Способ контроля качества при испытаниях тренажера и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к авиационному тренажеростроению и может быть использовано при создании тренажеров и оценки их технического уровня. Цель изобретения - повышение достоверности контроля качества, снижение затрат и сроков испытаний. Способ основан на сравнении характеристик тренажера с заданными характеристиками исходного летательного аппарата путем осуществления экспертных оценок и объективного контроля каждого режима, дополнительном на этапе испытаний компонентов тренажера воспроизведении штатных режимов полета и полетной информации, характеризующей эти режимы, сравнении результатов объективного контроля при воспроизведении этих режимов с заданными характеристиками исходного летательного аппарата, формировании прогнозных оценок качества воспроизведения штатных режимов, сравнении результатов воспроизведения полетной информации, полученных путем осуществления экспертных оценок и объективного контроля, с заданными характеристиками информации, получаемой при полете исходного летательного аппарата, формировании прогнозных оценок достоверности воспроизведения полетной информации, суждении по прогнозным оценкам о качестве создаваемого тренажера. Устройство для контроля качества при испытаниях тренажера содержит блок 1 управления испытаниями, подключенный параллельно к модели 2 динамики полета с сопряженными компонентами, к банку 3 данных и к банку 4 результатов испытаний, выход блока управления испытаниями подключен к блоку 5 формирования управлений для оценки устойчивости, летно-технических характеристик, подключенному параллельно к модели 2 динамики полета, выход которой подключен к первому входу блока 6 оценки устойчивости, управляемости, летно-технических характеристик, второй вход которого подключен к банку 3 данных, а выход - к банку 4 результатов испытаний. Устройство также содержит блок 7 формирования управлений для имитации штатных режимов полета, блок 8 оценки имитации режимов полета, блок 9 имитации полетной информации, блок 10 формирования экспертных оценок, блок 11 анализа оценок имитации и блок 12 оценки обучающих качеств, причем выход блока 1 управления испытаниями подключен к блоку 7 формирования управления для имитации штатных режимов, который подключен параллельно к модели 2 динамики полета, выходы которой подключены к блоку 8 оценки режимов и к блоку 9 оценки имитации полетной информации, вторые входы блока 8 оценки имитации режимов и к блоку 9 оценки имитации полетной информации, подключены к банку 3 данных, выходы блока 8 оценки имитации режимов, блока 9 оценкии имитации полетной информации, блока 11 анализа оценок имитации и блока 12 оценки обучающих качеств подключены к банку 4 результатов испытаний, а выход блока 8 оценки имитации режимов через блок 11 анализа оценок имитации, второй вход которого подключен к блоку 10 формирования экспертных оценок, подключен к входу блока 12 оценки обучающих качеств, второй выход блока 11 анализа оценок имитации подключен к входу блока 12 оценки обучающих качеств, второй выход блока 11 анализа оценок имитации подключен к входу блока 1 управления испытаниями. Новым в устройстве является введение блока формирования управления для имитации штатных режимов полета, блока оценки имитации режимов полета, блока оценки имитации полетной информации, блока формирования экспертных оценок, блока анализа оценок имитации и блока оценки обучающих качеств. 2 с.и. 4 з.п. ф-лы, 8 ил., 3 табл.

