ДИНАМИЧЕСКИЙ ТРЕНАЖЕР ПРИМЕНЕНИЯ ПАРАШЮТНЫХ СИСТЕМ ТИПА "ЛЕТАЮЩЕЕ КРЫЛО"
DYNAMIC SIMULATOR FOR USE OF PARACHUTE SYSTEMS SUCH AS “FLYING WING”

Изобретение относится к парашютно-десантной технике, а именно к конструкциям тренажеров для воздушного десанта. Предназначен для методических тренировок и отработки отдельных элементов прыжка.
Известен тренажер (Патент СССР №1798257 А1, МПК B64D 23/00, 1993 г.), который принят за прототип, и содержит башенный ствол, консольные стрелы, привод вращения, подвеску.
Недостатком указанного тренажера является то, что он выполнен стационарным и его конструкция предполагает относительно большие габаритные размеры, это увеличивает ветровые, динамические и эксплуатационные нагрузки, влияющие на требования к выбору места его установки, кроме того, конструктивные особенности тренажера не предполагают его использование для отработки ряда элементов прыжка, связанные с раскрытием и управлением какой-либо парашютной системой, помимо этого, распределение нагрузки сил, возникающих при раскрытии парашюта, не соответствуют реальному воздействию на парашютиста при совершении прыжка, это ведет к привитию ложных навыков и ощущений восприятия прыжка с неадекватной имитацией загрузки органов чувств, при этом исключается возможность формирования необходимых навыков, связанных с отработкой вопросов по вводу в действие запасного парашюта в нештатных ситуациях, тем самым, ограничиваются возможности моделирования ситуационных задач, отрабатываемых в ходе подготовки к совершению прыжка.
Технический результат направлен на повышение качества отбора кандидатов для начальной подготовки парашютистов к совершению прыжка за счет обеспечения возможности моделирования динамических (психофизиологических) процессов при управлении парашютной системой на различных этапах, включая приземление, а также применение запасного парашюта при возникновении нештатных ситуаций, что значительно расширяет функциональные возможности тренажера.
Технический результат достигается тем, что динамический тренажер применения парашютных систем типа «летающее крыло», содержащий башенный ствол, консольные стрелы, привод вращения, при этом в него дополнительно введены верхний и нижний подъемные механизмы консольных стрел, опорные лапы, привод вилки, привод рамки, вилку, рамку, подвеску, фиксирующий ремень, следящее устройство, пульт контроля и управления тренажером, направляющую, управляемый блок, макет парашютной системы, стропы управления, подвесную систему верхнего макета парашютной системы, модуль видеопроекционного оборудования, проекционный купол, проекционную плоскость, высотомер, при этом башенный ствол соединен с основным приводом вращения, который установлен на опорных лапах, на башенном стволе, с возможностью вертикального и горизонтального перемещения, установлены нижняя и верхняя консольные стрелы, на свободном конце нижней консольной стрелы установлена вилка с приводом реверсивного вращения, на свободных концах вилки установлена рамка с подвеской и фиксирующими ремнями для пространственного удержания обучаемого, которая оснащена приводом реверсивного вращения, кроме того, на рамке размещено следящее устройство, сфокусированное на обучаемом, находящемся в подвеске, с возможностью передачи видеоинформации на пульт контроля и управления тренажером, а также подачи светозвуковых команд обучаемому. Вдоль части свободного конца верхней консольной стрелы расположена направляющая с возможностью перемещения по ней управляемого блока с подвижно закрепленным на нем макетом парашютной системы, управляемый блок получает команды через стропы управления и передает их на пульт контроля и управления, который управляет исполнительными механизмами.
На фигуре 1 представлен общий вид динамического тренажера для подготовки десантников-парашютистов к применению парашютной системы типа «летающее крыло».
На фигуре 2 показан фрагмент вариантного решения использования верхней консольной стрелы динамического тренажера по управлению парашютной системой типа «летающеекрыло».
На фигуре 3 показан фрагмент вариантного решения использования нижней консольной стрелы динамического тренажера для имитации беспорядочного падения с раскрытием запасного парашюта и тренинг вестибулярного аппарата.
Тренажер содержит (фиг. 1): башенный ствол 1, верхнюю консольную стрелу 2, нижнюю консольную стрелу 3, верхний подъемный механизм 4, нижний подъемный механизм 5, привод вращения основной 6, опорные лапы 7, привод вилки 8, привод рамки 9, вилку 10, рамку 11, подвеску 12, фиксирующий ремень 13, следящее устройство 14, пульт контроля и управления тренажером 15, направляющую 16, управляемый блок 17, макет парашютной системы 18, стропы управления 19, подвесную систему верхнего макета парашютной системы 20, модуль видеопроекционного оборудования 21, проекционный купол 22, проекционную плоскость 23, высотомер 24.
