RU2734270C1 - Способ моделирования динамики полёта летательного аппарата - Google Patents

Способ моделирования динамики полёта летательного аппарата Download PDF

Info

Publication number
RU2734270C1
RU2734270C1 RU2020105701A RU2020105701A RU2734270C1 RU 2734270 C1 RU2734270 C1 RU 2734270C1 RU 2020105701 A RU2020105701 A RU 2020105701A RU 2020105701 A RU2020105701 A RU 2020105701A RU 2734270 C1 RU2734270 C1 RU 2734270C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
aircraft
dynamics
movement
flight
levers
Prior art date
Application number
RU2020105701A
Other languages
English (en)
Inventor
Лариса Евгеньевна Зайчик
Павел Анатольевич Десятник
Олег Иванович Ткаченко
Юрий Александрович Архангельский
Юрий Петрович Яшин
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ")
Priority to RU2020105701A priority Critical patent/RU2734270C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2734270C1 publication Critical patent/RU2734270C1/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B9/00—Simulators for teaching or training purposes
    • G09B9/02—Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft
    • G09B9/08—Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft for teaching control of aircraft, e.g. Link trainer
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B9/00—Simulators for teaching or training purposes
    • G09B9/02—Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft
    • G09B9/08—Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft for teaching control of aircraft, e.g. Link trainer
    • G09B9/16—Ambient or aircraft conditions simulated or indicated by instrument or alarm

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Educational Technology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу моделирования динамики полета летательного аппарата на пилотажном стенде. Для моделирования динамики полета при изменении оператором положения рычагов управления передают информацию об изменении положения этих рычагов в блок-вычислитель динамики движения летательного аппарата, рассчитывают в блоке-вычислителе параметры движения летательного аппарата, в том числе перегрузки, и осуществляют визуализацию на основе этих параметров приборов и внекабинной обстановки, моделируют физиологическую реакцию на перегрузки и корректируют поступающую в этот блок информацию о положении рычагов управления в зависимости от рассчитанной перегрузки в блоке-вычислителе динамики движения летательного аппарата. 2 ил.