Изобретение относится к авиационному тренажеростроению, а именно к способам и средствам оценки соответствия характеристик тренажера заданным параметрам исходного летательного аппарата и может быть использовано при испытаниях перспективных тренажеров и при оценке технического уровня тренажеров. Целью изобретения является повышение достоверности контроля качества, снижения затрат и сроков испытаний. На фиг. 1 изображена блок-схема устройства для контроля качества при испытаниях тренажера; на фиг. 2 блок-схема блока оценки имитации полетной информации; на фиг. 3 блок-схема блока формирования экспертных оценок; на фиг. 4 блок-схема блока анализа оценок имитации; на фиг. 5 блок-схема блока оценки обучающих качеств; на фиг. 6 блок-схема оценки имитации полетной информации при выпуске закрылков; на фиг. 7 эпюры изменения по времени параметров, характеризующих соответствие информации при имитации выпуска закрылков; на фиг. 8 пример графического анализа программы пилотирования взлета. Согласно фиг. 1 устройство, реализующее данный способ, содержит блок управления испытаниями 1, подключенный параллельно к модели динамики полета 2 с сопряженными компонентами, к банку данных 3 и к банку результатов испытаний 4, выход блока управления испытаниями подключен к блоку формирования управлений для оценки устойчивости, управляемости, летно-технических характеристик 5, подключенный параллельно модели динамики полета 2, выход которой подключен к первому входу блока оценки устойчивости, управляемости, летно-технических характеристик 6, второй вход которого подключен к банку данных 3, а выход к банку результатов испытаний 4. Устройство дополнительно содержит блок формирования управлений для имитации штатных режимов 7, блок оценки имитации режимов полета 8, блок оценки имитации полетной информации 9, блок формирования экспертных оценок 10, блок анализа оценок имитации 11 и блок оценки обучающих качеств 12. При этом выход блока управления испытаниями 1 подключен к блоку формирования управлений для имитации штатных режимов 7, который подключен параллельно к модели динамики полета 2, выходы которой подключены к блоку оценки имитации режимов 8 и к блоку оценки имитации полетной информации 9, вторые входы блока оценки имитации режимов 8 и блока оценки имитации полетной информации 9 подключены к банку данных 3, выходы блока оценки имитации режимов 8, блока оценки имитации полетной информации 9, блока анализа оценок имитации 11 и блока оценки обучающих качеств 12 подключены к банку результатов испытаний 4, а выход блока оценки имитации режимов 8 через блок анализа оценок имитации 11, второй вход которого подключен к блоку формирования экспертных оценок 10, подключен к входу блока оценки обучающих качеств 12, второй выход блока анализа оценок имитации 11 подключен к входу блока управления испытаниями 1. Блок оценки имитации полетной информации (фиг. 2) выполнен в виде последовательно соединенных блока датчиков полетной информации 13, регистратора параметров 14, блока определения показателей 15 и блока оценки соответствия 16. Вход блока датчиков 13 подключен к компонентам тренажера, второй вход блока определения показателей 15 подключен к модели динамики полета 2, а второй вход блока оценки соответствия 16 подключен к банку данных 3. Блок формирования экспертных оценок 10 (фиг. 3) выполнен в виде последовательно соединенных каталога вопросов на магнитном носителе 17, экрана дисплея 18 и блока регистрации 19, подключенных входами к кнопочному устройству 20, а выход блока регистрации подключен к блоку анализа оценок имитации 11. Блок анализа оценок имитации 11 (фиг. 4) выполнен в виде трех схем И 21, 22, 23, трех схем НЕ 24, 25, 26 и двух ключевых схем 27, 28, причем входы первой схемы И 21 подключены к выходу блока формирования экспертных оценок 10, а выход через первую схему НЕ 24 и вторую схему И 22 подключен к входу первой ключевой схемы 27, выход блока оценки имитации режимов 8 подключен к второму входу второй схемы И 22, к второму входу третьей схемы И 23 и, через третью схему НЕ 26, к входу второй ключевой схемы 28, первый вход третьей схемы И 23 подключен к выходу первой схемы И 21, а выход, непосредственно и через третью схему НЕ 25, подключен к входам блока оценки обучающих качеств 12 и к банку результатов испытаний 4, выходы ключевых схем подключены к блоку управления испытаниями 1. Блок оценки обучающих качеств 12 выполнен в виде первого и второго счетчиков 29, 30, выходы которых через сумматор 31 подключены к первому входу, являющемуся делителем схемы деления 32, второй вход которой подключен к выходу первого счетчика 29, а выход схемы деления 32 подключен к банку результатов испытаний 4. Устройство для контроля качества при испытаниях тренажера работает следующим образом. На этапе испытаний компонентов тренажера выполняется оценка характеристик модели динамики полета и сопряженных с ней модулей, например, имитатора перегрузок, имитатора акустических шумов, имитатора визуальной обстановки и т.