Тренажер для обучения летчиков пилотированию ударного вертолета и применению авиационных средств поражения

Изобретение относится к авиационному тренажеростроению и может быть использовано для первоначального обучения, наращивания и поддержания профессионального мастерства летчиков по пилотированию вертолетов и боевому применению авиационных средств поражения. Тренажер содержит систему контроля и управления процессом тренировки, моделирующий комплекс, обеспечивающий моделирование работы бортовых систем вертолета, расчет параметров движения вертолета и неуправляемых авиационных средств поражения, генерацию изображения закабинной обстановки и информационную поддержку системы контроля и управления процессом тренировки; устройства сопряжения с объектом, рабочее место летчика в кабине вертолета с помещенными во внутренний объем кабины вертолета органами настройки приборного оборудования, органами управления вертолетом и системой его вооружения, индикаторами приборного оборудования и световыми табло систем планера и силовой установки, индикаторами и световыми табло системы вооружения и доработанным индикатором на лобовом стекле; многоканальную проекционную систему, установленную перед кабиной вертолета. Дополнительно он содержит генератор символов, акустическую систему, блок синхронизации и коммутации, кресло летчика с вибрационной подушкой, телекамеру наблюдения, средства имитации радиосвязи, телевизионный индикатор прицельной обстановки, индикатор навигационно-тактической обстановки, помещенные во внутренний объем кабины вертолета; адаптер интерфейсов, формирователь акустической обстановки, формирователь вибрационных воздействий, формирователь навигационно-тактической обстановки, механизм загрузки, механически связанный с органами управления вертолетом; формирователь прицельной обстановки. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей тренажера для повышения качества и эффективности обучения летчиков ударных вертолетов. 3 з.п. ф-лы, 10 ил.

 

Изобретение относится к авиационному тренажеростроению и может быть использовано для первоначального обучения, наращивания и поддержания профессионального мастерства летчиков по пилотированию современных ударных вертолетов и боевому применению авиационных средств поражения.

Известен тренажер для подготовки летчиков ударных вертолетов к стрельбе управляемым вооружением (патент РФ на изобретение №2219587 ТРЕНАЖЕР ДЛЯ ПОДГОТОВКИ ЛЕТЧИКОВ УДАРНЫХ ВЕРТОЛЕТОВ К СТРЕЛЬБЕ УПРАВЛЯЕМЫМ ВООРУЖЕНИЕМ, МПК 7 G09B 9/08, F41G 3/00), содержащий рабочее место летчика, штатные органы управления вертолетом и вооружением с датчиками положения и разовых команд, моделирующий комплекс, имитаторы индикаторов пилотирования и прибора наведения и систему контроля и управления процессом тренажа, при этом моделирующий комплекс содержит модель расчета параметров движения вертолета, первый вход которой соединен через устройство согласования с выходом органов управления вертолетом, второй вход соединен с выходом системы контроля и управления процессом тренажа, а выход - с первыми входами имитаторов индикаторов пилотирования и прибора наведения и системы контроля и управления процессом тренажа, а также модель фоноцелевой обстановки, вход которой соединен с выходом системы контроля и управления процессом тренажа, а выход соединен со вторыми входами имитаторов индикаторов пилотирования и прибора наведения. Кроме этого, моделирующий комплекс содержит модель прибора наведения вооружения, модель автомата сопровождения цели, модель расчета траектории полета управляемой ракеты и модель имитации дымового шлейфа ракеты, первый вход модели прибора наведения соединен через устройство согласования с выходом органов управления вооружением, а второй вход соединен с выходом модели автомата сопровождения цели, вход которой соединен с выходом имитатора индикатора прибора наведения, первый выход модели прибора наведения соединен с третьим входом системы контроля и управления процессом тренажа и с третьими входами имитаторов индикаторов пилотирования и прибора наведения, второй выход соединен со входом модели расчета траектории полета ракеты, выход которой соединен со входом модели имитации дымового шлейфа, выход которой соединен со вторым входом системы контроля и управления и с четвертыми входами имитаторов индикаторов пилотирования и прибора наведения, при этом рабочее место летчика, органы управления вертолетом и вооружением, моделирующий комплекс, имитаторы индикаторов пилотирования и прибора наведения и система контроля и управления процессом тренажа установлены на едином корпусе с расположением имитаторов индикаторов пилотирования и прибора наведения относительно рабочего места летчика аналогично расположению реальных индикаторов на вертолете.

Данный тренажер обладает рядом недостатков.

Во-первых, в тренажере отсутствует возможность подготовки летчиков к применению неуправляемых видов авиационных средств поражения (АСП), таких как вертолетная пушечная установка, неуправляемые авиационные ракеты и ракеты «воздух-воздух», которыми оснащаются практически все современные боевые ударные вертолеты.

Во-вторых, вместо использования реального электронно-оптического прибора, применяемого во всех современных боевых ударных вертолетах для воспроизведения пилоту в вынесенном зрачке малых размеров коллимированного изображения графо-символьной пилотажно-навигационной и прицельной информации («индикатор на лобовом стекле»), указанная информация просто выводится на экран имитатора упомянутого прибора. При этом пилот уже не может «ловить» одним глазом ускользающий выходной зрачок оптики, что существенно облегчает его работу при прицеливании и способствует привитию ложного навыка при выполнении прицеливания.