Description

Изобретение относится к авиационной технике, а именно к способам для моделирования полета на пилотажных стендах, и может быть использован при отработке систем управления создаваемых летательных аппаратов, а также при обучении и подготовке летного состава к выполнению маневров в условиях действия больших перегрузок.
Известны способы моделирования полета летательного аппарата, проводимые экипажем непосредственно в кабине реального летательного аппарата (RU 2114460 C1, G09B 9/08, от 27.06.1998 и RU 2156501 C1, G09B 9/08, от 21.12.1999) и на пилотажном стенде (RU 2484535 C1, G09B 9/08, от 06.12.2011).
Известен способ выполнения тренировочного полета, заключающийся в том, что экипаж, находясь в кабине реального летательного аппарата и, воздействуя на органы управления летательного аппарата, совершает полет (патент RU 2114460 C1, G09B 9/08, от 27.06.1998). В случаях, когда управление командными рычагами летательного аппарата может привести к их поломке или выходу из строя агрегатов и систем летательного аппарата или запуску двигателей, экипаж использует имитаторы этих рычагов. На экранах, установленных перед членами экипажа, имитируют закабинную визуальную обстановку и отображают панели приборного оборудования. 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 и создает значительную нагрузку на вычислительную машину динамики движения летательного аппарата, т.к. требует преобразование сигналов с датчиков к цифровому виду. Кроме того, в данном способе не учитывается влияние на летчика рассчитанной при моделировании нормальной перегрузки.
Также известен способ выполнения тренировочного полета (патент RU 2156501 C1, G09B 9/08, от 21.12.1999), характеризующийся тем, что вычислительная машина динамики движения летательного аппарата получает информацию от датчиков на самолете непосредственно в цифровом виде после обработки сигналов с этих датчиков бортовыми вычислительными машинами. В данном способе также не учитывается влияние на летчика рассчитанной при моделировании нормальной перегрузки.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному является способ моделирования динамики полета летательного аппарата, включающий расчет параметров движения летательного аппарата, в том числе нормальной перегрузки, в блоке математической модели, воздействие оператора на рычаги управления и передачу информации о положении этих рычагов в блок математической модели, а также отображение закабинной обстановки с помощью системы визуализации моделирующего комплекса (RU 2484535 С1, G09B 9/08, от 06.12.2011).
Отличительной особенностью предлагаемого способа является то, что в отличие от перечисленных выше, способ учитывает результат воздействия нормальной перегрузки на управляющие действия оператора командными рычагами управления.
Задачей и техническим результатом заявленного способа является повышение достоверности моделирования полета за счет создания эффекта влияния нормальной перегрузки на управляющие действия оператора, повышение эффективности наземных исследований характеристик устойчивости и управляемости за счет расширения круга задач, исследуемых на наземных пилотажных стендах, и повышение безопасности полета.
Задача и технический результат достигаются изменением оператором положения рычагов управления, передачу информации об изменении положения этих рычагов в блок-вычислитель динамики движения летательного аппарата, расчет в блоке-вычислителе параметров движения летательного аппарата, в том числе нормальной перегрузки, и визуализацию на основе этих параметров приборов и внекабинной обстановки. При этом, информацию об отклонении рычагов управления оператором, поступающую в блок-вычислитель динамики движения летательного аппарата корректируют в зависимости от рассчитанной в блоке-вычислителе динамики движения летательного аппарата перегрузки, таким образом моделируя физиологическую реакцию на перегрузки.
Схематично способ представлен на фиг. 1, где X - информация об отклонении рычагов управления оператором, X* - скорректированная информация об отклонении рычагов, ny - рассчитанная перегрузка.
Реализация способа осуществляется в среде моделирующего комплекса пилотажного стенда (фиг. 1) в цепи «рычаг управления (1) - блок-вычислитель динамики движения летательного аппарата (2)» посредством введения в эту цепь блока коррекции сигнала (3), который представляет собой фильтр, описывающий математическую модель действий летчика, параметры которой изменяются в зависимости, отражающей динамику изменения чистого запаздывания, логического опережения и коэффициента усиления летчика в зависимости от действующей на него перегрузки. Фильтр имеет следующий вид:
Figure 00000001
где:
Figure 00000002
- отношение выходного управляющего сигнала к входному,
Figure 00000003
- коэффициент усиления летчика,
Figure 00000004
- время логического опережения, р=d/dt - оператор Лапласа,
Figure 00000005
-время чистого запаздывания, ny - рассчитанная нормальная перегрузка, действующая в данный момент, X - исходный сигнал положения рычагов управления, X* - скорректированный сигнал положения рычагов управления.
Параметры
Figure 00000006
изменяются в зависимости от действующей нормальной перегрузки.
Сигнал X с рычага управления (1), отклоняемого оператором, проходит через блок коррекции (3), выходом которого является скорректированное перемещение рычага управления X*. Сигнал X* является входным сигналом для блока-вычислителя динамики движения летательного аппарата (2), в котором производится расчет текущего значения нормальной перегрузки ny.
Блок коррекции изменяет входной сигнал, когда величина перегрузки % превышает значение ny=1.0 ед.пер.. Если ny≤1.0 ед.пер., фильтр представляет собой коэффициент усиления равный 1.
Пример коррекции исходного сигнала при помощи описанного выше фильтра представлен на фиг. 2.
Таким образом, заявленное изобретение позволяет повысить реалистичность моделирования полета с большими перегрузками и, соответственно, эффективность наземных исследований устойчивости и управляемости летательных аппаратов и безопасности полета без необходимости применения дополнительного оборудования.

Claims (1)

  1. Способ моделирования динамики полета летательного аппарата на пилотажном стенде, включающий изменение оператором положения рычагов управления, передачу информации об изменении положения этих рычагов в блок-вычислитель динамики движения летательного аппарата, расчет в блоке-вычислителе параметров движения летательного аппарата, в том числе перегрузки, и визуализацию на основе этих параметров приборов и внекабинной обстановки, отличающийся тем, что в зависимости от рассчитанной в блоке-вычислителе динамики движения летательного аппарата перегрузки моделируют физиологическую реакцию на перегрузки и корректируют поступающую в этот блок информацию о положении рычагов управления.
RU2020105701A 2020-02-06 2020-02-06 Способ моделирования динамики полёта летательного аппарата RU2734270C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020105701A RU2734270C1 (ru) 2020-02-06 2020-02-06 Способ моделирования динамики полёта летательного аппарата

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020105701A RU2734270C1 (ru) 2020-02-06 2020-02-06 Способ моделирования динамики полёта летательного аппарата

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2734270C1 true RU2734270C1 (ru) 2020-10-14

Family

ID=72940476

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020105701A RU2734270C1 (ru) 2020-02-06 2020-02-06 Способ моделирования динамики полёта летательного аппарата

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2734270C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2778695C1 (ru) * 2021-12-28 2022-08-23 Федеральное автономное учреждение "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФАУ "ЦАГИ") Способ воспроизведения условий полёта на пилотажном стенде

