ИМИТАТОР-ТРЕНАЖЕР ТЕЛЕВИЗИОННО-КОМАНДНОЙ СИСТЕМЫ ТЕЛЕУПРАВЛЕНИЯ (ВАРИАНТЫ)

ИМИТАТОР-ТРЕНАЖЕР ТЕЛЕВИЗИОННО-КОМАНДНОЙ СИСТЕМЫ ТЕЛЕУПРАВЛЕНИЯ (ВАРИАНТЫ).
Полезная модель относится к области авиационной техники и может быть использована для имитации пуска, полёта и командного управления беспилотным летательным аппаратом ( БЛА ) с телевизионно-командной системой телеуправления с целью адаптации и тренировки операторов.
Известен широкий класс тренажёров, имитирующих реальные процессы полёта и управления летательными аппаратами для обучения и тренировки лётного состава (см. книгу Бабенко B.C. Имитаторы визуальной обстановки тренажёров летательных аппаратов, М., Машиностроение , 1978 г., стр.3).
По способу исполнения эти тренажёры делятся на автономные, встроенные и тренажёры-приставки. Широкое распространение получило размещение тренажёров непосредственно на корабле, подводной лодке или самолёте. При этом наиболее эффективными являются тренажёры-приставки, использующие боевые цепи и реальные пульты системы.
Известные тренажёры-приставки корабельных радиолокационных станций (см. книгу  Тренажёры и имитаторы ВМФ, М., 1980 г., стр. 38-39) имеют счётно-рещающее устройство, пульт ввода исходных данных и управления тренажёром, блок имитации диаграммы направленности антенны и цепей сопряжения со станцией и блок контроля и оценки действий оператора. Тренажёр-приставка конструктивно представляет собой отдельный прибор, который подключается к станции через специальные разьёмы на блоках станции и дополнительные кабельные трассы.
Недостаток таких тренажёров-приставок заключается в том, что в щтатных боевых системах должны быть конструктивно предусмотрены специальные разъёмы и дополнительные кабельные сети для их подключения.
За прототип принята телевизионная система телеуправления (см. книгу: Новиков В. Н., Авхимович Б.М., Вейтин В.Е. Основы устройства и конструирования летательных аппаратов, М., Машиностроение, 1991 г., стр. 104), содержащая управляющий самолет с аппаратурой командного пункта управления в составе командного прибора с ручкой управления, радиопередатчика, телеприемника с экраном, а также беспилотный летательный аппарат с аппаратурой наведения в составе радиоприемника, блока управления, блока телекамеры с гиростабилизатором и телепередатчика, при этом выход командного прибора управления соединен с первым входом радиопередатчика, а первый выход блока телекамеры с гиростабилизатором подключен к первому входу телепередатчика, причем радиопередатчик и радиоприемник связаны через эфир по командной радиолинии, а телепередатчик и телеприемник по телевизионной радиолинии.
телеприёмник поступает на экран оператора самолета. Оператор выбирает цель на экране, совмещает с ней перекрестие при помощи ручки управления в командном приборе. В приборе автоматически вырабатываются команды управления, которые через радиопередатчик передаются на борт БЛА. На борту БЛА сигналы управления через радиоприёмник поступают в блок управления, который вырабатывает управляющие сигналы на отклонение рулей, осуществляя таким образом наведение БЛА на цель.
Общими признаками с предлагаемым техническим решением являются:
-по варианту 1. наличие управляющего самолета с аппаратурой командного пункта управления в составе командного прибора с ручкой управления, радиопередатчика, телеприемника с экраном, а также беспилотного летательного аппарата с аппаратурой наведения в составе радиоприемника, блока телекамеры с гиростабилизатором и телепередатчика, при этом выход командного прибора управления соединен с первым входом радиопередатчика, а первый выход блока телекамеры с гиростабилизатором подключен к первому входу телепередатчика, причем радиопередатчик и радиоприемник связаны через эфир по командной радиолинии, а телепередатчик и телеприемник по телевизионной радиолинии;
-по варианту 2. наличие управляющего самолета с аппаратурой командногопункта управления в составе командного прибора с ручкой управления, радиопередатчика, телеприемника с экраном, а также беспилотного летательного аппарата с аппаратурой наведения в составе радиоприемника, блока телекамеры с гиростабилизатором и телепередатчика, при этом выход командного прибора управления соединен с первым входом радиопередатчика, а первый выход блока телекамеры с гиростабилизатором подключен к первому входу телепередатчика.
Недостаток такой системы заключается в том, что для тренировки операторов по наведению нужно производить пуски БЛА, а это связано с большими затратами, так как в процессе каждого пуска расходуется БЛА большой стоимости.
