Модульное тренажерное устройство имитации полета с виртуальной визуализацией
MODULAR FLIGHT SIMULATION TRAINING APPARATUS WITH VIRTUAL VISUALISATION

Раздел 1. Область техники, к которой относится изобретение.
Изобретение относится к тренажерным устройствам имитации полета, применяемым в целях подготовки и контроля профессиональных навыков членов летных экипажей воздушных судов.
Раздел 2. Уровень техники.
Известно аналогичное тренажерное устройство имитации полета: заявка №2021128369 от 28.09.2021 года на изобретение «Тренажерное устройство имитации полета с виртуальной визуализацией», которое выбрано авторами в качестве прототипа: Тренажерное устройство имитации полета с виртуальной визуализацией, состоящее из закрытой полномасштабной точной копии кабины летного экипажа воздушного судна, включая все элементы, в том числе: полностью функционирующие рычаги управления воздушным судном и силовой установкой с блоками имитации усилий на них, переключателями и органами управления приборным оборудованием, программно-аппаратного комплекса виртуальной реальности (ПАК BP) в составе шлема виртуальной реальности и системы позиционирования, компьютерных вычислителей со специализированным программным обеспечением, устройств сопряжения и обмена данными, кабельной сети и рабочего места инструктора, отличающееся тем, что тренируемый в ходе тренажерной подготовки, находясь в шлеме виртуальной реальности, получает весь спектр тактильных ощущений от взаимодействия с органами управления и арматурой копии кабины воздушного судна, наблюдая визуализацию своих действий, кабинную и закабинную обстановку в виртуальном пространстве, в том числе точное положение конечностей в результате передачи данных через систему позиционирования в вычислитель, обработки данных в вычислителе и дальнейшую передачу данных для формирования изображения на мониторах шлема виртуальной реальности, при этом данные поступающие от системы позиционирования комбинируются в вычислителе с данными от контроллеров имитаторов функциональной копии кабины экипажа (рычаги управления воздушным судном, рычаги управления силовой установкой, переключатели и органы управления приборным оборудованием), поступающими в вычислитель через устройства сопряжения и обмена данных, при этом ввод условий тренировки и изменение ситуационной модели осуществляется с рабочего места инструктора (РМИ).
Существенным недостатком прототипа является то, что на данном тренажерном устройстве имитации полета возможно имитировать только один тип воздушного судна, конструктивно заложенный при разработке и изготовлении тренажерного устройства.
Целью данного изобретения является устранение указанного недостатка прототипа и создание модульного тренажерного устройства имитации полета с виртуальной визуализацией, позволяющего с помощью замены функциональных модулей имитирующих соответствующий тип воздушного судна и выбора соответствующего типу, виду или классу воздушного судна специализированного программного обеспечения в вычислителях, на базе одного тренажерного устройства имитации полета с виртуальной визуализацией осуществлять подготовку и контроль профессиональных навыков членов летных экипажей на различные типы, виды и классы воздушных судов возможна имитация неограниченного количества типов, классов и видов воздушных судов.
Раздел 3. Раскрытие сущности изобретения.
Задачей изобретения является подготовка и контроль профессиональных навыков членов летных экипажей воздушных судов на модульном тренажерном устройстве имитации полета с виртуальной визуализацией, позволяющем тренируемому выполняя задание в виртуальной среде, получать весь спектр визуальных и тактильных ощущений от взаимодействия с органами управления и арматурой полномасштабной точной копии кабины воздушного судна, наблюдая визуализацию своих действий, кабинную и закабинную обстановку в виртуальном пространстве, при этом позволяющего с помощью замены функциональных модулей, имитирующих соответствующий тип воздушного судна и выбора соответствующего типу, виду или классу воздушного судна специализированного программного обеспечения в вычислителях, на базе одного тренажерного устройства имитации полета с виртуальной визуализацией осуществлять подготовку и контроль профессиональных навыков членов летных экипажей на различные типы, виды и классы воздушных судов.
