RU38511U1 - Авиационный тренажер - Google Patents

Abstract

1. Авиационный тренажер, содержащий макет кабины летчика, в котором размещены имитаторы приборной доски, пультов, центральной ручки управления и педалей с механизацией загрузки и триммерного эффекта по каналам тангажа, крена и курса, и рычагов управления двигателями, вычислительную управляющую систему, обучающую систему, а также системы имитации внешней обстановки и акустических шумов, и рабочее место инструктора, отличающийся тем, что обучающая система тренажера содержит вычислитель, реализующий программный модуль "эталонного" летчика, который выдает управляющие сигналы на входы устройств воспроизведения обучающей зрительной, звуковой и осязательной информации, причем в устройство воспроизведения обучающей осязательной информации включены центральная ручка управления, педали и рычаги управления двигателями с соответствующими электромеханизмами перемещения и датчиками обратной связи, кроме этого вычислитель обучающей системы связан с рабочим местом инструктора и вычислительной управляющей системой тренажера, которая также связана с системой имитации внешней обстановки и с расположенным на рабочем месте инструктора пультом включения тренажера, обучающей системы и режимов управления полетом.2. Авиационный тренажер по п.1, отличающийся тем, что электромеханизмы перемещения центральной ручки управления и педалей включены в систему управления по каналам тангажа, крена и курса с возможностью выполнения функций соответствующих механизмов триммерного эффекта, а на механизмы загрузки органов управления установлены электрические датчики положения подвижных штоков, формирующие сигналы по соответс

Description

2004W4252

npPPIiiPPPJIМ.Кл/О09В, 9/08

АВИАЦИОННЫЙ ТРЕНАЖЁР

Полезная модель относится к области авиационной техники и может найти нрименение при создании авиационных тренажёров, а именно, самолётных и вертолётных тренажёров для обучения, переподготовки и поддержания профессиональной готовности лётного и технического составов.

Известен Тренажёр лётчика, содержащий кабину с креслом лётчика, снабжённую механизмом перемещения, имитаторы органов управления, модель динамики полёта, имитаторы бортовых систем, блок управления, имитаторы приборов и внешней обстановки, сферический экран и проекторы небесной сферы и земной поверхности, устройство имитации динамических эффектов движения 1.

Известен Авиационный тренажёр, содержащий кабину с органами управления и контроля, кинематически связанную с исполнительными приводами, входы которых соединены с выходами органов управления, вычислительную систему и имитаторы внешней обстановки, выпуска шасси и установки их на замки выпущенного положения перед посадкой летательного аппарата 2.

Известен также Комплексный авиационный тренажёр лётчика КТС-4, содержащий макет кабины лётчика с имитаторами приборной доски, органов управления и пультов, центральную ручку управления и педали с электромеханической системой регулирования усилий и триммирования, системы имитации внешней обстановки и акустических шумов, рабочее место инструктора и вычислительную управляющую систему 3.

Наиболее близким к заявляемому Авиационному тренажёру по своей технической сущности и конструктивному решению является Комплексный авиационный тренажёр лётчика КТС-4 3, который выбран авторами в качестве прототипа.

Прототип и все вышеуказанные авиационные тренажёры с достаточно высокой точностью позволяют моделировать динамику полёта, автоматические режимы управления, внешнюю обстановку и акустические шумы, а также имитировать всевозможные физические факторы, действующие на лётчика в реальном полёте. Однако эти тренажёры не содержат в своём составе развитой комплексной обучающей системы, формирующей обучающую информацию и выдающей её лётчику на зрительный, слуховой и осязательный каналы восприятия информации. Например, не позволяют в достаточной степени показывать обучаемому действия эталонного (идеального, электронного) лётчика в конкретной ситуации полёта, не позволяют показывать потребные отклонения командных органов управления:

-педалей управления по курсу (рысканию);

-рычагов управления двигателями,

т.е. не используется в достаточной степени осязательный канал

информации.

Целью полезной модели является устранение вышеуказанных недостатков - повышение эффективности обучения, переподготовки и поддержания профессиональной готовности лётного и технического составов.