Нредлагаемой полезной моделью решаются задачи обучения, тренировки и адаптации операторов в условиях реального полёта с имитацией пуска и полёта БЛА без расходования самргх БЛА.
Данная техническая задача решается тем, что:
- по варианту 1. имитатор-тренажер телевизионно-командной системы телеуправления, содержащий управляющий самолет с аппаратурой командного пункта управления в составе командного прибора с ручкой управления, радиопередатчика, телеприемника с экраном, а также беспилотный летательный аппарат с аппаратурой наведения в составе радиоприемника, блока телекамеры с гиростабилизатором и телепередатчика, при этом выход командного прибора управления соединен с первым входом радиопередатчика, а первый выход блока телекамеры с гиростабилизатором подключен к первому входу телепередатчика, причем радиопередатчик и радиоприемник связаны через эфир по командной радиолинии, а телепередатчик и телеприемник по телевизионной радиолинии, дополнительно содержит в управляющем самолете блок автоматики пуска с тумблером включения в кабине оператора, на штатных
узлах подвески управляющего самолета установлен имитатор беспилотного летательного аппарата, в состав имитатора-тренажера дополнительно включен вспомогательный самолет, снабженный блоком автоматики пуска с тумблером включения в кабине пилота и директорным прибором управления с индикатором также в кабине пилота, при этом на подвеске вспомогательного самолета расположен беспилотный летательный аппарат, а также, в состав аппаратуры наведения которого дополнительно включен имитатор блока управления; при этом радиопередатчик, телеприемник, радиоприемник, блок телекамеры с гиростабилизатором и телепередатчик имеют по одному дополнительному входу, а блок телекамеры с гиростабилизатором один дополнительный выход, вход и выход имитатора беспилотного летательного аппарата соединены соответственно с первым выходом и входом блока автоматики пуска, второй и третий выходы которого соединены соответственно со вторым входом радиопередатчика и входом телеприемника, а вход и выход блока автоматики пуска вспомогательного самолета соединены соответственно с первым выходом и первым входом имитатора блока управления, второй вход которого соединен со вторым выходом блока телекамеры с гиростабилизатором, причем вход блока телекамеры с гиростабилизатором подключен к выходу радиопремника, а второй, третий и четвертый выходы имитатора блока управления соединены соответственно со вторым входом телепередатчика, входом радиоприемника и входом директорного прибора управления.
- по варианту 2. имитатор-тренажер телевизионно-командной системы телеуправления, содержащий управляющий самолет с аппаратурой командного пункта управления в составе командного прибора с ручкой управления, радиопередатчика, телеприемника с экраном, а также беспилотный летательный аппарат с аппаратурой наведения в составе радиоприемника, блока телекамеры с гиростабилизатором и телепередатчика, при этом выход командного прибора управления соединен с первым входом радиопередатчика, а первый выход блока телекамеры с гиростабилизатором подключен к первому входу телепередатчика, дополнительно содержит размещенные на управляющем самолете блок автоматики пуска с тумблером включения в кабине оператора, директорный прибор управления с индикатором в кабине пилота, а в состав аппаратуры наведения беспилотного летательного аппарата включен имитатор блока управления; при этом радиопремник и телеприемник имеют по два дополнительных входа, радиопередатчик, блок телекамеры с гиростабилизатором и телепередатчик по одному дополнительному входу и выходу, причем первый выход и первый вход имитатора блока управления соединены соответственно со входом и первым выходом блока автоматики пуска, второй и третий выходы которого соединены со вторым входом радиопередатчика и первым входом телеприемника, второй, третий и четвертый выходы имитатора блока управления соединены соответственно со входом директорного прибора управления, вторым входом телепередатчика и первым входом радиоприемника, выход которого подключен ко входу блока телекамеры с гиростабилизатором, а второй выход блока телекамеры с гиростабилизатором подключен ко второму входу имитатора блока управления.
выход радиопередатчика связан со вторым входом радиоприемника по кабельной радиолинии, а выход телепередатчика связан со вторым входом телеприемника по кабельной телевизионной линии.
