RU2820357C1 - Uav-based aviation simulator - Google Patents

Uav-based aviation simulator Download PDF

Info

Publication number
RU2820357C1
RU2820357C1 RU2023132104A RU2023132104A RU2820357C1 RU 2820357 C1 RU2820357 C1 RU 2820357C1 RU 2023132104 A RU2023132104 A RU 2023132104A RU 2023132104 A RU2023132104 A RU 2023132104A RU 2820357 C1 RU2820357 C1 RU 2820357C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
uav
control panel
control
piloting unit
mechanical controls
Prior art date
Application number
RU2023132104A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Федор Александрович Акуличев
Original Assignee
Федор Александрович Акуличев
Filing date
Publication date
Application filed by Федор Александрович Акуличев filed Critical Федор Александрович Акуличев
Application granted granted Critical
Publication of RU2820357C1 publication Critical patent/RU2820357C1/en

Links

Abstract

FIELD: aviation; training means.
SUBSTANCE: aircraft simulator comprises piloting unit (1), unmanned aerial vehicle (UAV) (2) and a UAV remote control device. Piloting unit (1) comprises pilot seat (4) and mechanical controls (5, 6, 7) of aircraft. Remote control device is implemented in the form of standard control panel (3) of the UAV installed on piloting unit (1). Piloting unit mechanical controls include throttle stick (5), pedals (6) for control along the course and steering wheel (7) for control over roll and pitch, wherein said mechanical controls (5, 6, 7) are connected to corresponding control elements of control panel (3) of the UAV by means of an adapter.
EFFECT: enabling the possibility of constructing an aviation simulator based on the existing UAV with a standard control panel without making changes to the design of the UAV and the control panel, as well as increased realism of control due to use of mechanical controls corresponding to controls of manned aircraft.
8 cl, 5 dwg

Description

[01] Область техники[01] Technical field

[02] Изобретение относится авиационным тренажерам и может быть использовано для подготовки пилотов вертолетов и самолетов.[02] The invention relates to aviation simulators and can be used to train helicopter and airplane pilots.

[03] Уровень техники[03] State of the art

[04] Применяемые в настоящее время тренировочные системы для имитации управления воздушными судами имеют большие размеры, сложную конструкцию и большой расход энергии. Как правило, в них используют мощные гидравлические механизмы для имитации трансформации положения судна, а также множество дисплеев для отображения виртуальных сцен имитации вождения, что требует сложного программного обеспечения.[04] Currently used training systems for simulating aircraft control are large, complex in design and high in energy consumption. They typically use powerful hydraulic mechanisms to simulate ship position transformations, as well as multiple displays to display virtual scenes of simulated driving, which require complex software.

[05] С целью снижения материальных затрат на подготовку пилотов представляется целесообразным задействовать коммерчески доступные гражданские беспилотные летательные аппараты (БПЛА) вертолетного или самолетного типа, в частности небольшие электрические квадрокоптеры, предназначенные для любительского или профессионального использования (аэросъемка и т.п.). Принцип управления такими БПЛА максимально близок к управлению полноразмерными пилотируемыми воздушными судами, что позволяет будущему пилоту приобрести первичные навыки пилотирования, наблюдая картину реального полета, а не смоделированную с помощью виртуального тренажера сцену. При этом затраты на подготовку пилота с использованием таких БПЛА будут значительно ниже, чем при использовании как реальных пилотируемых судов, так и тренажеров, имитирующих полет с помощью виртуальной реальности.[05] In order to reduce material costs for pilot training, it seems advisable to use commercially available civil unmanned aerial vehicles (UAVs) of helicopter or airplane type, in particular small electric quadcopters intended for amateur or professional use (aerial photography, etc.). The principle of controlling such UAVs is as close as possible to the control of full-size manned aircraft, which allows the future pilot to acquire primary piloting skills by observing a picture of a real flight, and not a scene simulated using a virtual simulator. At the same time, the costs of training a pilot using such UAVs will be significantly lower than when using both real manned ships and simulators that simulate flight using virtual reality.

