Интегральная система дистанционного обучения пилотированию летательных аппаратов, комплексных испытаний и видеоконференцсвязи
INTEGRATED SYSTEM FOR REMOTE TRAINING IN AIRCRAFT PILOTING, COMPLEX TESTS AND VIDEO CONFERENCING

Изобретение относится к авиационному тренажеростроению и может быть использовано для обучения пилотированию летательных аппаратов и тренировки летных экипажей.
Известен моделирующий комплекс коллективного обучения (МККО), включающий в себя макет кабины самолета, систему математического моделирования процессов управления летательным аппаратом (ЛА), соединенную с системами визуализации и последовательно с системой управления визуализацией, системой отображения информации, органами управления, систему имитации факторов полета, соединенную с системой управления визуализацией и сетевым адаптером, соединенным с системой отображения информации, органами управления, системой математического моделирования, системой автоматизированной обработки результатов, системой регистрации информации и общим вычислителем. В моделирующий комплекс введены вторая кабина, последовательно соединенные приемопередающая аппаратура связи системы Интернета, компьютер-шлюз, система модемов, связанных с общим вычислителем первой кабины, а также вторая приемопередающая аппаратура связи другого порта, соединенная с компьютером-шлюзом, системой модемов, связанных с общим вычислителем рабочего места пилота второй кабины самолета с аналогичными устройствами и связями первой кабины. Системы отображения информации первой и второй кабины пилотов могут быть выполнены в виде виртуального шлема с системами цветного стереоскопического изображения с жидкокристаллическими (ЖК) масками и ЖК-матрицами, полупрозрачными отражателями и коллиматорными линзами, взглядоотметчиками с источниками ИК-излучения, линзами и полупрозрачными отражателями, соединенными оптико-волоконными линиями с призмой и далее с телевизионной камерой и датчиком мигания, ЖК-матрицы соединены с видеосмесителем, а ЖК-маски - с блоком управления масками (патент RU №23114, кл. G09B 9/08, 27.08.2001).
Недостатком известного технического решения является то, что в нем не предусмотрена возможность общения обучающихся пилотов с использованием средств аудио и видео информации при проведении совместных полетов. Также отсутствует совокупность элементов технического решения, реализующая возможность организации интернет - трансляции с записью видеоархива, проведения соревнований и аттестации удаленных участников. Моделирующий комплекс не позволяет осуществлять воспроизведение акустических и пространственных вибрационных полей с заданными спектральными характеристиками, а также однозначное отображение на многоканальной системе визуализации маневров пилотов и отображение на рабочем месте оператора приборной доски пилотов и показаний приборов в режиме реального времени при ведении оператором контроля этапов выполнения полетных заданий. Техническое решение комплекса не позволяет определить значения траекторных перегрузок, при которых имеет место превышение показателей физического состояния пилота, соответствующих норме, приводящее к снижению эффективности процесса управления летательным аппаратом.
Известен авиационный моделирующий комплекс, используемый при обучении и подготовке летного состава к выполнению маневров при пилотаже и решении боевых задач и включающий в себя, по меньшей мере, один макет кабины летчика, интерьер которой соответствует кабине реального самолета, с рабочим местом летчика, системой индикации, органами управления и контроля. Комплекс также содержит установленные вне макета кабины систему отображения окружающей обстановки, вычислительный блок с программным комплексом, рабочее место инструктора с пультом управления, модули электропитания. Система отображения окружающей обстановки выполнена с возможностью формирования виртуальных трехмерных объектов окружающей обстановки, определения габаритов объектов, расстояния до объектов, скорости их перемещения и совмещения реальных объектов с виртуальным трехмерным изображением. При этом система отображения окружающей обстановки включает, по меньшей мере, один стереоскопический проектор, экран и стереоскопические очки (патент RU №116260, кл. G09B 9/08, 07.12.2011).
Известное техническое решение не реализует ведение инструктором контроля этапов выполнения полетных заданий при однозначном отображении маневров пилота и отображении на рабочем месте инструктора приборной доски пилота и показаний приборов в режиме реального времени. В комплексе не предусмотрены возможности организации интернет - трансляции с записью видеоархива, а у обучающихся пилотов отсутствуют возможности общения с использованием средств аудио и видео информации. В конструкциях макетов кабин пилотов отсутствуют технические средства для имитации акустических и вибрационных полей, спектральные характеристики которых соответствуют реальным процессам, имеющим место при эксплуатации летательного аппарата. Комплекс не имеет возможностей проведения оценки эффективности работы пилота при управлении летательным аппаратом в условиях действия траекторных перегрузок для различных режимов выполнения полетных заданий.
Также известен мобильный авиационный тренажер для обучения, переподготовки и поддержания профессиональной готовности летного и технического составов, содержащий кабину летчика с приборным оборудованием, систему имитации визуальной обстановки и акустических шумов, вычислительную управляющую систему и центральный пост контроля и управления, включающий в себя рабочие места оператора управления системами тренажера и инструктора управления выполнением полетного задания с соответствующими мониторами контроля с органами управления процессом тренажа, источники основного автономного и вторичного питания, средства имитации служебной и оперативной радиосвязи, устройство коммутации, содержащее систему сопряжения, вычислительную систему и органы управления работой устройства коммутации. Все составные части центрального поста контроля и управления электрически связаны между собой и конструктивно объединены в единую механическую мобильную конструкцию. В техническом решении использована кабина летчика реального летательного аппарата и введено устройство коммутации, содержащее блок управления работой устройства коммутации, вход которого электрически связан с центральным постом контроля и управления, а выход - с блоком формирования видеосигналов для системы имитации визуальной обстановки и блоками имитации акустических шумов и формирования сигналов от органов контроля и управления, которые электрически связаны с летательным аппаратом. В авиационном тренажере система имитации визуальной обстановки конструктивно выполнена в виде подвижного моноблока, установленного перед кабиной летательного аппарата (патент RU №70396, кл. G09B 9/08, 16.10.2007).
Недостатком известного технического решения является отсутствие элементов воспроизведения пространственных вибрационных полей с заданными спектральными характеристиками и невозможность организации интернет -трансляции с записью видеоархива. В авиационном тренажере в режиме реального времени невозможны наблюдение оператором работы обучаемого пилота и взаимодействие с ним с использованием средств аудио и видео информации.
Технические средства контроля процесса выполнения полетных заданий не позволяют оператору и инструктору вести отображение маневров пилота авиационного тренажера, а также отображение на рабочем месте оператора или инструктора приборной доски пилота и показаний приборов в режиме реального времени. Техническое решение тренажера не позволяет определить значения траекторных перегрузок, при которых имеет место превышение показателей физического состояния пилота, соответствующих норме, приводящее к снижению эффективности процесса управления летательным аппаратом.
Также известна комплексная обучающая система для авиационных специалистов, включающая в себя рабочие места (РМ) управляющей наземной службы, одно и более РМ обучаемых летчиков, оборудованных на индивидуальных тренажерах в реальных кабинах летательных аппаратов (ЛА), установленных на динамических платформах с возможностью перемещения в 2-3 плоскостях, оснащенных приборами контроля с дискретными органами управления, арматурой и органами управления непрерывного действия, связанными контактными устройствами с вычислительной локальной сетью в одном виртуальном поле событий и выводом информации на устройства визуализации. Контактные устройства органов управления непрерывного действия выполнены в виде датчиков, каждый из которых последовательно связан с контроллерной системой, а комплексная обучающая система дополнительно снабжена вычислительным комплексом, содержащим РМ оператора с индивидуальным устройством визуализации, оборудованным центральным сервером с устройствами ввода-вывода информации и запоминающим устройством, включающим массив баз исходных данных, блок моделирования реальных процессов с устройствами моделирования и блок объективного контроля обучаемых, управляющим обменом информацией между локальными сетями, связывающими вычислительный комплекс с РМ обучаемых посредством параллельной связи центрального сервера с функционально-ориентированными серверами локальных сетей РМ обучаемых летчиков. Локальные сети включают последовательно соединенные с серверами вычислительные модули реализации сценариев тренировок и устройства визуализации, выполненные в виде индивидуальных экранов или системы мониторов. В комплексной обучающей системе каждый сервер локальной сети РМ летчиков, содержащий блок моделирования и управления динамической модели ЛА, блок управления динамической платформой, блок управления радиосвязью, может быть параллельно соединен устройством ввода-вывода информации с вычислительными модулями бортовой системы визуализации закабинного пространства, вычислительным модулем системы отображения приборов, управления арматурой кабины и имитаторами шумов двигателей, вычислительным модулем системы управления вооружением. Сервер инструктора, содержащий блок моделирования и управления динамической модели ЛА и блок управления радиосвязью, может быть установлен с возможностью параллельного соединения с одним из серверов РМ летчиков и с вычислительными модулями системы визуализации закабинного пространства, вычислительным модулем отображения приборов, управления арматурой кабины и имитации шумов двигателей, вычислительным модулем системы управления вооружения. Центральный сервер может быть последовательно соединен с системой визуализации и печатающим устройством класса разбора полетов и анализа средств объективного контроля (патент RU №24583, кл. G09B 9/08, 24.01.2002 г. ).
