Тренажер для парашютно-спасательной подготовки летного состава авиации
SIMULATOR FOR PARACHUTE-RESCUE TRAINING OF AVIATION PILOT PERSONNEL

Изобретение относится к области парашютно-спасательной подготовки летного состава авиации Вооруженных Сил Российской Федерации и может быть использовано в тренажерах для практических тренировок и отработки элементов прыжка со спасательным парашютом в ходе после покидания летательного аппарата в аварийных ситуациях.
Известны требования, предъявляемые к парашютно-спасательной подготовке авиации Вооруженных Сил Российской Федерации и задачи, решаемые в ходе ее проведения [1, 2].
Парашютно-спасательная подготовка является обязательной для всего летного состава, а также курсантов и слушателей военно-учебных заведений и должна обеспечить решение задач психологической подготовки летного состава к принятию решения на покидание воздушного судна. Парашютно-спасательная подготовка включает в себя в том числе тренажи по вынужденному покиданию воздушного судна, тренажи по действиям при снижении на спасательном парашюте и приземлении в различных метеоусловиях на незнакомую, неподготовленную площадку, лес, плоскогорье (горы) или приводнению, с использованием носимого аварийного запаса и спасательных плавательных средств. Летный состав должен постоянно поддерживать навыки в парашютно-спасательной подготовке. Максимальный перерыв в выполнении учебно-тренировочных прыжков летным составом не должен превышать 12 месяцев. В случае превышения указанного срока летный состав от полетов отстраняется до выполнения им учебно-тренировочных прыжков.
Кроме того, каждый парашютист при выполнении учебно-тренировочных прыжков в ходе парашютно-спасательной подготовки должен иметь высотомер и секундомер, что ведет к привитию ложных навыков и ощущений по определению высоты для введения в работу парашюта, действиям при снижении и приземлении или приводнении, так как в реальных условиях при аварийном покидании воздушного судна, летный состав не имеет данного оборудования.
Известны правила вынужденного покидания воздушных судов (самолетов и вертолетов) в полете [3, 4] и типы спасательных парашютов, применяемых для этого [5-11].
Члены экипажей воздушных судов выполняют полеты с надетым спасательным парашютом и застегнутыми привязными ремнями.
В соответствии с известными требованиями к местам аварийного покидания воздушных судов (самолетов и вертолетов) в полете, осуществляемого прыжком с парашютом [12], такое покидание выполняется в боковые поверхности фюзеляжа воздушного судна или в шахты на нижней поверхности фюзеляжа воздушного судна.
При возникновении в полете аварийной обстановки, когда создается непосредственная угроза жизни экипажа и невозможна экстренная безопасная посадка вертолета, летчик обязан дать команду на покидание воздушного судна.
При управляемом полете подаются две команды: предварительная - «Приготовиться к прыжку» и исполнительная - «Прыжок».
В неуправляемом полете и в других случаях, требующих немедленного покидания вертолета, летчик подает только исполнительную команду: «Прыжок!».
В неуправляемом полете члены экипажа и командир покидают вертолет самостоятельно после команды «Прыжок».
Бортовой техник покидает вертолет через проем левой двери грузовой кабины, оператор покидает вертолет через проем входного люка, летчик - через проем входной двери.
При покидании воздушного судна, члены экипажа, покидающие его через люк должны взяться за его за боковые обрезы, члены экипажа, покидающие его через проем двери должны взяться за рукоятки в проеме двери.
При покидании воздушного судна члены экипажа толчком ног и рук отделиться от воздушного судна, приняв положение группировки (с прижатыми к телу руками и согнутыми в коленях ногами).
В случае вынужденного покидания самолета в воздухе командир экипажа обязан дать команду "Приготовиться к прыжку" и включить сигнал "БЕДСТВИЕ", доложить руководителю полетов (диспетчеру) о местонахождении самолета, развернуть самолет в направлении малонаселенного района.
При покидании самолета члены экипажа обязаны встать на колени перед люком лицом против направления полета и. упираясь руками в передний обрез люка, покинуть самолет прыжком головой вниз, выпрямив ноги и держа ладони рук перед лицом.
Известен десантный тренажер [13], состоящий из базовой структуры, представляющей собой передвижной кран, к несущему тросу которого прикреплена кабина вертолета или самолета. Базовая структура размещена в зоне с препятствиями. Кран имеет стрелу, выполненную с возможностью поворота на угол 360° и позволяющую получить горизонтальное перемещение тележки крана с несущим тросом вдоль стрелы, и лебедку с электрическим и ручным приводом, обеспечивающую вертикальное перемещение несущего троса.