Указанная пель достигается тем, что в авиационном тренажёре, содержаш;ем макет кабины лётчика с имитаторами приборной доски, пультов, центральной ручки управления и педалей с механизмами загрузки и триммерного эффекта по каналам тангажа крена и курса и рычагов управления двигателями, вычислительную управляющую систему, обучающую систему, а также системы имитации внешней обстановки и акустических шумов, и рабочее место инструктора, обучающая система тренажёра содержит вычислитель, реализующий программный модуль эталонного лётчика, который выдаёт управляющие сигналы на входы устройств воспроизведения обучающей зрительной, звуковой и осязательной информации. Причём в устройство воспроизведения обучающей осязательной информации включены центральная ручка управления, педали и рычаги управления двигателями с соответствующими электромеханизмами перемещения и датчиками обратной связи. Кроме этого вычислитель обучающей системы связан с рабочим местом инструктора и вычислительной управляющей системой тренажёра, которая также связана с системой имитации внешней обстановки и с расположенным на рабочем месте инструктора пультом включения тренажёра, обучающей системы и режимов управления полётом.

Электромеханизмы перемещения центральной ручки управления и педалей включены в систему управления по каналам тангажа, крена и курса с возможностью выполнения функций соответствующих механизмов триммерного эффекта, а на механизмы загрузки органов управления установлены электрические датчики положения подвижных щитков, формирующие сигналы по соответствующим каналам управления.

Устройство воспроизведения обучающей зрительной информации размещено на экране системы имитации внешней обстановки, используя сигналы с вычислителя обучающей системы для формирования кадров лидерной информации заданного состояния процесса управления по принципу - Делай, как я.

Устройство воспроизведения обучающей звуковой информации включает в себя речевой информатор, связанный с платой звуковой карты, размещённой на рабочем месте инструктора, и имитатор аэродинамических шумов и звуков двигателя и оборудования, связанный с платой звуковой карты, размещённой в вычислительной управляющей системе тренажёра.

-на фиг. 1 - Структурная схема авиационного тренажёра;

-на фиг.2 - Конструктивная схема элементов устройства обучающей

осязательной информации.

Авиационный тренажёр (фиг. 1,2) содержит макет кабины 1, в котором размещены имитаторы приборной доски 2, пультов 3 и 4, центральной ручки управления 5 и педалей 6 с соответствующими механизмами загрузки 7, 8 и 9 и триммерного эффекта 10, 11 и 12 по каналам тангажа, крена и курса, и рычагов управления двигателями 13.

Вне макета кабины 1 размещены: система имитации внещней обстановки с блоками 14,15 и экраном 16 , рабочее место инструктора 17 и вычислительная управляющая система тренажёра 18.

Обучающая система тренажёра содержит вычислитель 19, реализующий программный модуль эталонного лётчика и выдающий управляющие сигналы на входы устройств воспроизведения обучающей зрительной, звуковой и осязательной информации.

Устройство воспроизведения обучающей зрительной информации 20 размещено на экране системы имитации внещней обстановки 16 и формирует кадры лидерной информации заданного состояния процесса управления по принципу - Делай, как я.

Устройство воспроизведения обучающей звуковой информации включает в себя речевой информатор (динамик) 21, связанный с платой звуковой карты 22, размещённой на рабочем месте инструктора 17, и имитатор аэродинамических шумов и звуков двигателя и оборудования (динамик) 23, связанный с платой звуковой карты 24, размещённой в вычислительной управляющей системе тренажёра 18.

Устройство воспроизведения обучающей осязательной информации (фиг. 1,2) включает в себя центральную ручку управления 5, педали 6 и рычаги управления двигателями 13 с соответствующими электромеханизмами перемещения 10, 11, 12 и 25 и датчиками обратной связи 26, 27, 28 и 29, т.е. механизмы триммерного эффекта по каналам тангажа, крена и курса выполняют функции электромеханизмов перемещения центральной ручки управления и педалей в режиме управления эталонного лётчика. На механизмы загрузки 7, 8 и 9 установлены электрические датчики положения 30, 31 и 32 соответствующих подвижных штоков. Рычаги управления двигателями 13 имеют датчики положения 33 и 34 и электрическую муфту 35, с помощью которой электромеханизм 25 подсоединяется к рычагам управления двигателями в режиме управления

эталонного лётчика.

