при выполнении имитации тренировочного полета. In FIG. 1 shows the location of an aircraft, a computer, and machines providing a power supply system when simulating a training flight.

На фиг. 2 показано расположение экрана отображения закабинной визуальной информации и экрана отображения панелей приборного оборудования в кабине летного экипажа, состоящего из одного пилота. In FIG. 2 shows the location of the cockpit visual information display screen and the instrument panel display screen in the cockpit of a single 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.

Реализация предлагаемого способа выполнения тренировочного полета осуществляется на реальном летательном аппарате 1 с подключенными к нему вычислительной машиной 2 и системой энергоснабжения 3, обеспечивающей работу электрооборудования, гидро- и пневмосистем летательного аппарата (см. фиг. 1). В качестве системы энергоснабжения могут использоваться специализированные машины аэродромного обеспечения типа АПА (агрегат питания аэродромный) и УПГ (установка питающая гидравлическая) или ЭГУ (электрогидроустановка). При необходимости, если нельзя сымитировать уборку шасси, перед выполнением тренажа летательный аппарат может быть установлен на гидроподъемники, обеспечивающие безопасную уборку шасси. Устройства сопряжения 4 обеспечивают подключение бортовых средств объективного контроля 5 и бортовых вычислительных машин 6, расположенных на летательном аппарате 1, к оборудованию вычислительной машины 2 (см. фиг. 3). Перед выполнением тренировочного полета в кабине экипажа летательного аппарата перед пилотом, а при необходимости и перед каждым членом экипажа, устанавливаются (см. фиг. 2) экраны отображения закабинной визуальной информации 7 и экраны отображения панелей приборного оборудования 8. На органах управления летательного аппарата, воздействие на которые может привести к таким нежелательным последствиям, как поломка, выход из строя системы, закрепляют их имитаторы. К числу таких органов управления можно отнести рычаг уборки шасси, кнопку запуска двигателей, кнопки включения противопожарной системы и другие. Имитация воздействия на отдельные органы управления летательным аппаратом, его агрегатами и системами, расположенные, в частности, в зоне панелей приборного оборудования, может быть осуществлена касанием изображения этого органа управления на экране отображения панелей приборного оборудования 8. Implementation of the proposed method for performing a training flight is carried out on a real aircraft 1 with a computer 2 connected to it and an energy supply system 3 that provides electrical equipment, hydraulic and pneumatic systems of the aircraft (see Fig. 1). As an energy supply system, specialized airfield support vehicles such as APA (airdrome power supply unit) and UPG (hydraulic power unit) or EGU (electrohydraulic 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 pairing devices 4 provide the connection of the on-board objective control means 5 and the on-board computers 6 located on the aircraft 1 to the equipment of the computer 2 (see Fig. 3). Before performing a training flight in the cockpit of the aircraft, before the pilot, and if necessary, before each crew member, set (see Fig. 2) display cabin visual information 7 and display screens of instrument panels 8. On the controls of the aircraft, the impact which can lead to such undesirable consequences as breakdown, failure of the system, their simulators fix. Such controls include the chassis cleaning lever, engine start button, fire button, and others. Simulation of the impact on individual controls of the aircraft, its units and systems located, in particular, in the area of the panels of instrumentation, can be carried out by touching the image of this control on the display screen of the panels of instrumentation 8.