д. Характеристики устойчивости, управляемости, летно-технические характеристики (ЛТХ) модели динамики полета оцениваются с помощью блока 6. При этом тестовые сигналы (управления) задаются с помощью блока формирования управления 5. Результаты оценки индицируются в блоке управления испытаниями 1 и заносятся в банк результатов испытаний 4. После отладки характеристик имитации устойчивости управляемости и ЛТХ блок управления испытаниями 1, согласно предложенному техническому решению, подключает блоки 7 и 8. С помощью блока 7 в модель динамики полета задаются управляющие воздействия для имитации штатных режимов полета, например, взлета, посадки. Описание блока 7 дано в авторском свидетельстве N 1565268. Оценка имитации этих режимов выполняется в блоке оценки имитации режимов полета 8. Оценивается имитация нормальных режимов полета, выявляются предпосылки особых ситуаций при выходе параметров управления и движения в область эксплуатационных ограничений, регламентированных РЛЭ исходного ЛА. Оценивается имитация особых случаев полета, соответствие последствий особых ситуаций требованиям, предписанным Нормами летной годности (НЛГ). Оценка выполняется путем сравнения параметров движения и управления с параметрами пилотирования исходного ЛА с учетом величин предельных ограничений, предписанных для ЛА в НЛГ. В блоке управления испытаниями на экране графдисплея индицируется изменение параметров моделируемого движения в сравнении с эталонными характеристиками, полученными, например, в сертификационных испытаниях ЛА. В случае выявления несоответствия корректируются характеристики модели динамики полета. После отладки имитации режимов полета выполняется отладка имитации полетной информации компонентами тренажера. Отладка выполняется с помощью блоков 2, 3, 7, 8, 9. Из блока 7 в модель динамики 2 задают управления на штатных режимах полета. Данные о параметрах моделируемого движения поступают в управляемые от модели динамики сопряженные имитаторы. В блоке 9 выходные параметры имитаторов измеряются в блоке датчиков 13, регистрируются в регистраторе 14, анализируются в блоке определения показателей 15 и в блоке 16 оцениваются на соответствие заданным требованиям. При этом блок 8 используется для подтверждения достоверности имитации режимов полета. Например, при оценке имитации полетной информации при взлете или посадке блок формирования управлений 7 задает в модель динамики полета сигналы управления продольным и боковым движением, управления двигателями, шасси, органами механизации крыла. Выходные параметры модели (величины угловых скоростей, углов, нелинейных скоростей и перемещений и т.д.) поступают на вход имитатора акселерационных эффектов (перегрузок), имитатора визуальной фобстановки, имитаториа акустических эффектов, в приборное и навигационное оборудование, где формируются информационные сигналы (акселерационные, зрительные, слуховые и т.д.), воспринимаемые летчиком и влияющие на качество управления. Эти сигналы измеряются датчиками 13, регистрируются в блоке 14, определяются показатели в блоке 15 и оценивается их соответствие заданным требованиям в блоке 16. Оценивается качество сопряжения имитаторов, соответствие временой последовательности и запаздывание поступления информации от различных источников, соответствие амплитуд и частот спектра информационных сигналов по отношению к реальному полету. Работу блока оценки имитации полетной информации проиллюстрируем на примере тестирования операций выпуска или уборки закрылков. Эти операции сопровождаются прежде всего толчком и звуковым сигналом, имитируемыми на тренажере имитатором акселерационных эффектов и имитатором акустических эффектов. Блок оценки имитации полетной информации 9 в этом случае (фиг. 6) содержит датчик перегрузки 33, установленный в кабине тренажера в месте расположения кресла летчика, датчик уровня и спектра шума 34. На фиг. 6 для простоты указана схема двух каналов тестирования, а именно для информационных сигналов, измеряемых датчиком перегрузки и датчиком уровня шума. Тестирование других характеристик (например, частотного спектра) выполняется аналогично. Сигналы датчиков регистрируются регистратором 35 на магнитной ленте, например, типа "Гамма". Выход регистратора 35 подключен к блоку определения показателей 15. Последний содержит схему дифференцирования 36, логическую схему НЕ 37, счетчик времени 38, схему заполнения 39, схемы сравнения 40, 41, схемы запоминания 42-45, сумматоры 46-49. С выхода модели динамики 2 на вход блока определения показателей 15 поступает команда на выпуск (уборку) закрылков к δ_зак и сигнал положения закрылков δ_зак. Сигнал δ_зак используется через схему дифференцирования 36 для запоминания сигнала счетчика времени 38 в момент