Известное техническое решение не позволяет обучающимся пилотам при совместных учебных полетах на авиатренажерах вести общение с использованием средств аудио и видео информации и не имеет технических средств для организации интернет - трансляции с записью видеоархива, проведения соревнований и аттестации удаленных участников. В комплексной обучающей системе отсутствует возможность воспроизведения вибрационных полей с заданными спектральными характеристиками, соответствующих реальным условиям эксплуатации летательных аппаратов. Техническое решение комплексной обучающей системы не имеет возможностей проведения оценки эффективности работы пилота при управлении летательным аппаратом в условиях действия траекторных перегрузок для различных режимов выполнения полетных заданий.
Также известен комплексный тренажер экипажа учебно-тренировочного самолета, содержащий кабину пилота, оснащенную видеокамерами, акустическими системами и комплектом оборудования с системой адаптеров, внешний вид элементов которого, их взаимное расположение повторяют внешний вид и расположение элементов оборудования комплекта кабины пилота самолета, блок имитации закабинной визуальной обстановки, вычислительный комплекс, соединенный с кабиной пилота, с блоком имитации закабинной визуальной обстановки и позволяющий моделировать штатные и нештатные режимы полета самолета, условия полета и режимы работы силовой установки, агрегатов и систем самолета и снабженный блоком имитации акустических шумов, а также рабочее место инструктора, включающее пульт управления и средства контроля, соединенные с вычислительным комплексом, и снабженное блоком имитации радиосвязи, при этом на рабочем месте инструктора установлены видеомониторы, соединенные с видеокамерами кабины пилота. В кабину пилота введены средства, обеспечивающие реализацию алгоритмов наведения неуправляемых авиационных ракет и бомб, аналогичные средствам самолета, и средства регулировки усилий летчика, блок имитации закабинной обстановки выполнен в виде оптико-коллимационного устройства с углом обзора 120°*30°, а вычислительный комплекс соединен со средствами, обеспечивающими реализацию алгоритмов наведения неуправляемых авиационных ракет и бомб, средствами регулировки усилий летчика и выполнен с возможностью моделирования алгоритмов наведения неуправляемых авиационных ракет и бомб, а также отражения в блоке имитации закабинной обстановки процесса имитации применения неуправляемых авиационных ракет и бомб (патент RU №111331, кл. G09B 9/08, 28.06.2011).
Недостатками известного технического решения являются невозможность организации групповых полетов и ведение инструктором контроля этапов выполнения полетных заданий, а также отсутствие в авиатренажере средств воспроизведения вибрационного поля. Авиатренажер не позволяет проводить интернет - трансляцию режимов полета и работу пилотов на тренажере с записью видеоархива, проведение соревнований и аттестацию удаленных участников. Техническое решение не позволяет определять значения траекторных перегрузок, при которых имеет место превышение показателей физического состояния пилота, соответствующих норме, приводящее к снижению эффективности процесса управления летательным аппаратом.
Также известен авиационный тренажер модульной конструкции, содержащий модуль макета кабины летчика с блоком модулей имитаторов средств отображения информации на рабочем месте обучаемого и блоком модулей имитаторов органов управления на рабочем месте обучаемого, модуль рабочего места инструктора с блоком модулей средств отображения информации на рабочем месте инструктора и блоком модулей средств управления на рабочем месте инструктора, блок модулей отображения информации в закабинном пространстве, блок модулей, реализующих имитацию акселерационных ощущений, а также взаимосвязанные блок модулей системы объективного контроля, вход которого подключен к одному из выходов модуля рабочего места инструктора, а выходы - к первым входам модулей макета кабины летчика и рабочего места инструктора, и блок модулей имитации и управления, вход которого соединен с другим выходом модуля рабочего места инструктора, а выходы - со вторыми входами модулей макета кабины летчика и рабочего места инструктора и входами блока модулей отображения информации в закабинном пространстве и блока модулей, реализующих имитацию акселерационных ощущений. Использование тренажера обеспечивает контроль над действиями обучаемых в штатных и аварийных ситуациях, оперативное изменение условий полетного задания, ввод отказов и контроль над действиями обучаемых в штатных и аварийных ситуациях, отработку отдельных этапов полета и боевого применения при заданных начальных условиях, создание базы данных для обучаемых с возможностью обработки информации о результатах тренировок на тренажере (патент RU №2247430, кл. G09B 9/08, 10.03.2004).
Однако в известном техническом решении не предусмотрены возможности организации интернет - трансляции с записью видеоархива, проведения соревнований и аттестации множества удаленных участников, формирования вибрационного поля. Также недостатками являются отработка групповой слетанности только в составе пары и отсутствие возможности реализации совместных учебных полетов на авиатренажере и полетов на авиасимуляторах при возможности общения обучающихся на авиасимуляторах с использованием аудио и видео средств. Известное техническое решение не позволяет провести оценку эффективности работы пилота при управлении летательным аппаратом в условиях действия траекторных перегрузок для различных режимов выполнения полетных заданий.
Задачей изобретения является повышение эффективности процесса обучения при расширении функциональных возможностей системы обучения пилотированию летательных аппаратов.
Техническим результатом, проявляющимся при решении задачи, является:
- возможность оценки эффективности работы пилота при управлении летательным аппаратом в условиях действия траекторных перегрузок для различных режимов выполнения полетных заданий;
-определение уровней траекторных перегрузок, при которых имеет место превышение показателей физического состояния пилота, соответствующих норме, приводящее к снижению эффективности процесса управления летательным аппаратом;
- увеличение количества обучаемых пилотированию летательных аппаратов за счет введения в интегральную систему группы авиасимуляторов при возможности организации интернет - трансляции с записью видеоархива, проведения соревнований и аттестации множества удаленных участников, обеспечиваемой удаленным расположением друг от друга рабочего места диспетчера, авиатренажера и авиасимуляторов;
- реализация в соответствии с полетными заданиями совместных полетов на авиасимуляторах и учебных полетов на авиатренажере при возможности общения обучающихся с использованием средств аудио и видео информации и при максимальном приближении условий подготовки пилота на авиатренажере к реальным условиям пилотирования в условиях действия акустических и вибрационных полей;
- возможность проведения на авиатренажерах медико-технических исследований с использованием информации видеоархивов о поведении пилотов авиатренажеров в процессе выполнения полетных заданий и реализации режимов полета с использованием средств управления летательным аппаратом;
- возможность наблюдения диспетчером в режиме реального времени работу обучаемых пилотов на авиасимуляторах и авиатренажере и взаимодействия с каждым из них или со всеми вместе посредством систем радиосвязи и средств удаленного визуального контроля;
- ведение диспетчерского контроля этапов выполнения полетных заданий при отображении на многоканальной системе визуализации маневров пилота авиатренажера и отображении на рабочем месте диспетчера приборной панели пилота и показаний приборов в режиме реального времени;
- возможность организации и проведения дистанционных занятий и интернет-трансляции теоретической части подготовки к пилотированию летательных аппаратов, в том числе посредством мобильного комплекса видеоконференцсвязи, обеспечивающего в полевых условиях демонстрацию в режиме реального времени узлов, агрегатов и полетов летательного аппарата с записью видеоархива;
- возможность организации и проведения обучения диспетчеров управлению потоками летательных аппаратов во время стоянки, руления и полета.