Кроме этого по каналам тангажа, крена и курса установлены электромеханизмы 36, 37 и 38, которые изменяют величину плеча взаимодействия органа управления с соответствующим механизмом загрузки 7, 8 и 9. Этим самым обеспечивается изменение загрузки органов управления от скорости и высоты полёта. Каждый электромеханизм имеет датчик обратной связи 39, 40 и 41.

i o9/09 °

На рабочем месте инструктора 17 размещён пульт 42, с помощью которого инструктор включает тренажёр, обучающую систему и производит выбор режима управления.

Авиационный тренажёр с представленной обучающей системой работает следующим образом.

Обучаемый садится в кресло лётчика, правой рукой берёт рукоятку центральной ручки управления 5 , левую руку кладёт на рукоятки рычагов управления двигателями 13, а ноги ставит на педали 6 . После этого лётчикинструктор с рабочего места инструктора 17 с помощью пульта 42 подаёт команду на включение всего тренажёра. Затем инструктор включает обучающую систему, которая обеспечивает:

-подключение динамика 21 речевой информации и динамика 23, с помощью которого имитируются аэродинамические шумы, звуки двигателя и оборудования;

-запитку электромеханизмов и датчиков обратной связи центральной ручки управления, педалей и рычагов управления двигателями, при этом срабатывает муфта 35, которая соединяет рычаги управления двигателями с электромеханизмом 29;

-подключение устройства обучающей зрительной информации 20, которое формирует кадры лидерной информации заданного состояния процесса управления по принципу - Делай, как я.

Электрическая взаимосвязь составных частей тренажёра схематично представлена на фиг. 1.

После этого лётчик-инструктор посредством пульта 22 выбирает один из режимов полёта, например, заход на посадку в гористой местности.

С этого момента обучаемый видит с помощью системы имитации внешней обстановки реальный рельеф местности, выполненный с использованием географических спецкарт, и речевой информатор посредством динамика 21 дополнительно сообщает ему параметры полёта и особенности пилотирования в данных условиях, а также необходимые команды. Посредством динамика 23 воспроизводятся шумовые эффекты от двигателей и оборудования летательного аппарата, а также аэродинамические шумы, адекватные реальным. Па экране системы имитации внешней обстановки формируются кадры лидерной информации заданного состояния процесса управления по принципу - Делай, как я, схематично показываются потребные отклонения органов управления по каналам тангажа, крена и курса, а также перемещения рычагов управления двигателями др.

Одновременно с этим по сигналам с вычислителя обучающей системы 19 поступают управляющие сигналы на электромеханизмы перемещения 10, 11, 12 и 25, которые отклоняют соответствующие органы управления показывая обучаемому потребные управляющие действия эталонного лётчика в конкретной ситуации полёта в зависимости от рельефа местности, скорости, высоты полёта и т.д.

При этом с датчиков обратной связи 26 , 27 , 28 и 29, измеряющих величину перемещения соответствующих подвижных штоков, подаются электрические сигналы в вычислитель обучающей системы 19 для формирования соответствующих сигналов для последующих отклонений органов управления.

На этом (первом) этапе обучения лётчик не вмешивается в процесс управления, но получает необходимую информацию о данном режиме полёта посредством зрительной и звуковой информации и ощущает величины перемещений центральной ручки управления, педалей и рычагов управления двигателями, которые производит эталонный лётчик.

На втором этапе обучения отключаются только устройства осязательной обучающей информации. При этом электромеханизмы 10 , 11 и 12 переключаются с режима перемещения органов управления на режим триммерного эффекта, а электромеханизмы 36 , 37 и 38 подключаются к вычислительной управляющей системе тренажёра 18 , обеспечивающие изменение загрузки органов управления в зависимости от скорости и высоты полёта. Одновременно с этим подаётся сигнал на муфту 35 , которая отключает рычаги управления двигателями 13 от механизма их перемещения 25 .