Десантный тренажер предназначен для методических тренировок и отработки отдельных элементов и совместных действий в ходе разнообразных операций по высадке воздушного десанта.
Недостатками десантного тренажера являются большие габаритные размеры, что увеличивает ветровые, динамические и эксплуатационные нагрузки, влияющие на требования к выбору места его установки, распределение нагрузки сил, возникающих при раскрытии основного парашюта, не соответствуют реальному воздействию на парашютиста при совершении прыжка, это ведет к привитию ложных навыков и ощущений, при этом исключается возможность формирования необходимых навыков.
Известен тренажер для парашютистов [14], содержащий поддерживающие элементы и стержни регулируемой длины, соединенных между собой шаровыми шарнирами и прикрепляемые с помощью быстроразъемных ремней с регулируемой длиной к туловищу и конечностям обучаемого парашютиста. Внутри шарниров и стержней расположены стопорные элементы, которые позволяют при правильном перемещении туловища или конечностей обучаемого жестко фиксировать конкретное положение соединяемых стержней относительно друг друга, а также легко изменять его при необходимости, тем самьм изменяя положение частей тела обучаемого.
Недостатком тренажера для парашютистов является ограниченность его возможностей отработки лишь отдельного элемента десантирования - положения тела во время свободного падения.
Известен тренажер парашютиста [15], содержащий связанные между собой стойку, разъемный привод вращения стрелы, стрелу с противовесом, механизм привода вращения вала с креслом, кресло на валу, подвесную систему, страховочное звено. Недостатками тренажера парашютиста являются отсутствие возможности имитации приземления и отработки гашения парашюта после прыжка, отсутствие ветровых воздействий идентичных естественным на обучаемого во время имитации прыжка и относительно большие габаритные размеры, что делает его стационарным и ужесточает требования к выбору места его установки.
Известен динамический тренажер десантников-парашютистов [16], содержащий башенный ствол, консольные стрелы, привод вращения, опорные лапы, верхний и нижний подъемные механизмы консольных стрел, обгонный механизм, верхний и нижний управляемые механизмы, направляющие верхней и нижней консольных стрел, макет купола основного парашюта, верхний и нижний макеты основного парашюта, исполнительный блок, устройство для пространственного размещения обучаемого, следящее устройство, пульт контроля и управления, при этом башенный ствол соединен с приводом вращения, который установлен на опорных лапах, на башенном стволе с возможностью вертикального и горизонтального перемещения, установлены нижняя, средняя и верхняя консольные стрелы, нижняя консольная стрела у своего основания снабжена обгонным механизмом, кроме того, по ее длине расположена направляющая с возможностью перемещения по ней нижнего управляемого механизма, взаимодействующего со стропами управления нижнего макета основного парашюта, размещенного на стойке, в свою очередь верхняя консольная стрела снабжена верхним подъемным механизмом, кроме того, вдоль верхней консольной стрелы расположена направляющая с возможностью перемещения по ней верхнего управляемого механизма, взаимодействующего со стропами управления верхнего макета основного парашюта, средняя консольная стрела снабжена нижним подъемным механизмом, на свободном конце консольной стрелы для пространственного размещения обучаемого установлено устройство, под которым располагается макет купола основного парашюта, связанного с исполнительным блоком, кроме того, над средней консольной стрелой размещено следящее устройство, сфокусированное на место для пространственного размещения обучаемого парашютиста, с возможностью передачи видеоинформации на пульт контроля и управления, а также подачи светозвуковых команд обучаемому парашютисту.
Недостатками динамического тренажера являются особые требования к месту размещения из-за конструкционных особенностей тренажера (наличия в конструкции башенного ствола и консольной стрелы), ограниченные возможности отработки лишь отдельных элементов десантирования, отсутствие возможности передать информацию о положении тела человека при возможном нахождении его в свободном падении.
Известен тренажер-симулятор парашютного прыжка [20], который содержит силовой каркас с системой крепления к ней ранца с подвесной системой, две стропы управления с системой датчиков, регистрирующих величины втягивания строп управления обучаемым, шлем виртуальной реальности для моделирования в нем системы визуализации внешней обстановки, комплект кабелей, осуществляющих передачу входных и выходных сигналов между исполнительными механизмами и управляющим компьютером, который в зависимости от выбранной инструктором программы, позволяет управлять работой визуального ряда, проецируемого в шлеме виртуальной реальности, регистрировать параметры управляемого полета парашютиста, анализировать результаты деятельности парашютиста для выставления автоматизированной оценки.