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1123408A1 (ru) * 1983-05-27 1996-01-27 Институт кибернетики им.В.М.Глушкова Адаптивный имитатор загрузки ручки управления полетом
RU2058046C1 (ru) * 1993-07-23 1996-04-10 Центральный аэрогидродинамический институт им.проф.Н.Е.Жуковского Способ загрузки рычага управления транспортного средства
RU2249856C1 (ru) * 2003-10-23 2005-04-10 Закрытое акционерное общество Научно-Производственное Объединение "Мобильные Информационные Системы" Пилотажный стенд наземного комплекса планирования и подготовки летчика к выполнению полетов на самолете-истребителе
WO2006135284A1 (en) * 2005-06-14 2006-12-21 Volvo Aero Corporation A method training a person while operating a vehicle
RU2326447C1 (ru) * 2006-11-08 2008-06-10 Федеральное государственное унитарное предприятие Научно-исследовательский институт авиационного оборудования Динамический тренажер
KR20110109529A (ko) * 2010-03-31 2011-10-06 주식회사 도담시스템스 조종 반력 제어 시스템 및 방법
KR101416824B1 (ko) * 2013-04-30 2014-08-06 한국항공우주산업 주식회사 유무인 혼용기를 위한 시뮬레이션 방법 및 장치
CN107358837B (zh) * 2017-06-12 2018-10-02 中国商用飞机有限责任公司 飞机飞行模拟机的综合匹配证明信息的处理方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1123408A1 (ru) * 1983-05-27 1996-01-27 Институт кибернетики им.В.М.Глушкова Адаптивный имитатор загрузки ручки управления полетом
RU2058046C1 (ru) * 1993-07-23 1996-04-10 Центральный аэрогидродинамический институт им.проф.Н.Е.Жуковского Способ загрузки рычага управления транспортного средства
RU2249856C1 (ru) * 2003-10-23 2005-04-10 Закрытое акционерное общество Научно-Производственное Объединение "Мобильные Информационные Системы" Пилотажный стенд наземного комплекса планирования и подготовки летчика к выполнению полетов на самолете-истребителе
WO2006135284A1 (en) * 2005-06-14 2006-12-21 Volvo Aero Corporation A method training a person while operating a vehicle
RU2326447C1 (ru) * 2006-11-08 2008-06-10 Федеральное государственное унитарное предприятие Научно-исследовательский институт авиационного оборудования Динамический тренажер
KR20110109529A (ko) * 2010-03-31 2011-10-06 주식회사 도담시스템스 조종 반력 제어 시스템 및 방법
KR101416824B1 (ko) * 2013-04-30 2014-08-06 한국항공우주산업 주식회사 유무인 혼용기를 위한 시뮬레이션 방법 및 장치
CN107358837B (zh) * 2017-06-12 2018-10-02 中国商用飞机有限责任公司 飞机飞行模拟机的综合匹配证明信息的处理方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2778695C1 (ru) * 2021-12-28 2022-08-23 Федеральное автономное учреждение "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФАУ "ЦАГИ") Способ воспроизведения условий полёта на пилотажном стенде

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20220335175A1 (en) Efficient creation of computer-generated force (cgf) entities using frequency response matrices
Jirgl et al. The identification possibilities of the measured parameters of an aircraft model and pilot behavior model on the flight simulator
RU2734270C1 (ru) Способ моделирования динамики полёта летательного аппарата
CN104332081B (zh) 飞行模拟器杆力模拟逼真度的评价方法
Andreev et al. Information models for designing conceptual broad-profile flight simulators
Dolega et al. The new conception of the laboratory testing of the FBW control system for small aircraft
Rey et al. Simulation of the Boeing 737-500 Aircraft Takeoff Warning System
CN112002182A (zh) 一种新型全动飞行模拟机仿真系统及其方法
CA3000448C (en) Recertification of an interactive computer simulation station
Babka Flight testing in a simulation based environment
RU2778695C1 (ru) Способ воспроизведения условий полёта на пилотажном стенде
Rüther-Kindel et al. VIGA-Virtual Instructor for General Aviation
EP3547294A1 (en) Dynamically affecting tailored visual rendering of a visual element
US11934749B2 (en) Efficient creation of computer-generated force (CGF) entities using frequency response matrices
Taylan et al. Mathematical Modelling, Simulation and Application of Full Flight Helicopter Simulator
RU2213375C2 (ru) Способ обучения летчика управлению летательным аппаратом в режиме реального времени
RU2753025C1 (ru) Пилотажный стенд маневренного самолета с электромеханическим ограничителем предельных режимов
EP4398220A1 (en) Training lesson authoring and execution
Bernard et al. LOC-S: Improved model and control algorithm for a stall recovery on-board avionics system
US20240249638A1 (en) Master data model for aviation training
SE535712C2 (sv) Simuleringsanordning för träningsutrustning för ett fordon
Aragon et al. Airflow hazard visualization for helicopter pilots: Flight simulation study results
Chaudron et al. Towards the design of a distributed aircraft flight control system connected to simulation components
Perz-Osowska et al. Usage of virtual technology in training given to ground engineering crew
McGovern Categories for classification of aircraft flight model validation