ПИЛОТАЖНЫЙ СТЕНД МАНЕВРЕННОГО САМОЛЕТА С ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИМ ОГРАНИЧИТЕЛЕМ ПРЕДЕЛЬНЫХ РЕЖИМОВ
FLIGHT STAND OF MANEUVERABLE AIRCRAFT WITH ELECTROMECHANICAL LIMITER OF LIMIT MODES

Изобретение относится к области авиационной техники и предназначено для использования в учебных и исследовательских целях.
Наиболее близким по технической сущности заявляемого изобретения является пилотажный стенд наземного комплекса планирования и подготовки летчика к выполнению полетов на самолете-истребителе, содержащий кабину самолета с системой индикации параметров движения и силовой установки, датчиками органов управления и системой визуализации пространственного движения самолета, а также вычислительную систему, включающую в себя блок пространственного движения самолета, блок динамики силовой установки, блок задания начальных условий полета и монитор, при этом первый вход модуля динамики силовой установки и первый вход модуля пространственного движения самолета связаны с датчиками органов управления, второй вход модуля пространственного движения самолета связаны с модулем задания начальных условий, выход модуля пространственного движения самолета - с системой индикации параметров движения и системой визуализации пространственного движения самолета, а выход модуля динамики силовой установки - с третьим входом модуля пространственного движения самолета и с системой индикации силовой установки (Патент RU 2249856 С1, МКИ G09В 9/08, опубл. 23.10.2003).
Недостатком такого устройства, принятого за прототип, является низкая точность результатов, полученных при исследовании динамики полета самолета на околокритических и критических режимах полета, ввиду отсутствия имитатора работы ограничителя предельных режимов, предупреждающего летчика-оператора о приближении к критическим режимам полета за счет тактильного воздействия через ручку управления самолетом («тряска» ручки), а также предотвращающего выход ряда кинематических параметров в предельную область значений за счет включения механического упора, препятствующего дальнейшему перемещению ручки.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение точности результатов, полученных при исследовании динамики полета самолета на околокритических и критических режимах полета, а также расширение исследовательских возможностей пилотажного стенда за счет введения блока ограничителя предельных режимов и блока имитации тряски ручки управления и механического упора.
Указанный технический результат достигается тем, что на пилотажный стенд маневренного самолета, содержащий последовательно соединенные блок командных рычагов управления, блок датчиков положения командных рычагов управления, блок пространственного движения самолета, блок визуализации пространственного движения самолета, систему визуализации пространственного движения самолета, последовательно соединенные блок задания начальных условий, блок динамики силовой установки, взаимодействующим с блоком пространственного движения самолета, при этом второй выход блока задания начальных условий соединен со вторым входом блока пространственного движения самолета, а также систему индикации параметров движения и силовой установки, соединенным со вторым выходом блока пространственного движения самолета, и блок записи параметров, соединенным с третьим выходом блока пространственного движения самолета, согласно изобретению, дополнительно введены последовательно соединенные блок ограничителя предельных режимов и блок имитации тряски ручки управления и механического упора, при этом четвертый выход блока пространственного движения самолета соединен с входом блока ограничителя предельных режимов, а выход блока имитации тряски ручки управления и механического упора соединен с входом блока командных рычагов управления.
Сущность изобретения заключается в том, что дополнительно введен имитатор работы ограничителя предельных режимов, предупреждающего летчика-оператора о приближении к критическим режимам полета за счет тактильного воздействия через ручку управления самолетом («тряска» ручки), а также предотвращающего выход ряда кинематических параметров в предельную область значений за счет включения механического упора, препятствующего дальнейшему перемещению ручки. Что позволяет, в отличие от известного пилотажного стенда, повысить точность получаемых результатов моделирования при исследовании динамики полета самолета на околокритических и критических режимах полета, ввиду того, что на стенде имитируется работа механического ограничителя предельных режимов, тем самым, оказывая влияние на психофизиологическое состояние летчика-оператора посредством тактильного воздействия на него через ручку управления.
Схема построения пилотажного стенда приведена на фигуре, где обозначено: 1 - блок командных рычагов управления, 2 - блок имитации тряски ручки управления и механического упора, 3 - блок ограничителя предельных режимов, 4 - блок датчиков положения командных рычагов управления, 5 -блок задания начальных условий, 6 - блок пространственного движения самолета, 7 - блок динамики силовой установки, 8 - блок визуализации пространственного движения самолета, 9 - система визуализации пространственного движения самолета, 10 - система индикации параметров движения и силовой установки, 11 - блок записи параметров.
Блок имитации тряски ручки управления и механического упора 2 предназначен для предупреждения летчика-оператора о приближении к критическим режимам полета посредством тактильного воздействия на него через ручку управления («тряска» ручки), а также для включения механического упора, препятствующего дальнейшему перемещению ручки управления, предотвращая превышение некоторых кинематических параметров свои предельные значения. Блок может быть выполнен, например, в виде электромеханического загружателя типа MOOG Fokker Ecol 8000, произведенного в Нидерландах.
Блок ограничителя предельных режимов 3 предназначен для формирования сигналов на включение предупредительной «тряски» ручки управления самолетом в случае приближения к ограничению, а также на включение механического упора в случае достижения ограничения. Блок может быть выполнен, например, на программируемой логической интегральной схеме (ПЛИС) типа FPGA [https://rn.habr.com/ru/post/505838/], разработанной по методике указанной в [Д.В. Верещиков, С.В. Николаев, Д.В. Разуваев Системы управления летательных аппаратов - Издание ВУНЦ ВВС «ВВА», 2018. стр. 151]
Пилотажный стенд работает аналогично известному, за исключением некоторых особенностей. В блоке ограничителя предельных режимов сравниваются текущие значения угла атаки и нормальной перегрузки, полученные из блока пространственного движения самолета, с их предельно допустимыми значениями. При приближении текущих значений угла атаки или нормальной перегрузки к их предельно допустимым, с учетом динамики их изменения, по методике, указанной выше, формируется сигнал на включение «тряски» ручки или на включение механического упора, в случае достижения параметров своих предельных значений. Этот сигнал поступает на вход блока имитации тряски ручки управления и механического упора, который жестко связан с блоком командных рычагов управления. В зависимости от сигнала, полученного из блока ограничителя предельных режимов, в блоке имитации тряски ручки управления и механического упора возбуждаются колебания с частотой 8 Гц, тем самым имитируется «тряска» ручки, или включается механический упор.