В-третьих, в тренажере в качестве органов управления используется клавиатура и манипулятор «мышь» персональной ЭВМ, которые не обеспечивают тактильные и сенсорно-моторные ощущения, возникающие у летчика при работе с основными органами управления вертолетом (рычаг продольно-поперечного управления с интегрированным на его рукоятке пультом оперативного управления для правой руки летчика, рычаг общего шага с интегрированным на его рукоятке пультом оперативного управления для левой руки летчика и педали путевого управления), и не позволяют пилоту нарабатывать тактильный и сенсорно-моторный «автоматизм», необходимый для повышения степени его тренированности.

В-четвертых, отсутствует возможность имитации вибрационных воздействий.

В-пятых, имитация акустической обстановки на рабочем месте летчика с использованием маломощных динамиков, встроенных в мониторы имитатора пилотирования и имитатора индикатора прибора наведения, недостаточно адекватна реальной акустической обстановке.

В-шестых, отсутствует возможность имитации радиосвязи летчика с наземным пунктом управления и другими вертолетами группы, что уменьшает объем решаемых на тренажере задач.

Таким образом, в тренажере для подготовки летчиков ударных вертолетов к стрельбе управляемым вооружением обучаемый получает визуальные, тактильные и акустические воздействия в процессе тренировки, недостаточно адекватные получаемым в реальном вертолете, а речевой обмен вовсе отсутствует, что может привести к привитию ложных навыков при первоначальном обучении, снизить качество обучения и эффективность подготовки в целом.

Наиболее близким по исполнению аналогом, принятым в качестве прототипа предлагаемого изобретения, является устройство для имитации процессов пилотирования и боевого применения вертолета (Свидетельство РФ на полезную модель №15147 УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМИТАЦИИ ПРОЦЕССОВ ПИЛОТИРОВАНИЯ И БОЕВОГО ПРИМЕНЕНИЯ ВЕРТОЛЕТА, МПК 7 G09B 9/46, G09B 9/08), содержащее рабочие места экипажа в кабине реального вертолета, штатные органы управления вертолетом и системой его вооружения, органы настройки приборного оборудования, систему контроля и управления процессом тренажа, моделирующий комплекс, причем базовым компонентом предлагаемого устройства является недеформированный экземпляр вертолета того типа, для которого создается конкретное устройство для имитации процессов пилотирования и боевого применения вертолета, с демонтированными индикаторами и световыми табло в кабине экипажа и с установленными дополнительными датчиками положения органов управления вертолетом, органов управления системой вооружения и органов настройки приборного оборудования, выходы системы управления процессом тренажа непосредственно, а выходы датчиков через устройство согласования объектов соединены с входами моделирующего комплекса, обеспечивающего расчет параметров движения вертолета и средств поражения, моделирование бортовых систем, генерацию изображения внекабинной обстановки, индикаторов приборов и световых табло, информационную поддержку системы контроля и управления процессом тренажа, выходы которого соединены с входом системы контроля и управления процессом тренажа, а также с входом имитаторов индикаторов приборного оборудования и световых табло систем планера и силовой установки, устанавливаемых вместо соответствующих им демонтированных штатных индикаторов и световых табло, с входом имитаторов индикаторов и световых табло системы вооружения, устанавливаемых вместо соответствующих им демонтированных штатных индикаторов и световых табло, с входом имитаторов прицельных сеток, мишенной обстановки и характерных признаков применения средств поражения, изображение с которых подается в поле зрения доработанных штатных прицельных устройств с блоками дополнительной согласующей оптики, с входом широкоугольного просветного экранного комплекса, отображающего внекабинную обстановку и устанавливаемого перед вертолетом, входящим в состав предлагаемого устройства для имитации процессов пилотирования и боевого применения вертолета.

Недостатки устройства для имитации процессов пилотирования и боевого применения вертолета

1. В устройстве не обеспечивается выполнение летчиком полного объема и последовательности операций по управлению вооружением с автоматической системой слежения за целью, широко применяемой в современных боевых ударных вертолетах типа Ми-28 «Ночной охотник», Ка-50 «Черная акула» и Ка-52 «Аллигатор»).

2. Нарушено подобие интерьера кабины тренажера интерьеру кабины реального вертолета вследствие использования вместо демонтированных штатных приборов (индикаторов) и световых табло их изображений, сгенерированных моделирующим комплексом и воспроизводимых на жидкокристаллических матрицах. Реальные авиационные приборы имеют обрамление, выступающее за плоскость приборной доски, многие из них снабжены щелевыми устройствами подсветки, сигнальными лампами, кнопками, рукоятками, придающими приборным доскам специфичный облик, привычный для летчиков (см. фиг.4).

3. Изменен внешний вид прицельного устройства вследствие отображения прицельных сеток, мишенной обстановки и характерных визуальных признаков применения средств поражения на имитаторе (которым служит жидкокристаллическая матрица) и подачу указанной визуальной информации через блоки дополнительной согласующей оптики, устанавливаемой на доработанном штатном прицельном устройстве в поле зрения данного устройства. Во всех современных ударных вертолетах для воспроизведения летчику графосимвольной пилотажно-навигационной и прицельной информации используется единый электронно-оптический прибор-индикатор на лобовом стекле. Вышеупомянутая доработка предполагает размещение между лобовым стеклом кабины и индикатором на лобовом стекле на оптической оси последнего некоторого конструктива, объединяющего жидкокристаллическую матрицу и оптическую систему сопряжения ее с выходным зрачком оптики штатного индикатора на лобовом стекле. Причем после такой доработки изменилось и выглядит нештатно поле зрения индикатора на лобовом стекле, оно уменьшилось в вертикальной плоскости и сделалось круглым, в то время как поле зрения штатного индикатора на лобовом стекле похоже по форме на обечайку гитары. Изображение в доработанном индикаторе на лобовом стекле окаймлено непрозрачной для света оправой оптики, видны также элементы крепления оправы. Изображение мишенной обстановки, воспроизведенное на жидкокристаллической матрице и наблюдаемое через оптику индикатора на лобовом стекле на фоне изображения внекабинной обстановки на экранном комплексе, отличается от него по цветообразованию, способу предъявления и разрешению. Изображения графосимвольной пилотажно-навигационной и прицельной информации выглядят нештатно, поскольку они сгенерированы моделирующим комплексом устройства и воспроизведены на жидкокристаллической матрице имитатора прицельных сеток и мишенной обстановки растровым способом с точечным (пиксельным) предъявлением элементов изображения и цветообразованием в аддитивно-интегральной R-G-B-системе, в то время как генерация изображений в штатном индикаторе на лобовом стекле осуществляется с использованием векторной графики, а воспроизводятся изображения на экране монохромной (зеленой) электронно-лучевой трубки с координатной разверткой и выглядят нарисованными непрерывными проходами луча по экранной поверхности кинескопа.