Задача решается, а технический результат достигается при использовании интегральной системы дистанционного обучения пилотированию летательных аппаратов, комплексных испытаний и видеоконференцсвязи, которая включает в себя имеющие специализированное программное обеспечение блок серверов, интерактивный блок, информационный узел и подключаемые к ним посредством каналов связи блок авиатренажеров, блок авиасимуляторов, блок диспетчера, блок пользователей и блок слушателей, при этом блок авиатренажеров включает в себя группу авиатренажеров, каждый из которых включает в себя, по меньшей мере, сервер визуализации, аналого-цифровой преобразователь, видеосплиттер, сервер расчетного модуля, подключенный к видеосплиттеру сервер приборной панели, подключенную к серверу визуализации многоканальную проекционную систему визуализации, дополнительные серверы визуализации, блок воспроизведения перегрузок, подключенный к элементам авиатренажера источник бесперебойного питания авиатренажера, корпус авиатренажера, установленные в нем кресла первого и второго пилотов с плечевыми ремнями безопасности, парашютами и вибрационными элементами, подключенные к серверу расчетного модуля систему имитации вибрационных воздействий, систему имитации акустических шумов, системы радиосвязи первого пилота, системы радиосвязи второго пилота, дополнительные системы радиосвязи, устройства удаленного визуального контроля пилотов, дополнительно подключенные к видеосплиттеру средство визуализации приборной панели первого пилота, средство визуализации приборной панели второго пилота, локальное средство визуализации приборной панели авиатренажера, дополнительные средства визуализации приборной панели пилотов, подключенную к серверу визуализации многоканальную систему визуализации, дополнительные многоканальные системы визуализации, подключенные к дополнительным серверам визуализации, средства управления, подключенные к аналого-цифровому преобразователю, дополнительно подключенного к серверу расчетного модуля, блок авиасимуляторов включает в себя группу авиасимуляторов, каждый из которых включает в себя, по меньшей мере, кресло пилота авиасимулятора, подключенный к элементам авиасимулятора источник бесперебойного питания авиасимулятора, подключенные к электронно-вычислительной машине средство визуализации пилота авиасимулятора, дополнительные средства визуализации пилота авиасимулятора, рычаги управления, педали, сканер положения головы, дополнительно соединенный с датчиком положения головы, вибрационную систему пилота и систему радиосвязи пилота авиасимулятора, блок диспетчера содержит сервер диспетчера, подключенные к нему средство визуализации диспетчера, дополнительные средства визуализации диспетчера, удаленное средство визуализации приборной панели, систему радиосвязи диспетчера, средства управления сервером диспетчера, устройства локального визуального контроля пилотов и подключенный к элементам блока диспетчера источник бесперебойного питания блока диспетчера, блок серверов включает в себя клиентский сервер, сервер видеоконференций, контент-сервер, сервер интернет-трансляции, дополнительные серверы и источник бесперебойного питания блока серверов, подключенный к его элементам, интерактивный блок включает в себя источник бесперебойного питания интерактивного блока, подключенный к его элементам, терминал видеоконференции, подключенный к нему аудиомикшер, колонки, микрофонную систему, потолочный микрофон и петличный микрофон, камеру, телевизор, дополнительный видеосплиттер, видеостену, монитор, интерактивный монитор, проектор, интерактивный проектор, интерактивную доску, экран, персональный компьютер, дополнительный авиатренажер, рабочее место диспетчера, дополнительное рабочее место диспетчера, дополнительный авиасимулятор, дополнительный тренажер и подключенные к персональному компьютеру 3D-сканер, 3D-принтер, документ-камеру и дополнительные колонки, информационный узел включает в себя источник бесперебойного питания информационного узла, подключенный к его элементам, последовательно включенные дополнительный терминал видеоконференции, декодер и дополнительный персональный компьютер, блок пользователей включает в себя источник бесперебойного питания блока пользователей, подключенный к его элементам, а также подключаемые к каналам связи второй дополнительный терминал видеоконференции с подключенными к нему вторым дополнительным персональным компьютером, вторыми дополнительными колонками и дополнительным телевизором, и/или мобильный терминал видеоконференции, и/или мобильный комплекс видеоконференции, и/или IP-телефон, и/или третий дополнительный персональный компьютер с подключенным к нему интерактивным объектом, и/или планшетный компьютер, и/или мобильное устройство, блок слушателей включает в себя источник бесперебойного питания блока слушателей, подключенный к его элементам, подключаемые к каналам связи дополнительное мобильное устройство, и/или дополнительный планшетный компьютер, и/или четвертый дополнительный персональный компьютер с подключенными к нему третьими дополнительными колонками, блок воспроизведения перегрузок включает в себя блок формирования пороговых значений и блок сравнения, последовательно подключенные, последовательно соединенные регулятор давления, контроллер давления, компрессор, систему подачи воздуха, комбинезон пилота с размещенными в нем датчиками состояния пилота, при этом система подачи воздуха имеет прерыватель, регулятор давления дополнительно подключен к аналого-цифровому преобразователю, блок формирования пороговых значений дополнительно подключен к серверу расчетного модуля, выходы датчиков состояния пилота подключены к серверу расчетного модуля и к соответствующим входам блока сравнения, дополнительно подключенного к серверу расчетного модуля, колонки подключены к терминалу видеоконференции и к аудиомикшеру, микрофонная система, потолочный микрофон и петличный микрофон подключены к аудиомикшеру и к терминалу видеоконференции, который дополнительно соединен с камерой, телевизором и дополнительным видеосплиттером, к дополнительному видеосплиттеру дополнительно подключены видеостена, монитор, интерактивный монитор, проектор и интерактивный проектор, персональный компьютер дополнительно подключен к дополнительному видеосплиттеру и к интерактивной доске, все элементы блока серверов, терминал видеоконференции, персональный компьютер, дополнительный авиатренажер, рабочее место диспетчера, дополнительное рабочее место диспетчера, дополнительный авиасимулятор, дополнительный тренажер, дополнительный терминал видеоконференции, дополнительный персональный компьютер подключены к каналам связи, все серверы каждого авиатренажера, блок воспроизведения перегрузок, электронно-вычислительная машина и сервер диспетчера установлены с возможностью подключения к каналам связи, а группы авиатренажеров и/или авиасимуляторов и/или блок диспетчера расположены рядом и/или на удалении друг от друга.
Решению поставленной задачи и достижению указанного технического результата способствуют также частные существенные признаки изобретения.
В интегральной системе каналы связи представляют собой локальную вычислительную сеть Ethernet, сети Wi-Fi, 4G или спутниковый канал связи.
Интегральная система снабжена дополнительными проекторами и дополнительными интерактивными досками, при этом дополнительные проекторы подключены к дополнительному видеосплиттеру, а дополнительные интерактивные доски - к персональному компьютеру.
Интегральная система снабжена интерактивным планшетом, подключенным к персональному компьютеру, и дополнительной интерактивной доской блока пользователей, подключенной к второму дополнительному персональному компьютеру.
Интегральная система снабжена дополнительными телевизорами, подключенными к терминалу видеоконференции, мониторами, подключенными к дополнительному видеосплиттеру, при этом второй дополнительный персональный компьютер подключен к интерактивному объекту.
В интегральной системе корпус мобильного терминала видеоконференции выполнен ударопрочным.
В интегральной системе документ-камера представляет собой портативную, стационарную или потолочную камеру, а интерактивный объект - интерактивный планшет блока пользователей или интерактивную доску блока пользователей.
В интегральной системе вторые дополнительные колонки установлены с возможностью подключения к второму дополнительному персональному компьютеру.
В интегральной системе многоканальная проекционная система визуализации представляет собой группу проекционных экранов и подключенную к серверу визуализации группу вторых дополнительных проекторов.
В интегральной системе корпус авиатренажера представляет собой кабину реального летательного аппарата или полномасштабный корпус спортивно-тренировочного самолета.
На фиг. 1 представлена структурная схема интегральной системы дистанционного обучения пилотированию летательных аппаратов, комплексных испытаний и видеоконференцсвязи.
На фиг. 2 - структурные схемы блоков авиатренажеров, авиасимуляторов, диспетчера, пользователей и слушателей.
На фиг. 3 - состав многоканальной проекционной системы визуализации.
На фиг. 4 - структурная схема блока серверов, интерактивного блока и информационного узла.