Отличительными признаками предлагаемых вариантов полезной модели являются следующие:
-по варианту 1. управляющий самолет дополнительно содержит блок автоматики пуска с тумблером включения в кабине оператора, на штатных узлах управляющего самолета установлен имитатор беспилотного летательного аппарата,в состав имитатора-тренажера дополнительно включен вспомогательный самолет, снабженный блоком автоматики пуска с тумблером включения в кабине пилота и директорным прибором управления с индикатором также в кабине пилота, при этом на подвеске вспомогательного самолета расположен беспилотный летательный аппарат, в состав аппаратуры наведения которого дополнительно включен имитатор блока управления; при этом радиопередатчик, телеприемник, радиоприемник, блок телекамеры с гиростабилизатором и телепередатчик имеют по одному дополнительному входу, а блок телекамеры с гиростабилизатором один дополнительный выход, вход и выход имитатора беспилотного летательного аппарата соединены соответственно с первым выходом и входом блока автоматики пуска, второй и третий выходы которого соединены соответственно со вторым входом радиопередатчика и входом телеприемника, а вход и выход блока автоматики пуска вспомогательного самолета соединены соответственно с первым выходом и первым входом имитатора блока управления, второй вход которого соединен со вторым выходом блока телекамеры с гиростабилизатором, причем вход блока телекамеры с гиростабилизатором подключен к выходу радиопремника, а второй, третий и четвертый выходы имитатора блока управления соединены соответственно со вторым входом телепередатчика, входом радиоприемника и входом директорного прибора управления.
-по варианту 2. управляющий самолет дополнительно содержит блок автоматики пуска с тумблером включения в кабине оператора, директорный прибор управления с индикатором в кабине пилота, а в состав аппаратуры наведения беспилотного летательного аппарата включен имитатор блока управления; при этом радиопремник и телеприемник имеют по два дополнительных входа, радиопередатчик, блок телекамеры с гиростабилизатором и телепередатчик по одному дополнительному входу и вьгходу, причем первый выход и первый вход имитатора блока управления соединены соответственно со входом и первым выходом блока автоматики пуска, второй и третий выходы которого соединены со вторым входом радиопередатчика и первым входом телеприемника, второй, третий и четвертый выходы имитатора блока управления соединены соответственно со входом директорного прибора управления, вторым входом телепередатчика и первым входом радиоприемника, выход которого подключен ко входу блока телекамеры с гиростабилизатором, а второй выход блока телекамеры с гиростабилизатором подключен ко второму входу имитатора блока управления, выход радиопередатчика связан со вторым входом радиоприемника по
кабельной радиолинии, а выход телепередатчика связан со вторым входом телеприемника по кабельной телевизионной линии.
Благодаря наличию указанных отличительных признаков в совокупности с известными (указанными в ограничительной части формулы), достигается следующий технический результат - обучение, тренировка и адаптация операторов производится в условиях реального полёта с имитацией пуска и полёта БЛА без расходования самих БЛА, а по варианту 2 формулы, данная работа проводится без привлечения дополнительных технических средств вспомогательного самолета (как по варианту 1).
Предложенное техническое решение может найти применение для имитации пуска, полёта и командного управления беспилотным летательным аппаратом ( БЛА ) с телевизионно-командной системой телеуправления с целью адаптации и тренировки операторов.
Предложенное техническое решение поясняется схемами фиг. 1-2.
Па фиг. 1 представлена блок-схема имитатора-тренажёра по варианту 1 формулы.
Па фиг.2 представлена блок-схема имитатора-тренажёра по варианту 2 формулы.
Па фиг.З представлен фрагмент электрической схемы имитатора БЛА.
1. Представленный на фиг. 1 имитатор-тренажер содержит управляюший самолет 1 с аппаратурой командного пункта управления в составе командного прибора 2 с ручкой управления, радиопередатчика 3, телеприемника с экраном 4, блоком автоматики пуска 5 с тумблером включения в кабине оператора 6, установленным на штатных узлах управляющего самолета 1 имитатором беспилотного летательного аппарата 7,а также
вспомогательный самолет 8, снабженный блоком автоматики пуска 9 с тумблером включения в кабине пилота 10 и директорным прибором управления И с индикатором также в кабине пилота 10, при этом на подвеске вспомогательного самолета 8 расположен беспилотный летательный аппарат 12, с аппаратурой наведения в составе радиоприемника 13, блока телекамеры с гиростабилизатором 14, телепередатчика 15, имитатора блока управления 16.