Тренировочный полет выполняется экипажем путем воздействия на реальные органы управления летательным аппаратом, его агрегатами и системами и, при необходимости, с использованием имитаторов этих органов управления. Информация о положении органов управления поступает с соответствующих им датчиков на входы бортовых средств объективного контроля 5 и входы бортовых вычислительных машин 6 в виде сигналов различной формы: аналоговые параметры в виде напряжения постоянного тока или в виде частоты переменного тока и разовые команды (бинарные сигналы). Эти сигналы в бортовых средствах объективного контроля 5 и в бортовых вычислительных машинах 6 преобразуются в цифровой вид, а затем в цифровом виде с их выходов поступают через устройства сопряжения 4 на вход блока обработки сигналов 9 вычислительной машины 2. Устройство загрузки силовых органов управления 10 системы автоматического управления летательного аппарата имеет механическую связь с силовыми органами управления летательного аппарата. Для создания на силовых органах управления таких усилий, какие должен прикладывать летчик в условиях реального полета, через систему автоматического управления осуществляют загрузку силовых органов управления в зависимости от режима полета. Для этого с выхода блока обработки сигналов 9 на вход устройства загрузки силовых органов управления 10 летательного аппарата поступают моделируемые сигналы, характеризующие режим полета (см. фиг. 3). A training flight is carried out by the crew by acting on real controls of the aircraft, its units and systems, and, if necessary, using simulators of these controls. Information on the position of the controls comes from the sensors on the inputs of the onboard means of objective control 5 and the inputs of the onboard computers 6 in the form of signals of various shapes: analog parameters in the form of a DC voltage or in the form of an AC frequency and one-time commands (binary signals). These signals in the on-board objective control means 5 and on-board computers 6 are converted to digital form, and then digitally output from their outputs through the interface devices 4 to the input of the signal processing unit 9 of the computer 2. The loading device of the power controls 10 of the automatic system control of the aircraft has a mechanical connection with the power controls of the aircraft. In order to create such efforts on power control bodies as a pilot should apply in real flight conditions, the power control bodies are loaded through the automatic control system depending on the flight mode. To do this, from the output of the signal processing unit 9, simulated signals characterizing the flight mode are received at the input of the loading device of the power controls 10 of the aircraft (see 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 агрегатами и системами или имитаторов этих органов управления (на фиг. 3 органы управления и их имитаторы обозначены поз. 11), соответствующих им датчиков, подключенных к бортовым средствам объективного контроля 5 и бортовым вычислительным машинам 6, устройства загрузки силовых органов управления 10 и устройства предъявления звуковой информации 12 расположены экраны отображения закабинной визуальной информации 7 и экраны отображения панелей приборного оборудования 8 (они устанавливаются в кабине экипажа). В вычислительной машине 2 размещается оборудование, обеспечивающее выполнение тренажа: устройство генерирования закабинной визуальной обстановки 13, блок формирования изображения панелей приборного оборудования 14, блок моделирования акустических эффектов 15, блок обработки сигналов 9, блок базы данных тренировочного полета 16, блок обмена данными 17. The composition and placement of the main elements of the device for implementing the proposed method for performing a training flight are presented in FIG. 3 and 4. In the aircraft 1, in addition to the actual 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. 11), their corresponding sensors connected to the on-board means of objective control 5 and on-board computers 6, a device for loading power controls 10 and a device for presenting audio information 12, there are screens for displaying downhole visual information 7 and screens for displaying instrument panels of equipment 8 (they are installed in the cockpit). In computing machine 2, the equipment is provided that provides the following training: a device for generating a visual visual environment 13, an imaging unit for instrument panels 14, an acoustic effects modeling unit 15, a signal processing unit 9, a training flight database 16, a data exchange unit 17.

Если производится групповой тренировочный полет, то все летательные аппараты оснащаются оборудованием, необходимым для выполнения группового тренировочного полета. Для выполнения группового тренировочного полета может использоваться одна вычислительная машина. При этом каждый летательный аппарат с размещенным в нем оборудованием должен быть подключен к вычислительной машине через индивидуальное устройство сопряжения. 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 computer can be used. In addition, each aircraft with equipment located in it must be connected to a computer through an individual interface device.

