АВИАЦИОННЫЙ ТРЕНАЖЕР
AIRCRAFT SIMULATOR

Изобретение относится к техническим средствам для профессиональной подготовки летного и инженерно-технического состава и предназначено для обучения и оценки в аудиторных условиях инженерно-технического состава подготовке к полету, а летчиков - применению съемной подвижной пушечной установки с визуализацией ее внешнего вида, способу подвески, принципа действия и боевого применения.
Известен авиационный тренажер, предназначенный для обучения и тренировок летчиков, содержащий рабочие места обучаемого и инструктора, оборудованные органами управления, приборными досками, устройствами индикации, системой управления, системой визуализации внешней обстановки, вычислительный комплекс тренажера, систему подвижности. Включение, отключение и контроль работоспособности систем тренажера, а также оперативное наблюдение и управление процессом тренировки [патент RU 2247430, C1, МПК G09B 9/08, опубл. 27.02.2005 г.].
Недостаток данного тренажера заключается в низкой эффективности обучения инженерно-технического состава, обусловленной несовершенством его системы подготовки воздушного судна к полету.
Технический результат изобретения является расширением функциональных возможностей тренажера при обучении инженерно-технического состава работе с авиационными съемными подвижными (неподвижными) пушечными установками.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном авиационном тренажере, содержащем рабочее место обучаемого, в составе блоков имитации средств отображения информации, имитации органов управления, системы объективного контроля и ручки управления самолетом, а также блок визуализации и блок имитации прицельной марки, при этом блоки имитации прицельной марки, имитации средств отображения информации и имитации органов управления соединены последовательно, выход блока имитации органов управления соединен со вторым входом блока имитации средств отображения информации, а выход рабочего места обучаемого соединен с входом блока визуализации, согласно изобретения дополнительно введен блок имитации функционирования съемной подвижной пушечной установки, выход которого соединен со входом блока системы объективного контроля, а входы с выходами блока имитации органов управления и ручки управления самолетом соответственно.
Технический результат достигается тем, что блок имитации функционирования съемной подвижной пушечной установки состоит из последовательно соединенных блоков механизма привода пушки, формирования команд управления и имитации стрельбы, выход блока имитации стрельбы соединен со вторым входом блока формирования команд управления, при этом третий и четвертый входы блока формирования команд управления соединены с ручкой управления самолетом и блоком имитации органов управления соответственно, а выход - с входом блока системы объективного контроля.
Сущность изобретения заключается в том, что дополнительно введен блок имитации функционирования съемной подвижной пушечной установки, выход которого соединен с входом блока системы объективного контроля, а входы с выходами блока имитации органов управления и ручки управления самолетом соответственно, при этом блок имитации функционирования съемной подвижной пушечной установки состоит из последовательно соединенных блоков механизма привода пушки, формирования команд управления и имитации стрельбы, выход блока имитации стрельбы соединен со вторым входом блока формирования команд управления, при этом третий и четвертый входы блока формирования команд управления соединены с ручкой управления самолетом и блоком имитации органов управления соответственно, а выход - с входом блока системы объективного контроля.
Структурная схема тренажера приведена на фиг. 1, где обозначены: 1 - рабочее место обучаемого, 2 - блок имитации средств отображения информации, 3 - блок имитации органов управления, 4 - блок системы объективного контроля, 5 - ручка управления самолетом, 6 - блок имитации функционирования съемной подвижной пушечной установки, 7 - блок имитации прицельной марки, 8 - блок визуализации.
Структурная схема блока имитации функционирования съемной подвижной пушечной установки приведена на фиг. 2, где обозначены: 9 - блок формирования команд управления, 10 - механизм привода пушки, 11 - блок имитации стрельбы.
Блоки формирования команд управления 9, имитации стрельбы 11 и механизм привода пушки 10 обеспечивают имитацию съемной подвижной пушечной установки.
Блок формирования команд управления 9 предназначен для приема управляющих сигналов от блока имитации органов управления 3 и ручки управления самолетом 5, обработки принятых сигналов, выдачи сигналов управления на механизм привода пушки 10 и блок имитации стрельбы 11 и приема от них результирующей информации, по результатом которой формируется сигнал выполнения задачи, поступающий на блок системы объективного контроля 4. Блок формирования команд управления 9 функционирует с использованием следующих параметров применения съемной подвижной пушечной установки при работе в наземных условиях: проверка работы системы дистанционного управления, проверка цепей стрельбы (для пушки ГШ-23 пультами ППРЦП-502-2 сер. и ГП-9.9500.0), контроль работы электрических агрегатов установки [Съемная подвижная пушечная установка СППУ-22. Инструкция по эксплуатации. М.: Машиностроение, 1975 г. С. 15-17]. Блок формирования команд управления 9 может быть выполнен, например, на схеме Arduino [http://arduino.ru (дата обращения 14.05.2018)].