В свою очередь, основание башенного ствола 1 соединено с приводом вращения основным 6, которое установлено на опорных лапах 7, на башенном стволе 1, с возможностью вертикального перемещения при помощи верхнего 4 и нижнего 5 подъемных механизмов, установлены верхняя 2, и нижняя 3 консольные стрелы. Вращение в горизонтальной плоскости верхней 2 и нижней 3 консольных стрел осуществляется приводом вращения основным 6. На свободном конце верхней консольной стрелы 2 расположена направляющая 16, необходимая для удержания перемещающегося по ней управляемого блока 17 с макетом парашютной системы 18. Траектория движения макета парашютной системы 18 задается стропами управления 19, связанными через управляемый блок 17 с пультом контроля и управления тренажером 15. При этом модуль видеопроекционного оборудования 21 проецирует динамическое изображение на проекционный купол 22 и проекционную плоскость 23, масштаб изображения меняется по мере интенсивности снижения и контролируется обучаемым по показаниям высотомера 24, которые синхронизированные с масштабом проецируемого динамического изображения.
Нижняя консольная стрела 3 снабжена нижним подъемным механизмом 5, на свободном конце нижней консольной стрелы 3 установлена вилка 10 с приводом 8 реверсивного вращения, на свободных концах вилки 10 установлена рамка 11 с подвеской 12 и фиксирующими ремнями 13 для удержания обучаемого в заданном пространственном расположении, при этом рамка 11 оснащена приводом 9 реверсивного вращения, кроме того, на рамке 11 размещено следящее устройство 14, сфокусированное на обучаемом, находящемся в подвеске 12, с возможностью передачи видеоинформации на пульт контроля и управления тренажером 15, а также подачи светозвуковых команд обучаемому.
Верхняя консольная стрела 2 служит для отработки навыков по управлению парашютной системой в процессе снижения и приземления парашютиста в подвесной системе 20 макета парашютной системы 18 путем поднятия и опускания парашютиста при помощи верхнего подъемного механизма 4. Управление перемещением макета ПС 18 в пространстве осуществляется путем воздействия на стропы управления 19, которые через управляемый блок 17 связаны с пультом контроля и управления тренажером 15, а через него - с исполнительными механизмами тренажера в целом.
Нижняя консольная стрела 3 служит для обеспечения возможности моделирования различных динамических (психофизиологических) процессов, возникающих при нештатных ситуациях, имитация которых направлена на повышение качества отбора кандидатов по физическому состоянию для начальной подготовки парашютистов к совершению прыжка на парашютных системах типа «летающее крыло», а также для моделирования условий нештатных ситуаций, связанных с применением запасного парашюта.
Это становится возможным за счет поднятия при помощи нижнего подъемного механизма 5 свободного конца нижней консольной стрелы 3 с обучаемым, находящимся в пространственно-зафиксированном положении при помощи подвески 12 и фиксирующих ремней 13 внутри рамки 11. Рамка 11 подвижно через регулируемый по частоте вращения привод рамки 9 устанавливается в вилке 10, которая размещена на свободном конце нижней консольной стрелы 3, в свою очередь, также имеет привод вилки 8 с возможностью регулировки частоты вращения. Нижний подъемный механизм 5 предназначен для изменения угла наклона нижней консольной стрелы 3 с целью создания дополнительной степени свободы при отработке действий в особых случаях. Блок контроля и управления тренажером 15 при управлении нижней консольной стрелой обеспечивает видеонаблюдение за обучаемым через следящее устройство 14, необходимое для осуществления контроля за физическим состоянием и правильностью выполняемых действий обучаемым, связанные с вводом в действие запасного парашюта, кроме того, с пульта контроля и управления 20 через следящее устройство 26 осуществляется подача светозвуковых команд обучаемому, при этом происходит управление блоком видеопроекционного оборудования в составе модуля видеопроекционного оборудования 21, проекционного купола 22 и проекционной плоскости 23. Совместная работа этих блоков позволяет воссоздать зрительное восприятие изменяющегося пространства при беспорядочном падении.
Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.
Вариант I - управление парашютной системой типа «летающее крыло» (фиг. 2).
При отработке вопросов по управлению основным парашютом в процессе приземления задействована верхняя консольная стрела 2, оборудованная верхним подъемным механизмом 4. По команде оператора с пульта контроля и управления 15 свободный конец верхней консольной стрелы 2 опускается до уровня, позволяющего надеть на обучаемого подвесную систему 20 макета парашютной системы 18 с последующим поднятием обучаемого над землей до принятия консольной стрелой 2 горизонтального положения. Используя привод вращения основной 6, верхняя консольная стрела 2 и нижняя консольная стрела 3 начинают движение вокруг башенного ствола 1 с частотой вращения от 0 до 25 об/мин. Управление траекторией движения и скоростью перемещения макета парашютной системы 18 в пространстве происходит путем воздействия обучаемого на стропы управления 19, связанные с управляемым блоком 17, который перемещает макет парашютной системы 18 по направляющей 16 и через пульт контроля и управления тренажером 15 передает команды на привод вращения основной 6, изменяя скорость движения консольных стрел и воздействуя на верхний подъемный механизм 4 для изменения высоты перемещения обучаемого. При этом используется модуль видеопроекционного оборудования 21, проецирующий динамическое изображение на проекционный купол 22 и проекционную плоскость 23, масштаб которого изменяется пропорционально скорости снижения. Высота полета отслеживается обучаемым по высотомеру 24.