Недостатком указанного тренажера является то, что в нем конструктивно не предусмотрено должного динамического сопровождения обучения при моделируемых сценариях парашютных прыжков. Отсутствует тренировка в фазе покидания борта летательного аппарата и свободного падения парашютиста до открытия парашюта.
Известен также тренажер парашютиста-десантника [17], который содержит управляющий компьютер, рабочее место инструктора (преподавателя), ранец с подвесной системой, левую и правую стропы управления, очки виртуальной реальности для моделирования в них системы визуализации внешней обстановки, систему датчиков и комплект кабелей, первую, вторую, третью и четвертую опоры, которые жестко соединены в верхней своей части соответственно с первой, второй, третьей и четвертой двутавровой балками, образуя при этом пространство в виде четырехугольника, а на второй и четвертой двутавровых балках установлены пятая и шестая двутавровые балки с возможностью перемещения вдоль длины второй и четвертой двутавровых балок за счет установленных на каждом из их концов по электроприводу, при этом между пятой и шестой двутавровыми балками установлена подвижная тележка, которая образована жестко соединенными первой, второй, третьей и четвертой швеллерными балками с возможностью перемещения вдоль длины пятой и шестой двутавровых балок за счет установленной на второй швеллерной балке электропривода, при этом на первой и третьей швеллерной балке подвижной тележки установлены соответственно первый и второй электроприводы тросовых строп, с возможностью подъема (опускания) рамки подвеса парашютиста, к которой закреплены первый, второй, третий, четвертый свободные концы подвесной системы парашютиста с ранцем, при этом крепление тросовых строп осуществляют через первый и второй кронштейны привода осевого вращения с возможностью вращения вокруг своей оси рамки подвеса парашютиста, к которой закреплена подвесная система парашютиста с ранцем, при этом перпендикулярно плоскости, образуемой первым и вторым свободными концами подвесной системы, на левом и правом концах рамки подвеса парашютиста размещены левый и правый электроприводы с возможностью сматывания (разматывания) строп управления под действием усилий левой и правой рук обучаемого на соответствующие звенья управления, кроме того, очки виртуальной реальности снабжены встроенными в них аудионаушниками, кроме того, устройство регистрации положения рук выполнено в виде перчаток.
Тренажер обеспечивает подготовку парашютистов к совершению прыжков с применением динамического воздействия на обучаемого и синхронно с ним видео и аудио сопровождений.
Недостатками тренажера являются ограниченные возможности обучения приземлению и отсутствие ветровых воздействий на обучаемого, идентичных естественным во время имитации прыжка. Отсутствие имитации фазы свободного падения в потоке воздуха до раскрытия парашюта.
Кроме этого конструкция тренажера предполагает относительно большие габаритные размеры, что делает его стационарным и ужесточает требования к выбору места его установки, что существенно ограничивает возможности его применения на площадках, предназначенных для тренировки парашютистов, спортсменов.
Известен тренажер парашютиста [18], который содержит управляющий компьютер, подвесную систему, левую и правую стропы управления, шлем со встроенными очками виртуальной реальности и наушниками, систему датчиков и кабелей, две стойки, электропривод, подвижную раму с возможностью вертикального перемещения, которая установлена на верхних концах стоек, жестко закрепленных на основании, причем стойки выполнены в виде телескопических труб, подвижные части которых соединены ограничителем, на основании смонтирован гидроцилиндр со штоком, конец которого соединен с ограничителем, в верхней части подвижной рамы выполнена вращающаяся платформа, к которой прикреплены свободные концы подвесной системы, левая и правая стропы управления, причем платформа связана посредством зубчатой передачи с электроприводом, представляющим собой шаговый двигатель, в основании установлен имитатор приземления, состоящий из нижней плиты, верхней крышки со встроенным сердечником и соленоида, подключенного к управляющему компьютеру, к которому подключены также шаговый двигатель, гидроцилиндр, стропы управления и шлем.
Тренажер предназначен для повышения качества подготовки парашютистов к совершению прыжков с парашютом.
Недостатком указанного тренажера является то, что реализованный в нем имитатор приземления не регулируется по высоте и не может обеспечивать имитацию встречи с землей идентичной реальной (6 м/с), что является характерным для приземления с кругло купольной парашютной системой, в том числе и спасательным парашютом, это ведет к привитию ложных навыков и ощущений, исключая возможность формирования необходимых навыков при приземлении со спасательным парашютом.
