ПИЛОТАЖНЫЙ СТЕНД ВОЕННО-ТРАНСПОРТНОГО САМОЛЕТА

Полезная модель относится к области авиационной технике и предназначена для использования в учебных и исследовательских целях.
Наиболее близким по технической сущности заявляемой полезной модели является пилотажный стенд с подвижной кабиной летчика ПСПК-102, содержащий: кабину самолета в составе двух рабочих мест летчиков с типовыми мониторными средствами отображения информации на пяти жидкокристаллических мониторах, центральным постом управления двигателями и механизацией крыла; рычаги управления в составе двух штурвальных постов с электромеханическими системами загрузки и боковых ручек управления с электромеханическими системами загрузки; трехканальной, четырехоконной, коллимационной системы с цифровым синтезом изображения поверхности Земли и взлетно-посадочной полосы; систему подвижности кабины летчика, имеющую 6 степеней свободы, опорного типа с максимальными перемещениями по горизонтали в продольном направлении ±1,2 м и в поперечном направлении ±1,5 м, по крену ±30°, по тангажу ±40° и по курсу ±60°; цифровой вычислительный комплекс, состоящий из управляющего компьютера - вычислитель модели динамики полета, вспомогательного вычислителя моделей бортовых систем и атмосферных возмущений, трех вычислителей системы визуализации внекабинной обстановки, пяти вычислителей синтеза кадров многофункциональных индикаторов, двух вычислителей системы загрузки рычагов управления, устройства сопряжения оборудования (ЦАГИ - основные этапы научной деятельности / Под ред. Бюшгенса Г.С.- М.,: Физматлит, 2003. 576 с, С. 393-398).
Недостатком такого устройства, принятого за прототип, является низкая достоверность исследования процесса управления военно-транспортным самолетом при беспарашютном десантировании грузов.
Техническим результатом полезной модели является повышение достоверности исследований процесса управления военно-транспортным самолетом при беспарашютном десантировании грузов за счет введения в состав пилотажного стенда пульта ввода исходных данных, блока моделирования движения грузов, блока визуализации положения грузов, блока звуковой имитации работы членов экипажа, имитирующего команды членов экипажа в процессе десантирования грузов, блока визуализации указателя высотомера малых высот.
Указанный технический результат достигается тем, что в пилотажном стенде военно-транспортного самолета, состоящего из последовательно соединенных блока датчиков положения командных рычагов управления, блока моделирования системы управления самолета, блока моделирования динамики полета самолета, блока моделирования закабинной обстановки, блока визуализации закабинной обстановки, а также блока визуализации параметров полета, вход которого соединен со вторым выходом блока моделирования динамики полета самолета, и блока сохранения результатов моделирования, вход которого соединен с четвертым выходом блока моделирования динамики полета самолета, согласно изобретению, дополнительно введены последовательно соединенные пульт ввода исходных данных, второй выход которого соединен со вторым входом блока моделирования динамики полета самолета, блок моделирования движения грузов и блок визуализации положения грузов, а также блок звуковой имитации работы членов экипажа, вход которого соединен со вторым выходом блока моделирования движения грузов, блок визуализации указателя высотомера малых высот, вход которого соединен с третьим выходом блока моделирования динамики полета самолета, при этом пятый выход блока моделирования динамики полета самолета соединен со вторым входом блока моделирования движения грузов, а третий выход блока моделирования движения грузов с третьим входом моделирования динамики полета самолета.
Сущность полезной модели заключается в том, что в пилотажном стенде военно-транспортного самолета дополнительно введены последовательно соединенные пульт ввода исходных данных, второй выход которого соединен со вторым входом блока моделирования динамики полета самолета, блок моделирования движения грузов и блока визуализации положения грузов, а также блок звуковой имитации работы членов экипажа, вход которого соединен со вторым выходом блока моделирования движения грузов, блок визуализации указателя высотомера малых высот, вход которого соединен с третьим выходом блока моделирования динамики полета самолета, при этом пятый выход блока моделирования динамики полета самолета соединен со вторым входом блока моделирования движения грузов, а третий выход блока моделирования движения грузов с третьим входом моделирования динамики полета самолета.
На существующем пилотажном стенде летчик не получает информацию о текущем положении и состоянии грузов и вытяжных парашютов так, как это предусмотрено в кабине военно-транспортного самолета в виде специального индикатора и докладов члена экипажа, находящегося в грузовой кабине. В этой связи, вновь введенные блоки обеспечивают летчика такой информацией, что и обеспечивает указанный в полезной модели технический результат. Кроме того, стенд позволяет исследовать влияние массы и расположения грузов в грузовой кабине на управляемость самолета при их беспарашютном десантировании с применением различных алгоритмов системы продольного автоматизированного управления самолетом с возможностью сохранения параметров движения самолета и груза, полученных в процессе моделирования, для дальнейшего их анализа.