При выполнении тренировочного полета на экранах отображения закабинной визуальной информации 7, установленных перед членами экипажа, формируется закабинная визуальная обстановка, а на экранах отображения панелей приборного оборудования 8 в зоне расположения приборного оборудования - панели приборного оборудования. В зависимости от типа летательного аппарата и возможностей использования кабины экипажа представляемая информация может отображаться экипажу 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 информации 6 и экрана отображения панелей приборного оборудования 8. When performing a training flight on the display screens zababinnogo visual information 7 installed in front of the crew, a zakabinnaya visual situation is formed, and on the display screens of the dashboard equipment panels 8 in the area of the location of the instrumentation equipment - dashboard equipment. Depending on the type of aircraft and the possibilities of using the cockpit, the information presented can be displayed to the crew 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 the implementation of the proposed method when combining in one screen the display screen of the hull visual information 6 and the display screen of the panels of the instrumentation 8.

Для создания ощущений реальности полета экипажу через устройства предъявления звуковой информации 12 для экипажа формируют акустические эффекты, сопровождающие полет. To create a sense of the reality of the flight, the crew through the presentation of sound information 12 for the crew form the acoustic effects that accompany the flight.

Изображение закабинной визуальной обстановки представляется на экраны отображения закабинной визуальной информации 7 устройством генерирования закабинной визуальной обстановки 13. Эта закабинная визуальная информация является видимой частью изображения, которое формируется в вычислителе трехмерного изображения 18 блока обработки сигналов 9 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 13 формирует 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 information 7 by the apparatus for generating the indented visual environment 13. This indented visual information is the visible part of the image, which is formed in the three-dimensional image computer 18 of the signal processing unit 9 and adapted to the viewing conditions of the 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 hook-in visual environment 13 forms on the screen of each crew member a situation corresponding to the conditions of its review.

Блок формирования изображения панелей приборного оборудования 14 обеспечивает изображение панелей приборного оборудования на экранах отображения панелей приборного оборудования 8 в соответствии с реальным расположением приборов и индикаторов на летательном аппарате. На вход блока формирования изображения панелей приборного оборудования 14 поступают сигналы с выхода блока обработки сигналов 9. Эти сигналы обеспечивают имитацию функционирования приборов на экранах отображения панелей приборного оборудования 8 в реальном масштабе времени. При этом для обеспечения функционирования отдельных приборов могут использоваться сигналы от различных блоков, так, например, на боевом летательном аппарате для формирования изображения указателя системы единой индикации (СЕИ) на вход в блок будут поступать сигналы от блоков: от блока моделирования динамики полета 19 и блока моделирования работы агрегатов и систем летательного аппарата 20, в котором моделируется работа системы вооружения. The imaging unit of the dashboard panels 14 provides an image of the dashboard panels on the display screens of the dashboard panels 8 in accordance with the actual arrangement of instruments and indicators on the aircraft. The input from the image forming unit of the instrumentation panels 14 receives signals from the output of the signal processing unit 9. These signals simulate the functioning of the instruments on the display screens of the instrumentation panels 8 in real time. At the same time, to ensure the operation of individual devices, signals from various blocks can be used, for example, on a combat aircraft to form an image of a pointer to a single indication system (SEI), signals from blocks will come to the input to the block: from the flight dynamics modeling block 19 and the block simulation of the operation of units and systems of the aircraft 20, in which the operation of the weapon system is simulated.

Блок моделирования акустических эффектов 15 по сигналам от различных источников блока обработки сигналов 9 выдает интегрированный сигнал на вход устройства предъявления звуковой информации 12 летательного аппарата. The acoustic effects modeling unit 15, based on signals from various sources of the signal processing unit 9, provides an integrated signal to the input of the sound information presentation device 12 of the aircraft.

Блок обработки сигналов 9 выполняет полную обработку всей текущей информации и состоит из вычислителя трехмерного изображения 18, блока моделирования динамики полета 19 летательного аппарата, блока моделирования работы агрегатов и систем летательного аппарата 20, устройства вычисления навигационных параметров 21, блока моделирования наземных и воздушных объектов 22, блока моделирования рельефа местности 23, блока моделирования силовой установки 24 (см. фиг. 3). The signal processing unit 9 performs complete processing of all current information and consists of a three-dimensional image computer 18, a flight dynamics modeling block 19 of the aircraft, a unit for modeling the operation of units and systems of the aircraft 20, a device for computing navigation parameters 21, a modeling block for ground and air objects 22, a terrain modeling block 23, a power plant modeling block 24 (see FIG. 3).