[06] Наиболее близким аналогом изобретения является вертолетный тренажер на базе БПЛА, раскрытый в заявке Китая CN115457836A, 09.12.2022. Тренажер включает блок пилотирования воздушным судном и БПЛА в виде вертолета. Блок пилотирования содержит установленную на поворотной платформе имитацию кабины, в которой размещены кресла пилотов, консоль с кнопками управления, джойстик, рычаг ножного управления, и дисплей. Кроме того, в блоке управления предусмотрен приемопередатчик, выполненный с возможности подачи управляющих сигналов от органов управления на приемопередатчик БПЛА. При этом сам БПЛА снабжен камерами, передающими изображения на дисплей блока пилотирования. Таким образом, пилот может в реальном времени наблюдать за реальным полетом воздушного судна, отрабатывая навыки пилотирования с помощью механических органов управления.[06] The closest analogue of the invention is a helicopter simulator based on a UAV, disclosed in Chinese application CN115457836A, 12/09/2022. The simulator includes a unit for piloting an aircraft and a UAV in the form of a helicopter. The piloting unit contains a cockpit imitation installed on a turntable, which houses pilot seats, a console with control buttons, a joystick, a foot control lever, and a display. In addition, the control unit contains a transceiver configured to supply control signals from the controls to the UAV transceiver. At the same time, the UAV itself is equipped with cameras that transmit images to the display of the piloting unit. Thus, the pilot can observe the real flight of the aircraft in real time, practicing piloting skills using mechanical controls.

[07] Главным недостатком указанного аналога является необходимость конструирования всей системы, и в частности, блока управления БПЛА, конкретно под задачи данного тренажера. В данной системе отсутствует возможность использования существующих коммерчески доступных гражданских БПЛА со штатным компактным пультом управления без внесения существенных изменений в конструктив. Это усложняет и удорожает конструкцию тренажера и технологию его производства. Кроме того, наличие механических органов управления, таких как джойстик и ножной рычаг в полной мере не имитирует органы управления пилотируемого воздушного судна, что снижает практическую пользу тренажерной системы.[07] The main disadvantage of this analogue is the need to design the entire system, and in particular, the UAV control unit, specifically for the tasks of this simulator. This system does not allow the use of existing commercially available civil UAVs with a standard compact control panel without making significant changes to the design. This complicates and increases the cost of the design of the simulator and its production technology. In addition, the presence of mechanical controls, such as a joystick and a foot lever, does not fully imitate the controls of a manned aircraft, which reduces the practical usefulness of the training system.

[08] Таким образом, основной технической проблемой, на решение которой направлено рассматриваемое изобретение, является высокая стоимость тренажеров, обусловленная сложностью производства тренажера, его эксплуатации и обслуживания.[08] Thus, the main technical problem that the invention in question is aimed at solving is the high cost of simulators, due to the complexity of producing the simulator, its operation and maintenance.

[09] Раскрытие сущности изобретения[09] Disclosure of the invention

[010] Техническим результатом изобретения является возможность построения авиационного тренажера на базе имеющегося БПЛА со штатным пультом управления без внесения изменений в конструкцию БПЛА и пульта. Также технический результат заключается в повышении реалистичности управления за счет применения механических органов управления, соответствующих органам управления пилотируемого воздушного судна.[010] The technical result of the invention is the ability to build an aviation simulator based on an existing UAV with a standard control panel without making changes to the design of the UAV and the remote control. Also, the technical result consists in increasing the realism of control through the use of mechanical controls corresponding to the controls of a manned aircraft.

[011] Указанный технический результат достигается за счет того, что тренажер авиационный включает блок пилотирования, беспилотный летательный аппарат (БПЛА) и устройство дистанционного управления БПЛА. Блок пилотирования содержит кресло пилота и механические органы управления воздушным судном. При этом в отличие от ближайшего аналога, в качестве устройства дистанционного управления использован штатный пульт управления БПЛА, установленный на блоке пилотирования, механические органы управления блока пилотирования включают ручку газа, педали для управления по курсу и штурвал для управления движением по крену и тангажу, причем указанные механические органы управления связаны с соответствующими элементами управления пульта управления БПЛА посредством адаптера.[011] The specified technical result is achieved due to the fact that the aviation simulator includes a piloting unit, an unmanned aerial vehicle (UAV) and a UAV remote control device. The piloting unit contains the pilot's seat and the mechanical controls of the aircraft. In this case, unlike the closest analogue, a standard UAV control panel installed on the piloting unit is used as a remote control device, the mechanical controls of the piloting unit include a gas handle, pedals for heading control and a steering wheel for controlling movement in roll and pitch, and the specified the mechanical controls are connected to the corresponding controls of the UAV control panel via an adapter.