При этом выход командного прибора управления 2 соединен с первым входом радиопередатчика 3, а первый выход блока телекамеры с гиростабилизатором 14 подключен к первому входу телепередатчика 15, причем радиопередатчик 3 и радиоприемник 13 связаны через эфир по командной радиолинии 17, а телепередатчик 15 и телеприемник 4 по телевизионной радиолинии 18. Радиопередатчик 3, телеприемник 4, радиоприемник 13, блок телекамеры с гиростабилизатором 14 и телепередатчик 15 имеют по одному дополнительному входу, а блок телекамеры с гиростабилизатором 14 один дополнительный выход; вход и выход имитатора беспилотного летательного аппарата 7 соединены соответственно с первым выходом и входом блока автоматики пуска 5, второй и третий выходы которого соединены соответственно со вторым входом радиопередатчика 3 и входом телеприемника 4, а вход и выход блока автоматики пуска 9 вспомогательного самолета 8 соединены соответственно с первым выходом и первым входом имитатора блока управления 16, второй вход которого соединен со вторым выходом блока
телекамеры с гиростабилизатором 14, причем вход блока телекамеры с гиростабилизатором 14 подключен к выходу радиоприемника 13, а второй, третий и четвертый выходы имитатора блока управления 16 соединены соответственно со вторым входом телепередатчика 15, входом радиоприемника 13 и входом директорного прибора управления 11.
2, Представленный на фиг. 2 имитатор-тренажер содержит управляющий самолет 1 с аппаратурой командного пункта управления в составе командного прибора 2 с ручкой управления, радиопередатчика 3, телеприемника с экраном 4, блоком автоматики пуска 5 с тумблером включения в кабине оператора 6, директорным прибором управления 11 с индикатором в кабине пилота 10, установленный на штатных узлах управляющего самолета 1 беспилотный летательный аппарат 12 с аппаратурой наведения в составе радиоприемника 13, блока телекамеры с гиростабилизатором 14, телепередатчика 15, имитатора блока управления 16.
При этом выход командного прибора управления 2 соединен с первым входом радиопередатчика 3, а первый выход блока телекамеры с гиростабилизатором 14 подключен к первому входу телепередатчика 15; радиопремник 13 и телеприемник 4 имеют по два дополнительных входа, радиопередатчик 3, блок телекамеры с гиростабилизатором 14 и телепередатчик 15 по одному дополнительному входу и выходу; первый выход и первый вход имитатора блока управления 16 соединены соответственно со входом и первым выходом блока автоматики пуска 5, второй и третий выходы которого соединены со вторым входом радиопередатчика 3 и первым входом телеприемника 4, второй, третий и четвертый выходы имитатора блока управления 16 соединены соответственно со входом директорного прибора управления 11, вторым входом телепередатчика 15 и первым входом радиоприемника 13, выход которого подключен ко входу блока телекамеры с гиростабилизатором 14, а второй выход блока телекамеры с гиростабилизатором 14 подключен ко второму входу имитатора блока управления 16, выход радиопередатчика 3 связан со вторым входом радиоприемника 13 по кабельной радиолинии 19, а выход телепередатчика 15 связан со вторым входом телеприемника 4 по кабельной телевизионной линии 20.
Представленный на фиг. 3 имитатор БЛА 7 включает набор таймеров и исполнительных реле. Типовой элемент такого набора представляет собой последовательно соединенные таймер 21 и блок реле 22. В этой схеме таймер имитирует время проведения автоконтроля в реальном БЛА.
Имитатор-тренажёр по варианту 1, фиг.1 работает следующим образом. Управляющий 1 и вспомогательный 8 самолёты прилетают в заданный район и занимают исходную позицию. В исходной позиции при одинаковом направлении движения вспомогательный самолёт 8 находится впереди основного самолёта. После этого оператор 6 управляющего самолёта 1 включает блок автоматики пуска 5, который после обмена сигналами с имитатором БЛА 7 переводит радиопередатчик 3 в режим излучения, а телеприёмник 4 в режим приёма. В то же время пилот 10 вспомогательного самолёта 8 включает блок автоматики пуска 9 вспомогательного самолёта 8, который после обмена
сигналами с имитатором блока управления 16 выдаёт в имитатор блока управления 16 команду на начало работы, после чего блок управления 16 приводит радиоприёмник 13 в режим приёма, а телепередатчик 15 в режим излучения. При этом задействуются радиолиния 17 и телевизионная линия 18, между управляющим 1 и вспомогательным 8 самолётами устанавливается связь, и на экране телеприемника 4 появляется изображение местности, которое формируется телекамерой 14 и поступает на экран через телепередатчик 15 и телеприёмник 4. После этого управляющий самолёт 1 выполняет маневры, имитирующие поведение самолёта в боевой обстановке, а вспомогательный самолёт 8 имитирует траекторию полёта БЛА 12.