Механизм привода пушки 10 предназначен для перемещения пушки в вертикальной плоскости на углы, соответствующие параметрам сигнала управления, поступающего с блока формирования команд управления 9, и выдачи обратно информации с результатами выполнения задачи. Он может быть выполнен, например, на базе сервопривода [https://arduinomaster.ru/motor-dvigatel-privod (дата обращения 03.05.2018)]. Механизм привода пушки 10 работает с учетом того, что привод обеспечивает перемещение оружия только в пределах зоны его движения (с углом наклона 11°6'). При подходе оружия к границе зоны движения двигатель сначала переводится в режим электродинамического торможения, а затем - в режим прижима оружия к механическим ограничителям движения. Кроме этого, двигатель обеспечивает возвращение оружия в походное положение при отключении выключателя действия (см. блок 3) и фиксации его в этом положении [Федяй Н.Ф., Александров Б.П. Система управления наводкой оружия с электрическим следящим приводом. М.: Изд-во ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, 1985 г. С. 33-36].
Блок имитации стрельбы 11 предназначен для имитации стрельбы авиационной автоматической пушки в различных режимах, соответствующих управляющему сигналу, поступающему с блока формирования команд управления 9, и выдачи обратно информации с результатами выполнения задачи. Блок имитации стрельбы 11 может быть выполнен, например, с использованием лазерных светодиодов в имитаторах стволов, которые могут перемещаться относительно друг друга, что позволяет обеспечивать проведение холодной пристрелки [Сергушин В.В. Юстировка и пристрелка авиационного вооружения: методическое пособие. М.: Изд-во ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, 1990 г. С. 28-29].
Авиационный тренажер работает в двух основных режимах. При обучении летчиков тренажер работает аналогично прототипу при поиске, обнаружении, идентификации и прицельном применении авиационных средств поражения по наземным подвижным и неподвижным целям. Также позволяет обучать контролю используемых точек подвески, вооружения и остатку боеприпасов.
При обучении инженерно-технического состава осуществляется подготовка специалистов авиационного вооружения предполетной подготовке.
Обучаемый в соответствии с технологической картой [например, Т8К. Технологическая карта №7. Проверка с помощью встроенного контроля цепей управления установками СППУ-22-01] выполняет все указанные в ней операции, работая с блоками имитации органов управления 2 и имитации средств отображения информации 3, также, в зависимости от задачи, может использоваться информация с блока имитации прицельной марки 7. Сигналы от блока модулей имитации органов управления 3 с вых. 2 поступают на вх. 4 блока формирования команд управления 9, входящий в состав блока имитации функционирования съемной подвижной пушечной установки 6, также эти сигналы могут выдаваться с ручки управления самолетом 5 и подаваться на вх. 3. Блок формирования команд управления 9 в соответствии с последовательностью задач (корректность поступления задач контролирует блок модулей системы объективного контроля 4) формирует выходные сигналы управления на вых. 1 и вых. 2, представляющие импульсы переменной длительности, передавая их на механизм привода пушки 10 и блок имитации стрельбы 11 по сигнальным проводам. Здесь используется эффект широтно-импульсной модуляции, позволяющий управлять напряжением за счет скважности сигнала (в Arduino блока формирования команд управления 9 есть встроенный широтно-импульсный модулятор). Так сервопривод механизма привода пушки 10 ожидает поступление импульса каждые 20 миллисекунд, от продолжительности которого зависит угол поворота мотора. После получения команды на поворот, сервопривод поворачивается на заданный угол и удерживает это положение. Но, чтобы сервопривод постоянно поддерживал такое положение, ему необходимо получать импульсы позиционирования, которые должны периодически повторяться. Таким образом, сервопривод будет информирован о сохранении либо изменении своего положения. Так же, используя широтно-импульсную модуляцию, в блоке имитации стрельбы 11 изменяется яркость светодиода, но это изменение яркости получается не за счет уменьшения напряжения, а за счет увеличения интервалов низкого сигнала.
По ходу выполнения задачи сигналы, соответствующие положению сервопривода и яркости светодиодов, поступают на вх. 1 и вх. 2 блока формирования команд управления 9, обрабатываются микроконтроллером Arduino и передаются с вых. 3 в блок модулей системы объективного контроля 4 для проверки результатов выполненного упражнения и формирования оценки. Блок визуализации 8 позволяет на примере транслируемой 3D-модели дать полное визуальное представление о внешнем виде, устройстве, способе подвески, принципах работы и боевом применении съемной подвижной пушечной установке.
Кроме возможности обучения специалистов авиационного вооружения предполетной подготовке блок имитации функционирования съемной подвижной пушечной установки 6 позволяет проводить визуализацию принципа холодной пристрелки, когда для получения удовлетворительных характеристик рассеивания при стрельбе пушки, например ГШ-23, необходимо средние точки попадания снарядов (пробоин) из левого и правого стволов совместить. Для этого с помощью регулировки винтов муфты сострела устанавливают расположение стволов так, чтобы в вертикальной плоскости (по отношению к пушке) стволы стали в пределах 0,001 дальности дистанции, а в горизонтальной плоскости размер между осями стволов был равен приблизительно 72,4±0,2 мм. Наложением прицельной марки веб-камеры и отметок лазерных светодиодов имитаторов стволов пушки на пристрелочную мишень тренажер позволяет визуализировать процесс пристрелки пушки.
Представленные особенности тренажера позволяют в значительной степени расширить его функциональные возможности по обучению летного и инженерно-технического состава работе с авиационными съемными подвижными (неподвижными) пушечными установками.