[012] Указанный технический результат достигается также в частных формах реализации изобретения за счет того, что:[012] The specified technical result is also achieved in private forms of implementation of the invention due to the fact that:

[013] - адаптер выполнен в виде кинематического соединения механических органов управления блока пилотирования и элементов управления пульта управления БПЛА;[013] - the adapter is made in the form of a kinematic connection of the mechanical controls of the piloting unit and the controls of the UAV control panel;

[014] - пульт управления БПЛА, в качестве элементов управления содержит первый стик для управления газом и поворотом БПЛА и второй стик для управления направлением БПЛА по крену и тангажу, причем ручка газа и педали соединены с первым стеком, а штурвал - со вторым стиком;[014] - UAV control panel, as control elements it contains a first stick for controlling the gas and rotation of the UAV and a second stick for controlling the direction of the UAV in roll and pitch, with the gas handle and pedals connected to the first stack, and the steering wheel to the second stick;

[015] - адаптер содержит первую и вторую штанги, концы которых связаны с первым и вторым стиками посредством магнитных соединений, при этом первая штанга соединена с шарнирной стойкой, которая связана с ручкой газа и педалями посредством тросов, а вторая штанга шарнирно соединена со штурвалом с возможность перемещения по двум осям;[015] - the adapter contains the first and second rods, the ends of which are connected to the first and second sticks through magnetic connections, while the first rod is connected to a hinged stand, which is connected to the gas handle and pedals via cables, and the second rod is pivotally connected to the steering wheel with the ability to move along two axes;

[016] - адаптер выполнен в виде электрического соединения механических органов управления блока пилотирования и элементов управления пульта управления БПЛА;[016] - the adapter is made in the form of an electrical connection between the mechanical controls of the piloting unit and the controls of the UAV control panel;

[017] - адаптер содержит потенциометры, установленные на ручке газа, педалях и штурвале и подключенные через электрический разъем параллельно встроенным потенциометрам пульта управления БПЛА,[017] - the adapter contains potentiometers installed on the gas handle, pedals and steering wheel and connected via an electrical connector in parallel to the built-in potentiometers of the UAV control panel,

[018] - в качестве БПЛА использован электрический квадрокоптер[018] - an electric quadcopter is used as a UAV

[019] В отличие от аналогов, в рассматриваемом тренажере применяется штатный пульт управления БПЛА. По термином «штатный пульт управления» подразумевается пульт, входящий в комплект поставки БПЛА и приспособленный для работы с данной моделью БПЛА. При этом для связи органов управления, имитирующих работу пилотируемого воздушного судна, с элементами управления пульта в блоке пилотирования используется адаптер. Это позволяет значительно упросить конструкцию, процесс производства и обслуживания тренажера, поскольку отпадает необходимость конструировать специальное БПЛА и систему его управления или же вносить в комплект существующего БПЛА существенные конструктивные изменения. Вместо этого в составе тренажера могут применяться комплекты гражданских БПЛА, находящиеся в свободной продаже. В таком варианте тренажер можно будет легко собирать, транспортировать и обслуживать.[019] Unlike analogues, the simulator in question uses a standard UAV control panel. The term “standard control panel” means the remote control included in the delivery package of the UAV and adapted to work with this UAV model. In this case, an adapter is used to connect the controls that simulate the operation of a manned aircraft with the control elements of the remote control in the piloting unit. This makes it possible to significantly simplify the design, production process and maintenance of the simulator, since there is no need to design a special UAV and its control system or make significant design changes to the existing UAV. Instead, the simulator can include sets of commercially available civilian UAVs. In this version, the simulator can be easily assembled, transported and maintained.

[020] Кроме того, органы управления используемые в блоке пилотирования заявленного тренажера, соответствуют органам пилотируемого воздушного судна (как вертолета, так и самолета) и соединены с аналогичными элементами управления БПЛА, что позволяет БПЛА реагировать на управляющие команды так же, как это происходит в пилотируемом воздушном судне. Это повышает реалистичность управления воздушным судном в тренажере.[020] In addition, the controls used in the piloting unit of the claimed simulator correspond to the controls of a manned aircraft (both helicopter and airplane) and are connected to similar controls of the UAV, which allows the UAV to respond to control commands in the same way as it does in manned aircraft. This increases the realism of aircraft control in the simulator.