времени t_о начала изменения положения закрылков (схема запоминания 39). По команде выпуска закрылков К δ_зак подключаются счетчик времени 38 и схемы сравнения 40 и 41, определяющие моменты времени t₁ и t₂ превышения минимальных пороговых значений уровней восприятия летчиком изменения перегрузки и шума ΔА_пор. Величины Δ n_упор и Δ А_пор, устанавливаются с помощью задатчиков. Моменты t₁ и t₂ запоминаются в схемах запоминания 42 и 43. Схемы запоминания 44, 45 запоминают уровни шума в начале (А_о) и в конце (А₁) перекладки закрылков. Сигнал окончания перекладки закрылков формируется с помощью схемы дифференцирования 36 и схемы НЕ 37. В сумматоре 46 определяется прирост уровня шума Азак в кабине тренажера в процессе уборки закрылков А_зак=А₁-А_о. В сумматорах 47, 48, 49 определяются величины временных интервалов Δt₂= t₂-t_o, Δ t₁=t₁-t_o, Δt₂₁=t₂-t₁ появления сигнала перегрузки ( Δt₁) звукового сигнала ( Δt₂) по отношению к моменту начала уборки закрылков (t_o) и запаздывания ( Δt₂₁) между ними. Выходные показатели А_зак Δ t₁, Δt₂, Δt₂₁ блока 15 подаются в блок оценки соответствия 16, содержащий сумматор 50, схемы сравнения 51, 52, 53, 54. В сумматоре 50 определяется разность сигналов уровня шума фактического А_зак и эталонного А_зак^эт, полученного в реальном полете и занесенного в банк данных: ΔА_зак=А_зак-А_зак^эт. С помощью схем сравнения 51, 52, 53 сравниваются реализованные в тренажере величины запаздывания сигналов перегрузки и шума при перекладке закрылков с заданными требованиями на адекватность тренажера t_1доп, t_2доп, t_3доп, заданными в банке данных 3. В схеме сравнения 54 выполняется сравнение сигнала ΔА_зак с допустимым А_закдоп по требованиям адекватности, заданным в банке данных 3. Выходы схем сравнения 51, 52, 53, 54 являются выходами блока оценки соответствия 16 и блока оценки имитации полетной информации 9. Нулевые сигналы на выходе этих схем сравнения характеризуют имитацию в пределах заданных допусков. При превышении допусков формируются сигналы несоответствия параметров имитации. Эпюры изменения сигналов блока 9 в процессе тестирования операции выпуска закрылков приведены на фиг. 7. На фиг. 7а показана команда выпуска закрылков К δ _зак формируемая оператором, проводящим испытания, посредством переключения тумблера на пульте управления в кабине летчика. Команда К δ_зак поступает в систему управления закрылками, обеспечивая их перекладку в заданное положение (фиг. 7б). В процессе перекладки схема дифференцирования 36 формирует сигнал δ_зак (фиг. 7в), который "инвертируется" схемой НЕ (фиг. 7г). Положительные фронты сигналов δ_зак и δ_зак используются для определения моментов времени начала (t_о) и окончания (t_з) перекладки закрылков (фиг. 7). Момент t_o фиксируется посредством счетчика времени 38 и схемы запоминания 39. Момент времени t_з используется для управления схемой запоминания 45 сигнала уровня шума в конце перекладки закрылков. Команда Е _зак (фиг. 7а) подключает в работу схемы сравнения 40, 41 и счетчик времени 38. Положительный сигнал А_nу при срабатывании схемы сравнения 40 (т.е. в момент достижения порогового значения перегрузки Δn_упор, фиг. 7 е,ж) обеспечивает запоминание этого момента времени (t₁) в схеме запоминания 42. При срабатывании схемы сравнения 41 (фиг. 7з,и) схемами запоминания 43, 44 при положительном фронте сигнала А_о запоминаются величины t₂ и А_о (момента времени и уровня шума) в начале уборки закрылков (фиг. 7д, з). На выходе схемы запоминания 45 величина уровня шума А₁ в конце перекладки закрылков фиксируется при положительном фронте сигнала δ_зак (фиг. 7г,з). Выходные сигналы сумматоров 48 и 50 и схем сравнения 51, 54 показаны на фиг. 7к, л, м, н. Величина Δt₁ не превышала допустимое t_1доп значение, поэтому выход схемы сравнения 51 (DΔ _t1) равен нулю (фиг. 7к, и). Величина Δ А_зак превышала допустимое значение А_доп, что отмечено положительным сигналом на выходе схемы сравнения 54 (фиг. 7м,н). Проведенный анализ свидетельствует о необходимости корректировки величины уровня шума, имитируемого в тренажере при перекладке закрылков. Аналогично с помощью блока 9 выполняется тестирование правильности воспроизведения сигналов при выпуске (уборке) шасси, интерцепторов, предкрылков и пр. ). При этом оператор коммутирует входные сигналы от соответствующего органа (вместо К δ _зак, δ_зак), подключает необходимые сигналы из банка данных (эталонные и допустимые значения параметров) и подключает выходные показатели в соответствующие разделы банка результатов. При оценке имитации эффектов, протекающих с участием зрительного компонента, например, при изменении пространственного положения аппарата вследствие самовыключения двигателя оценивается соответствие информации об изменении перегрузки и углового положения, имитируемых имитаторами акселерационных и визуальных эффектов, а также информации от соответствующих