Авиационные тренажеры

Реферат

Информацию об игровых авиатренажерах смотрите в статье Авиасимулятор .

Авиационный (пилотажный) тренажер

Авиационные тренажеры получили большое распространение и в военной и в гражданской авиации по двум причинам. Во-первых, авиационный тренажер позволяет сделать подготовку пилотов абсолютно безопасной, т.к. подготовка пилотов в реальном полете всегда связана с повышенным риском. Кроме этого тренажер позволяет сделать безопасной отработку нештатных ситуаций, некоторые из которых либо крайне опасны для отработки в реальном полете, либо вообще их отработка в реальном полете запрещена законодательно. Во-вторых, авиационный тренажер позволяет сэкономить значительные финансовые средства на летной подготовке экипажей в виду того, что стоимость эксплуатации реального самолета кратно превосходит стоимость эксплуатации тренажера (несмотря на высокую стоимость современных тренажеров, порой превышающую 10 миллионов долларов).

Также особую ценность авиационные тренажеры представляют в военной авиации. Они позволяют практически без ограничений имитировать реальную боевую обстановку, которую крайне затруднительно сымитировать в мирное время в ходе учений.

JAR-FSTD и ICAO 9625

Авиационные тренажеры можно разделить на четыре основные группы:

  • Full Mission Simulator (FMS)
  • Full Flight Simulator (FFS)
  • Flight Training Device (FTD)
  • Flight Procedures Training Device (FPTD)

В современной практике подготовки пилотов гражданской авиации наибольшее распространение получили комплексные тренажеры (FFS) и процедурные тренажеры (FPTD).


1. Процедурные тренажеры

Процедурные тренажеры

В тренажерах такого назначения пульты, приборы и органы управления обычно имитируется с помощью сенсорных мониторов. Для удобства отдельные пульты и органы управления могут быть представлены в виде полноразмерных макетов. В представленном на рисунке варианте процедурного тренажера установлен имитатор козырька приборной доски пилотов, состоящий из пульта управления автопилотом и пультов сигнализации и приоритета. Также на тренажере установлены имитаторы лицевых панелей вычислительной системы самолетовождения.

5 стр., 2017 слов

Автоматизированные информационные системы гражданской авиации

... Классификация АИС гражданской авиации В мировой гражданской авиации в настоящее ... в состав АСУ в виде отдельных модулей или подсистем. 7. Геоинформационные системы (ГИС) - происходят от средств электронной картографии, но сегодня имеют гораздо более широкое применение, ... это инструмент, позволяющий коллективу специалистов ... тренажеры. Широко применяются в учебных заведениях и специализированных центрах в ...

Процедурные тренажеры не предназначены для приобретения навыков пилотирования. Поэтому они обычно не оборудуются системой визуализации.

С характеристиками современного процедурного тренажера можно ознакомиться, например, в этой презентации тренажера (англ.)


2. Комплексные тренажеры

Комплексными тренажерами

С характеристиками современного комплексного тренажера можно ознакомиться в этой презентации тренажера (англ.)


2.1. Система визуализации

Современные системы визуализации бывают двух типов — проекционные и коллимационные. В системах визуализации обоих типов изображение проецируется с помощью проекторов на сферических или цилиндрических экранах. Проецирование изображения на экранах, расположенных в непосредственной близости от кабины тренажера приводит к тому, что линия визирования удаленных проецируемых объектов зависит от положения глаз пилотов. Угол этой ошибки – параллакс — можно оценить формулой

Комплексными тренажерами 1 , где

D — расстояние от головы пилота до центра настройки системы визуализации,

L — расстояние от центра настройки системы визуализации до экрана.

Так при D =1м и L =3м для показанного на рисунке случая, то есть при настройке системы визуализации на левого пилота, параллакс равен 18 градусам.

Стандарт ИКАО 9625 требует значение параллакса не более 10 градусов для каждого пилота при настройке системы визуализации на срединную точку между пилотами. Для указанного на рисунке случая при D =0,5м, параллакс относительно срединной точки равен 9 градусам.