[021] Краткое описание чертежей[021] Brief description of drawings

[022] Изобретение поясняется фигурами, где:[022] The invention is illustrated by the figures, where:

на фигуре 1 показа блок-схема заявленного тренажера,Figure 1 shows a block diagram of the claimed simulator,

на фигуре 2 показана схема блока пилотирования тренажера,Figure 2 shows a diagram of the simulator piloting unit,

на фигуре 3 показан вариант выполнения блока пилотирования с механической связью органов управления с пультом БПЛА,Figure 3 shows an embodiment of the piloting unit with mechanical connection of the controls to the UAV remote control,

на фигуре 4 показан вариант выполнения блока пилотирования с электрической связью органов управления с пультом БПЛА,Figure 4 shows an embodiment of the piloting unit with electrical connection of the controls with the UAV remote control,

на фигуре 5 показана фотография опытного образца заявленного тренажераFigure 5 shows a photograph of a prototype of the claimed simulator

[023] Элементы конструкции обозначены на фигурах следующими позициями:[023] Structural elements are indicated in the figures by the following positions:

1 - блок пилотирования,1 - piloting unit,

2 - БПЛА,2 - UAV,

3 - пульт управления БПЛА,3 - UAV control panel,

4 - кресло пилота4 - pilot's seat

5 - ручка газа (рукоятка шаг-газ),5 - gas handle (step-throttle handle),

6 - педали для управления по курсу6 - pedals for heading control

7 - штурвал (джойстик) для управления по крену и тангажу,7 - steering wheel (joystick) for roll and pitch control,

8 - видеокамера БПЛА,8 - UAV video camera,

9 - очки виртуальной реальности для пилота,9 - virtual reality glasses for the pilot,

10 - первый стик для управления оборотами винтов и поворотом БПЛА,10 - the first stick for controlling the rotation of the propellers and the rotation of the UAV,

11 - второй стик для управления направлением полета БПЛА,11 - second stick for controlling the flight direction of the UAV,

12 - платформа блока,12 - block platform,

13 - шарнирная стойка,13 - articulated stand,

14 - жесткий трос,14 - rigid cable,

15 - первая штанга.15 - first bar.

16 - вторая штанга,16 - second rod,

17 - магнит,17 - magnet,

18 - металлический стержень18 - metal rod

19 - эластичный трос19 - elastic cable

20 - ролик,20 - roller,

21 - первый потенциометр,21 - first potentiometer,

22 - второй потенциометр,22 - second potentiometer,

23 - третий потенциометр,23 - third potentiometer,

24 - четвертый потенциометр,24 - fourth potentiometer,

25 - разъем пульта,25 - remote control connector,

[024] Осуществление изобретения[024] Carrying out the invention

[025] Заявленный тренажер (см. фиг.1) включает блок пилотирования (1) и БПЛА (2) со штатным пультом управления (3). БПЛА (2) представляет собой коммерчески доступный гражданский БПЛА вертолетного или самолетного типа. В частности, может применяться электрический квадрокоптер, например, таких производителей как DR, Autel, Fimi, Syma и др. В предпочтительном варианте реализации изобретения БПЛА (2) оснащен по меньшей мере одной видеокамерой (8)[025] The claimed simulator (see Fig. 1) includes a piloting unit (1) and a UAV (2) with a standard control panel (3). The UAV (2) is a commercially available civil UAV of helicopter or aircraft type. In particular, an electric quadcopter can be used, for example, from such manufacturers as DR, Autel, Fimi, Syma, etc. In a preferred embodiment of the invention, the UAV (2) is equipped with at least one video camera (8)

[026] Основными элементами управления штатного пульта (3) БПЛА (см. фиг.2) являются два стика (двухкоординатных джойстика). Первый (левый) стик (10) отвечает за управление оборотами винтов/газом (движение стика вперед-назад) и поворотом БПЛА (движение стика влево-вправо). Второй (правый) стик (11) отвечает за направление полета БПЛА, т.е. управление креном и тангажом (движение стика вперед, назад, влево и вправо). Пульт управления (3) связан с БПЛА (2) с помощью приемопередающих устройств и антенн.[026] The main control elements of the standard remote control (3) of the UAV (see Fig. 2) are two sticks (two-axis joysticks). The first (left) stick (10) is responsible for controlling the speed of the propellers/throttle (stick movement back and forth) and the rotation of the UAV (stick movement left and right). The second (right) stick (11) is responsible for the direction of flight of the UAV, i.e. roll and pitch control (stick movement forward, backward, left and right). The control panel (3) is connected to the UAV (2) using transceiver devices and antennas.

