ВЕРТОЛЕТНЫЙ ТРЕНАЖЕР

Предполагаемая полезная модель относится к области авиационных тренажеров и может быть использована для подготовки летного состава управлению вертолетом в наземных условиях.
Известен виртуальный тренажер вертолета, содержащий рабочее место летчика, блок виртуальной реальности, выход которого соединен с входом защитного шлема летчика с виртуальными очками, выход которого соединен с входом блока позиционирования, выход которого соединен с входом блока виртуальной реальности. Рабочее место летчика находится в кабине реального вертолета, содержащего системы объективного контроля и систему управления вооружением, выходы которых соединены через адаптер с входами блока отображения и документирования оценок рациональной деятельности в полете и блока моделей динамики полета и силовой установки, выход блока моделей динамики полета и силовой установки соединен с входом блока виртуальной реальности, а также со входами блока формирования видеоизображений для очков ночного видения и блока формирования звука в окружающей среде, выходы которых соединены с входами блока виртуальной реальности, причем выход блока виртуальной реальности соединен с входом защитного шлема летчика с виртуальными очками через адаптер. (Патент РФ RU 2149462 C1, G 09 B 9/46)
Недостатком данного тренажера является сложная и дорогостоящая конструкция адаптера для управления работой приборов реального вертолета в наземных условиях, невозможность работы некоторых приборов в наземной обстановке без их доработки и обязательное наличие аэродромной гидросистемы для нормального функционирования гидросистемы вертолета и загрузки органов управления. Все это приводит к удорожанию и усложнению тренажера.
Наиболее близким к предлагаемому является авиационный тренажер, содержащий макет кабины летчика с имитаторами приборной доски, органов управления и пультов, центральную ручку управления и педали с электромеханической системой регулирования усилий и триммирования по трем каналам управления, систему имитации визуальной обстановки, рабочее место инструктора и вычислительную управляющую систему. Электромеханическая система регулирования усилий и триммирования по каналам тангажа, крена и курса выполнена в виде установленного в кабине моноблока, содержащего электромеханизмы регулирования усилий и триммирования, электрически связанные с вычислительной управляющей системой, и пружинные загружатели. Причем по каждому каналу управления электромеханизм регулирования усилий установлен на основании моноблока посредством шарнира с возможностью использования электромеханизма в качестве двуплечей качалки, одно плечо которой подвижно соединено с
пружинным загружателем, другое, включающее в себя подвижный шток, - с колонкой центральной ручки управления или педалями посредством тяги, по концам которой установлены сферические подшипники, при этом пружинный загружатель кинематически связан через двуплечую качалку с электромеханизмом триммирования, кроме этого на электромеханизмах и на пружинном загружателе установлены потенциометрические датчики положений соответствующих подвижных штоков, электрически связанные с вычислительной управляющей системой, электромеханизмы триммирования по тангажу и крену связаны с кнопкой, расположенной на центральной ручке управления, а по курсу - с трехпозионным нажимным тумблером, установленным на пульте. (Патент РФ RU 38070 U1, G 09 B 9/018 )
Недостатком данного устройства является то, что для авиационных тренажеров пружинные загружатели не обеспечивают в полной мере соответствие загрузочной характеристики имитируемых органов управления штатной загрузочной характеристике. Это связано с тем, что в штатных органах управления загрузочная характеристика является нелинейной, т.е. при значительном увеличении усилия на рычаги управления скорость перемещения этих рычагов не должна заметно увеличиваться. При электромеханической системе загрузки рычагов управления это условие может быть выполнено только при применении сложной системы регулирования усилий, позволяющей сигнал с датчика положения рычага управления преобразовывать в скорость его перемещения, либо установкой датчика скорости и уже затем электромеханизмом системы регулирования усилий устанавливать необходимое усилие на пружинном загружателе.
Задачей предлагаемой полезной модели является удешевление конструкции системы регулирования усилий и в то же время получение загрузочной характеристики более приближенной к штатной, обеспечение условий для обучения и тренировок летчиков более приближенных к реальным, для чего загрузка рычагов и педалей управления выполнена по четырем каналам системы триммирования и регулирования усилий для имитации штатных усилий на всех органах управления вертолетного тренажера.
Поставленная цель достигается тем, что в вертолетном тренажере, содержащем макет кабины летчика с имитаторами приборной доски, органов управления, пультов, ручек управления и педалей с датчиками положения, электромеханической системой триммирования и системой регулирования усилий, систему имитации визуальной обстановки, рабочее место инструктора и вычислительную управляющую систему, система регулирования усилий на органах управления вертолета по каналам тангажа, крена, курса и общего шага винта выполнена в виде установленных вертикально гидроцилиндров, верхняя полость которых сообщается с атмосферой и соединена с нижней полостью каналом с управляемым дросселем, электрически соединенным с вычислительной управляющей
системой, связанной с рабочим местом инструктора, которое выполнено с возможностью воздействия на процесс обучения.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежами.