Интегральная система дистанционного обучения пилотированию летательных аппаратов, комплексных испытаний и видеоконференцсвязи включает в себя (фиг. 1) имеющие специализированное программное обеспечение блок 1 серверов, интерактивный блок 2, информационный узел 3 и подключаемые к ним посредством каналов 4 связи блок 5 авиатренажеров, блок 6 авиасимуляторов, блок 7 диспетчера, блок 8 пользователей и блок 9 слушателей, при этом блок 5 авиатренажеров включает в себя группу авиатренажеров 10 (фиг. 2), каждый из которых включает в себя, по меньшей мере, сервер 11 визуализации, аналого-цифровой преобразователь 12, видеосплиттер 13, сервер 14 расчетного модуля, подключенный к видеосплиттеру 13 сервер 15 приборной панели, подключенную к серверу 11 визуализации многоканальную проекционную систему 16 визуализации, дополнительные серверы 17 визуализации, блок 18 воспроизведения перегрузок, подключенный к элементам авиатренажера 10 источник 19 бесперебойного питания авиатренажера 10, корпус 20 авиатренажера, установленные в нем кресла 21, 22 первого и второго пилотов с плечевыми ремнями безопасности, парашютами и вибрационными элементами, подключенные к серверу 14 расчетного модуля систему 23 имитации вибрационных воздействий, систему 24 имитации акустических шумов, системы 25 радиосвязи первого пилота, системы 26 радиосвязи второго пилота, дополнительные системы 27 радиосвязи, устройства 28 удаленного визуального контроля пилотов, дополнительно подключенные к видеосплиттеру 13 средство 29 визуализации приборной панели первого пилота, средство 30 визуализации приборной панели второго пилота, локальное средство 31 визуализации приборной панели авиатренажера 10, дополнительные средства 32 визуализации приборной панели пилотов, подключенную к серверу 11 визуализации многоканальную систему 33 визуализации, дополнительные многоканальные системы 34 визуализации, подключенные к дополнительным серверам 17 визуализации, средства 35 управления, подключенные к аналого-цифровому преобразователю 12, дополнительно подключенного к серверу 14 расчетного модуля. Вибрационные элементы кресел 21, 22 первого и второго пилотов представляют собой виброподушки или низкочастотные вибрационные преобразователи звуковых сигналов в спектральном диапазоне от нуля до 500 Гц. Блок 6 авиасимуляторов включает в себя группу авиасимуляторов, каждый 36 из которых включает в себя, по меньшей мере, кресло 37 пилота авиасимулятора, подключенный к элементам авиасимулятора 36 источник 38 бесперебойного питания авиасимулятора 36, подключенные к электронно-вычислительной машине 39 средство 40 визуализации пилота авиасимулятора 36, дополнительные средства 41 визуализации пилота авиасимулятора 36, рычаги 42 управления, педали 43, сканер 44 положения головы, дополнительно соединенный с датчиком 45 положения головы, вибрационную систему 46 пилота и систему 47 радиосвязи пилота авиасимулятора 36. Вибрационная система 46 представляет собой виброподушку или низкочастотный вибрационный преобразователь звуковых сигналов в спектральном диапазоне от нуля до 500 Гц. Блок 7 диспетчера содержит сервер 48 диспетчера, подключенные к нему средство 49 визуализации диспетчера, дополнительные средства 50 визуализации диспетчера, удаленное средство 51 визуализации приборной панели, систему 52 радиосвязи диспетчера, средства 53 управления сервером 48 диспетчера, устройства 54 локального визуального контроля пилотов и подключенный к элементам блока 7 диспетчера источник 55 бесперебойного питания блока 7 диспетчера. Блок 1 серверов (фиг. 4) включает в себя клиентский сервер 56, сервер 57 видеоконференций, контент-сервер 58, сервер 59 интернет-трансляции, дополнительные серверы 60 и источник 61 бесперебойного питания блока 1 серверов, подключенный к его элементам. Интерактивный блок 2 включает в себя источник 62 бесперебойного питания интерактивного блока 2, подключенный к его элементам, терминал 63 видеоконференции, подключенный к нему аудиомикшер 64, колонки 65, микрофонную систему 66, потолочный микрофон 67 и петличный микрофон 68, камеру 69, телевизор 70, дополнительный видеосплиттер 71, видеостену 72, монитор 73, интерактивный монитор 74, проектор 75, интерактивный проектор 76, интерактивную доску 77, экран 78, персональный компьютер 79, дополнительный авиатренажер 80, рабочее место 81 диспетчера, дополнительное рабочее место 82 диспетчера, дополнительный авиасимулятор 83, дополнительный тренажер 84 и подключенные к персональному компьютеру 79 3D-сканер 85, 3D-принтер 86, документ-камеру 87 и дополнительные колонки 88. Информационный узел 3 включает в себя источник 89 бесперебойного питания информационного узла 3, подключенный к его элементам, последовательно включенные дополнительный терминал 90 видеоконференции, декодер 91 и дополнительный персональный компьютер 92. Блок 8 пользователей включает в себя источник 93 бесперебойного питания блока 8 пользователей, подключенный к его элементам, а также подключаемые к каналам 4 связи второй дополнительный терминал 94 видеоконференции с подключенными к нему вторым дополнительным персональным компьютером 95, вторыми дополнительными колонками 96 и дополнительным телевизором 97, и/или мобильный терминал 98 видеоконференции, и/или мобильный комплекс 99 видеоконференции, и/или IP-телефон 100, и/или третий дополнительный персональный компьютер 101 с подключенным к нему интерактивным объектом 102, и/или планшетный компьютер 103, и/или мобильное устройство 104. Блок 9 слушателей включает в себя источник 105 бесперебойного питания блока 9 слушателей, подключенный к его элементам, подключаемые к каналам 4 связи дополнительное мобильное устройство 106, и/или дополнительный планшетный компьютер 107, и/или четвертый дополнительный персональный компьютер 108 с подключенными к нему третьими дополнительными колонками 109. Блок 18 воспроизведения перегрузок включает в себя блок 110 формирования пороговых значений и блок 111 сравнения, последовательно подключенные, последовательно соединенные регулятор 112 давления, контроллер 113 давления, компрессор 114, систему 115 подачи воздуха, комбинезон 116 пилота с размещенными в нем датчиками 117 состояния пилота. Система 115 подачи воздуха имеет прерыватель 118. Регулятор 112 давления дополнительно подключен к аналого-цифровому преобразователю 12, блок 110 формирования пороговых значений дополнительно подключен к серверу 14 расчетного модуля, выходы датчиков 117 состояния пилота подключены к серверу 14 расчетного модуля и к соответствующим входам блока 111 сравнения, дополнительно подключенного к серверу 14 расчетного модуля. Колонки 65 подключены к терминалу 63 видеоконференции и к аудиомикшеру 64, микрофонная система 66, потолочный микрофон 67 и петличный микрофон 68 подключены к аудиомикшеру 64 и к терминалу 63 видеоконференции, который дополнительно соединен с камерой 69, телевизором 70 и дополнительным видеосплиттером 71, к дополнительному видеосплиттеру 71 дополнительно подключены видеостена 72, монитор 73, интерактивный монитор 74, проектор 75 и интерактивный проектор 76, персональный компьютер 79 дополнительно подключен к дополнительному видеосплиттеру 71 и к интерактивной доске 77, все элементы блока 1 серверов, терминал 63 видеоконференции, персональный компьютер 79, дополнительный авиатренажер 80, рабочее место 81 диспетчера, дополнительное рабочее место 82 диспетчера, дополнительный авиасимулятор 83, дополнительный тренажер 84, дополнительный терминал 90 видеоконференции, дополнительный персональный компьютер 92 подключены к каналам 4 связи, все серверы каждого авиатренажера 10, блок 18 воспроизведения перегрузок, электронно-вычислительная машина 39 и сервер 48 диспетчера установлены с возможностью подключения к каналам 4 связи. Группы авиатренажеров 10 и/или авиасимуляторов 36 и/или блок диспетчера 7 расположены рядом и/или на удалении друг от друга. Каналы 4 связи могут представлять собой локальную вычислительную сеть Ethernet, сети Wi-Fi, 4G или спутниковый канал связи. Интегральная система может быть снабжена дополнительными проекторами 119 и дополнительными интерактивными досками 120, при этом дополнительные проекторы 119 могут быть подключены к дополнительному видеосплиттеру 71, а дополнительные интерактивные доски 120 - к персональному компьютеру 79. В интегральную систему может быть введен интерактивный планшет 121, подключенный к персональному компьютеру 79, и она может быть снабжена дополнительной интерактивной доской 122 блока 8 пользователей, подключенной к второму дополнительному персональному компьютеру 95, дополнительными телевизорами 123, подключенными к терминалу 63 видеоконференции, и мониторами 124, подключенными к видеосплиттеру 71. Второй дополнительный персональный компьютер 95 может быть подключен к интерактивному объекту 102, а корпус мобильного терминала 98 видеоконференции может быть выполнен ударопрочным. В интегральной системе документ-камера 87 может представлять собой портативную, стационарную или потолочную камеру, а интерактивный объект 102 - интерактивный планшет блока 8 пользователей или интерактивную доску блока 8 пользователей. Вторые дополнительные колонки 96 могут быть установлены с возможностью подключения к второму дополнительному персональному компьютеру 95, а многоканальная проекционная система 16 (фиг. 3) визуализации может представлять собой группу проекционных экранов 125 и подключенную к серверу 11 визуализации группу вторых дополнительных проекторов 126. В интегральной системе корпус 20 авиатренажера 10 может представлять собой кабину реального летательного аппарата или полномасштабный корпус спортивно - тренировочного самолета.
Интегральная система дистанционного обучения пилотированию летательных аппаратов, комплексных испытаний и видеоконференцсвязи функционирует следующим образом.