4. Упомянутая дополнительная оптическая система сложнее и дороже, чем оптическая система коллиматорной головки штатного индикатора на лобовом стекле, так как она не только обеспечивает штатные, свойственные индикатору на лобовом стекле: положение и диаметр выходного зрачка, но и совмещает плоскость изображения в индикаторе лобового стекла с поверхностью экрана, расположенного перед лобовым стеклом кабины тренажера.

5. Для эксплуатации устройства требуется силовая электрогидравлическая установка (электродвигатель с гидронасосом высокого давления - весьма энергоемкое, дорогостоящее и небезопасное в эксплуатации вспомогательное оборудование) для обеспечения рабочего давления в гидросистеме основных органов управления вертолетом (штатных рычагов продольно-поперечного управления, общего шага и педалей путевого управления), что затрудняет применение данного устройства в большинстве строевых авиационных частей.

6. В устройстве отсутствует возможность имитации вибрационных воздействий и акустической обстановки на рабочих местах экипажа в кабине реального вертолета, а также имитации радиосвязи летчиков с наземным пунктом управления и другими вертолетами, что уменьшает необходимый объем и качество информации, получаемой летчиками в процессе обучения через органы чувств, и, соответственно, значительно снижает эффективность подготовки в целом.

В данном устройстве используются имитаторы прицельных сеток, мишенной обстановки и характерных признаков применения средств поражения, а также доработанное штатное прицельное устройство, которые в современных боевых ударных вертолетах предствляют собой единый электронно-оптический прибор (коллимационный авиационный индикатор), называемый в современной технической литературе «индикатор на лобовом стекле». Индикатор на лобовом стекле предназначен для формирования на фоне визуального изображения закабиного пространства летательного аппарата коллимированного светящегося изображения графосимвольной пилотажно-навигационной и прицельной информации, воспринимаемой летчиком одновременно с внешней визуальной обстановкой без переаккомадации и переадаптации зрительного аппарата. Индикатор на лобовом стекле, как правило, имеет в своем составе электронно-лучевую трубку, сетку, коллиматорную головку и два установленных один над другим светоделителя (см. Оружие и технологии России. Энциклопедия. XXI век. Авиационное вооружение и авионика. Том X. - М.: Издательский дом «Оружие и технологии», 2005. - стр.632). Кроме этого, необходимо подчеркнуть, что согласно сложившейся в области авиационного тренажеростроения терминологии выходные устройства визуализации тренажеров, обеспечивающие воспроизведение телевизионных изображений на экранах, установленных снаружи кабины тренажера, носят название телевизионных проекционных систем (см. Бабенко B.C. Имитаторы визуальной обстановки тренажеров летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1978. - стр.111). В настоящее время, когда проекционные устройства с тремя телевизионными трубками уступили свое место современным мультимедийным проекторам, а изображения, подаваемые на них, генерируются компьютерами, используется термин «проекционная система визуализации» (см. Оружие и технологии России. Энциклопедия. XXI век. Авиационное вооружение и авионика. Том X. - М.: Издательский дом «Оружие и технологии», 2005. - стр.667). Если речь идет о структурном элементе тренажера, то правомерно использовать термин «проекционная система» или «многоканальная проекционная система», поскольку генерирующая часть системы является самостоятельным структурным элементом. В свою очередь, «экранный комплекс» является структурным элементом «проекционной системы» наряду с «проекторами».

Поэтому авторы используют термины: «индикатор на лобовом стекле» вместо «штатное прицельное устройстве» и «многоканальная проекционная система» вместо «экранный комплекс», как в прототипе.

Задачей изобретения является создание тренажера, обеспечивающего обучение летчиков пилотированию и применению всех видов авиационных средств поражения, которыми оснащен современный ударный вертолет, с реализацией, в том числе, полного объема и последовательности операций по управлению вооружением с автоматической системой слежения за целью.

Технический результат изобретения выражается в расширении функциональных возможностей тренажера для повышения качества и эффективности обучения военных летчиков современных ударных вертолетов.