На фиг.1 представлен общий вид вертолетного тренажера.
На фиг.2 - гидравлическое загрузочное устройство системы регулирования усилий.
Вертолетный тренажер состоит из макета кабины 1, установленного на подставке 2, системы имитации визуальной обстановки, включающей видеопроектор 3 и экранный комплекс 4, системы регулирования усилий 5 на органах управления вертолета и рабочего места инструктора 6, в котором установлена вычислительная управляющая система 7. В макете кабины 1 установлены имитаторы приборной доски 8, пультов управления 9, 10, ручек управления 11, 12 и педалей управления 13, с установленными на них электромеханизмами системы триммирования 14, которые установлены в штатных местах макета кабины.
Ручки и педали управления через систему тяг 15 связаны с блоком 16, в котором установлены датчики положения органов управления 17 и качалки 18, связанные с системой регулирования усилий 5 (фиг.1)
Система регулирования усилий 5 состоит из четырех, установленных вертикально гидроцилиндров, состоящих из корпуса 19, поршня 20, штока 21, крышки 22, канала 23, соединяющего верхнею и нижнею полости гидроцилиндра с установленным на нем управляемым дросселем 24 (фиг.2).
При проведении тренировки летчик кнопками и тумблерами с пультов 9 и 10 и перемещением ручек управления 11, 12 и педалей управления 13, соединенных через тяги 15 с датчиками положения 17 подает управляющие сигналы на вычислительную управляющую систему 7, установленную на рабочем месте инструктора 6. Вычислительная управляющая система 7 анализирует эти данные и выдает сигналы на управление имитаторами приборов, установленными на имитаторе приборной доски 8 и систему имитации визуальной обстановки, которая передает видеосигнал на видеопроектор 3, с помощью которого видеоизображение проецируется на экранный комплекс 4.
Для имитации усилий на ручках управления 11, 12 и педалях управления 13 на задней стенке кабины 1 установлена система регулирования усилий 5. Эта система работает следующим образом.
Ручки управления 11, 12 и педали управления 13 через систему тяг 15 и качалки 18 связаны со штоками 21 загрузочных цилиндров системы регулирования усилий 5. При перемещении ручек управления 11, 12 или педалей 13 перемещается шток 21, который жестко связан с поршнем 20, который в свою очередь перемещает жидкость из одной полости гидроцилиндра в другую.
Вследствие того, что при перемещении поршня 20 со штоком 21 разность объемов полостей гидроцилиндра меняется в верхней части гидроцилиндра, установлена крышка 22, выполненная с отверстиями,
связанными с атмосферой. Усилие на ручках управления 11, 12 и педалях 13 зависит от проходного сечения отверстия управляемого дросселя 24, управление которым осуществляется с рабочего места инструктора 6. При штатном режиме работы органов управления тренажера в управляемом дросселе 24 устанавливается проходное сечение, при котором усилие на штоке при перемещении поршнем жидкости из одной полости гидроцилиндра в другую через это сечение соответствует штатному усилию на органах управления вертолетом. При введении внештатной ситуации с рабочего места инструктора 6 через вычислительную управляющую систему 7 на систему регулирования усилий 5 подается управляющий сигнал, и система регулирования усилий 5 управляет дросселем 24, изменяя проходное сечение отверстий в нем. При увеличении проходного сечения отверстия дросселя 24 усилия на органах управления уменьшаются. При уменьшении - увеличиваются, а при полностью перекрытом отверстии дросселя 24 имитаторы органов управления вертолетом «заклинивает» и их перемещение невозможно.
Выполнение системы триммирования и регулирования усилий по четырем каналам управления позволяет имитировать усилия не только по каналам тангажа, крена и курса, но и создать имитацию усилий по каналу общего шага винта.
Установка в тренажере механизмов триммирования в штатных местах макета кабины летчика позволяет выполнить макет кабины с наименьшими отклонениями от штатной кабины вертолета, а применение системы регулирования усилий, выполненной в виде установленных вертикально гидроцилиндров с каналами, соединяющими верхнею и нижнею полости гидроцилиндров и установленными на них управляемыми дросселями, позволяет с наименьшими затратами воспроизвести загрузочную характеристику наиболее соответствующую штатным режимам работы органов управления вертолета и имитировать различные внештатные ситуации, возникающие в полете при обучении летного состава.
Опытный образец предложенного тренажера был разработан Донским филиалом Центра тренажеростроения, г. Новочеркасск, изготовлен и успешно прошел испытания в ОАО «Камов», г. Москва.