При подлёте к цели вспомогательного самолёта 8 оператор 6 управляющего самолёта 1 на изображении местности обнаруживает цель и с помощью ручки управления командного прибора 2 совмещает на экране перекрестие с изображением цели. В командном приборе 2 автоматически вырабатываются команды управления, которые через радиопередатчик 3 передаются на борт БЛА 12. Па БЛА 12 через радиоприёмник 13 команды управления поступают в блок телекамеры с гиростабилизатором 14. Гиростабилизатор отклоняется и телекамера следит за целью, а в блоке телекамеры с гиростабилизатором 14 формируется штатный для БЛА 12 сигнал наведения, который передаётся через имитатор блока управления 16 на вход директорного прибора И. При этом индикатор директорного прибора 11 показывает необходимый угол поворота БЛА 12 на цель для имитации его наведения. По показаниям индикатора директорного прибора 11 пилот 10 вспомогательного самолёта 8 поворачивает его в соответствующую сторону, имитируя таким образом траекторию наведения БЛА 12.
Имитатор-тренажёр по варианту 2, фиг.2 работает следующим образом. После прилёта самолёта 1 в заданный район оператор 6 включает блок автоматики пуска 5, который после обмена сигналами с имитатором блока управления 16 переводит радиопередатчик 3 в режим работы по кабельной линии 19, а телеприёмник 4 в режим приёма и одновременно выдаёт в имитатор блока управления 16 команду на начало работы, после чего имитатор блока управления 16 переводит радиоприёмник 13 в режим приёма, а телепередатчик 15 в режим работы по кабельной телевизионной линии 20. Па экране телеприёмника 4 появляется изображение местности, которое формируется телекамерой 14 и через телепередатчик 15 по кабельной линии 20 поступает в телеприёмник 4. При этом самолёт 1 имитирует траекторию полёта БЛА 12.
При подлёте к цели оператор 6 на изображении местности обнаруживает цель и с помощью ручки управления командного прибора 2 совмещает на экране перекрестие с изображением цели. В командном приборе 2 автоматически вырабатываются команды управления, которые по радиокабелю 19 поступают через радиоприёмник 13 на блок телекамеры с гиростабилизатором 14. Гиростабилизатор отклоняется и телекамера следит за целью, а в блоке телекамеры с гиростабилизатором 14 формируется штатный для БЛА 12 сигнал наведения, который через имитатор блока управления 16 подаётся на вход директорного прибора управления 11. При этом индикатор директорного прибора 11 показывает необходимый угол поворота БЛА 12 на
цель для имитации его наведения. По ноказаниям индикатора директорного прибора 11 пилот 10 поворачивает самолёт 1 в соответствующую сторону, имитируя траекторию полёта БЛА 12.
Вновь введённые блоки автоматики пуска 5 управляющего самолёта 1, блок автоматики пуска 9 вспомогательного самолёта 8 являются штатными подсистемами самолётной системы управления оружием (СУО), предназначены для проведения предпусковых операций и построены на базе цифровой вычислительной машины, которая по линии связи в соответствии с циклограммой задействует отдельные блоки СУО и БЛА, принимает сигналы готовности после автоконтроля этих блоков и при положительном результате этих операций вьщаёт разрешение на пуск БЛА.
Электрическая схема имитатора БЛА 7 включает набор таймеров и исполнительных реле. Типовой элемент такого набора представляет из себя последовательно соединенные таймер 21 и блок реле 22 (фиг. 3). В этой схеме таймер 21 имитирует время проведения автоконтроля в реальном БЛА 12.
Вновь введённый имитатор БЛА 7 (фиг.1) представляет собой контейнер, который подвешивается на штатные узлы подвески БЛА и соединяется с самолётной СУО через штатные разъёмы. Имитатор БЛА 7 обеспечивает работу блока автоматики пуска 5, имитируя все сигналы исправного БЛА 12 в процессе предпусковой подготовки. Использование имитатора БЛА 7 позволяет использовать управляющий самолёт 1 в составе тренажёра без доработок.
Вновь введённый имитатор блока управления 16 (фиг.1, фиг.2) решает задачи имитатора БЛА на вспомогательном самолёте 8 (фиг.1) и на управляющем самолёте 1 (фиг.2). Имитатор блока управления 16 соединяется с аппаратурой наведения БЛА 12 по щтатным разъёмам, предназначенным для реального блока управления, который фигурирует в описании прототипа.
Кроме сигналов готовности по вьгходным цепям имитатора блока управления 16 подаётся сигнал включения радиоприёмника 13, блока телекамеры с гиростабилизатором 14 и телепередатчика 15. Через имитатор блока управления 16 транзитом проходит сигнал наведения из блока телекамеры с гиростабилизатором 14 на вход директорного прибора И (фиг.1, фиг.2).
Описание директорного прибора имеется в книге Авиация : Энциклопедия/ Гл.ред. Г.П.Свищев, - М.: Большая Российская энциклопедия, 1994г., статьи Автоматическое управление, (стр.38-39); Директорное управление, (стр.212); Пилотирование по приборам, (стр.418).