Известен тренажер для отработки прыжков с парашютом [19], содержащий рабочее место инструктора, снабженное управляющим компьютером, стойку выполненную с постаментом, образованную двумя вертикальными опорами, соединенными верхней перекладиной, на которой установлены левая и правая стропы управления, систему датчиков и шлем виртуальной реальности, стойка содержит беговую дорожку, выполненную с возможностью перемещения движущегося полотна по высоте, а также вперед и назад с помощью управляемого электропривода, изменением наклона, возможностью вибрации ее верхней поверхности, стойка снабжена поворотной рамой с приводом вращения поворотной рамы, установленным на вертикальных опорах, в средней части поворотной рамы закреплен спинной захват для закрепления парашютной системы тренируемого парашютиста и вращения его, поворотная рама снабжена генератором воздушного потока, выполненным в виде вентиляторов, установленных на концах поворотной рамы и формирующих воздушный поток в сторону тренируемого парашютиста.
Недостатком тренажера для отработки прыжков с парашютом является, во-первых, ограниченные возможности обучения пилотирования парашюта с использованием свободных концов, во-вторых, неадекватность звуковоспроизведения встроенными аудионаушниками шлема виртуальной реальности, обусловленная сниженным потенциалом звуковой динамики, недостаточным уровнем сигнала в области низких частот, деформацией естественной звуковой сцены.
Наиболее близким к заявленному устройству, то есть прототипом, является устройство реализующее способ подготовки парашютистов на тренажере воздушно-десантной подготовки [21].
Устройство, реализующее способ подготовки парашютистов на тренажере воздушно-десантной подготовки (фиг. 1), содержит связанные между собой жестко закрепленную на Земле раму тренажера (5) с электроприводами (7) с постаментом, содержащем регулируемую по высоте дорожку с движущимся полотном (15), шкафа управления (16), управляющего компьютера (1), видеокамеры (22), закрепленной на раме тренажера (5), ранца подвесной системой (3) парашюта, тренируемого (обучаемого) (13), очков виртуальной реальности (6) связанных с управляющим компьютером (1), закрепленной на раме тренажера (5) рамы тренажера с противовесами (17), выполненными в виде генераторов воздушного потока (18), устройства фиксации спины тренируемого (обучаемого) с приводом его вращения (14), закрепленными на раме тренажера с противовесами (17), колонки-акустической системы (21), закрепленными на раме тренажера (5), рамы свободных концов и строп (23), содержащая каретки управления (24), стропы управления (4), свободные концы (25), звенья управления (26), стропы управления (4), рабочего места инструктора (преподавателя) (2).
Недостаток прототипа заключается, во-первых, в ограниченных возможностях отработки элементов поведения при десантировании, из-за отсутствия возможности получения связанных навыков парашютно-спасательной подготовки при вынужденном покидание летательного аппарата, во-вторых, в особых требованиях к месту размещения прототипа из-за конструкционных особенностей рамы тренажера, закрепленной на Земле.
В основу изобретения положена задача повышения качества обучения летного состава авиации Вооруженных Сил Российской Федерации, а также курсантов и слушателей военно-учебных заведений в ходе парашютно-спасательной подготовки.
Поставленная задача и технический результат достигается введением в схему прототипа жестко закрепленной на поверхности пола помещения рамы тренажера (27), регулируемого по высоте имитатор приземления (28), подвижной рамы тренажера с противовесами (33), цепной передачи (30) от электропривода (7) к подвижной рамы тренажера с противовесами (33), вытяжного кольца (31) в состав ранца подвесной системы (3) парашюта, имитатор замыкающего приспособления полезной нагрузки (32), микрофонной системы (29) в состав места инструктора (преподавателя) (2).
На фиг. 2 представлена структурная схема тренажера для парашютно-спасательной подготовки.
Очки виртуальной реальности (6), также называемые шлем виртуальной реальности или наголовным дисплеем[22]. Учитывая, что технический результат, очков виртуальной реальности (6) представляет собой конструкцию, надеваемую на голову, снабженную видеоэкраном. Для дальнейшего обозначения очков виртуальной реальности (6) в описании будем применять термин наголовный дисплей (6).