Поставленная задача достигается тем, что в тренажер для обучения летчиков пилотированию ударного вертолета и применению авиационных средств поражения, содержащий систему контроля и управления процессом тренировки, моделирующий комплекс, обеспечивающий моделирование работы бортовых систем вертолета, расчет параметров движения вертолета и неуправляемых авиационных средств поражения, генерацию изображения закабинной обстановки и информационную поддержку системы контроля и управления процессом тренировки; устройства сопряжения с объектом, рабочее место летчика в кабине вертолета с помещенными во внутренний объем кабины вертолета органами настройки приборного оборудования, органами управления вертолетом и системой его вооружения, индикаторами приборного оборудования и световыми табло систем планера и силовой установки, индикаторами и световыми табло системы вооружения и доработанным индикатором на лобовом стекле, включающего электронно-лучевую трубку, сетку, коллиматорную головку и два установленных один над другим светоделителя; многоканальную проекционную систему, установленную перед кабиной вертолета; причем выход системы контроля и управления процессом тренировки подключен к первому входу моделирующего комплекса, первый выход которого подключен ко второму входу системы контроля и управления процессом тренировки, первый выход устройств сопряжения с объектом подключен ко второму входу моделирующего комплекса, четвертый выход которого подключен к входу многоканальной проекционной системы, ко второму входу устройств сопряжения с объектом подключены органы настройки приборного оборудования, к третьему и четвертому соответственно - органы управления вертолетом и системой его вооружения, введены генератор символов, акустическая система, блок синхронизации и коммутации, кресло летчика с вибрационной подушкой, телекамера наблюдения, средства имитации радиосвязи, телевизионный индикатор прицельной обстановки, индикатор навигационно-тактической обстановки, помещенные во внутренний объем кабины вертолета; адаптер интерфейсов, формирователь акустической обстановки, формирователь вибрационных воздействий, формирователь навигационно-тактической обстановки, механизм загрузки, механически связанный с органами управления вертолетом; формирователь прицельной обстановки, причем к входу-выходу системы контроля и управления процессом тренировки подключены средства имитации радиосвязи, к первому входу - телекамера наблюдения, второй выход моделирующего комплекса подключен через формирователь прицельной обстановки к телевизионному индикатору прицельной обстановки, третий выход - через формирователь навигационно-тактической обстановки к индикатору навигационно-тактической обстановки, пятый выход - через последовательно соединенные адаптер интерфейсов, генератор символов и блок синхронизации и коммутации к доработанному индикатору на лобовом стекле, шестой выход - к первому входу устройств сопряжения с объектом, седьмой выход - через формирователь акустической обстановки к акустической системе, восьмой выход - через формирователь вибрационных воздействий к креслу летчика с вибрационной подушкой, причем моделирующий комплекс выполнен с возможностью управления графо-символьной пилотажно-навигационной и прицельной информацией доработанного индикатора на лобовом стекле, синтезируемой генератором символов и формируемой блоком синхронизации и коммутации, моделирования работы автомата сопровождения цели и осуществления расчета параметров движения управляемых авиационных средств поражения; второй выход устройств сопряжения с объектом подключен к индикаторам приборного оборудования и световым табло систем планера и силовой установки, третий выход - к индикаторам и световым табло системы вооружения.

Сущность изобретения поясняется фиг.1-10:

на фиг.1 представлена функционально-структурная схема тренажера для обучения летчиков ударного вертолета применению авиационных средств поражения;

на фиг.2 - трехмерный чертеж общего вида тренажера;

на фиг.3 - фотография кабины вертолета и экранного комплекса тренажера одноместного боевого ударного вертолета Ка-50 «Черная акула» в ОАО «КАМОВ» (г.Люберцы, Московской обл.);

на фиг.4 - фотография с трапа кабины вертолета интерьера макета кабины вертолета тренажера одноместного боевого ударного вертолета Ка-50;

на фиг.5 - схема расположения оптических компонент индикатора на лобовом стекле;

на фиг.6 - чертеж установки рассеивающей линзы на коллиматорную головку индикатора на лобовом стекле;

на фиг.7 - фотография доработанного индикатора на лобовом стекле на рабочем столике перед экраном с изображением внешней визуальной обстановки, включающим изображение цели;

на фиг.8 - фотография того же изображения, сделанного из выходного зрачка индикатора на лобовом стекле; на снимке присутствуют символы пилотажно-навигационной информации, изображение цели накрыто прицельной маркой; все изображения расположены в одной плоскости - плоскости экрана;

на фиг.9 - фотография механизма загрузки органов управления вертолетом, закрепленного на задней стенке кабины вертолета;

на фиг.10 - фотография вертолетного тренажера-аттракциона в Молодежном образовательно-познавательном развлекательном Космоцентре «АСТРОН» им. космонавта Г.С.Шонина Донского филиала Центра тренажеростроения (г.Новочеркасск, Г.С.Шонина Донского филиала Центра тренажеростроения (г.Новочеркасск, Ростовской обл.).

