Patent RU-44853-U1 (RU)
Title: Обучающее устройство
IPC: G09B9/16
Filed: 2004-10-26
Granted: 2005-03-27
Abstract: Полезная модель относится к области космической техники и может применяться на космических тренажерах. Предполагаемое авторами обучающее устройство позволит проводить подготовку космонавтов управлению космическим кораблем на участке спуска в автоматическом режиме управления с цифровым вычислителем спуска (дискретный контур управления) с выдачей информации на ПК «Нептун-МЭ». Целью предлагаемой полезной модели является обеспечение на динамическом тренажере спуска на базе центрифуги ЦФ-18 моделирования режима автоматического управляемого спуска с цифровым вычислителем спуска (дискретный контур управления) с отображением полного объема информации на ПК «Нептун-МЭ». Поставленная цель достигается тем, что к обучающему устройству - прототипу дополнительно вводятся модель измерителя линейных ускорений, модель прогноза движения космического корабля, модель цифрового вычислителя спуском, блок формирования форматов. Обучающее устройство содержит модель движения, второй выход которой соединен с первым входом модели датчиков, третий выход которой соединен с первым входом модели системы управления движением, третий выход которой соединен с первым входом модели системы исполнительных органов, второй выход которой соединен с третьим входом модели движения космического корабля, первый выход которой соединен с первым входом космического навигационного индикатора, второй выход которого соединен с первым входом модели системы управления бортовым комплексом, которая вторым выходом соединена с параллельно соединенными со вторым входом модели датчиков, с четвертым входом модели системы управления движения, с третьим входом модели системы исполнительных органов, а ручка управления подключена ко второму входу модели системы управления движением. Второй выход пульта контроля и управления тренировкой подключен к третьему входу модели системы управления бортовым комплексом, а первый вход пульта контроля и управления тренировкой соединен с третьим выходом космического навигационного индикатора, третий выход пульта контроля и управления тренировкой соединен с четвертым входом модели движения, а пятый выход модели системы управления движением соединен с входом модели измерителя линейных ускорений, выход которого соединен со вторым входом модели цифрового вычислителя спуском, третий вход которого соединен с пятым выходом модели системы управления движением, а четвертый выход модели цифрового вычислителя спуском соединен с входом блока формирования форматов, выход которого соединен с четвертым входом космического навигационного индикатора, а четвертый выход пульта контроля и управления тренировкой соединен с входом модели прогноза движения космического корабля, выход которого соединен с первым входом модели цифрового вычислителя спуска. На вход модели измерителя линейного ускорения из модели движения космического корабля поступают три компоненты линейного ускорения космического корабля в ортогональной связанной с космическим кораблем системе координат. Модель измерителя линейного ускорения производит обработку этих компонент ускорений в соответствии с геометрией расположения чувствительных элементов. В модель измерительного тракта для каждого канала заложены следующие погрешности: систематическая составляющая нулевого сигнала;  
     случайное отклонение нулевого сигнала постоянное в запуске; погрешность ориентации оси чувствительности. Модель прогноза движения космического корабля предназначена для обеспечения космонавтов прогнозируемой и текущей информацией о ходе спуска спускаемого аппарата (СА) на участке полета от момента включения тормозного двигателя до ввода парашютной системы. В процессе решения задачи текущего прогноза определяются текущие значения вектора состояния и ряда характерных параметров спуска, в том числе: высота, дальность полета до полигона посадки, перегрузка. Модель прогноза движения космического корабля состоит из двух моделей. Первая модель это модель прогноза движения космического корабля от момента выдачи тормозного импульса до момента разделения корабля на приборный отсек, спускаемый аппарат, бытовой отсек. Вторая модель это модель прогноза движения спускаемого аппарата от момента разделения корабля до раскрытия парашютной системы. Модель цифрового вычислителя спуска включает блок настройки динамического контроля и блок баллистического обеспечения спуска при аварии тормозного двигателя. Блок настройки динамического контроля обеспечивает решение следующих задач: - расчет траектории автоматического управляемого спуска СА; - подготовка массивов для динамического контроля текущего прогноза; - выдача на пульт космонавта информации и предупреждающих сообщений. Блок баллистического обеспечения спуска при аварии тормозного двигателя обеспечивает решение следующих задач: - расчет траектории спуска СА при аварии тормозного двигателя в процессе торможения при сходе с орбиты и доработке требуемого импульса ΔV Т  двигателями ориентации и причаливания (ДПО-БТ); - коррекция величины импульса ДПО-БТ ΔV T  по результатам решения задачи прицеливания по параметрам входа в атмосферу; - контроль соответствия траектории спуска требуемым условиям ( , Т раз , T вх , λ вх ,  ). Блок формирования информации для форматов обеспечивает перекодирование динамических и статических параметров, вычисленных в модели вычислителя спуска, в требуемом для космонавта виде. Для обеспечения управления и контроля за режимом спуска со стороны космонавтов на пульт космонавта формируются следующие форматы: ИНК, БНО, РУС, АУС. Блоки 9, 10, 11, 12 выполнены на универсальных вычислителях типа Pentium-4. Обучающее устройство разработано в 2002 году в виде динамического тренажера спуска транспортного корабля «Союз-ТМА» на базе центрифуги ЦФ-18 в РГНИИЦПК им. Ю.А. Гагарина и в настоящее время на нем проводятся обучение и подготовка космонавтов по международной программе МКС.