Вариант II - проведение отбора кандидатов и тренинг вестибулярного аппарата (фиг. 3).
С целью повышения качества отбора кандидатов по физическому состоянию для подготовки к дальнейшему обучению по применению парашютных систем типа «летающее крыло» и проведения тренинга вестибулярного аппарата используется нижняя консольная стрела 3. Служащая для обеспечения возможности моделирования различных динамических (психофизиологических) процессов, возникающих в нештатных ситуациях при использовании парашютных систем типа «летающее крыло». При этом обучаемый находится в пространственно-зафиксированном положении внутри рамки 11 через подвеску 12 и фиксирующий ремень 13. Вращательное движение вилке 10 передается через привод вилки 8 с частотой вращения до 25 об/мин, а рамка 11 с обучаемым дополнительно может получать вращательное движение с частотой вращения до 25 об/мин от привода рамки 9, кроме этого, при вращении стрелы 3 вокруг башенного ствола 1 с частотой вращения до 25 об/мин, предусмотрена возможность ее наклона от горизонта до 22° в обе стороны при помощи нижнего подъемного механизма 5. В процессе восприятия обучаемым психофизиологических нагрузок он получает ряд простых команд, за выполнением которых наблюдают при помощи следящего устройства 14, передающего изображение на блок контроля и управления тренажером 15; это необходимо как для осуществления постоянного контроля за физическим состоянием обучаемого, так и правильностью выполнения им требуемых действий.
Вариант III - имитация беспорядочного падения и ввод в действие запасного парашюта (фиг. 3).
Одним из важнейших элементов в подготовке парашютистов является приобретение ими правильного навыка по вводу в действие запасного парашюта. Для отработки действий обучаемых по применению запасного парашюта, например, при полном или частичном отказе основного парашюта. При этом обучаемый в подвесной системе макета основного парашюта и запасным парашютом находится в пространственно-зафиксированном положении внутри рамки 11 через подвеску 12 и фиксирующий ремень 13. Затем вилка 10 и рамка 11 позиционируются таким образом, чтобы обучаемый находился лицом к земле, после чего начинается вращательное движение стрелы 3 вокруг башенного ствола 1 с частотой вращения до 25 об/мин, имитируя свободное падение. После отсчета заданного времени обучаемый проводит действия, связанные с вводом в действие основного парашюта, при этом происходит одновременное вращения приводом рамки 9, рамки 11 с max частотой вращения до 25 об/мин, вращение приводом вилки 8, вилки 10 с частотой вращения до 25 об/мин, с непрекращающимся движением стрелы 3 вокруг башенного ствола 1. Обучаемый должен определить начало имитации беспорядочного падения и выполнить требуемый порядок действий по раскрытию запасного парашюта вплоть до выдергивания звена ручного раскрытия, после чего имитация беспорядочного падения прекращается и обучаемый позиционируется в пространстве вертикально ногами к земле. Блок контроля и управления тренажером 15 при управлении нижней консольной стрелой 3 обеспечивает видеонаблюдение через следящее устройство 14, необходимое для осуществления контроля за правильностью действий обучаемого в нештатной ситуации, при этом происходит управление блоком видеопроекционного оборудования в составе модуля видеопроекционного оборудования 21, проекционного купола 22 и проекционной плоскости 23. Совместная работа этих блоков позволяет воссоздать зрительное восприятие изменяющегося пространства при беспорядочном падении.
Технико-экономическое обоснование
На изобретение "Динамический тренажер применения парашютных систем типа «летающее крыло»".
Предлагаемое устройство обеспечивает получение положительного эффекта, который выражается в возможности проведения качественного отбора претендентов на обучение и расширения диапазона восприятия отрабатываемых на динамическом тренажере первичных навыков по управлению парашютной системой и отработки действий парашютиста в условиях или ситуациях, связанных с вводом в действие запасного парашюта при частичном или полном отказе основного парашюта.
Применение предлагаемого тренажера позволит повысить качество подготовки парашютистов за счет обеспечения возможности обучения динамическим воздействиям при управлении основным парашютом во время снижения в штатном режиме, так и различных нештатных ситуациях, в том числе с вводом в действие запасного парашюта.
Экономическое обоснование заключается в возможности многократной и травмобезопасной отработки как отдельных элементов прыжка связанных с его управлением в штатном режиме, так и возможной имитации нештатных ситуаций, возникающих при совершении как групповых, так и одиночных парашютных прыжков, не прибегая к использованию дорогостоящих летательных аппаратов.
Источники информации
1. Пат. СССР №1798257 А1. Тренажер парашютистов [Текст] / Кожевников Е.В.; - опубл. 28.02.1993.