Согласно фиг.1 тренажер, содержащий систему контроля и управления процессом тренировки 1, моделирующий комплекс 2, устройства сопряжения с объектом 3, адаптер интерфейсов 4, рабочее место летчика в кабине вертолета 5 с помещенными во внутренний объем кабины вертолета органами настройки приборного оборудования 6, органами управления вертолетом 7 и системой его вооружения 8, индикаторами приборного оборудования и световыми табло систем планера и силовой установки 9, индикаторами и световыми табло системы вооружения 10, генератором символов 11, акустической системой 13, доработанным индикатором на лобовом стекле 14, блоком синхронизации и коммутации 15, креслом летчика с вибрационной подушкой 18, телекамерой наблюдения 19, средствами имитации радиосвязи 20, телевизионным индикатором прицельной обстановки 21 и индикатором навигационно-тактической обстановки 22, а также многоканальную проекционную систему 16, установленную перед кабиной вертолета, формирователь вибрационных воздействий 17, формирователь навигационно-тактической обстановки 23, механизм загрузки 24, механически связанный с органами управления вертолетом 7, формирователь прицельной обстановки 25; причем выход системы контроля и управления процессом тренировки 1 подключен к первому входу моделирующего комплекса 2, первый выход которого подключен ко второму входу системы контроля и управления процессом тренировки 1, первый выход устройств сопряжения с объектом 3 подключен ко второму входу моделирующего комплекса 2, четвертый выход которого подключен к входу многоканальной проекционной системы 16, ко второму входу устройств сопряжения с объектом 3 подключены органы настройки приборного оборудования 6, к третьему и четвертому соответственно - органы управления вертолетом 7 и системой его вооружения 8, к входу-выходу системы контроля и управления процессом тренировки 1 подключены средства имитации радиосвязи 20, к первому входу - телекамера наблюдения 19, второй выход моделирующего комплекса 2 подключен через формирователь прицельной обстановки 25 к телевизионному индикатору прицельной обстановки 21, третий выход - через формирователь навигационно-тактической обстановки 23 к индикатору навигационно-тактической обстановки 22, пятый выход - через последовательно соединенные адаптер интерфейсов 4, генератор символов 11 и блок синхронизации и коммутации 15 к доработанному индикатору на лобовом стекле 14, шестой выход - к первому входу устройств сопряжения с объектом 3, седьмой выход - через формирователь акустической обстановки 12 к акустической системе 13, восьмой выход - через формирователь вибрационных воздействий 17 к креслу летчика с вибрационной подушкой 18; а второй выход устройств сопряжения с объектом 3 подключен к индикаторам приборного оборудования и световым табло систем планера и силовой установки 9, третий выход - к индикаторам и световым табло системы вооружения 10.

Система контроля и управления процессом тренировки 1 предназначена для задания «сценария полета» и начальных условий тренировки, запуска и оперативного контроля хода тренировки, ввода отказов, останова и завершения тренировки. Система контроля и управления процессом тренировки 1 выполнена на базе пульта инструктора, состоящего из средств отображения информации (компьютерные дисплеи и телевизионные мониторы на базе электронно-лучевых трубок или жидкокристаллических матриц) и органов управления: компьютерные клавиатуры, манипуляторы типа «мышь», компьютерный переключатель одного комплекта: клавиатура, видеомонитор и манипулятор «мышь» к нескольким системным блокам персональной ЭВМ типа «KVM», а также средств имитации радиосвязи для реализации речевого обмена с обучаемым летчиком.

Моделирующий комплекс 2 обеспечивает моделирование работы бортовых систем и оборудования вертолета, получая с помощью устройств сопряжения с объектом 3 управляющие воздействия от органов настройки приборного оборудования 6, органов управления вертолетом 7 и органов управления системой вооружения вертолета 8 и выдавая с помощью устройств сопряжения с объектом 3 контролируемые параметры на индикаторы приборного оборудования и световые табло систем планера и силовой установки 9 и индикаторы и световые табло системы вооружения 10, расчет параметров движения вертолета, неуправляемых (снаряды вертолетной пушечной установки, неуправляемые авиационные ракеты и ракеты «воздух-воздух» с головкой самонаведения) и управляемых (противотанковые управляемые ракеты) авиационных средств поражения, генерацию изображения закабинной обстановки для многоканальной проекционной системы 16, управление графосимвольной пилотажно-навигационной и прицельной информацией доработанного индикатора на лобовом стекле 14, синтезируемой генератором символов 11, моделирование работы автомата сопровождения цели и информационную поддержку системы контроля и управления процессом тренировки 1. Моделирующий комплекс 2 выполнен на базе универсальных средств вычислительной техники необходимой производительности: одна персональная ЭВМ (или высокопроизводительный сервер) и несколько (до трех) персональных ЭВМ с графическим акселератором (или высокопроизводительных графических станций), в которых реализованы соответствующие программно-математические модули моделирования и визуализации (установлены и исполняются на этом средстве вычислительной техники), объединенных в высокоскоростную локальную вычислительную сеть.

Устройства сопряжения с объектом 3 обеспечивают электрическое сопряжение и двухсторонний информационный обмен между органами настройки приборного оборудования 6, органами управления вертолетом 7, органами управления системой вооружения вертолета 8, индикаторами приборного оборудования и световыми табло систем планера и силовой установки 9 и индикаторами и световыми табло системы вооружения 10 и моделирующим комплексом 2. Устройства сопряжения с объектом 3 выполнены на базе специализированных средств вычислительной техники необходимой производительности (программируемая логическая матрица, микроконтроллер, промышленный компьютер и т.д.), в которых реализованы соответствующие программно-математические компоненты первичной обработки контрольной информации, поступающей от объекта (от органов настройки приборного оборудования 6, органов управления вертолетом 7 и органов управления системой вооружения вертолета 8), и формирующие управляющие воздействия на объект (на индикаторы приборного оборудования и световые табло систем планера и силовой установки 9 и индикаторы и световые табло системы вооружения 10), а также комплекта модулей ввода-вывода аналоговой и дискретной информации из номенклатуры известных фирм-производителей («Advantech», «Fastwel» и т.д.).

Адаптер интерфейсов 4 обеспечивает электрическое сопряжение и информационный обмен моделирующего комплекса 2 с генератором символов 11. Адаптер интерфейсов 4 выполнен на интегральных микросхемах малой и средней интеграции и TTL-логики, представляет собой набор двух линеек параллельных регистров с конвейерной перезаписью байта в шеснадцатиразрядное слово для согласования шины данных персональной ЭВМ (или высокопроизводительного сервера) моделирующего комплекса 2 с шиной данных генератора символов 11.