Блок моделирования силовой установки 24 по сигналам, поступающим на его вход от имитаторов кнопок запуска двигателей и рычагов управления двигателями, вырабатывает сигналы, характеризующие тяговооруженность летательного аппарата и звуковые эффекты в зависимости от режима работы двигателей, соответственно на вход блока моделирования динамики полета 19 летательного аппарата и на вход блока моделирования акустических эффектов 15, а на вход блока формирования изображения панелей приборного оборудования 14 - параметры работы силовой установки, контролируемые экипажем. The power unit simulation unit 24, based on the signals received at its input from the engine start button simulators and engine control levers, generates signals characterizing the aircraft thrust ratio and sound effects depending on the engine operation mode, respectively, to the input of the flight dynamics modeling unit 19 of the aircraft and to the input of the block for modeling acoustic effects 15, and to the input of the image forming unit of the panels of instrumentation 14 - the parameters of the power set ki-controlled crew.

Блок моделирования динамики полета летательного аппарата 19, используя сигналы о положении органов управления летательным аппаратом, его агрегатами и системами, а также базу данных состояния атмосферных условий и сигналы с выхода блока моделирования силовой установки 24, вырабатывает сигналы на входы других блоков: на вход блока моделирования акустических эффектов 15 - 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 14 и на вход вычислителя трехмерного изображения 18 - параметры пространственного положения летательного аппарата; на вход блока моделирования силовой установки 24 - параметры, влияющие на работоспособность силовой установки, например газодинамические параметры воздушного потока на входе в двигатели; на вход устройства загрузки силовых органов управления 10 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 simulation block of the flight dynamics of the aircraft 19, using signals about 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 24, generates signals to the inputs of other blocks: to the input of the simulation block acoustic effects 15 - signals characterizing the aerodynamic noise accompanying the flight of an aircraft, for example, clap when moving to speeds exceeding the speed of sound, and other ; to the input of the image forming unit of the panels of the instrumentation 14 and to the input of the three-dimensional image calculator 18 are the spatial position parameters of the aircraft; at the input of the power unit simulation block 24 — 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 power controls 10 of the automatic control system of the aircraft — flight parameters affecting the loading of power controls of the aircraft, such as longitudinal, lateral and directional controls (for example, the handle of longitudinal and lateral control of the aircraft, pedals).

Блок моделирования работы агрегатов и систем летательного аппарата 20 по сигналам от датчиков положения их органов управления имитирует работу соответствующих агрегатов и систем, формирует сигналы на вход других блоков и устройств. Так, например, если тренировочный полет производится на военном летательном аппарате, тогда блок моделирования работы агрегатов и систем летательного аппарата 20 по сигналам с органов управления вооружением может выдавать сигналы на вход блока формирования изображения панелей приборного оборудования 14 и на вход блока моделирования акустических эффектов 15, и взаимодействовать с блоком моделирования динамики полета 19 летательного аппарата. Кроме того, при применении экипажем вооружения в блоке моделирования работы агрегатов и систем летательного аппарата 20 рассчитываются траектории движения ракет (снарядов, бомб), по которым в вычислителе трехмерного изображения 18 воспроизводится их пространственное положение относительно летательного аппарата и отображается на экранах отображения закабинной визуальной информации 7, а также формируются сигналы об изменении аэродинамических и весовых характеристик летательного аппарата в блок моделирования динамики полета 19. The unit for modeling the operation of units and systems of the aircraft 20 by signals from the sensors of the position of their controls simulates the operation of the respective units and systems, generates signals to the input of other units and devices. So, for example, if a training flight is performed on a military aircraft, then the unit for modeling the operation of units and systems of the aircraft 20, according to signals from the arms control authorities, can provide signals to the input of the image forming unit of the instrument panel panels 14 and to the input of the acoustic effects modeling unit 15, and interact with the flight dynamics modeling unit 19 of the aircraft. In addition, when the crew uses weapons in the modeling unit of the units and systems of the aircraft 20, the trajectories of missiles (shells, bombs) are calculated, according to which the spatial position of the aircraft relative to the aircraft is reproduced in the 3D computer 18 and displayed on the display screens of the hull visual information 7 , and also signals are being generated about the change in the aerodynamic and weight characteristics of the aircraft in the flight dynamics modeling block 19.