Схема построения устройства приведена на фигуре, где обозначено: 1 - пульт ввода исходных данных, 2 - блок моделирования движения грузов, 3 - блок визуализации положения грузов, 4 - блок звуковой имитации работы членов экипажа, 5 - блок датчиков положения командных рычагов управления, 6 - блок моделирования системы управления самолета, 7 - блок моделирования динамики полета самолета, 8 - блок моделирования закабинной обстановки, 9 - блок визуализации закабинной обстановки, 10 - блок сохранения результатов моделирования, 11 - блок визуализации параметров полета, 12 - блок визуализации высотомера малых высот.
Пульт ввода исходных данных 1 предназначен для ввода количества, массы и расположения десантируемых грузов, а также способа их десантирования: «ЦУГ», серией и одиночно. Он может быть выполнен в виде кнопочного устройства.
Блок моделирования движения грузов 2 предназначен определения текущих координат, скорости, ускорения груза путем численного решения системы дифференциальных уравнений и может быть выполнен на базе универсальных средств вычислительной техники необходимой производительности - одной персональной ЭВМ (Кузнецов, А.Д. Математическая модель движения военно-транспортного самолета при десантировании моногруза / Кузнецов А.Д. // Научный Вестник МГТУ ГА Часть 1. - 2016. - С. 224-232).
Блок визуализации положения грузов 3 предназначен для имитации наличия и состояния вытяжных парашютов и грузов и может быть выполнен в виде отдельного монитора (Кузнецов, А.Д. Разработка программного обеспечения для пилотажных стендов в целях повышения качества подготовки авиационных специалистов / Верещиков Д.В. // Инновационные технологии в образовательном процессе. Материалы XV южно-российской научно-практической конференции Том II. Краснодар, 2014. С. 157-162).
Блок звуковой имитации работы членов экипажа 4 предназначен для имитации докладов штурмана самолета, бортового техника по авиационно-десантному оборудованию в процессе десантирования. Он может быть выполнен в виде ЭВМ с программным продуктом, в состав которой входит звуковое устройство (динамики) (Кузнецов, А.Д. Полунатурное моделирование интегральной системы продольного управления среднего военно-транспортного самолета / Шинькарук А.С.// Молодежь и будущее авиации и космонавтики. Международный межотраслевой молодежный научно-технический форум, Москва 2013. С. 51-52).
Блок визуализации высотомера малых высот 12 предназначен для выдачи летчику информации о текущей геометрической высоте полета самолета в процессе моделирования, имеет диапазон измерения 0-120 м. Он может быть выполнен в виде отдельного монитора (Кузнецов, А.Д. Разработка программного обеспечения для пилотажных стендов в целях повышения качества подготовки авиационных специалистов / Верещиков Д.В. // Инновационные технологии в образовательном процессе. Материалы XV южно-российской научно-практической конференции Том II. Краснодар, 2014. С. 157-162).
Пилотажный стенд работает аналогично существующему, но с некоторыми отличиями, которые заключаются в следующем. Первоначально с помощью пульта ввода исходных данных задаются массы десантируемых грузов и их расположение в грузовой кабине, начальные высота и скорость полета, дальность до точки выброски, положение механизации крыла, масса самолета без грузов, скорость тангажа, угол атаки. Далее запускается процесс полунатурного моделирования по информации, полученной из блока моделирования динамики полета самолета. Летчики, получая информацию с блоков визуализации закабинной обстановки и параметров полета, а также высотомера малых высот, формируют управляющее воздействия на командные рычаги управления. С помощью блока датчиков положения командных рычагов управления такое воздействие преобразуется в сигналы перемещения командных рычагов управления, поступающие на блок моделирования системы управления самолета, после чего эти сигналы преобразуются в отклонения руля высоты и стабилизатора самолета и поступают в блок моделирования динамики полета самолета. При достижении высоты 5±2 м командир экипажа нажимает кнопку «Сброс» и начинается процесс десантирования. При этом вступают в работу блоки моделирования движения грузов и визуализации положения грузов, а также звуковой имитации работы членов экипажа. Командир экипажа стремится выдержать высоту полета 5±2 м путем воздействия на командные рычаги управления самолета. Созданные с помощью вновь введенных блоков условия полунатурного моделирования как раз и способствуют повышению достоверности исследований процесса управления военно-транспортным самолетом при беспарашютном десантировании грузов.