Рабочее место летчика в кабине вертолета 5 (см. фиг.3 и 4) предназначено для создания замкнутого объема и воспроизведения интерьера с возможно полной имитацией информационно-управляющего поля летчика. Рабочее место летчика 5 в предлагаемом тренажере может быть реализовано в одном из следующих двух вариантов:

- на базе экземпляра кабины реального вертолета, выведенного из эксплуатации по причине исчерпания ресурса и т.д. и доработанного в тренажных целях в учебно-тренировочный макет кабины вертолета «Ка-50» (см. фиг.3 и 4);

- на базе полномасштабного макета кабины вертолета «Ка-50» сборно-разборной конструкции, изготовленного по каркасно-модульной технологии опытного производства Центра тренажеростроения и подготовки персонала (см. фиг.10).

Органы настройки приборного оборудования 6, органы управления вертолетом 7 и органы управления системой вооружения вертолета 8 предназначены для формирования летчиком управляющих воздействий для бортовых систем вертолета, которые моделируются в моделирующем комплексе 2.

Индикаторы приборного оборудования и световые табло систем планера и силовой установки 9, индикаторы и световые табло системы вооружения 10 предназначены для вывода контролируемых параметров бортовых систем вертолета.

Генератор символов 11 предназначен для синтезирования с использованием векторной графики и выдачи через блок синхронизации и коммутации 15 изображений графосимвольной пилотажно-навигационной и прицельной информации на доработанный индикатор на лобовом стекле 14, где изображения воспроизводятся на экране электронно-лучевой трубки с координатной разверткой. В предлагаемом тренажере в качестве генератора символов 11 и блока синхронизации и коммутации 15 использованы штатные генераторы символов и блок синхронизации и коммутации из состава оборудования штатного индикатора на лобовом стекле (авиационный прибор типа «ИЛС-31»).

Формирователь акустической обстановки 12 обеспечивает компьютерный синтез (или компьютерное воспроизведение из базы аудиофайлов) акустических шумов и звуковых эффектов, сопровождающих работу бортовых систем, двигательной установки, несущих винтов вертолета и т.д. для акустической системы 13, установленной в рабочем месте летчика в макете кабины 5. Для реализации формирователя акустической обстановки 13 может быть использована персональная ЭВМ со звуковой картой, а для реализации акустической системы 13 - многоканальная многополосная акустическая система с высокочастотными, среднечастотными и низкочастотными динамическими головками.

Оптика штатного индикатора на лобовом стекле (расположен над приборной доской по центру кабины - см. на фиг.4) включает, как показано на фиг.5, установленные параллельно один другому на разной высоте светоделители 26 и 27, коллиматорную головку 28 и зеркало полного отражения 30. Предметом для коллиматорной головки 28 является, в зависимости от режима работы, плоскость изображения на экране электронно-лучевой трубки 31 или плоскость сетки 29 с выполненными на ней и подсвеченными оцифрованной шкалой и прицельными перекрестиями. Плоскость предмета пересекает оптическую ось коллиматорной головки в точке переднего фокуса, поэтому коллиматорная головка 28 обеспечивает после себя параллельный ход лучей и летчик видит все изображения шкал, меток, сеток, надписи и пр. спроецированными на бесконечно удаленную плоскость. Поскольку центральный экран многоканальной проекционной системы 17 удален относительно глаз летчика на конечное расстояние в несколько метров, это не позволяет ему видеть отчетливо одновременно и изображение внешней визуальной обстановки на центральном экране многоканальной проекционной системы 17 и информацию в выходном зрачке индикатора на лобовом стекле 14. Для того чтобы плоскость видимых в выходном зрачке доработанного индикатора на лобовом стекле 14 изображений шкал, меток, марок и пр. располагалась в тренажере на удалении нескольких метров от выходного зрачка индикатора, потребовалось дополнить коллиматорную головку линзой 32 (см. фиг.6). Линза 32 представляет собой отрицательный мениск, имеет специальную форму, устанавливается на наружную поверхность оправы 34 коллиматорной головки 28, центрируется относительно оправы и одновременно фиксируется скобой 33 с тремя резиновыми прокладками 35.

При рассматривании через штатный индикатор на лобовом стекле в параллельных световых пучках изображения, например, сетки 29, угловая высота которой велика, верхняя и нижняя части изображения сливаются для летчика в единое изображение. Но при рассматривании этого же изображения в расходящихся пучках, что имеет место при дополнении коллиматорной головки рассеивающей линзой, верхняя и нижняя части изображения расходятся по вертикали.

Поскольку обратные поверхности светоделителей 26 и 27 также обладают отражательной способностью, то при работе в расходящихся световых пучках это вызывает появление второго изображения меньшей, чем у основного, яркости (блик). Для уменьшения яркости бликов на обратные стороны светоделителей 26, 27 было нанесено просветляющее покрытие.

Для того чтобы устранить этот недостаток, а также сохранить неизменным расположение линии визирования доработанного индикатора на лобовом стекле 14 относительно плоскости, проходящей через верхнюю границу светоделительного покрытия нижнего светоделителя 27 и нижнюю границу верхнего светоделителя 26, потребовалось отклонить нижний и верхний свстоделители от их штатного положения на некоторые малые углы, сделав их непараллельными друг другу. Методика выполнения этой процедуры, методика расчета сетки в тренажном исполнении и методика расчета рассеивающей линзы составляют "ноу-хау" заявителя.

Поскольку обратные поверхности светоделителей 26 и 27 также обладают отражательной способностью, то при работе в расходящихся световых пучках это вызывает появление второго изображения меньшей, чем у основного, яркости (блик). Для уменьшения яркости бликов на обратные стороны светоделителей 26, 27 наносится просветляющее покрытие.