Устройство вычисления навигационных параметров 21 осуществляет определение навигационных параметров летательного аппарата и формирует сигналы для индикации пилотажно-навигационного оборудования. The device for calculating navigation parameters 21 determines the navigation parameters of the aircraft and generates signals for indicating aerobatic and navigation equipment.

Блок моделирования рельефа местности 23 на основе базы данных тренировочного полета 16 и пространственного положения летательного аппарата формирует сигналы на вход вычислителя трехмерного изображения 18 для отображения набегающей земной поверхности в зависимости от условий выполнения полета летательного аппарата (высота, направление полета, время суток, облачность). The terrain modeling block 23, based on the database of the training flight 16 and the spatial position of the aircraft, generates signals to the input of the three-dimensional image computer 18 to display the oncoming earth surface depending on the flight conditions of the aircraft (altitude, direction of flight, time of day, cloud cover).

Блок моделирования наземных и воздушных объектов 22 в соответствии со сценарием тренировочного полета обеспечивает поступление текущей информации с выхода блока базы данных тренировочного полета 16 и формирование сигналов на вход вычислителя трехмерного изображения 18 для отображения объектов относительно летательного аппарата с учетом их подвижности. При выполнении группового тренировочного полета в блок моделирования наземных и воздушных объектов 22 поступают сигналы с выхода блока обмена данными 17 о пространственном положении других летательных аппаратов и формируются в реальном масштабе времени сигналы на вход вычислителя трехмерного изображения 18 для отображения положения этих летательных аппаратов в воздушном пространстве. The modeling block of ground and air objects 22 in accordance with the scenario of the training flight ensures the receipt of current information from the output of the database block of the training flight 16 and generating signals at the input of the computer of the three-dimensional image 18 for displaying objects relative to the aircraft taking into account their mobility. When performing a group training flight, the ground and air object modeling block 22 receives signals from the output of the data exchange block 17 about the spatial position of other aircraft and real-time signals are generated at the input of the 3D computer 18 to display the position of these aircraft in airspace.

Вычислитель трехмерного изображения 18 обеспечивает формирование для экипажа (или индивидуально для каждого члена экипажа) интегрированного пространственного изображения воздушного пространства и набегающего рельефа местности с учетом наличия и подвижности воздушных и наземных объектов в зоне обзора. The calculator of the three-dimensional image 18 provides the formation for the crew (or individually for each member of the crew) of an integrated spatial image of the airspace and the incident terrain, taking into account the presence and mobility of air and ground objects in the field of view.

Блок обмена данными 17 осуществляет прием текущей информации от других летательных аппаратов, участвующих в групповом полете, об их положении в воздушном пространстве, маневре, применении вооружения (если это военные летательные аппараты) и с рабочего места инструктора 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, действиях экипажа. Обмен данными может проводиться в зависимости от исполнения как по каналам радиосвязи, так и по каналом проводных коммуникаций через индивидуальное устройство сопряжения, подключаемое к вычислительной машине 2. The data exchange unit 17 receives current information from other aircraft participating in a group flight about their position in airspace, maneuver, the use of weapons (if these are military aircraft) and from the instructor’s workplace 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, crew actions. Data exchange can be carried out depending on the performance both through radio communication channels and through a wire communications channel through an individual interface device connected to computer 2.