Предлагаемый тренажер для парашютно-спасательной подготовки состоит из связанных между собой жестко закрепленной на поверхности пола помещения рамы тренажера (27) содержащей электроприводы (7), цепную передачу (30) от электропривода (7) к подвижной рамы тренажера с противовесами (33), регулируемого по высоте имитатора приземления (28), шкафа управления (16), управляющего компьютера (1), видеокамеры (22), закрепленной на раме тренажера (27), ранца подвесной системы (3) парашюта, содержащего вытяжное кольцо (31), тренируемого (обучаемого) (13), наголовного дисплея (6) связанного с управляющим компьютером (1), закрепленной на раме тренажера (27) подвижной рамы тренажера с противовесами (33), выполненными в виде генераторов воздушного потока (18), устройства фиксации спины тренируемого (обучаемого) с приводом его вращения (14), закрепленных на подвижной раме тренажера с противовесами (33), колонки-акустической системы (21), закрепленных на раме тренажера (27), имитатора замыкающего приспособления полезной нагрузки(32), рамы свободных концов и строп (23), содержащая каретки управления (24), свободные концы (25), звенья управления (26), стропы управления (4), рабочего места инструктора (преподавателя) (2), содержащего микрофонную систему (29).
Предлагаемый тренажер для парашютно-спасательной подготовки, работает следующим образом:
Тренируемый (обучаемый) (13), фиксируется в ранце подвесной системы (3) спасательного парашюта соответствующей модели (С-3-3К, С-3-3, С-4У,С-5К, ПЛП-60, ПН-58, ПС-М), закрепленной на устройстве фиксации спины тренируемого (обучаемого) с приводом его вращения (14). На голову тренируемому (обучаемому) (13) надевают наголовный дисплей (6).
Тренируемый (обучаемый) (13) закрепленный в ранце подвесной системы (3) спасательного парашюта на устройстве фиксации спины тренируемого (обучаемого) с приводом его вращения (14), помещается в подвижной рамы тренажера с противовесами (33),таким образом, что бы касаться регулируемого по высоте имитатора приземления (31). С рабочего места инструктора (преподавателя) (2) через управляющий компьютер (1) запускается программа, которая осуществляет управление тренажером и осуществляет формирование виртуального пространства. Программное обеспечение тренажера для парашютно-спасательной подготовки летного состава авиации обеспечивает отработку пилотирования парашюта тренируемым (обучаемым) (13) в установленное время суток и в установленных метеоусловиях (скорости ветра на высотах, как в приземном слое от 0 до 250 метров, так и на высотах до 5000 метров, горизонтальном и вертикальном метеоминимуме). Виртуальное пространство формируется управляющим компьютером (1) и отображается тренируемому (обучаемому) (13) в наголовном дисплее (6), располагаемом на голове тренируемого (обучаемого) (13).
Тренируемый (обучаемый) (13) видит в виртуальном пространстве трехмерное изображение виртуального мира (кабину экипажа летательного аппарат, поверхность Земли, облака, экстерьер летательного аппарата, летный комбинезон, кислородную маску, систему крепления спасательного парашюта, плот ПСН-1 и т.д.) таким образом, обеспечивается возможность имитации аварийного покидания члена экипажа летательного аппарата и его действий во время имитационного прыжка со спасательным парашютом.
Видеокамера (22), по команде управляющего компьютера (1) начинает видео фиксацию поведения и совершаемых действий тренируемым (обучаемым) (13). Запись продолжается до момента приземления.
Звуковая картина формируется управляющим компьютером (1) через колонки акустической системы (21), и включает имитацию гула моторов летательного аппарата, звуки ветра, звуки от работы парашютной системы, голос командира экипажа, подающего исполнительную команду тренируемому (обучаемому) (13) - «Прыжок».
Аудиосопровождение тренировки производятся через колонки акустической системы (21), посредством доведения тренируемому (обучаемому) (13) озвученных через микрофонную систему (29) рабочего места инструктора (преподавателя) (2) исполнительных команд и вводных, как во время выполнения учебного задания, так и перед его началом.
После поступления исполнительной команды «Прыжок» тренируемый (обучаемый) (13) покидает летательный аппарат через штатные места покидания летательного аппарата экипажем в аварийных ситуациях (в зависимости от типа летательного аппарата, это либо окно фонаря кабины, либо люк кабины) имитируемый в виртуальном пространстве, по команде из шкафа управления (16), связанного с управляющим компьютером (1), регулируемый по высоте имитатор приземления (28) резко отъезжает назад и опускается, электропривод (7), через цепную передачу (30), отклоняет подвижную раму тренажера с противовесами (33), выполненными в виде генераторов воздушного потока (18), с тренируемым (обучаемым) (13), закрепленным в ранце подвесной системы (3) сосательного парашюта на устройстве фиксации спины тренируемого (обучаемого) с приводом его вращения (14).