[027] Блок пилотирования (1) (см. фиг.2 и 3), предпочтительно, представляет собой единое устройство, включающее основание (платформу) (12), на которой смонтированы элементы, имитирующие кабину пилота, а также закреплен штатный пульт управления (3). В качестве элементов для имитации кабины пилота блок пилотирования (1) содержит по меньшей мере одно кресло пилота (4), а также механические органы управления воздушного судна в виде ручки газа (5) («сектор газа», рукоятка «шаг-газ»), педалей (6) для управления по курсу, и штурвала (7) (джойстика и т.п.) для управления по направлению креном и тангажом. Расположение механических органов управления (5, 6, 7), предпочтительно, должно соответствовать компоновке реального пилотируемого судна.[027] The piloting unit (1) (see Figs. 2 and 3), preferably, is a single device, including a base (platform) (12), on which elements simulating the pilot’s cabin are mounted, and a standard control panel ( 3). As elements for simulating a pilot's cabin, the piloting unit (1) contains at least one pilot's seat (4), as well as mechanical controls of the aircraft in the form of a throttle handle (5) (“throttle sector”, “step-throttle” handle) , pedals (6) for directional control, and a steering wheel (7) (joystick, etc.) for directional control of roll and pitch. The arrangement of the mechanical controls (5, 6, 7) should preferably correspond to the layout of the actual manned vessel.

[028] Указанные механические органы управления (5, 6, 7) блока пилотирования (1) соответствуют элементам управления штатного пульта (3) и связаны с ними с помощью адаптера. В частных случаях реализации изобретения адаптер может быть выполнен в виде кинематического или электрического соединения.[028] The specified mechanical controls (5, 6, 7) of the piloting unit (1) correspond to the controls of the standard remote control (3) and are connected to them using an adapter. In particular cases of implementation of the invention, the adapter can be made in the form of a kinematic or electrical connection.

[029] Кинематическое соединение (см. фиг.3) образовано связью ручки газа (5) и педалей (6) с первым стиком (10), а также штурвала (7) со вторым стиком (11), там образом, что ручка газа (5) перемещает первый стик (10) вперед-назад, педали (6) перемещают первый стик (10) влево-вправо, а штурвал (7) (джойстик), закрепленный шарнирно, перемещает второй стик (11) по двум осям (вперед, назад, влево, вправо). Для этого адаптер может содержать две подвижные штанги (15,16), первая (15) из которых взаимодействие с первым стиком (10) пульта, а вторая (16) - со вторым стиком (11). Для перемещения указанных стиков (10,11) на концах штанг (15,16) установлены магниты (17), взаимодействующие с металлическими элементами (18) (из магнитного материала), закрепленными на стике. В качестве металлического элемента (18) может использоваться стальной шуруп, вкрученный внутрь стика, что обеспечивает удлинение стиков для более точного и чувствительного управления. Другой конец первой штанги (15) поворотно закреплен на стойке (13), прикрепленной к основанию (12) двухосевым шарниром, указанная стойка связана с ручкой газа (15) с помощью жесткого троса (14), и с педалями (6) посредством эластичного троса (19), взаимодействующего с роликами (20). Второй конец второй штанги (16) поворотно закреплен на штурвале (7) с возможностью передачи движения на стик (11) по двум осям.[029] The kinematic connection (see Fig. 3) is formed by connecting the gas handle (5) and pedals (6) with the first stick (10), as well as the steering wheel (7) with the second stick (11), in such a way that the gas handle (5) moves the first stick (10) back and forth, the pedals (6) move the first stick (10) left and right, and the steering wheel (7) (joystick), hinged, moves the second stick (11) along two axes (forward , back, left, right). To do this, the adapter may contain two movable rods (15,16), the first (15) of which interacts with the first stick (10) of the remote control, and the second (16) interacts with the second stick (11). To move the indicated sticks (10,11), magnets (17) are installed at the ends of the rods (15,16), interacting with metal elements (18) (made of magnetic material) attached to the stick. A steel screw screwed inside the stick can be used as a metal element (18), which provides elongation of the sticks for more precise and sensitive control. The other end of the first rod (15) is rotatably mounted on a stand (13), attached to the base (12) with a biaxial hinge, the said stand is connected to the gas handle (15) using a rigid cable (14), and to the pedals (6) using an elastic cable (19), interacting with rollers (20). The second end of the second rod (16) is rotatably mounted on the steering wheel (7) with the possibility of transmitting movement to the stick (11) along two axes.