указателей на приборной доске летчика. Выходные сигналы блока оценки имитации полетной информации инициируются в блоке управления испытаниями 1, регистрируются в банке результатов испытаний 4. Таким образом еще на стадии сопряженных испытаний имитаторов выполняются прогнозные оценки имитации полетной информации на основных режимах. Это позволяет обеспечить тщательную настройку имитаторов в соответствии с заданными требованиями имитации режимов и полетной информации. На заключительном этапе испытаний при оценке адекватности тренажера в целом блоки 8 и 9 используются совместно с блоком формирования экспертных оценок 10 для выработки и последующего анализа в блоке 11 объективных и экспертных оценок имитации режимов и условий, на основании которых в блоке 12 формируются оценки обучающих качеств тренажера. Блок 10 содержит каталог вопросов 17, высвечиваемых на экране дисплея 18 летчику (испытательному экипажу), для формирования экспертных оценок имитации режимов. Выбор требуемого перечня вопросов из каталога 17 и их последовательный вывод на экран 18 осуществляется оператором с помощью кнопочного устройства 20. На каждый предложенный вопрос летчик (член экипажа) дает ответ (например, типа "да" или "нет"), регистрируемый в блоке 19 с помощью кнопочного устройства 20. В блок 19 также заносятся сведения об особенностях имитации режимов и условий, выявленных летными экипажами. Экспертные оценки поступают в блок анализа оценок 11, где с участием показателей объективного контроля, формируемых в блоке 8, определяется оценка адекватности тренажера, применительно к каждому испытательному режиму. Результаты экспертного анализа, представляющие собой экспертные оценки имитации режима, принятия решений и соответствия навыков, поступают в блок 11 анализа оценок имитации (фиг. 4), а именно, на вход схемы И 21. На выходе схемы И 21 формируется общая экспертная оценка адекватности тренажера на данном режиме. С помощью схемы И 23 сигнал общей экспертной оценки сравнивается с сигналом объективной оценки имитации режима, поступающим с выхода блока 8. При совпадении экспертной и объективной оценки на выходе схемы И 23 формируется сигнал, характеризующий положительную оценку обучающих качеств тренажера применительно к оцениваемому режиму. При несовпадении экспертной оценки с данными объективного анализа на выходе схемы НЕ 25 формируется сигнал негативной оценки обучающих качеств тренажера на этом режиме. Процедура анализа и корректировки характеристик тренажера для улучшения его обучающих качеств выполняется с учетом рекомендаций, выдаваемых на экран дисплея пульта управления испытаниями 1 по сигналам ключевых схем 27, 28 блока 11. В случае негативной экспертной оценки имитации режима при положительной объективной оценке на выходе ключевой схемы 27 (посроедством схемы НЕ 24, И 22) формируется сигнал, определяющий следующую последовательность анализа: 1) анализ имитации полетной информации блока 9. 2) анализ изменения параметров имитируемого движения на тех участках, где показатели не удовлетворяют требованиям. В случае негативной объективной оценки режима (с выхода блока 8) на выходе ключевой схемы 28 посредством схемы НЕ 26 будет сформирован сигнал, определяющий порядок анализа: 1) анализ имитации режимов (блок 8) с целью определения временных участков изменения параметров, не удовлетворяющих требованиям адекватности; 2) графический анализ изменения, определяющих параметров и показателей; 3) анализ имитации информации (блок 9) на соответствующих участках режимов. После корректировки характеристик тренажера выполняются повторные испытания на этом режиме, определяются объективные и экспертные показатели и повторяется их анализ в блоке 11. Выходные сигналы блока 11 (с выхода схемы И 23 или НЕ 25) поступают на вход счетчиков 29 или 30 блока оценки обучающих качеств 12 (фиг. 5). Счетчики суммируют поступающие на их входы сигналы, характеризующие оценки адекватности для каждого испытательного режима заданного перечня. В счетчике 29 суммируется число режимов N1, имитация которых отвечает заданным требованиям. В счетчике 30 суммируется число режимов N2, имитация которых не отвечает заданным требованиям к показателям. Сигналы счетчиков суммируются в сумматоре 31, определяя общее число N=N1+N2 испытательных режимов. В блоке деления 32, подключенном входами к счетчику 29 (N1) и сумматору 31 (N), выполняется деление числа режимов N1, удовлетворяющих требованиям адекватности, на общее число режимов. На выходе блока деления 32 формируется оценка обучающих качеств тренажера, регистрируемая в банке результатов испытаний 4 и индицируемая в блоке управления испытаниями 1. В качестве примера рассмотрим оценку обучающих качеств тренажера КТС Ту-154Б на режиме взлета. Выполнялась оценка тренажера, находящегося в эксплуатации, поэтому этап прогнозных оценок имитации режимов и полетной информации компонентами тренажера и их настройки в примере не рассматривался. Перечень вопросов, заданный в блоке 17 для экспертного анализа адекватности тренажера, дан в таблице 1. Экспертно оценивается: имитация режима, принятие решений, соответствие навыков. Экспертная оценка имитации режима формируется на основе оценок имитации динамики полета, визуальной обстановки, акселерационных воздействий, акустических эффектов, загрузки рычагов управления, пилотажно-навигационного комплекса и пр. Экспертная оценка принятия решений при пилотировании определяется в результате: анализа соответствия признаков оценивания особых ситуаций (обнаружения отказа, распознавания и идентификации особых ситуаций);