Наличие параллакса — недостаток свойственный именно проекционным системам визуализации. В кабине тренажера с проекционной системой визуализации существует только одна точка, в которой параллакс равен нулю. При проектировании системы визуализации за эту точку принимают место пилотирующего пилота. Так как в двучленном экипаже пилотирующим может быть как левый, так и правый пилот, то в этом случае в системе визуализации предусматривают две точки нулевой ошибки с возможностью переключения с одного места на другое.

FTD Level V (Level V по ICAO 9625)

Причиной параллакса является близко расположенный экран, а также свойство света рассеиваться при отражении от негладкой поверхности экрана. Но, если идущий от проекторов свет коллимировать, т.е. проецировать таким образом, чтобы лучи света визуализируемого объекта были параллельны друг другу, то явление параллакса будет устранено. На этом принципе основана работа коллимационной системы визуализации. В коллимационной системе свет от проекторов пропускают через специальную оптическую систему – через светоделительное зеркало на сферическое зеркало. Таким образом создается иллюзия объектов удаленных на большое расстояние.

Стоимость коллимационной системы визуализации превышает 1 млн.$, но только она позволяет отрабатывать на тренажере навыки визуальной посадки. Коллимационные системы устанавливаются на комплексные тренажеры FFS и тренажеры FTD Level 2 (Level 2 по JAR-FSTD) .

13 стр., 6053 слов

Исторический аспект разработки обучающих систем при подготовке ...

... положение относится и к учебным процессам повышения квалификации авиационного персонала. Широкое распространение получили автоматизированные обучающие системы (АОС). Интерактивное обучение с помощью компьютеров входит в ... для наземной подготовки летчиков к полету. Впервые о появлении такого авиационного тренажера объявила французская компания Antoinette в 1910 году. Устройство, названное «Учебная ...

Важным элементом системы визуализации является видеопроекторы. В современных комплексных тренажерах применяются LCOS-проекторы.

Производителями широкоэкранных коллимационных систем визуализации являются:

  • Компания Glass Mountain Optics, Inc., США
  • Компания FlightSafety International Inc., США
  • Компания Redifun Simulation Inc., США
  • Компания Rockwell Collins, Англия
  • Компания CAE, Канада


2.2. Система подвижности

Система подвижности дает пилотам ощущения движения возникающие при ускорении самолета или изменении его углового положения, тем самым осуществляет динамическую имитацию полета. Длительно действующая продольная и боковая перегрузка имитируется путем наклона платформы тренажера в противоположном направлении вектору перегрузки.

Система подвижности также имитирует кратковременно продольную, боковую и нормальную перегрузки путем линейных перемещений по соответствующим направлениям, а также угловые ускорения по всем трем осям.

Кроме этого система подвижности воспроизводит тряски и удары, возникающие от неровностей и стыков плит при движении самолета по ВПП, в момент касания ВПП при посадке, при полете в возмущенной атмосфере, а также вибрацию, идущую от двигателей или несущего винта и от аэродинамических эффектов обтекания ЛА.

Динамика движения платформы для имитации кратковременно действующей перегрузки или углового ускорения продемонстрирована на графике. На графике видно, что система подвижности имитирует перегрузку на небольшом участке времени (меньше секунды),на котором ускорение разгона платформы достигает значения выше порога восприятия ускорения человеком. Далее в связи с ограниченностью рабочего хода платформы, она тормозится и возвращается в нейтральное положение. Торможение и возврат платформы осуществляется с ускорениями, которые должны быть ниже порога восприятия. Описанный цикл движения платформы формируется в направлениях соответствующих вектору перегрузки и вектору углового ускорения самолета.

Таким образом, система подвижности позволяет пилотам кратковременно ощутить созданную им нормальную перегрузку, а также быстро изменяющуюся продольную, боковую перегрузку и угловые ускорения. Это является достаточным для акселерационного (силового) воздействия на пилота для имитации ощущения реального полета, поскольку при пилотировании ключевой информацией является изменение перегрузки вызванное управлением, а не само значение перегрузки.

Так при выполнении самолетом установившегося разворота с креном 45° (предельного из условий безопасности для пассажирского самолета) нормальная перегрузка должна быть равна 1,4g. Недостаток перегрузки в 0,4g в положении сидя практически незаметен.