[030] Возможны и иные варианты реализации кинематической связи органов управления со элементами управления пульта. Например, может применяться механическая система рычагов, тросов, ремней, электромеханические системы, гидравлические системы, пневматические системы, и их комбинации. Для удобства кинематического соединения пульт управления (3) может закрепляться на отдельном постаменте, прикрепленном к основанию (12) блока пилотирования (1).[030] Other options for implementing the kinematic connection of the controls with the control elements of the remote control are also possible. For example, a mechanical system of levers, cables, belts, electromechanical systems, hydraulic systems, pneumatic systems, and combinations thereof may be used. For convenience of kinematic connection, the control panel (3) can be mounted on a separate pedestal attached to the base (12) of the piloting unit (1).

[031] Электрическое соединение (см. фиг.4) с помощью адаптера может быть реализовано с помощью четырех потенциометров, первый (21) из которых смонтирован на ручке газа (5), второй (22) - на педалях (6), а третий (23) и четвертый (24) - на штурвале (7). Потенциометры (21, 22, 23, 24) подключаются параллельно встроенным потенциометрам пульта (3) управления через электрический разъем (25)[031] The electrical connection (see Fig. 4) using an adapter can be realized using four potentiometers, the first (21) of which is mounted on the throttle handle (5), the second (22) on the pedals (6), and the third (23) and the fourth (24) - on the helm (7). Potentiometers (21, 22, 23, 24) are connected in parallel to the built-in potentiometers of the control panel (3) via an electrical connector (25)

[032] Блок пилотирования может быть реализован, например, на базе списанного воздушного судна или полноразмерного макета судна, изготовленного из недорогих материалов.[032] The pilot unit can be implemented, for example, on the basis of a decommissioned aircraft or a full-size mock-up of a ship made of inexpensive materials.

[033] Дополнительно в блоке пилотирования (1) могут использоваться очки виртуальной реальности (VR) (9), которые связаны с видеокамерой (8) БПЛА с возможностью беспроводной передачи видеоизображения пилоту в реальном времени.[033] Additionally, the piloting unit (1) can use virtual reality (VR) glasses (9), which are connected to the UAV video camera (8) with the ability to wirelessly transmit video images to the pilot in real time.

[034] Тренажер функционирует следующим образом.[034] The simulator functions as follows.

[035] Тренируемый пилот с помощью механических органов управления (5, 6, 7) поднимает БПЛА (квадрокоптер) в воздух и осуществляет отработку стандартных упражнений, которые используются при обучении управлением пилотируемых воздушных судов. При движении ручкой газа (5) вперед-назад, а также нажатии правой и левой педалей (6) происходит соответствующее перемещение первого стика (10) (для электрического соединения подаются соответствующие сигналы на потенциометры) и БПЛА корректируется по скорости и курсу. При совершении движения штурвалом (7) (джойстиком) происходит перемещение второго стика (11) (или подача электрических сигналов на потенциометры) и БПЛА вращается вокруг продольной оси (крен) и поперечной оси (тангаж).[035] The trained pilot, using mechanical controls (5, 6, 7), lifts the UAV (quadcopter) into the air and practices standard exercises that are used in training to control manned aircraft. When you move the throttle handle (5) back and forth, as well as pressing the right and left pedals (6), the first stick (10) moves correspondingly (corresponding signals are sent to the potentiometers for electrical connection) and the UAV is adjusted in speed and heading. When making a movement with the steering wheel (7) (joystick), the second stick (11) moves (or electrical signals are supplied to the potentiometers) and the UAV rotates around the longitudinal axis (roll) and the transverse axis (pitch).

[036] Пилот может наблюдать со стороны как реагирует воздушное судно в реальном полете на то или иное управляющее воздействие, что полностью соответствует работе полноразмерного пилотируемого аппарата. При использовании очков (9) пилот может увидеть картину полета от первого лица, что может повысить реалистичность управления.[036] The pilot can observe from the outside how the aircraft reacts in real flight to one or another control input, which is fully consistent with the operation of a full-size manned aircraft. When using glasses (9), the pilot can see a first-person view of the flight, which can increase the realism of control.

[037] Автором изобретения, имеющим практический опыт в управлении пилотируемых воздушных судов, был изготовлен опытный образец заявленного тренажера на базе электрического квадрокоптера (см. фигуру 5). Полетные испытания показали, что квадрокоптер реагирует на команды от органов управления также как и полноразмерное пилотируемое воздушное судно (вертолет). Например, с помощью такого тренажера эффективно отрабатывается упражнение «зависание в воздухе», которое является базовым для пилотов вертолета и на освоение которого уходит достаточно длительное время.[037] The author of the invention, who has practical experience in controlling manned aircraft, produced a prototype of the claimed simulator based on an electric quadcopter (see Figure 5). Flight tests have shown that the quadcopter responds to commands from the controls in the same way as a full-size manned aircraft (helicopter). For example, with the help of such a simulator, the “hovering in the air” exercise, which is basic for helicopter pilots and which takes quite a long time to master, can be effectively practiced.