оценки информации (достоверность, достаточность, запаздывание) для принятия и реализации решений. Оценка соответствия навыков выдается с учетом соответствия последствий особых ситуаций, анализа особенностей тренажера с точки зрения возможности перепутывания ситуаций, их неточноой идентификации, приобретения вредных либо ошибочных, неправильных навыков. Результаты экспертного анализа имитации в тренажере режима нормального взлета самолета Ту-154Б приведены в таблице 2. Они содержат ответы испытательного экипажа на вопросы таблицы 1. Ответы даны в форме оценок "да", "нет" и занесены в блок 19 с помощью устройства 20 (фиг. 3). Они включают:
оценки имитации полетной информации в отдельных компонентах тренажера;
оценку имитации взлета в целом;
перечень замечаний экипажа по особенностям имитации взлета на тренажере. Ввиду негативной оценки имитации взлета дальнейший экспертный анализ (анализ принятия решений и соответствия навыков) не выполнялся. Результаты объективного анализа имитации режима взлета (выполненного в блоке 8) даны в табл. 3. Объективный анализ выявил следующие особенности имитации взлета. Имитация подъема передней стойки и отрыва выполнялась на скорости, превышающей рекомендованную РЛЭ величину на 15% Имело место превышение ограничения угла тангажа (более 14^о), наблюдалось снижение для разгона и уменьшение скорости при наборе высоты. Это противоречит требованиям пилотирования самолета и является предпосылкой возникновения особой ситуации. Анализ объективных и экспертных оценок в блоке 11 выполнялся следующим образом. Сигнал отрицательной оценки имитации режима из блока 10 через схему И 21 поступает на вход схемы И 23 и совместно с сигналом отрицательной объективной оценки имитации взлета формируют нулевой сигнал на выходе схемы И 23 и положительный сигнал на выходе схемы НЕ 25, характеризующий общую негативную оценку имитации режима. Нулевой (либо отрицательный) сигнал объективной оценки посредством схемы НЕ 26 формирует положительный сигнал на выходе ключевой схемы 28, определяющий следующую последовательность анализа для дополнительной отладки тренажера по устранению замечаний, указанных в таблицах 2, 3, индицируемую в блоке управления испытаниями 1:
1) анализ особенностей имитации режима с помощью блока 8;
2) графический анализ параметров и показателей;
3) анализ особенностей имитации информации (блок 9). Пример графического анализа с помощью блока 1 дан на фиг. 8. Там показано изменение программ пилотирования взлета по скорости и высоте, реализованное в тренажере КТС ТУ-154Б. Для сравнения пунктиром даны программы пилотирования, полученные в реальных полетах теми же летными экипажами. Видно, что скорость отрыва на тренажере выше примерно на 30 км/ч. При пилотировании на тренажере и самолете имело место небольшое уменьшение скорости (до 7.10 км/ч) на начальном этапе набора высоты (10.50 м). На участке разгона с убранными закрылками V=400.440 км/ч на высоте 180-190 м на тренажере реализовано снижение ( ΔН=20 м). Эти факты отмечены блоком 8 (см. табл. 3) как невыдерживание темпов изменения скорости и высоты при взлете. Графический анализ помог уточнить оценки, занесенные в табл. 3, определить участки режима и характеристики, подлежащие корректировке. Аналогичным образом с помощью блока 9 определяются доработки других имитаторов. В случае невозможности улучшения характеристик тренажера в процессе его отладки, т. е. при сохранении негативной экспертной и объективной оценки имитации взлета, в блок оценки обучающих качеств 12 поступит сигнал на вход счетчика 30. Этот счетчик зарегистрирует режим взлета как не отвечающий требованиям адекватности тренажера. При этом на вход счетчика 29, где суммируются режимы, удовлетворяющие требованиям адекватности (N1), сигнал оценки режима взлета не поступает. В сумматоре 31 режим взлета просуммируется с другими испытательными режимами, а на выходе схемы деления негативная оценка режима взлета уменьшает показатель обучающих качеств тренажера. Если же экспертные и объективные оценки имитации заданных режимов будут положительными, то при имитации каждого режима в схемах И 21 и И 23 будут положительные сигналы, которые, суммируясь в счетчике 29 и повторяясь в сумматоре 31 (т.к. N2 в этом случае равно), дадут на выходе схемы 32 предельно высокий показатель обучающих качеств тренажера, равный единице. Проведенная апробация подтвердила работоспособность устройства для контроля качества при испытаниях тренажера и эффективность предложений, реализованных в данном техническом решении по сравнению с базовым образцом. В качестве базового образца рассматривалась система для контроля качества при испытаниях тренажера КТС Ил-86 на этапе государственных испытаний [4]