Блок базы данных тренировочного полета 16 обеспечивает работу блока обработки сигналов 9, 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 16 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 of the training flight 16 provides the operation of the signal processing unit 9, exchanging, providing and accumulating information necessary for the implementation of the 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 16, according to which various special flight cases are generated, for example, failure of any equipment of the aircraft or simulation of the conditions of air combat 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 16. Кроме того, документирование и хранение данных о выполнении экипажем тренировочного полета может производиться бортовыми средствами объективного контроля. In order to be able to repeat individual flight elements when analyzing the actions of the crew (or crews during a group flight) during flight training, information about the process of performing a training flight is documented in the database block of a training flight 16. In addition, documentation and storage of data on the performance of a crew of a training flight can be performed airborne means of objective control.

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 большим количеством детализаций при частоте появления нового изображения от 30 до 60 раз в секунду и выше. Блоки моделирования, включенные в состав вычислительной машины устройства, могут быть реализованы программно, причем современные программные средства обеспечивают адекватное моделирование в реальном масштабе времени. Современные бортовые средства объективного контроля и бортовые вычислительные машины производят опрос датчиков положения органов управления летательным аппаратом, его агрегатами и системами и в состоянии осуществлять передачу информации о положении этих органов управления в блок обработки сигналов вычислительной машины с частотой, обеспечивающей устойчивый режим выполнения тренировочного полета. На летательных аппаратах для выполнения тренировочного полета могут использоваться различные бортовые средства объективного контроля и различные бортовые вычислительные машины в зависимости от их предназначения. Так, например, возможно применение бортовых регистраторов параметров полета типа "Тестер", БУР, МСРП и регистраторов, документирующих информацию о выполнении боевых задач (на боевых летательных аппаратах), а также бортовых вычислительных машин, решающих навигационные задачи, задачи индикации - на всех летательных аппаратах и боевые задачи - на боевых летательных аппаратах. В зависимости от полноты использования информации о действиях экипажа при выполнении тренировочного полета в предлагаемом устройстве к входу блока обработки сигналов могут быть подключены выходы либо только бортовых средств объективного контроля, либо выходы бортовых вычислительных машин, либо выходы и тех и других бортовых устройств одновременно. 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 implemented on the basis of an IBM PC PC with a clock frequency of 60 ... 100 MHz and 16 ... 32 MB of RAM. Software that allows you to achieve the desired flight reality is well developed: through preliminary processing of textures at the database level, filtering, prioritization, you can get images with a lot of detail at a frequency of a new image from 30 to 60 times per second and higher. The simulation blocks included in the computing machine of the device can be implemented in software, and modern software tools provide adequate simulation in real time. Modern on-board objective monitoring tools and on-board computers interrogate the position sensors of the aircraft controls, its units and systems and are able to transmit information about the position of these controls to the signal processing unit of the computer with a frequency that ensures a stable training flight. On aircraft for the implementation of a training flight, various on-board means of objective control and various on-board computers can be used, depending on their purpose. So, for example, it is possible to use on-board recorders of flight parameters such as “Tester”, BUR, MSRP and registrars documenting information on the performance of combat missions (on combat aircraft), as well as on-board computers that solve navigation problems, display tasks - on all aircraft apparatuses and combat missions - on combat aircraft. Depending on the completeness of the use of information about the actions of the crew during a training flight in the proposed device, the outputs of either the on-board objective monitoring equipment or the outputs of the on-board computers or the outputs of both on-board devices can be connected to the input of the signal processing unit.

Экраны отображения закабинной визуальной информации 7 и экраны отображения панелей приборного оборудования 8, расположенные в кабине экипажа летательного аппарата, могут быть конструктивно выполнены в виде следующих устройств представления информации: плоских мониторов, жидкокристаллических проекторов в сочетании с экранами. Малые габариты и вес любого из перечисленных устройств не создают проблем при монтаже и применении в кабине экипажа летательного аппарата. Display screens cabins visual information 7 and the display screens of the panels of the instrumentation equipment 8, located in the cockpit of the aircraft, can be structurally made in the form of the following devices for the presentation of information: flat monitors, LCD projectors in combination with screens. 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, МПК⁶ G 09 B 9/08, 1990 (Тренировочная система для летательного аппарата).LITERATURE
1. The patent of Germany 3916545, IPC ⁶ G 09 B 9/08, 1990 (Training system for the aircraft).