[038] Несмотря на то, что изобретение проиллюстрировано на примере электрического квадрокоптера, тренажер также может быть реализован и на базе других БПЛА. Описанные в заявке механические органы управления также используются и в пилотируемом самолете, поэтому тренажер может функционировать и в комплекте с БПЛА самолетного типа.[038] Although the invention is illustrated using an electric quadcopter as an example, the simulator can also be implemented on the basis of other UAVs. The mechanical controls described in the application are also used in a manned aircraft, so the simulator can also function in conjunction with an aircraft-type UAV.

Claims (8)

1. Тренажер авиационный, включающий блок пилотирования (1), беспилотный летательный аппарат (БПЛА) (2) и устройство дистанционного управления БПЛА, причем блок пилотирования (1) содержит кресло пилота (4) и механические органы управления (5, 6, 7) воздушным судном, отличающийся тем, что в качестве устройства дистанционного управления использован штатный пульт управления (3) БПЛА, установленный на блоке пилотирования (1), механические органы управления блока пилотирования включают ручку газа (5), педали (6) для управления по курсу и штурвал (7) для управления движением по крену и тангажу, причем указанные механические органы управления (5, 6, 7) связаны с соответствующими элементами управления пульта управления (3) БПЛА посредством адаптера.1. An aviation simulator, including a piloting unit (1), an unmanned aerial vehicle (UAV) (2) and a UAV remote control device, wherein the piloting unit (1) contains a pilot’s seat (4) and mechanical controls (5, 6, 7) aircraft, characterized in that the standard control panel (3) of the UAV is used as a remote control device, installed on the piloting unit (1), the mechanical controls of the piloting unit include the gas handle (5), pedals (6) for heading control and a steering wheel (7) for controlling roll and pitch movements, wherein said mechanical controls (5, 6, 7) are connected to the corresponding control elements of the UAV control panel (3) via an adapter. 2. Тренажер по п.1, отличающийся тем, что адаптер выполнен в виде кинематического соединения механических органов управления (5, 6, 7) блока пилотирования и элементов управления пульта управления (3) БПЛА.2. The simulator according to claim 1, characterized in that the adapter is made in the form of a kinematic connection of the mechanical controls (5, 6, 7) of the piloting unit and the control elements of the UAV control panel (3). 3. Тренажер по п.2, отличающийся тем, что пульт управления (3) БПЛА в качестве элементов управления содержит первый стик (10) для управления газом и поворотом БПЛА и второй стик (11) для управления направлением БПЛА по крену и тангажу, причем ручка газа (5) и педали (6) соединены с первым стиком (10), а штурвал (7) - со вторым стиком (11).3. The simulator according to claim 2, characterized in that the control panel (3) of the UAV contains, as control elements, a first stick (10) for controlling the gas and rotation of the UAV and a second stick (11) for controlling the direction of the UAV in roll and pitch, and the gas handle (5) and pedals (6) are connected to the first stick (10), and the steering wheel (7) is connected to the second stick (11). 4. Тренажер по п.3, отличающийся тем, что адаптер содержит первую (15) и вторую (16) штанги, концы которых связаны с первым (10) и вторым (11) стиками посредством магнитных соединений, при этом первая штанга (15) соединена с шарнирной стойкой (13), которая связана с ручкой газа (5) и педалями (6) посредством тросов (14, 19), а вторая штанга (16) шарнирно соединена со штурвалом (7) с возможность перемещения по двум осям.4. The exercise machine according to claim 3, characterized in that the adapter contains the first (15) and second (16) rods, the ends of which are connected to the first (10) and second (11) sticks via magnetic connections, while the first rod (15) connected to a hinged post (13), which is connected to the gas handle (5) and pedals (6) via cables (14, 19), and the second rod (16) is pivotally connected to the steering wheel (7) with the ability to move along two axes. 5. Тренажер по п.1, отличающийся тем, что адаптер выполнен в виде электрического соединения механических органов управления (5, 6, 7) блока пилотирования и элементов управления пульта управления БПЛА.5. The simulator according to claim 1, characterized in that the adapter is made in the form of an electrical connection between the mechanical controls (5, 6, 7) of the piloting unit and the control elements of the UAV control panel. 6. Тренажер по п.5, отличающийся тем, что адаптер содержит потенциометры (21, 22, 23, 24), установленные на ручке газа (5), педалях (6) и штурвале (7) и подключенные через электрический разъем (25) параллельно встроенным потенциометрам пульта управления (3) БПЛА.6. The simulator according to claim 5, characterized in that the adapter contains potentiometers (21, 22, 23, 24) installed on the gas handle (5), pedals (6) and steering wheel (7) and connected through an electrical connector (25) parallel to the built-in potentiometers of the UAV control panel (3). 7. Тренажер по п.1, отличающийся тем, что БПЛА снабжен видеокамерой (8), а блок пилотирования (1) дополнительно содержит очки виртуальной реальности, связанные с видеокамерой (8) с возможностью получения изображений в реальном времени. 7. The simulator according to claim 1, characterized in that the UAV is equipped with a video camera (8), and the piloting unit (1) additionally contains virtual reality glasses connected to the video camera (8) with the ability to obtain images in real time. 8. Тренажер по п.1, отличающийся тем, что в качестве БПЛА использован электрический квадрокоптер.8. The simulator according to claim 1, characterized in that an electric quadcopter is used as a UAV.
RU2023132104A 2023-12-06 Uav-based aviation simulator RU2820357C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2820357C1 true RU2820357C1 (en) 2024-06-03