Испытания предусматривали подтверждение работоспособности и оценку характеристик тренажера. Работу системы проиллюстрируем на примере оценки имитатора динамики полета, содержащего модель динамики соединенную с органами управления в кабине тренажера. Предварительные оценки модели заключались в оценке ряда характеристик устойчивости и управляемости. При этом простейшие управления (типа ступенчатых отклонений) задавались в модель программными средствами. Основной объем испытаний по оценке летно-технических и взлетно-посадочных характеристик, а также устойчивости и управляемости выполнялся после подключения модели к кабине при стыковке тренажера в полном составе. Пилотирование режимов выполняли летные экипажи. После выполнения режимов летчик (экипаж) давал экспертную оценку. В процессе пилотирования с помощью секундомера фиксировались отдельные показатели (например, время разбега, скорость отрыва и т.д.). Они сравнивались с заданными показателями исходного ЛА и принятыми допусками. Отдельные параметры движения регистрировались на записывающую аппаратуру. Их обработка, выполняемая вручную, трудоемка и была закончена только после проведения испытаний. Поэтому ее ценность и значимость на формирование требуемых характеристик тренажера весьма ограничены. Адекватность оценивалась преимущественно на основе экспертных оценок экипажа. Таким образом, решение трудной, многофакторной задачи оценки сложного имитационного средства, предназначенного для обучения летных экипажей, было возложено на летный экипаж. Задача усугублялась тем, что предварительная аттестация компонентов тренажера в реальных полетных условиях (т.е. их прогнозное оценивание) не осуществлялась. Поэтому основная часть испытаний включала отладку и доводку имитаторов, систем и оборудования. Это подтверждается экспертными оценками, например: "Обратная реакция при управлении креном", "несоответствие темпов изменения скорости полета и угла тангажа". Выявление и устранение подобных недостатков имитации при испытаниях тренажера в полном составе трудоемко и малоэффективно, вследствие сложности объекта и средств испытаний. При использовании предлагаемого решения, на этапе сопряженных испытаний имитатора с помощью прогнозных оценок имитации режимов (блоки 7, 8) себестоимость корректировки характеристик могла бы быть снижена в 1,5.2 раза. Загрузка летного экипажа, второстепенными функциями корректировки частных показателей адекватности (которые могли бы быть решены на этапе испытаний имитаторов и без привлечения летного состава) является одной из особенностей системы испытаний КТС Ил-86. Это отвлекало внимание экипажа от решения главной задачи оценки обучающих качеств, снижая достоверность контроля качества тренажера. Другой негативной особенностью базового объекта в сравнении с настоящим техническим решением являлось слабое обеспечение испытаний, заключающееся в слабом использовании средств объективного анализа, а также в несоответствии по времени анализа объективных и экспертных показателей. В отсутствие регистрации полного перечня параметров, необходимого для анализа адекватности с учетом требований (РЛЗ, НЛГ) и характеристик пилотирования ЛА, оценки летного экипажа базировались лишь на показаниях приборов и восприятии полетной информации. Достоверность оценок всего обширного спектра характеристик тренажера в таких условиях невысока. При этом экспертные оценки слабо подкреплялись объективными показателями. Возможности, представляемые в настоящем техническом решении посредством прогнозных оценок (блоки 6-9), позволяют получить достоверную оценку имитации режимов и полетной информации. Разгрузка экипажа от анализа частных показателей адекватности позволяет сосредоточить его внимание на оценке обучающих качеств тренажера, а именно на оценке принятия решений и соответствия навыков пилотирования АТ и ЛА. Совместный анализ объективных и экспертных показателей (блоки 10, 11, 12) дополняет и углубляет качество оценивания тренажера. Использование полной системы показателей адекватности с учетом требований РЛЭ, НЛГ и данных пилотирования ЛА, осуществление прогнозных оценок имитации, формирование оценок обучающих качеств на основе совместного анализа объективных и экспертных показателей каждого испытательного режима являются гарантами достоверной оценки качества тренажера.