Сущность изобретения состоит в том, что модульное тренажерное устройство имитации полета с виртуальной визуализацией, состоящее из опорной установочной площадки, функциональных модулей закрытой полномасштабной точной копии кабины летного экипажа воздушного судна: модуля кресел членов летного экипажа, модуля рычагов управления воздушным судном, модуля рычагов управления силовой установкой, модуля педальных узлов, модулей приборных досок и панелей с арматурой кабины, программно-аппаратного комплекса виртуальной реальности (ПАК BP) в составе шлема виртуальной реальности и системы позиционирования, компьютерных вычислителей со специализированным программным обеспечением, устройств сопряжения и обмена данными, кабельной сети и рабочего места инструктора, отличается тем, что с помощью замены функциональных модулей имитирующих соответствующий тип воздушного судна и выбора соответствующего типу, виду или классу воздушного судна специализированного программного обеспечения в вычислителях, на базе одного тренажерного устройства имитации полета с виртуальной визуализацией возможна имитация неограниченного количества типов, классов и видов воздушных судов.
Техническими результатами изобретения являются:
- возможность имитации неограниченного количества типов, видов и классов воздушных судов в рамках одного тренажерного устройства имитации полета;
- оперативная замена функциональных модулей, обусловленная их конструктивными особенностями;
Раздел 4. Краткое описание чертежей, иных графических материалов, в том числе трехмерной модели изобретения в электронной форме (если они содержатся в заявке).
На чертеже  приведена функциональная блок-схема модульного тренажерного устройства имитации полета с виртуальной визуализацией.
Раздел 5. Осуществление изобретения.
Модульное тренажерное устройство имитации полета с виртуальной визуализацией работает следующим образом.
Функциональная копия кабины экипажа воздушного судна (4) состоит из опорной установочной площадки (4.0) и функциональных модулей:
- модуль кресел членов летного экипажа (4.1);
- модуль рычагов управления воздушным судном (4.2);
- модуль рычагов управления силовой установкой (4.3);
- модуль педальных узлов (4.4);
- модуль приборных досок и панелей с арматурой кабины, разделенный на функциональные блоки (блок правого борта (4.5.1), блок левого борта (4.5.2), блок приборных досок (4.5.3), блок потолочной панели (overhead panel) (при наличии) (4.5.4), центрального пульта/пьедестала (при наличии) (4.5.5.)) (4.5).
Каждый модуль и функциональный блок, имеет свой контроллер управления, сопряжения и обмена данных, который осуществляет обмен и обработку пакетов данных между модулем и вычислителем.
Каждый модуль и функциональный блок, имеет фиксированные точки крепления к опорной установочной площадке и к друг другу и пружинные замки или защелки для максимально быстрого монтажа/демонтажа. При этом на опорной установочной площадке размечены точки крепления соответствующих модулей и блоков для соответствующих типов, классов и видом воздушных судов.
При этом на каждом модуле размечены точки крепления для оборудования системы позиционирования для его быстрой переустановки.
Каждый модуль и функциональный блок имеет 1 кабель питания и 1 кабель для передачи данных.
Все модули и функциональные блоки, подключаются к вычислителю через устройство сопряжения и обмена данными.
В вычислителе заложено специализированное программное обеспечение на разные типы, виды и классы воздушных судов, на которые есть в наличии функциональные модули копии кабины летного экипажа воздушного судна (4.1-4.5).
Таким образом при необходимости поменять тип воздушного судна 2-3 подготовленных человека в течение ограниченного времени осуществляют замену модулей (4.1-4.5) на опорной установочной площадке (4.0) и выбор соответствующего программного обеспечения из списка имеющейся библиотеки ПО.
При этом программно-аппаратный комплекс виртуальной реальности (ПАК BP) в составе шлема виртуальной реальности (2) и системы позиционирования (3), компьютерные вычислители (6) со специализированным программным обеспечением, устройства сопряжения и обмена данными, кабельная сеть и рабочее место инструктора (7) остаются неизменными.
Таким образом, на базе одного тренажерного устройства имитации полета возможна полноценная имитация различных типов воздушных судов, тем самым исключается необходимость для эксплуатирующей организации приобретения и размещения различных тренажерных устройств имитации полета по типам воздушных судов, что существенно сокращает стоимость и эксплуатационные затраты, снижает требования к помещениям для размещения тренажерных устройств. При этом исключается возможность привития ложных навыков в ходе подготовки и контроля профессиональных навыков членов летных экипажей воздушных судов.