Процессу обучения пилотированию на разработанных авиатренажере 10 и авиасимуляторе 36 предшествует теоретическая и практическая подготовка по элементам конструкций, аэродинамике и теории полета летательных аппаратов, штурманской подготовке (наземная и летная части), по азбуке Морзе, основам парашютной подготовки, авиационной метеорологии (метеорологические элементы, международный синоптический код, влияние ветра на выполнение полета, вертикаль), системам радиосвязи и электрооборудования летательных аппаратов, основным правилам полетов в воздушном пространстве, а также по самолетовождению, отработке навыков взлета-посадки и выполнения пилотажных фигур, полета по приборам в назначенных зонах полета, основам управления летательными аппаратами и отработке пилотирования в групповых полетах. Работа на авиатренажере 10, входящем в группу авиатренажеров блока 5, осуществляется следующим образом. Перед началом любого полета пилот или группа пилотов получают летное задание, знакомятся с ним и осуществляют отработку всех действий на земле. Далее осуществляется внешний осмотр летательного аппарата и подготовка его к полету. При использовании каждого авиатренажера 10, входящего в группу авиатренажеров блока 5, для имитации реального полета первый пилот занимает место в кресле 21 авиатренажера 10, второй пилот занимает место в кресле 22 авиатренажера 10, которые оснащены реальными плечевыми ремнями безопасности, парашютом и вибрационным элементом (не показаны). Каждый из пилотов осуществляет регулировку средств 35 управления (педалей) по длине ног, после проверки исправности замка на плечевых ремнях безопасности пристегивает плечевые ремни безопасности, одевает и проверяет системы 25, 26, 52 радиосвязи между пилотами и диспетчером. Далее выполняется проверка подвижности фонаря кабины (на случай возникновения нештатной ситуации и необходимости вынужденного покидания летательного аппарата). Пилоты осуществляют проверку и подготовку приборных панелей летательного аппарата к взлету (в ряде случаев в кресле второго пилота может работать инструктор). Далее осуществляется подготовка к запуску двигателя, запуск и прогрев двигателя летательного аппарата. Затем пилот или группа пилотов получают разрешения на взлет от диспетчера посредством системы 52 радиосвязи диспетчера. На средствах визуализации диспетчера отображается вся информация показаний приборных панелей каждого из пилотов. Диспетчер имеет возможность удаленно контролировать все действия пилотов, подсказывая начинающим авиаторам, как поступать в той или иной ситуации (в том числе, при возникновении нештатных ситуаций). Использование блока 5 авиатренажеров позволяет проводить обучение пилотированию летательных аппаратов в следующих режимах. Режим "Индивидуальный полет" представляет собой самый начальный этап подготовки пилотов после прохождения теоретического курса. Пилот совместно с диспетчером отрабатывает азы пилотирования, учится готовить летательный аппарат к полету (отрабатывать на земле все подготовительные манипуляции), взаимодействовать с диспетчером, понимать и выполнять его команды. Режим "Индивидуальный полет" используется для отработки основных летных программ (взлет, полет по заданным параметрам, посадка). Полет по заданным параметрам может представлять собой как обычный полет, так и выполнение фигур высшего пилотажа. Режим "Групповой полет" позволяет отрабатывать групповые полеты на авиатренажерах летательных аппаратов различного типа, которые могут находиться на значительном удалении друг от друга (в разных аудиториях, разных городах, разных странах и на различных континентах). В этом случае диспетчер готовит летное задание для группы летательных аппаратов, которым необходимо совершить совместный полет в заданных условиях и с заданными параметрами. Например, первая группа получает задание совершить вылет с заданного аэродрома в определенное время и держать заданный курс, далее к ним подключается вторая группа, которая в свое заданное время совершила вылет с другого аэродрома и в указанное время должна была присоединиться к первой группе для дальнейшего выполнения задания. В зависимости от сложности и значимости летного задания количество групп летательных аппаратов может быть как две, так и больше. Контроль полетов каждого отдельного летального аппарата осуществляет диспетчер, находящийся в третьей точке. Посредством системы радиосвязи диспетчер совершает переговоры с каждым пилотом, задействованным в данном задании. В режиме "Группового полета" вследствие использования специализированного программного обеспечения каждый пилот на многоканальных системах визуализации может видеть летательные аппараты, участвующие в выполнении летного задания, и их маневры. Данный режим пилотирования обучает пилотов работе в цепочке (связке) с одним или несколькими летательными аппаратами, совместным действиям при более точном контроле всех параметров полета (высоты, скорости, направления и др.) и имитации реального полета группы летательных аппаратов. Режим "Групповой бой" представляет собой разновидность режима "Групповой полет". В этом случае в соответствии с летным заданием всем пилотам придется участвовать в боевых действиях, преследовать противника, находить своих сторонников среди задействованных летательных аппаратов и в связке стараться поразить противника и/или заданные мишени. Данный режим воспроизводится, как правило, на летательных аппаратах боевого типа (истребители, бомбардировщики, транспортная авиация). Например, задается летное задание первой группе вылететь с заданного аэродрома для сопровождения транспортного самолета, перевозящего ценный груз. Второй группе предстоит вылететь со второго аэродрома и уничтожить транспортный самолет, при этом вторая группа осведомлена о траектории и всех остальных параметрах полета первой группы, а для первой группы неизвестно, откуда и в какое время появится противник. Всем пилотам предстоит не только наиболее точно выполнить летное задание, но и в ходе полета решать тактические задачи, которые невозможно спрогнозировать заранее. Режим "Отказа" позволяет пилотам отрабатывать действия в различных нештатных ситуациях, слаженность и оперативность взаимодействия между пилотом и диспетчером. Разработанные технические решения блоков авиатренажеров, авиасимуляторов и диспетчера позволяют имитировать практически любые нештатные ситуации, которые могут возникнуть как во время полета, так и на перроне во время подготовки летательного аппарата к взлету и во время руления. Все режимы могут отрабатываться как на авиасимуляторах и авиатренажерах по отдельности, так и в связке, когда на авиасимуляторах имитируют один тип летательных аппаратов, а на авиатренажерах - другой, выполняя при этом одно и то же летное задание. Если задания выполняются в рамках соревнований или турниров, то данная комплексная система позволяет организовать интернет-трансляцию, которую могут наблюдать как комиссия, находящаяся на значительном удалении, так и все желающие, расположившись в любом удобном месте с электронно-вычислительной машиной 39, имеющей доступ в сеть Интернет. Благодаря устройствам удаленного визуального контроля пилотов, установленных в кабинах каждого пилота, во время интернет - трансляции имеется возможность наблюдать за действиями каждого пилота, его поведением, настроением и степенью собранности, что впоследствии позволяет комиссии и диспетчеру наиболее точно оценить действия пилотов и их готовность к реальным вылетам. В авиатренажере 10 центральным элементом является сервер 14 расчетного модуля, выполняющий сбор, обработку и генерацию цифровой информации в блоке 5 авиатренажеров. Команды на обработку графической информации, передающиеся на многоканальную систему 33 визуализации и дополнительные многоканальные системы 34 визуализации, передаются от сервера 14 расчетного модуля на сервер 11 визуализации и дополнительные серверы 17 визуализации. Команды на обработку цифровой информации, связанной с приборной панелью авиатренажера, передаются от сервера 14 расчетного модуля на сервер 15 приборной панели. Графическая информация от сервера 11 визуализации и дополнительных серверов 17 визуализации передается на многоканальную систему 33 визуализации, дополнительные многоканальные системы 34 визуализации и многоканальную проекционную систему 16 визуализации, которые совместно формируют объемную систему визуализации, позволяющую обеспечить однозначное отображение всех действий и манипуляций пилота с помощью средств 35 управления (изменение углов тангажа, рыскания, крена в соответствии с реальной моделью динамики полета летательного аппарата, имитируемой данным авиатренажером). Таким образом создается эффект управления летательным аппаратом. Средства 35 управления снабжены специальными элементами, создающими нагрузки, имитирующие реальные нагрузки на летательный аппарат во время полета. От сервера 15 приборной панели графическая информация передается на видеосплиттер 13 и далее - на средство 29 визуализации приборной панели первого пилота, средство 30 визуализации приборной панели второго пилота, локальное средство 31 визуализации приборной панели авиатренажера (устанавливается в том случае, если авиатренажер 10 и блок 7 диспетчера находятся в непосредственной близости), дополнительные средства 32 визуализации приборной панели пилотов. Данная система позволяет обеспечить отображение для пилотов и диспетчеров всей необходимой информации о показаниях приборов летательного аппарата. Голосовая связь пилотов друг с другом и оператором осуществляется с помощью систем 25 радиосвязи первого пилота, систем 26 радиосвязи второго пилота, системы 52 радиосвязи диспетчера и дополнительных систем 27 радиосвязи. Диспетчер имеет возможность давать команды пилотам и корректировать их действия во время полета. Система 24 имитации акустических шумов и система 23 имитации вибрационных воздействий, расположенные в зонах двигателей, зонах выпуска шасси и системах управления (крыло, хвостовое оперение) летательного аппарата, получают медиаинформацию от сервера 14 расчетного модуля, формируют пространственно-временное распределение акустических и вибрационных полей, что обеспечивает возможность максимального приближения к реальным процессам. Количество блоков, необходимое для имитации звуковых и вибрационных воздействий, формируемых системой 24 имитации акустических шумов и системой 23 имитации вибрационных воздействий, определяется типом летательного аппарата. Пилотирование авиатренажером обеспечивается средствами 35 управления (штатными рычагами управления), которые через аналого-цифровой преобразователь 12 передают цифровую информацию на сервер 14 расчетного модуля для достижения полной синхронизации положения рычагов управления и информации, отображаемой на всех средствах визуализации с передачей звуковых и вибрационных эффектов. Устройства 28 удаленного визуального контроля пилотов, которые представляют собой комплексы средств передачи аудио и видео потока (устанавливаются в том случае, если авиатренажер 10 и блок 7 диспетчера находятся на значительном удалении друг от друга), находятся внутри корпуса 20 авиатренажера и выводят графическую информацию на дополнительные средства 50 визуализации диспетчера, позволяя диспетчеру наблюдать за действиями пилотов внутри авиатренажера. С помощью систем 25 радиосвязи первого пилота, систем 26 радиосвязи второго пилота, дополнительных систем 27 радиосвязи, устройств 28 удаленного визуального контроля пилотов, сервера 14 расчетного модуля по каналам 4 связи может быть организована видеоконференцсвязь. В том случае, если авиатренажер 10 и блок 7 находятся на значительном удалении друг от друга, элементы 54 и 31 заменяются на элементы 28 и 51.