Положение подвижной рамы тренажера с противовесами (33), выполненными в виде генераторов воздушного потока (18), изменяется относительно плоскости поверхности Земли.
Подвижная рама тренажера с противовесами (ЗЗ)сначала отклоняется вперед на угол от 7 до 10 градусов, имитируя вынужденное покидание борта летательного аппарата, а затем назад, на угол от 90 до 103 градусов, так, чтобы тело тренируемого (обучаемого) (13) находилось в плоскости параллельной плоскости поверхности Земли, имитируя фазу свободного падения при совершении прыжка.
Тренируемый (обучаемый) (13) в требуемый момент времени, воздействует на вытяжное кольцо (31).
Воздействуя на вытяжное кольцо (31) тренируемый (обучаемый) (13) заканчивает фазу, соответствующую фазе свободного падения или стабилизированного снижения при совершении прыжка со спасательным парашютом и формирует сигнал, обрабатываемый в шкафу управления (16).
Обработав поступивший сигнал, шкаф управления (16) выдает команду и электропривод (7) через цепную передачу (30) изменяет положение подвижной рамы тренажера с противовесами (33), выполненными в виде генераторов воздушного потока (18), относительно плоскости поверхности Земли отклоняет ее вперед так, что бы тело тренируемого (обучаемого) (13) находилось в плоскости перпендикулярной плоскости поверхности Земли имитируя раскрытие парашюта.
При вращении, на угол от 90 до 100 градусов назад, подвижная рама тренажера с противовесами (33), выполненными в виде генераторов воздушного потока (18), сцепляется при помощи электромагнита (в графической части не показан) с рамой свободных концов и строп (23), содержащей каретки управления (24), стропы управления (4), свободные концы (25) и звенья управления (26). После окончания перемещения рама свободных концов и строп (23) находится под углом 90 градусов к подвижной раме тренажера с противовесами (33).
При этом тренируемый (обучаемый) (13) наблюдает в очках виртуальной реальности (6) изменения положения тела тренируемого (обучаемого) (13) и виртуальных объектов в виртуальном пространстве (поверхность Земли, летательный аппарат, открытие купола спасательного парашюта и т.д.).
Если тренируемый (обучаемый) (13) не воздействует на вытяжное кольцо (31) в течении 2,9 секунды после имитации покидания летательного аппарата в аварийной ситуации, то управляющий компьютер (1), через 3 секунды автоматически, формирует сигнал шкафу управления (16) идентичный сигналу воздействуя на вытяжное кольцо (31),а
Тренируемый (обучаемый) (13), осматривает имитируемую в виртуальном пространстве обстановку, отображаемую в наголовном дисплее (6) и осязает свободные концы (25) парашюта связанные с каретками управления (24), а если конструкция имитируемого спасательного парашюта предполагает наличие, то и стропы управления (4) также связанные с каретками управления (24).
Тренируемый (обучаемый) (13) воздействуя на звенья управления (26) или свободные концы (25) формирует в каретках управления (24) сигналы, обрабатываемые в шкафу управления (16) для выдачи управляющих сигналов механизму привода вращения устройства фиксации спины (14), которое вращает устройство фиксации спины, тренируемого (обучаемого) с приводом его вращения (14), изменяя крен положения тела тренируемого (обучаемого) (13), в устройстве фиксации спины тренируемого (обучаемого) с приводом его вращения (14) относительно вертикальной плоскости по отношению к поверхности Земли. При этом каретки управления (24), на которых закреплены свободные концы (25) также перемещаются по направляющим в сторону наклона устройства фиксации спины тренируемого (обучаемого) с приводом его вращения (14), что имитирует работу спасательного парашюта в реальном прыжке.
Изменения положения тела, тренируемого (обучаемого) (13) в устройстве фиксации спины, тренируемого (обучаемого) с приводом его вращения (14) обрабатываются в шкафу управления (16), управляющий компьютер (1), формирует виртуальное пространство с изменениями относительно положения тела, тренируемого (обучаемого) (13), отображая в наголовном дисплее (6) виртуальные объекты с измененным положением относительно положения тела, тренируемого (обучаемого) (13), таким образом, обеспечивается возможность имитации пилотирования парашюта и приземления.