Дополнение коллиматорной головки 28 рассеивающей линзой 32 уменьшает поперечное увеличение оптической системы и, значит, видимые угловые размеры изображений в выходном зрачке по сравнению со штатными. Для того чтобы скомпенсировать уменьшение видимых угловых размеров сетки 29, штатная сетка заменяется на, в тренажном исполнении, отличающуюся от штатной линейными размерами. Уменьшение видимых размеров изображений, источником которых является электронно-лучевая трубка 31, компенсируется следующим образом.

Как показано на фиг.1, в заявляемом изобретении использованы два блока: генератор символов 11, блок синхронизации и коммутации 15. Эти блоки, из состава штатного оборудования, обеспечивают работу доработанного индикатора на лобовом стекле 14 на борту вертолета, где на вход генератора символов 11 от бортового цифрового вычислительного комплекса (БЦВК) поступают команды, в которых описаны, в том числе, линейные координаты и размеры элементов изображения.

В тренажерах работа БЦВК реального летательного аппарата (а как правило, на борту их несколько) ввиду большой стоимости БЦВК и сложности сопряжения их со средствами вычислительной техники тренажера обычно эмулируется с помощью программного обеспечения ЭВМ общего назначения, входящих в моделирующий комплекс 2 тренажера. Поэтому становится возможной программная модификация команд, поступающих на вход генератора символов 11 через адаптер интерфейсов 4 от моделирующего комплекса 2 тренажера, где специальная программа эмулирует алгоритмы работы БЦВК вертолета. Уменьшение видимых размеров изображений можно скомпенсировать модификацией полей данных тех команд, подаваемых на вход генератора символов 11, в которых описаны линейные размеры элементов изображения.

На экраны многоканальной проекционной системы 16 изображения внекабинной обстановки проецируются проекторами (на фиг.1 не показаны), подключенными к соответствующему выходу моделирующего комплекса 2.

Как видно из фиг.4, непосредственно под остеклением правого борта кабины летчика вертолета Ка-50 располагается боковой пульт управления, поэтому обзор, обеспечиваемый летчику упомянутым остеклением в направлении вниз от горизонта, не превышает 22°. Остекление двери кабины, расположенной по левому борту, обеспечивает обзор вниз от горизонта на угол до 42°. Это необходимо для того, чтобы обеспечить летчику возможность видеть землю при взлете, при посадке, а также при выполнении зависания на малой высоте, являющегося важным элементом тактики применения боевого ударного вертолета. Для того чтобы перечисленные ситуации при отработке их на тренажере были обеспечены визуализацией, левый экран многоканальной проекционной системы 16, аналогичный по размерам правому экрану, расположен в отличие от правого короткой стороной вдоль пола и на такой высоте, чтобы летчик мог видеть изображение через остекление левого борта до самой нижней его (остекления) границы (см. фиг.3). Кроме того, использование в проекционной системе трех экранов, разделенных промежутками, упрощает задачу визуального сопряжения изображений в левом, центральном и правом каналах проекционной системы, а использование плоских экранов исключает необходимость программной коррекции каких бы то ни было искажений изображений.

Формирователь вибрационных воздействий 17 обеспечивает генерацию вибрационных воздействий для вибрационной подушки кресла летчика 18. В предлагаемом тренажере для реализации формирователя вибрационных воздействий 17 использована персональная ЭВМ со звуковой картой, а в качестве вибрационной подушки - виброподушка типа «Aura Systems Interactor Cushion».

Телекамера наблюдения 19 предназначена для дистанционного наблюдения инструктора за действиями обучаемого летчика.

Средства имитации радиосвязи 20 предназначены для осуществления речевого обмена обучаемого летчика с инструктором. Средства имитации радиосвязи 20 в предлагаемом тренажере могут быть реализованы в одном из следующих двух вариантов:

- использованы штатные авиационные гарнитуры типа ГСШ-А-18;

- в качестве средств имитации радиосвязи использованы мультимедийные микротелефонные гарнитуры.

Формирователь навигационно-тактической обстановки 23 обеспечивает компьютерный синтез изображения для индикатора навигационно-тактической обстановки 22 (расположен на левой панели приборной доски - см. фиг.4), а формирователь прицельной обстановки 25 - для телевизионного индикатора прицельной обстановки 21 (расположен на центральной панели приборной доски под индикатором на лобовом стекле - см. фиг.4). Для реализации формирователей навигационно-тактической 23 и прицельной 25 обстановки в тренажере использованы персональные ЭВМ с графическим акселератором. В предлагаемом тренажере в качестве индикатора навигационно-тактической обстановки 22 могут быть использованы: штатный вертолетный интегрированный навигационный индикатор типа «КАБРИС» (разработанный и изготавливаемый ЗАО «Р.Е.Т. Кронштадта, г.Санкт-Петербург) или монитор на базе жидкокристаллического индикатора, а в качестве телевизионного индикатора прицельной обстановки 21 - телевизионный монитор на базе электронно-лучевой трубки.