На этом этапе обучения лётчик самостоятельно перемещает органы управления с учётом подсказок от устройств зрительной и звуковой информации. При этом со всех датчиков положения органов управления и датчиков обратной связи поступают сигналы в вычислительную управляющую систему тренажёра и в вычислитель обучающей системы, где формируются соответствующие управляющие сигналы, обеспечивающие перемещение летательного аппарата в пространстве, и формируется командная информация на соответствующие имитаторы обучающей зрительной и звуковой информации. В процессе управления летательным аппаратом лётчик чувствует изменение усилий на органах управления в зависимости от скорости и высоты полёта.

На третьем этапе обучения полностью откючается обучающая система тренажёра, т.е. лётчик начинает управлять летательным аппаратом в условиях, приближённых к штатным условиям пилотирования. При этом лётчик-инструктор осуществляет оценку качества деятельности тренирующегося и выявляет характерные ошибки путём сравнения состояний процессов управления, отображаемых на пульте инструктора, с эталонной моделью полёта, формируемой модулем эталонного лётчика.

Такая последовательность обучения с представленными устройствами осязательной информации позволяет повысить эффективность обучения при значительном сокращении самого процесса обучения.

создать устройство воспроизведения обучающей осязательной информации с малыми габаритами и весом за счёт совмещения функций электромехаиизмов, которые выполняют функции как механизмов триммерного эффекта, так и перемещения органов ручного управления.

С использованием материалов даиного предложения была изготовлена обучающая система тренажёра, проведены испытания в составе авиационного тренажёра и получены положительные результаты, подтверждающие целесообразность предложенного технического решения.

Работы проводятся по Постановлению Правительства РФ № 683-33 от 6.07.95г. по теме Кристалл-ТК.

Источники информации:

1.Авторское свидетельство СССР № 906279 от 4.10.80г. Кл.О09В,9/08.

2.Авторское свидетельство СССР № 915624 от 13.07.79г. Кл.О09В,9/08.

3.Техническое описание Комплексный авиационный тренажёр лётчика КТС-4, Машиностроение, ч.1, М. 1972г., (прототип).

Авторы:

Сильвестров М.М. Козиоров Л.М. Луканичев В.Ю. Бегичев Ю.И. Сопин А.П. Котицьш Л.О. Мосеев К.В.

Claims (4)

1. Авиационный тренажер, содержащий макет кабины летчика, в котором размещены имитаторы приборной доски, пультов, центральной ручки управления и педалей с механизацией загрузки и триммерного эффекта по каналам тангажа, крена и курса, и рычагов управления двигателями, вычислительную управляющую систему, обучающую систему, а также системы имитации внешней обстановки и акустических шумов, и рабочее место инструктора, отличающийся тем, что обучающая система тренажера содержит вычислитель, реализующий программный модуль "эталонного" летчика, который выдает управляющие сигналы на входы устройств воспроизведения обучающей зрительной, звуковой и осязательной информации, причем в устройство воспроизведения обучающей осязательной информации включены центральная ручка управления, педали и рычаги управления двигателями с соответствующими электромеханизмами перемещения и датчиками обратной связи, кроме этого вычислитель обучающей системы связан с рабочим местом инструктора и вычислительной управляющей системой тренажера, которая также связана с системой имитации внешней обстановки и с расположенным на рабочем месте инструктора пультом включения тренажера, обучающей системы и режимов управления полетом.

2. Авиационный тренажер по п.1, отличающийся тем, что электромеханизмы перемещения центральной ручки управления и педалей включены в систему управления по каналам тангажа, крена и курса с возможностью выполнения функций соответствующих механизмов триммерного эффекта, а на механизмы загрузки органов управления установлены электрические датчики положения подвижных штоков, формирующие сигналы по соответствующим каналам управления.

3. Авиационный тренажер по п.1, отличающийся тем, что устройство воспроизведения обучающей зрительной информации размещено на экране системы имитации внешней обстановки, используя сигналы с вычислителя обучающей системы для формирования кадров лидерной информации заданного состояния процесса управления по принципу - "Делай, как я".

4. Авиационный тренажер по п.1, отличающийся тем, что устройство воспроизведения обучающей звуковой информации включает в себя речевой информатор, связанный с платой звуковой карты, размещенной на рабочем месте инструктора, и имитатор аэродинамических шумов и звуков двигателя и оборудования, связанный с платой звуковой карты, размещенной в вычислительной управляющей системе тренажера.