Формула изобретения

1. Способ контроля качества при испытаниях тренажера, основанный на сравнении характеристик тренажера с заданными характеристиками исходного летательного аппарата путем осуществления экспертных оценок и объективного контроля каждого режима, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля качества, снижения затрат и сроков испытаний, дополнительно на этапе испытаний компонентов тренажера воспроизводят штатные режимы полета и полетную информацию, характеризующую эти режимы, сравнивают результаты объективного контроля при воспроизведении этих режимов с заданными характеристиками исходного летательного аппарата, по результатам сравнений формируют прогнозные оценки качества воспроизведения штатных режимов, сравнивают результаты воспроизведения полетной информации, полученные путем осуществления экспертных оценок и объективного контроля, с заданными характеристиками информации, получаемой при полете исходного летательного аппарата, на их основе формируют прогнозные оценки достоверности воспроизведения полетной информации, а по прогнозным оценкам судят о качестве создаваемого тренажера. 2. Устройство для контроля качества при испытаниях тренажера, содержащее блок управления испытаниями, подключенный параллельно к модели динамики полета с сопряженными компонентами, к банку данных и к банку результатов испытаний, выход блока управления испытаниями подключен к блоку формирования управлений для оценки устойчивости, летно-технических характеристик, подключенному параллельно к модели динамики полета, выход которой подключен к первому входу блока оценки устойчивости, управляемости, летно-технических характеристик, второй вход которого подключен к банку данных, а выход к банку результатов испытаний, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности испытаний тренажера за счет повышения достоверности контроля качества, снижения затрат и сроков испытаний, в него дополнительно введены блок формирования управлений для имитации штатных режимов полета, блок оценки имитации режимов полета, блок оценки имитации полетной информации, блок формирования экспертных оценок, блок анализа оценок имитации и блок оценки обучающих качеств, причем выход блока управления испытаниями подключен к блоку формирования управлений для испытаний штатных режимов, который подключен параллельно к модели динамики полета, выходы которой подключены к блоку оценки имитации режимов и к блоку оценки имитации полетной информации, вторые входы блока оценки имитации режимов и блока оценки имитации полетной информации подключены к банку данных, выходы блока оценки имитации режимов, блока оценки имитации полетной информации, блока анализа оценок имитации и блока оценки обучающих качеств подключены к банку результатов испытаний, а выход блока оценки имитации режимов через блок анализа оценок имитации, второй вход которого подключен к блоку формирования экспертных оценок, подключен к входу блока оценки обучающих качеств, второй выход блока анализа оценок имитации подключен к входу блока управления испытаниями. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что блок оценки имитации полетной информации выполнен в виде последовательно соединенных блока датчиков полетной информации, регистратора параметров, блока определения показателей и блока оценки соответствия, причем второй вход блока определения показателей подключен к модели динамики полета, а второй вход блока оценки соответствия подключен к банку данных. 4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что блок формирования экспертных оценок выполнен в виде последовательно соединенных магнитного носителя экрана дисплея и блока регистрации, подключенных входами к кнопочному устройству, а выход блока регистрации подключен к блоку анализа оценок имитации. 5. Устройство по п.2, отличающееся тем, что блок анализа оценок имитации выполнен в виде трех схем И, трех схем НЕ и двух ключевых схем, причем входы первой схемы И подключены к выходу блока формирования экспертных оценок, а выход через первую схему НЕ и вторую схему И подключен к входу первой ключевой схемы, выход блока оценки имитации режимов подключен к второму входу второй схемы И, к второму входу третьей схемы И и, через третью схему НЕ, к входу второй ключевой схемы, первый вход третьей схемы И подключен к выходу первой схемы И, а выход третьей схемы И непосредственно и через третью схемы НЕ подключен к входам блока оценки обучающих качеств и к банку результатов испытаний, выходы ключевых схем подключены к блоку управления испытаниями. 6. Устройство по п.2, отличающееся тем, что блок оценки обучающих качеств выполнен в виде первого и второго счетчиков, выходы которых через сумматор подключены к первому входу схемы деления, второй вход которой подключен к выходу первого счетчика, а выход схемы деления подключен к банку результатов испытаний.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10