При отработке действий при нештатной ситуации во время прыжка с парашютом (закрутке строп парашюта) тренируемый (обучаемый) (13) разводит свободные концы (25), тем самым перемещает по раме свободных концов и строп (23) каретки управления (24). При перемещении кареток управления (24) сигналы, обрабатываемые в шкафу управления (16), управляющий компьютер (1), формирует виртуальное пространство, отображаемое в наголовном дисплее (6) с изменениями положения свободных концов (25), строп управления (4) и купола спасательного парашюта.
Тренируемый (обучаемый) (13) в требуемый момент времени, воздействуя на имитатор замыкающего приспособления полезной нагрузки(32), формирует сигнал, обрабатываемый в шкафу управления (16).
Обработав поступивший сигнал, шкаф управления (16), чрез управляющий компьютер (1), формирует виртуальное пространство, отображаемое в наголовном дисплее (6), содержащее ПСН-1 на фале плота или его аналога и носимый аварийный запас находящиеся под тренируемым (обучаемым) (13).Тем самым имитируется введение в поток полезной нагрузки.
Для имитации потока воздуха воздействующего на парашютиста при реальном прыжке, потоки воздуха формируются генераторами воздушного потока (18) и обдувают тренируемого (обучаемого) (13), потоки воздуха изменяются генераторами воздушного потока (18) по команде шкафа управления (16) в зависимости от данных поступающих от наголовного дисплея (6). Помимо этого управляющий компьютер (1) может создавать аудио имитацию ветра и передавать звуки тренируемому (обучаемому) (13) через колонки акустической системы (21).
Данные от устройства фиксации спины тренируемого (обучаемого) с приводом его вращения (14), кареток управления (24), генераторов воздушного потока (18) поступают через шкафа управления (16) в управляющий компьютер (1), где обрабатываются совместно с данными о виртуальном пространстве. Управляющий компьютер (1), принимая во внимание массу тела, тренируемого (обучаемого) (13), ускорение свободного падения, направление и скорость имитируемого ветра, взаимодействие тренируемого (обучаемого) (13) с объектами в виртуальном пространстве, генерирует изменения в виртуальном пространстве с учетом обработанных данных, например, измененные положения в виртуальном пространстве частей парашюта или положения облаков, поверхности Земли.
Измененные данные виртуального пространства отображаются тренируемому (обучаемому) (13) в наголовном дисплее (6), а также выводятся на рабочее место инструктора (преподавателя) (2).
Формирование виртуального пространства с изменениями, связанными с физическими действиями тренируемого (обучаемого) (13), в реальном пространстве и отображением данного пространства тренируемому (обучаемому) (13), обеспечивает возможность имитации и отработки действий по управлению спасательным парашютом и полезной нагрузкой в процессе снижения и приземления, гашения горизонтальной составляющей скорости полета, тренируемого (обучаемого) (13) перед приземлением.
Для имитации приземления, тренируемый (обучаемый) (13), занимает правильную позу (ноги плотно сжаты, слегка согнуты в коленях и немного выставлены вперед, стопы ног крепко прижаты друг другу и находится в одной плоскости с поверхностью приземления, так чтобы приземление произошло одновременно на всю площадь обоих стоп сведенных вместе), при достижении высоты 30-50 метров воздействует, в зависимости от модели имитируемого спасательного парашюта, на свободные концы (25) или стропы управления (4) (для управляемых парашютов), сигналы кареток управления (24) поступают в управляющий компьютер (1) шкафа управления (16), в скоординированный момент времени по команде шкафа управления (16) регулируемый по высоте имитатор приземления (28) подъезжает вперед и поднимается, электропривод (7) через цепную передачу (30), изменяет положение подвижной рамы тренажера с противовесами (33), выполненными в виде генераторов воздушного потока (18), так, что бы тренируемый (обучаемый) (13) коснулся ногами регулируемого по высоте имитатор приземления (28) с требуемой силой, имитирующей скорость приземления парашютиста при прыжке с парашютом в реальных условиях (6 м/с).
Управляющий компьютер (1), основываясь на данных от фиксатора спины тренируемого (обучаемого) (13) с приводом его вращения (14), кареток управления (24), видеокамеры (22), имитатора замыкающего приспособления полезной нагрузки (32), вытяжного кольца (31) анализирует действия тренируемого (обучаемого) (13) от подачи исполнительной команды «Прыжок» до момента имитации приземления и выдает рекомендуемую оценку тренируемого (обучаемого) (13) за выполненный имитационный прыжок.