Sim Industries

Невозможность создания на тренажере долговременной нормальной перегрузки является допустимым для подготовки пилотов неманевренных самолетов. Однако для подготовки пилотов маневренных самолетов это является неприемлемым. Поэтому для имитации перегрузки используются специальные перегрузочные костюмы. При создании перегрузки в эти костюмы подается сжатый воздух, который сковывает движения пилота и затрудняет его дыхание.

8 стр., 3914 слов

Использование информационных систем и технологий

... для информационных систем. Информационная система немыслима без персонала, взаимодействующего с компьютерами и телекоммуникациями. В нормативно-правовом смысле информационная система определяется как «организационно упорядоченная совокупность документов (массив документов) и информационных технологий, в том числе и с использованием ...

Desdemona

Производителями систем подвижности, позволяющих сертифицировать тренажер по высшему уровню ICAO и JAR-FSTD , являются голландские компании:

  • Компания Moog
  • Компания Bosch Rexroth AG [1]


3. Групповые тренажеры

Групповые тренажеры


4. Сертификация

В настоящее время в России продолжают действовать устаревшие «Нормы годности авиационных тренажеров для подготовки авиационного персонала воздушного транспорта», утвержденные ФАС России 15.05.98г. с Дополнением № 1 от 18.07.2000г. На смену им готовятся к выпуску новые нормы годности, [2] гармонизированные с международным стандартом ИКАО 9625[3] организации ИКАО. Имеющийся правовой вакуум в сертификации авиационных тренажеров в России помимо указанного стандарта ИКАО 9625 заполняют европейский стандарт JAR-FSTD [4] организации EASA , и американский стандарт 14 CFR Part 60 [5] организации FAA .

Кроме основных стандартов, в которых представлены сертификационные требования к тренажерам, широко используется также документ «Требования к данным конструкции и к данным характеристик авиационных тренажеров» [6] организации IATA . В этом документе определены требования к данным по конструкции ЛА, необходимые для создания современного тренажера.

Так же при разработке тренажеров применяются стандарты организации ARINC :[7]

  • ARINC 610B — Руководство по применению в тренажерах авионического оборудования и программного обеспечения
  • ARINC 436 — Руководство по разработке электронного Руководства по квалификационным испытаниям тренажера.

Правом сертификации тренажеров обладает английское авиационное общество RAeS .[8]

В России лидеры отечественной тренажеростроительной отрасли пока еще не представили убедительных доказательств сертификации тренажеров по высшему уровню международных стандартов (сертификат EASA и т.п.).

Пока они ограничиваются заявлениями о том, что «построили тренажер по высшему уровню». [9] Первую сертификацию тренажера, изготовленного отечественной компанией, по высшему уровню международного стандарта можно будет полагать моментом выхода отечественного тренажеростроения на мировой уровень.


5. Производители тренажеров

  • Компания CAE, Канада
  • Компания Thales Training&Simulation Limited, Англия-Франция
  • Компания FlightSafety International Inc., США
  • Компания Frasca International Inc., США
  • Корпорация Opinicus Corporation, США
  • Компания «Транзас авиация», г. Санкт-Петербург
  • Компания «Кронштадт», г. Москва
  • Компания ЦНТУ «Динамика», г. Жуковский
  • Компания «Фирма»НИТА»», г. Санкт-Петербург
  • Компания «Flight Studio Technology», г. Санкт-Петербург
  • Пензенское конструкторское бюро моделирования
  • Компания «Маркет-МАТС», г. Львов, Украина
  • Компания «Линкстар», г. Киев, Украина
  • Компания Mechtronix, Канада
  • Компания Sim Industries, Голландия

Данный реферат составлен на основе .

15 стр., 7216 слов

Организация работы строительной организации

... по 30.11.14 г. строительный проектный документация 1. Управление строительной организацией 1.1 Организационная структура предприятия Деятельность ООО ... объекта в эксплуатацию. Качество продукции, высокий уровень технологий а также безопасность производства ... организация "Межрегиональное объединение строителей" (НП СРО "МОС") - первой в России межрегиональной саморегулируемой организаций в строительной ...