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU70396U1 (en) * 2007-10-16 2008-01-20 Федеральное государственное унитарное предприятие Научно-исследовательский институт авиационного оборудования MOBILE AIRCRAFT SIMULATOR
CA2891377A1 (en) * 2012-12-06 2014-07-03 Grenzebach Maschinenbau Gmbh Method and device for the combined simulation and control of remote-controlled vehicles using a user-friendly projection system
KR101764850B1 (en) * 2017-01-20 2017-08-07 (주) 알앤유 Kit for the drone training
RU173153U1 (en) * 2016-08-04 2017-08-14 Иванова Елена Алексеевна Attraction simulator with a multi-rotor drone type

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU70396U1 (en) * 2007-10-16 2008-01-20 Федеральное государственное унитарное предприятие Научно-исследовательский институт авиационного оборудования MOBILE AIRCRAFT SIMULATOR
CA2891377A1 (en) * 2012-12-06 2014-07-03 Grenzebach Maschinenbau Gmbh Method and device for the combined simulation and control of remote-controlled vehicles using a user-friendly projection system
RU173153U1 (en) * 2016-08-04 2017-08-14 Иванова Елена Алексеевна Attraction simulator with a multi-rotor drone type
KR101764850B1 (en) * 2017-01-20 2017-08-07 (주) 알앤유 Kit for the drone training

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11830382B2 (en) Virtual reality based pilot training system
US9984586B2 (en) Method and device to improve the flying abilities of the airborne devices operator
US11587456B2 (en) VR emulator
US9789411B2 (en) Applied layout in virtual motion-acceleration spherical simulator
CA2212288C (en) Improved flight simulator
US20110039235A1 (en) Method for simulating flight attitudes of an aircraft capable of vertical takeoff and/or vertical landing
EP3543986A1 (en) Vr emulator
CN112164274A (en) Aircraft flight control simulation system
WO1983002028A1 (en) Glider flight simulator
CN111462574A (en) Flight training simulation system
CN114404938A (en) Virtual driving gyro cabin, virtual driving system and virtual reality method
CN208422163U (en) Flight training simulation system based on multi-degree-of-freedom motion platform and vision simulation
CN212208630U (en) Flight training simulation system
RU2820357C1 (en) Uav-based aviation simulator
RU2367027C1 (en) Manned spacecraft simulator
KR101483106B1 (en) Flight Simulator having a Displaying Point Changing Function of Display Video Picture and Controlling Method for the sames
KR101831364B1 (en) Flight training apparatus using flight simulators linked to exercise data
US20030219701A1 (en) Simulator for aircraft flight training
CN209912190U (en) Ejection life-saving training system based on VR
CN117975789A (en) Flight driving training system for mixed reality
CA2293798A1 (en) Flight simulator
CN116736984A (en) Virtual reality experience system based on unmanned aerial vehicle
Rangel et al. Development of a virtual flight simulator
MOHD DESIGN AND DEVELOPMENT OF 2-DOF MOTION SIMULATOR FOR PARAMOTOR TRIKE
CN117079531A (en) Spacecraft R-VR-R flight experience device