2. Патент США N 4490117, МПК⁶ G 09 B 9/08, 1984 (Полетный процедурный IFR-тренажер).2. US patent N 4490117, IPC ⁶ G 09 B 9/08, 1984 (Flight procedural IFR simulator).

3. Патент США N 5009598, МПК⁶ G 09 B 9/08, 1991 (Оборудование авиационного тренажера, использующего неработающий самолет).3. US Patent N 5009598, IPC ⁶ G 09 B 9/08, 1991 (Equipment for an aircraft simulator using an idle aircraft).

4. Патент ФРГ N 3100584, МПК⁶ G 09 B 9/08, 1986 (Визуализация для безопасного полета).4. German patent N 3100584, IPC ⁶ G 09 B 9/08, 1986 (Visualization for safe flight).

5. Патент США N 5240416, МПК⁶ G 09 B 9/08, 1993 (Моделирующее устройство с различными специализациями и различными имитирующими блоками).5. US patent N 5240416, IPC ⁶ G 09 B 9/08, 1993 (Modeling device with various specializations and various imitating blocks).

Claims

1. A method for performing a training flight, including the impact of crew members on the controls of a real aircraft, its units and systems, as well as control simulators, the effects of which can lead to breakdown, malfunction of systems and engine starting, information about the position of these controls to the signal processing unit located in the computer, generating an on-camera visual environment in real time, forming zakaby on the display screens all the visual information in front of the crew members of the image of the visible part of the airspace and the earth’s surface in the flight area, as well as the instrumentation panels, loading the power controls of the aircraft according to the simulated parameters to create efforts on them that correspond to the conditions of a real flight, the formation of acoustic effects that accompany flight, documenting information about the flight process, real-time execution of mutual field data exchange those with other aircraft and a control point, characterized in that the signals characterizing the position of the aircraft controls, its units and systems are fed to the input of the signal processing unit of the computer in digital form from the outputs of the on-board objective control devices and the outputs of the on-board computers.

2. A device for performing a training flight, containing a real aircraft with governing bodies of the aircraft, its units and systems, as well as simulators of those governing bodies, the impact on which can lead to breakage, failure of the systems and engine starting, automatic control system for the aircraft apparatus with a device for loading power controls, to which the power controls are connected, screens for displaying cab-mounted visual information and dashboard panels udations located in front of crew members, a device for presenting audio information, a device for interfacing aircraft equipment with computer equipment containing a data interchange unit with other aircraft and a control center, a cockpit visual generating device, an image forming unit for instrument panel panels, a unit acoustic effects modeling, training flight database unit, signal processing unit, including device the computation of navigation parameters, the modeling unit for ground and air objects, the modeling unit for terrain, a three-dimensional image calculator, the modeling unit for the flight dynamics of the aircraft, the modeling unit for the power plant, the modeling unit for the operation of units and systems of the aircraft, and the signal processing unit has feedbacks from a data exchange unit and a training flight database unit, the outputs of the signal processing unit are connected to the power device loading device Aviation, as well as with a device for generating an out-of-the-box visual environment, an imaging unit for instrument panels, an acoustic effects modeling unit, the outputs of which are connected respectively to display screens for an in-cab visual information, display screens for instrument panels and an audio presentation device, and the ground and air objects, terrain modeling block, aircraft dynamics modeling block, a device for calculating navigation parameters is connected to a three-dimensional image computer, and a flight dynamics modeling unit, a power unit simulation unit and an aggregate and system operation modeling unit are interconnected, characterized in that it is additionally equipped with on-board computers and on-board means of the objective control, receiving information from the position sensors of the controls of the aircraft, its units and systems, The outputs of the onboard means of objective control and onboard computers are connected to the input of the signal processing unit of a computer connected to a real aircraft.