Все элементы авиатренажера 10, требующие подключения к электросети 220 вольт, подключаются через источник 19 бесперебойного питания авиатренажера. В некоторых случаях элементы 11, 14, 15 и 17 могут представлять собой единый сервер авиатренажера. Введенный в эксплуатацию авиационный тренажер позволяет наиболее полно имитировать управление летательным аппаратом любого типа (самолет, вертолет, дирижабль и др.), максимально воспроизводя все его аэродинамические характеристики. Обучение на авиационном тренажере дает полноценное представление о возможных нагрузках, поведении летательного аппарата при тех или иных маневрах (взлете, посадке, пилотировании), а также о режимах индивидуального и группового полетов, группового боя и режима отказа. Авиационный тренажер позволяет отрабатывать действия пилотов в нештатных ситуациях (взлет/посадка в сложных климатических условиях, взлет/посадка на заброшенных аэродромах, отказ двигателя и др.). Объединенные в одну цепь несколько авиационных тренажеров позволяют организовать обучение пилотов пилотированию в связке, выполнению совместных виражей и летных заданий любой сложности. Обучение на авиасимуляторе 36 из группы авиасимуляторов блока 6 осуществляется следующим образом. В каждом авиасимуляторе 36, входящем в группу авиасимуляторов блока 6, для имитации реального полета пилот занимает место в кресле 37 авиасимулятора 36, оснащенного вибрационной системой 46 пилота, формирующей вибрационные воздействия, спектральный состав которых соответствует реальным процессам при эксплуатации летательного аппарата. В авиасимуляторе 36 центральным элементом является электронно-вычислительная машина 39, выполняющая сбор, обработку и генерацию цифровой информации, передающейся между элементами блока. Графическая информация от электронно-вычислительной машины 39 передается на средство 40 визуализации пилота авиасимулятора и дополнительные средства 41 визуализации пилота авиасимулятора. Рычаги 42 управления, педали 43 и сканер 44 положения головы в совокупности с датчиком 45 положения головы передают информацию на электронно-вычислительную машину 39, после чего на средстве 40 визуализации пилота авиасимулятора и дополнительных средствах 41 визуализации пилота авиасимулятора отображается однозначная информация положения летательного аппарата (изменение углов тангажа, рыскания, крена в соответствии с реальной моделью летательного аппарата, имитируемой данным авиасимулятором). Вибрационная система 46 пилота авиасимулятора 36, получая информацию от электронно-вычислительной машины 39, формирует вибрационное поле, создавая эффект работающих систем летательного аппарата. Система 47 радиосвязи пилота авиасимулятора, получая медиаинформацию от электронно-вычислительной машины 39, используется как для аудиосвязи с остальными пилотами, так и для вывода аудиоинформации программного обеспечения авиасимулятора. Система радиосвязи включает в себя микрофон с клавишей (тумблером) включения - выключения, один (два) динамика с функцией управления громкостью. Система радиосвязи может быть подключена к электронно-вычислительной машине 39 по радио или посредством кабеля. Все элементы каждого авиасимулятора 36, требующие подключения к электросети 220 вольт, подключаются через источник 38 бесперебойного питания авиасимулятора 36. Каждый отдельный авиасимулятор позволяет в игровой форме изучать конструкцию летательного аппарата, в том числе, конструкцию приборной панели, научиться пользоваться показаниями на приборной панели (применительно к различным этапам полета), осваивать основы пилотирования летательным аппаратом, изучать аэродинамические характеристики летательных аппаратов различных типов. Несколько авиасимуляторов, работающих в связке, являются игровым и учебным инструментом для пилотирования нескольких летательных аппаратов любого типа, организации и проведения "воздушных боев". Разработанное техническое решение может быть использовано для создания тренажеров наземного, водного, подводного, железнодорожного, космического и другого транспорта.
В блоке 7 диспетчера сервер 48 диспетчера выполняет сбор, обработку и генерацию цифровой информации, передающейся между элементами блока 7 диспетчера. Графическая информация от сервера 48 диспетчера передается на средство 49 визуализации диспетчера, дополнительные средства 50 визуализации диспетчера и удаленное средство 51 визуализации приборной панели (устанавливается в том случае, если авиатренажер 10 и блок 7 диспетчера находятся на значительном удалении друг от друга), информацию для которого сервер 48 диспетчера получает от сервера 15 приборной панели напрямую или через каналы 4 связи. Система 52 радиосвязи диспетчера служит не только для голосовой связи с пилотами посредством системы 25 радиосвязи первого пилота и системы 26 радиосвязи второго пилота, но и для голосовой связи с пилотами авиасимуляторов совместно с системой 47 радиосвязи пилота авиасимулятора 36. Средства 53 управления сервером 48 диспетчера позволяют диспетчеру легко передавать команды как в графический, так и в командный интерфейс сервера 48. Устройства 54 локального визуального контроля пилотов, которые представляют собой комплексы средств передачи аудио и видео потока (устанавливаются в том случае, если авиатренажер 10 и блок 7 диспетчера располагаются в непосредственной близости друг от друга), находящиеся внутри корпуса самолета, выводят графическую информацию на дополнительные средства 50 визуализации диспетчера, позволяя диспетчеру наблюдать за действиями пилотов внутри авиатренажера (если авиатренажер 10 и блок 7 диспетчера находятся на значительном удалении друг от друга, графическая информация передается от устройств 28 удаленного визуального контроля пилотов, через сервер 14 расчетного модуля, каналы 4 связи и сервер 48 диспетчера на дополнительные средства 50 визуализации диспетчера). Все элементы блока 7 диспетчера, требующие подключения к электросети 220 вольт, подключаются через источник 55 бесперебойного питания блока 7 диспетчера. Блок 7 диспетчера может располагаться на значительном удалении от авиационного тренажера 10. При этом он обладает полноценным функционалом, позволяет диспетчеру контролировать действия пилотов, слышать все переговоры, следить за показаниями приборов и передавать команды. В связке с авиационным тренажером 10 блок 7 диспетчера может выступать в качестве учебного тренажера для авиационных диспетчеров. Блок 7 диспетчера позволяет осуществлять полноценный контроль за функционированием авиасимуляторов 36 блока 6 авиасимуляторов с ведением контроля и возможностью коррекции действий пилотов.
Работа интегральной системы дистанционного обучения пилотированию летательных аппаратов, комплексных испытаний и видеоконференцсвязи включает в себя подготовительный этап, непосредственную работу системы в режиме реального времени, обработку результатов работы, создание видеоархивов мероприятий и этап проведения регламентных работ. Подготовительный этап работы системы включает в себя установку необходимого оборудования, подключение оборудования согласно приведенной схеме (см. фиг. 4), установку специализированного программного обеспечения, настройку оборудования и тестирование работы системы как каждого абонента, авиасимулятора, авиатренажера, диспетчера, так и всех блоков в связке. Непосредственная работа системы в режиме реального времени подразумевает подключение каждого абонента, авиасимулятора, авиатренажера, диспетчера (независимо от конечного набора оборудования) в единую информационную сеть при осуществлении возможности проведения параллельных конференций с разным составом участников, проведения полетов на авиатренажерах и авиасимуляторах в различных режимах. Работа системы в полном объеме предполагает возможность потоковой передачи изображения, звука, презентаций, графических материалов, документов, изображения с рабочего стола и другой необходимой информации. Интегральная система позволяет создавать единую информационную среду для организации обучения пилотированию летательных аппаратов. В сети Интернет в режиме реального времени проводятся общедоступные интернет-трансляции мероприятий видеоконференций, трансляции пилотирования летательных аппаратов (процесс обучения, соревнования, показательные полеты). Обработка результата работы и создание видеоархивов представляют собой заключительный этап работы цикла. После окончания работы системы переданные материалы сохраняются в заданных форматах и формируется видеоархив мероприятий с последующим хранением на компонентах блока 1 серверов, представляющего собой основу единого информационного пространства. Этап проведения регламентных работ заключается в поддержании работоспособности оборудования системы, осуществлении обновлений специализированного программного обеспечения и обеспечении безопасности функционирования системы в целом за счет контроля актуальности настроек, регулярного обновления паролей на системах и исключения несанкционированного доступа третьих лиц. Клиентский сервер 56 подключается к сети Интернет через локальную вычислительную сеть Ethernet и обеспечивает возможность для удаленных абонентов (имеющих персональные компьютеры, мобильные устройства и планшетные компьютеры) при использовании специализированного программного обеспечения участие в видеоконференции на сервере 57 видеоконференций, создавая при этом условия для прямых звонков между пользователями. Сервер 57 видеоконференций подсоединен к сети Интернет через локальную вычислительную сеть Ethernet. Сервер 57 видеоконференций позволяет создавать и администрировать видеоконференции, а также обеспечивает подключение внешних устройств (видео серверы и терминалы видеоконференции) и удаленных абонентов через специализированное программное обеспечение. Подключаемые к серверу 57 видеоконференций пользователи добавляются администратором в одну видеоконференцию или несколько параллельных. Администраторы управляют звуком и камерами участников, отправляют контент и сообщения в чат видеоконференции, меняют раскладку видеоконференции и соотношение качество-скорость как всех одновременно, так и отдельных участников, а также ведут общий контроль процесса. В сети с использованием серверного оборудования поддерживается стриминг видеоконференции. Контент - сервер 58 подключен к сети Интернет через локальную вычислительную сеть Ethernet. Контент - сервер 58 соединяется с удаленными абонентами и сервером 57 видеоконференций, записывая видео-архив видеоконференций и мероприятий обучения пилотированию летательных аппаратов, проводимых на этих устройствах. Контент - сервер 58 записывает и хранит видеоархив видеоконференций. Сервер 59 интернет-трансляции подключен к сети Интернет через каналы 4 связи и ведет одновременную трансляцию одной или нескольких видеоконференций в сети Интернет, позволяя достаточно гибко настраивать соотношение качество-скорость в зависимости от количества участников и поставленной задачи. В некоторых случаях сервер 58 или сервер 59 могут совмещать в себе функциональные свойства обоих серверов. Для просмотра интернет-трансляции с сервера 59 не требуется специализированное программное обеспечение, для этой цели подойдут самые различные устройства. Часть функционала серверов может быть вынесена в дополнительные серверы 60 без потери качества и функционала. Работа с компонентами блока 1 серверов производится в режиме удаленного доступа через сетевой интерфейс. Сервер 59 работает совместно с информационным узлом 3, предназначенным для проведения интернет-трансляции, получая преобразованный сигнал от кодирующей программы дополнительного персонального компьютера 92 (в частных случаях дополнительный персональный компьютер 92 может являться частью сервера 59). Использование интерактивного блока 2 обеспечивает следующие возможности комплексной системы дистанционного обучения пилотированию летательных аппаратов. Интерактивный блок 2 представляет собой техническое решение для выполнения конкретных задач пользователей по проведению видеоконференций, созданию, обработке и передаче материалов, практическому применению программ для обучения (в том числе, по теоретической подготовке по элементам конструкций, аэродинамике и теории полета летательных аппаратов, штурманской подготовке, по азбуке Морзе, авиационной метеорологии (метеорологические элементы, международный синоптический код, влияние ветра на выполнение полета), системам радиосвязи и электрооборудования летательных аппаратов, основным правилам полетов в воздушном пространстве, самолетовождению и др.), одновременному отображению информации на нескольких устройствах вывода, а также для организации обучения пилотированию летательными аппаратами и проведения соревнований посредством дополнительного авиатренажера 80, рабочего места 81 диспетчера, дополнительного рабочего места 82 диспетчера, дополнительного авиасимулятора 83 и дополнительного тренажера 84, которые по каналам 4 связи могут быть объединены в единую цепь с элементами блока 5, блока 6, блока 7. Терминал 63 видеоконференции является главным компонентом интерактивного блока 2, способным как автономно, так и совместно с блоком 1 серверов создавать полноценные видеоконференции с двусторонней передачей изображения, звука и презентаций в режиме реального времени. Терминал 63 видеоконференции позволяет из обычной комнаты с плазменной или ЖК-панелью создать настоящую интерактивную ситуационную комнату, в которой онлайн осуществляется удаленное общение абонентов, что ускоряет принятие решений и облегчает взаимодействие между ними. После включения компонентов интерактивного блока 2 терминал 63 видеоконференции подключается к сети Интернет по каналам 4 связи и получает изображение с камеры 69 и с персонального компьютера 79 через дополнительный видеосплиттер 71, а также выводит изображение на телевизор 70. Звук с терминала 63 видеоконференции выводится на телевизор 70, аудиомикшер 64 или колонки 65 и снимается с аудиомикшера 64, потолочного микрофона 67, петличного микрофона 68 или микрофонной системы 66. При необходимости к терминалу 63 видеоконференции подключаются дополнительные телевизоры 114, а к дополнительному видеосплиттеру 71 - мониторы 115. Микрофонная система 66 состоит из микрофонной базы и набора микрофонов, использующихся в видеоконференцсвязи. Потолочный микрофон 67 захватывает звук по всей аудитории, в которой он установлен, а петличный микрофон 68 является устройством для снятия звука с отдельного участника. Дополнительные колонки 88 служат для вывода звука с персонального компьютера 79. Во время работы имеется возможность переключения между тремя источниками видео (HD камера терминала 63 видеоконференции, камера 69, персональный компьютер 79), передавая и получая при этом изображение, звук и другие материалы. Терминал 63 видеоконференции соединяется с удаленными абонентами в режиме «точка-точка» и многоточечном режиме как напрямую, так и при помощи сервера 57 видеоконференций. Персональный компьютер 79 подключается к сети Интернет по каналам 4 связи и получает информацию в виде изображений с документ - камеры 87 и объемных моделей с 3D - сканера 85, а также обменивается данными с подключенной интерактивной доской 77, используя специализированное программное обеспечение. Печать деталей и полученных при помощи 3D - сканера 85 моделей проходит на подключенном 3D- принтере 86. 3D - сканер 85 позволяет снимать объемную модель предметов различной величины с последующей обработкой и редактированием на персональном компьютере 79. 3D - принтер 86 дает возможность автономной печати моделей, созданных на персональном компьютере 79 и полученных с помощью 3D -сканера 85. Документ-камера 87 осуществляет сканирование изображений с последующей обработкой и редактированием на персональном компьютере 79. В качестве документ - камеры 87 может использоваться портативная, стационарная или потолочная камера. Интерактивная доска 77 служит для работы с текстом, презентациями, графикой, документами, обеспечивая при этом одновременную многоточечную связь с подключением нескольких интерактивных досок или интерактивных планшетов. Благодаря использованию интерактивной доски, имеется возможность демонстрации изображения (видео, слайд-презентация, схемы, графики, фотографии или что-то иное) и оперативного управления этой демонстрацией, привлечения внимания к некоторым пунктам записи и сохранения возникающих в ходе обсуждения идей, что позволяет наиболее рационально организовать время, легко справиться с любыми возникающими задачами и эффективно провести любое мероприятие. Видеосигнал с персонального компьютера 79 расходится через дополнительный видеосплиттер 71 и передается на терминал 63 видеоконференции, проектор 75, интерактивный проектор 76, монитор 73, интерактивный монитор 74 и видеостену 72. Звук выводится на дополнительные колонки 88. Проектор 75 выводит изображение на интерактивную доску 77, обеспечивая возможность взаимодействия с материалами и рисование на ней. Интерактивный проектор 76 выводит изображение на экран 78, обеспечивая возможность взаимодействия с материалами и рисование на нем. Видеостена 72 представляет собой собранную систему из множества устройств вывода, демонстрирующих единое изображение. Расширение возможностей интегральной системы дистанционного обучения пилотированию летательных аппаратов, комплексных испытаний и видеоконференцсвязи беспечивается при подключении дополнительных проекторов 119 к дополнительному видеосплиттеру 71, а дополнительных интерактивных досок 120 - к персональному компьютеру 79, а также при подключении к персональному компьютеру 79 интерактивного планшета 121. При использовании специализированного программного обеспечения персональный компьютер 79 обеспечивает участие в видеоконференции с двусторонней передачей изображения, звука и других материалов. Дополнительный авиатренажер 80, рабочее место 81 диспетчера, дополнительное рабочее место 82 диспетчера, дополнительный авиасимулятор 83 и дополнительный тренажер 84 подключены к Интернету по каналам 4 связи и являются комплексным решением для дистанционного обучения пилотированию летательными аппаратами как в автономном, так и в сетевом режимах (могут быть объединены в единую цепь с элементами блока 5, блока 6, блока 7), что позволит организовать групповые полеты и ведение воздушных боев. Установленное программное обеспечение позволяет имитировать управление различными типами летательных аппаратов и формировать задания для участников от простых уроков пилотирования до продолжительных вылетов в сложных условиях. Для оптимизации процесса администрирования видеоконференции и использования широкого диапазона функциональных возможностей компоненты интерактивного блока 2 обычно взаимодействуют с блоком 1 серверов. Информационный узел 3 предназначен для проведения интернет-трансляции с онлайн чатом видеоконференций, процесса обучения и проведения соревнований по пилотированию летательных аппаратов и работает совместно с сервером 59 интернет-трансляции, обеспечивая передачу изображения, звука и других материалов, имеет возможность настройки исходящего потока в соотношении скорость-качество и позволяет вести параллельный онлайн чат с пользователями и слушателями. Дополнительный терминал 90 видеоконференции, входящий в информационный узел 3, подключается к видеоконференции, используя каналы 4 связи, и является ее полноценным участником. Он получает изображение, звук и остальные материалы от других абонентов видеоконференции и передает эту информацию на декодер 91, который является связующим компонентом между дополнительным персональным компьютером 92 и дополнительным терминалом 90 видеоконференции. Декодер 91 преобразует информацию из аналогового сигнала, полученного с дополнительного терминала 90 видеоконференции, в цифровой сигнал для дополнительного персонального компьютера 92. Кодирующее программное обеспечение, установленное на дополнительном персональном компьютере 92, расшифровывает и обрабатывает сигнал, передавая его по локальной вычислительной сети Ethernet на сервер 59 интернет-трансляции и обеспечивая параллельный онлайн чат с блоками 8, 9 пользователей и слушателей, соответственно. Для подключения к единой информационной сети и участия в видеоконференции пользователи применяют индивидуальные наборы оборудования, подобранные исходя из поставленных задач, условий и собственных возможностей. Второй дополнительный терминал 94 видеоконференции работает в режиме «точка-точка» и в многоточечном режиме как автономно, так и совместно с сервером 57 видеоконференции, поддерживая двустороннюю передачу изображения, звука, графических материалов и документов. Второй дополнительный персональный компьютер 95 служит для передачи изображения, звука, графики, документов