Инструктор на рабочем месте инструктора (преподавателя) (2), основываясь на данных видеокамеры (22), рекомендованной управляющем компьютером (1) оценки тренируемого (обучаемого) (13) за выполненный имитационный прыжок, принимает решение об итоговой оценке тренируемого (обучаемого) (13) за выполненный имитационный прыжок и вносит ее в данные программы, которая осуществляет управление тренажером.
В результате использования изобретения достигается технический результат, заключающийся в повышении качества парашютно-спасательной подготовки летного состава авиации Вооруженных Сил Российской Федерации, а также курсантов и слушателей военно-учебных заведений
Указанный результат достигается за счет формирования связанного навыка правильных действий при прыжках на спасательных парашютах путем точной имитации процессов управления спасательным парашютом, снижения и приземления на нем, в отличии от применяемых сейчас для парашютно-спасательной подготовки летного состава авиации парашютов Д1-5У, требующих при приземлении специфических действий, отсутствующих при приземлении на спасательных парашютах.
Источники информации
1. Приказ Министра обороны РФ 26 мая 2003 г. №180 «Об утверждении курса парашютной подготовки в государственной авиации Российской Федерации».
2. Приказ министра обороны Российской Федерации от 2 апреля 2001 г. №155 «Об утверждении наставления по парашютно-спасательной и десантной подготовке авиации Вооруженных сил Российской Федерации.
3. Инструкция экипажу вертолета Ми-24 В. Книга I. Летная эксплуатация общие сведения о вертолете, особенности аэродинамики и динамики полета - М, Военное издательство, 1987-305 с. (для служебного пользования).
4. Руководство по летной эксплуатации самолет Ан-26 - М, Воздушный транспорт, 1992, 196 с.
5. Спасательный парашют С-5К техническое описание №9955-71 ТО и инструкция №9956-71ИЭ по эксплуатации
6. Спасательный парашют С-3-3К и спасательный парашют С-3-3ИК дополнение №13584-75 к техническому описанию №2436-60, техническому описанию №5628-65.
7. Дополнение №13585-75 к инструкции по укладке и эксплуатации №2423-60 на спасательный парашют С-3-3 и инструкции по укладке и эксплуатации №5629-65 на спасательный парашют С-3-3И серии 2.
8. Спасательный управляемый парашют С-4У техническое описание №6772-67 и инструкция по эксплуатации №6773-67.
9. Техническое описание №4311 -63 и инструкция №4310-63 по укладке и эксплуатации парашюта ПЛП-60.
10. Спасательный управляемый парашют ПН-58 серии 3.Техническое описание №7973-68ТО и инструкция по эксплуатации №7974-68ИЭ.
11. Спасательная парашютная система ПС-М серии 2.Техническое описание №5451-65ТО и инструкция по укладке и эксплуатации №5452-65ИЭ.
12. ОСТ 1 00453-82 «Самолеты и вертолеты многоместные. Общие требования по обеспечению аварийного покидания в полете, осуществляемого прыжком с парашютом» - М, МАП СССР, 1985-8 с.
13. Патент РФ №2267449 «Десантный тренажер», МПК B64D 23/00, опубликовано 10.01.2006 Бюл. №1.
14. Патент РФ №2470689 «Тренажер для парашютистов», МПК А63В 22/00, опубликовано 27.12.2012 Бюл. №36.
15. Патент РФ №2538996 «Тренажер парашютиста», МПК B64D 23/00, G09B 9/10, опубликовано 10.01.2015 Бюл. №1.
16. Патент РФ №2610261 «Динамический тренажер десантников-парашютистов», МПК B64D 23/00, G09B 9/10, опубликовано 08.02.2017 Бюл. №4.
17. Патент РФ №2653900 «Тренажер парашютиста-десантника и способ динамического сопровождения обучения на нем», МПК B64D 23/00, опубликовано 15.05.2018 Бюл. №14.
18. Патент №2712355 «Тренажер парашютиста», МПК B64D 23/00, опубликовано 28.01.2020 Бюл. №4.
19. Патент №2713681 «Тренажер для отработки прыжков с парашютом (варианты)», МПК B64D 23/00, опубликовано: 06.02.2020 Бюл. №4.
20. Патент США, US № US 6000942 A «Parachute flight training simulator)), МПК B64D 23/00, опубликовано 14.12.1999.
21. Заявка на изобретение №2021105722/11 (012447) «Способ подготовки парашютистов на тренажере воздушно-десантной подготовки и устройство его реализующее», МПК B64D 23/00, G09B 9/00.