и других материалов на второй дополнительный терминал 94 видеоконференции. При необходимости к второму дополнительному персональному компьютеру 95 могут быть подключены дополнительная интерактивная доска 122 блока 8 пользователей и интерактивный объект 102. Дополнительный телевизор 97 воспроизводит изображение, звук и другую информацию с второго дополнительного терминала 94 видеоконференции. Вторые дополнительные колонки 96 служат для вывода звука с второго дополнительного персонального компьютера 95 или второго дополнительного терминала 94 видеоконференции. Мобильный терминал 98 видеоконференции поддерживает подключение по каналам 4 связи, обладает малыми габаритами, а его корпус выполнен ударопрочным, что позволяет использовать его в полевых условиях при возможном действии механических возмущений. Мобильный терминал 98 видеоконференции используется для детальной демонстрации отдельных узлов и элементов конструкции и подключается к серверу 57 видеоконференции или другим устройствам. Установив дополнительное специализированное программное обеспечение, удаленный абонент для создания схем и пояснений на сенсорном экране пользуется стилусом или прикосновением пальца, передавая эту информацию вместе с видеопотоком. Мобильный комплекс 99 видеоконференции подключается к сети по каналам 4 связи и представляет собой техническое решение для автономного проведения видеоконференций в полевых условиях, например, в режиме видеоконференции может из ангаров, аэродромов, командно-диспетчерских пунктов демонстрировать удаленным абонентам авиационные узлы, элементы настоящего самолета и радиотехническое оборудование, делая наиболее наглядной теоретическую подготовку обучающихся пилотированию летательных аппаратов. Терминал мобильного комплекса 99 видеоконференции подключается к серверу 57 видеоконференций и другим устройствам, поддерживая двустороннюю передачу изображения, звука, графических материалов и документов. IP телефон 100 подключается к видеоконференциям, проводимым на сервере 57 видеоконференции, а также вызывает других удаленных абонентов. Третий дополнительный персональный компьютер 101 подключается к серверу 57 видеоконференции, используя специализированное программное обеспечение, или через клиентский сервер 56. Вместе с интерактивным объектом 102 или другим аналогичным устройством третий дополнительный персональный компьютер 101 участвует в многоточечных конференциях с одновременной обработкой информации несколькими удаленными абонентами. В том случае, если интерактивный объект 102 представляет собой интерактивную доску блока 8 пользователей, то это дает возможность ведения работы с текстом, графикой, документами, обеспечивая при этом одновременную многоточечную связь с подключением нескольких интерактивных досок или планшетов. В том случае, если в качестве интерактивного объекта 102 используется интерактивный планшет, то возможно выполнение тех же функций, которые имеет интерактивная доска при меньших размерах и большей мобильности. Мобильное устройство 104 при наличии специализированного программного обеспечения подключается к серверу 57 видеоконференции по каналам 4 связи. Функциональность участия в видеоконференции определяется характеристиками устройства, а именно, версией операционной системы, используемым программным обеспечением и его настройкой, а также размерами экрана. Планшетный компьютер 103 в комплекте с гарнитурой и веб-камерой с установленным специализированным программным обеспечением является полноценным участником видеоконференции при подключении к блоку 1 серверов. Планшетный компьютер обладает набором функций, схожим с набором функций персонального компьютера, и имеет возможность подключения в многоточечную конференцию интерактивных досок при использовании дополнительного оборудования. Слушатели имеют возможность работы в режиме реального времени и в режиме записи интернет-трансляций с поддержкой онлайн чата. При использовании специализированного программного обеспечения слушатели могут выступать в роли участников видеоконференцсвязи. Четвертый дополнительный персональный компьютер 108 служит для приема изображения, звука, графики, документов и других материалов, а третьи дополнительные колонки 109 предназначены для вывода звука с четвертого дополнительного компьютера 108. Дополнительные планшетный компьютер 107 и мобильное устройство 106 служат для приема изображения, звука, графики, документов и других материалов. Посредством указанных устройств (106, 107, 108) имеется возможность общения через онлайн чат. Каналы 4 связи абоненты подбирают с учетом внешних условий и поставленных задач. Наземный канал локальной вычислительной сети Ethernet обеспечивает наиболее высокую скорость, стабильность соединения и максимальное качество связи, беспроводные каналы Wi-Fi и 4G служат для использования мобильных устройств без привязки к конкретным точкам связи, а спутниковый канал позволяет проводить видеоконференции в полевых условиях. Блок 18 воспроизведения перегрузок воспроизводит перегрузки, действующие на пилота во время выполнения летных заданий во время взлета, посадки, выполнения фигур пилотажа и других маневров. Перед началом выполнения летного задания диспетчер задает законы изменения во времени значений перегрузок, действующих на пилота во время выполнения тех или иных маневров и соответствующих параметрам движения летательного аппарата на траектории. Законы изменения перегрузок во времени генерируются на сервере 14 расчетного модуля. В блоке 110 формирования пороговых значений формируются пороговые (предельные) уровни показаний датчиков 117 состояния пилотов, с каждым из которых через заданный интервал времени (5-10 секунд) в блоке 111 сравнения показателей сравниваются текущие показания датчиков 117 состояния пилота. Комбинезон 116 пилота представляет собой костюм (элемент одежды пилота), выполненный из плотного материала с герметичными внутренними камерами, расположенными вдоль штанин, рукавов и области грудной клетки пилота. Комбинезон 116 надевается пилотом перед началом выполнения летного задания и плотно застегивается молнией, расположенной спереди. Комбинезон 116 пилота выполнен с возможностью подключения через клапаны к системе 115 подачи воздуха. После пристегивания плечевыми ремнями безопасности пилот подключает комбинезон 116 к системе 115 подачи воздуха. Для получения достоверных данных о физическом состоянии пилота во время выполнения летного задания и ощущениях пилота при перегрузках на его теле устанавливаются датчики 117 его физического состояния (датчики контроля пульса, давления, температуры). После проверки герметичности всех соединений пилот приступает к выполнению летного задания. После начала выполнения летного задания программа самостоятельно контролирует каждый этап полета, рассчитывает соответствующие перегрузки и просчитывает параметры следующего маневра летательного аппарата. Программа позволяет с опережением в 0,5-1 секунды передать на регулятор 112 давления данные о соответствующих перегрузках и запустить систему 115 подачи воздуха в камеры комбинезона 116 пилота, вследствие чего в камерах создается давление, они надуваются и обжимают тело пилота. Ощущения пилота в это время соответствуют конкретному этапу полета и высоте на заданном типе летательного аппарата. При прекращении маневров (набор высоты, снижение, фигуры пилотажа и др.) система передает сигнал о нормальном режиме полета, подача воздуха прекращается, а имеющийся в камерах воздух выпускается. При получении сигнала с регулятора 112 давления о значениях перегрузок на данном этапе полета контроллер 113 давления включается и передает команду на компрессор 114, который, в свою очередь, через систему 115 подачи воздуха создает соответствующее давление в комбинезоне 116 пилота. При необходимости пилот во время выполнения полетного задания имеет возможность прервать процесс формирования перегрузок посредством использования прерывателя 118 системы 115 подачи воздуха. Информационные сигналы с выходов датчиков 117 состояния пилота поступают на блок 111 сравнения, в котором происходит их сравнение с заданными пороговыми значениями. Получаемая с датчиков 117 состояния пилота информация дублируется на сервере 14 расчетного модуля, параллельно вся информация о ходе выполнения летного задания, перегрузках и физическом состоянии пилота в каждой конкретной точке временного интервала передается на дополнительные серверы 60 блока 1 серверов через каналы 4 связи. При разборе летного задания данная информация может быть доступна для проведения анализа в необходимом формате. Вся информация через каналы 4 связи поступает на сервер 48 диспетчера, который выводит данные на дополнительные средства 50 визуализации диспетчера. Для каждого летного задания в программном обеспечении введены соответствующие предельные значения параметров физического состояния пилота, о превышении которых сообщается красным сигналом (загорается красная кнопка с цифровым показателем) на дополнительных средствах 50 визуализации. Анализируя показатели превышения предельных параметров физического состояния пилота, диспетчер принимает решение либо о изменении летного задания и снижении соответствующего уровня перегрузок, либо о прекращении полета. Дополнительные интерактивная доска 122, телевизоры 123 и мониторы 124 позволяют расширить диапазоны эксплуатационных возможностей, а источники бесперебойного питания 19, 38, 55, 61, 62, 89, 93 и 105 обеспечивают бесперебойное питание всех элементов системы, гарантируя безопасную работу отдельных блоков и системы в целом.
При использовании интегральной системы дистанционного обучения пилотированию летательных аппаратов, комплексных испытаний и видеоконференцсвязи обеспечивается общая интеграция различных компонентов (авиатренажеров, авиасимуляторов, рабочих мест диспетчеров, удаленных рабочих мест преподавателей, удаленных абонентов и других) в единое техническое решение, создание единого информационного пространства и подключение к нему дополнительных пользователей и рабочих мест, авиатренажеров и ависимуляторов, расширение эксплуатационных возможностей используемых устройств, оптимизация процесса ведения видеоконференции и обеспечение высоких показателей функционирования системы при увеличении количества удаленных абонентов и минимальных требованиях к интернет-каналу и оборудованию.