Механизм загрузки 24 (см. фиг.9) выполнен в виде вертикально расположенных четырех гидродемпферов, которые установлены вместо штатных тяг в разрыве между рычагом продольно-поперечного управления для управления каналами «Тангаж» и «Крен» вертолета, педалями путевого управления для управления каналом «Курс» вертолета и рычагом общего шага для управления каналом «Общий шаг двигателей вертолета» и штатной гидравлической рулевой системой вертолета. Причем верхняя полость этих гидродемпферов сообщается с атмосферой и соединена с нижней полостью каналом с регулируемым дросселем в поршне гидродемпфера. Конструкция гидродемпферов позволяет производить перемещение вышеуказанных органов управления в заданных пределах, с заданными реактивными усилиями и с ограничением по максимальной скорости перемещения. Значения перемещений, реактивных усилий и максимальных скоростей перемещения для каждого из органов управления выбираются соответсвующими таковым в реальном вертолете. Регулировка значений перемещений (так называемых, ходов) осуществляется установкой втулок расчетной длины под поршень гидродемпфера (при ходе вперед) и над поршнем (при ходе назад), а регулирование реактивных усилий и скорости перемещения поршня - путем подбора пружин регулируемого дросселя в поршне гидродемпфера.

Предлагаемый тренажер работает следующим образом.

Перед началом тренировки обучаемый летчик занимает свое место на кресле с вибрационной подушкой 18 в рабочем месте летчика в кабине вертолета 5, а инструктор - за пультом системы контроля и управления процессом тренировки 1. Причем положение сидящего в кресле 18 летчика регулируется по высоте так, чтобы центр выходного зрачка доработанного индикатора на лобовом стекле 14 располагался в горизонтальной плоскости, которая виртуально проходит через центры зрачков глаз летчика.

1. Ввод начальных условий и запуск тренировки.

Инструктор, выбирая предусмотренный планом подготовки «сценарий полета» и соответствующие начальные условия тренировки (например, исходное положение вертолета, количество топлива, состав его боезапаса и т.д., а также конфигурацию технических средств тренажера и состав имитируемых компонентов бортовых систем и бортового оборудования вертолета), запускает тренировку. При этом с пульта системы контроля и управления процессом тренировки 1 начальные условия тренировки поступают в моделирующий комплекс 2. Моделирующий комплекс 2 имитирует соответствующее функционирование бортовых систем и оборудования вертолета, обеспечивает выдачу управляющих воздействий на формирователь навигационно-тактической обстановки 23 для воспроизведения на индикаторе навигационно-тактической обстановки 22 электронной карты с нанесенными на ней маршрутом полета, оперативными точками, объектами противовоздушной обороны противника, целями полетного задания и т.д.

2. Пилотирование вертолета

Находясь в рабочем месте летчика 5 и ознакомившись с полетным заданием, обучаемый выполняет необходимые штатные процедуры по подготовке вертолета к полету, а затем, воздействуя на органы настройки приборного оборудования 6 и органы управления вертолетом 7, управляющие сигналы от которых через устройства сопряжения с объектом 3 поступают в моделирующий комплекс 2, выполняет условный полет (взлет, набор высоты и т.д.). В моделирующем комплексе 2 осуществляется расчет параметров движения вертолета, моделируются системы планера и силовой установки и генерируется изображение закабинной обстановки, поступающие соответственно через устройства сопряжения с объектом 3 на индикаторы приборного оборудования и световые табло систем планера и силовой установки 9, а также в многоканальную проекционную систему 16. Кроме этого, от моделирующего комплекса 2 через адаптер интерфейсов 4 на вход генератора символов 11 поступает управляющая информация о расположении и численном наполнении меток и шкал (характеризующих пилотажно-навигационную обстановку) доработанного индикатора на лобовом стекле 14. При этом генератор символов 11 формирует соответствующую графо-символьную пилотажно-навигационную информацию, которая через блок синхронизации и коммутации 15 поступает на вход доработанного индикатора на лобовом стекле 14. Отображаемая в доработанном индикаторе на лобовом стекле 14 пилотажно-навигационная информация: «Скорость вертолета», «Высота полета», «Курс», «Крен», «Тангаж» и т.д. (синтезированная с помощью примитивов векторной графики), позволяет летчику выполнять пилотирование вертолета, не отрывая взгляда от закабинной обстановки на центральном экране многоканальной проекционной системы 16.

Кроме этого, после начала имитации работы бортовых систем и бортового оборудования вертолета моделирующий комплекс 2 обеспечивает выдачу управляющих воздействий на формирователь акустической обстановки 12 для воспроизведения акустической системой 13 акустических шумов и звуковых эффектов, сопровождающих работу бортовых систем и оборудования вертолета, двигательной установки, несущих винтов вертолета и т.д. Помимо этого, моделирующий комплекс 2 обеспечивает выдачу управляющих воздействий на формирователь вибрационных воздействий 17 для воспроизведения вибрационной подушкой кресла 18 вибраций, сопровождающих работу двигательной установки и несущих винтов вертолета. В зависимости от условий полета и режимов работы бортовых систем и бортового оборудования вертолета моделирующий комплекс 2 обеспечивает соответствующее изменение акустической обстановки в рабочем месте летчика 5, изменяя одновременно частоту и амплитуду вибрационных воздействий.

При полете по маршруту или выходу в оперативную точку моделирующий комплекс 2 обеспечивает выдачу управляющих воздействий на формирователь навигационно-тактической обстановки 23 для воспроизведения на индикаторе навигационно-тактической обстановки 22 текущей навигационно-тактической обстановки (электронная карта района боевых действий необходимого масштаба с нанесенными на ней маршрутом полета, оперативными точками, символами пилотируемого обучаемым летчиком вертолета и вертолетов боевой ударной группы, объектами противовоздушной обороны противника, целями полетного задания и т.д.).

В процессе тренировки обучаемый летчик имеет возможность с помощью средств имитации радиосвязи 20 осуществлять речевой обмен с оператором наземного пункта управления и летчиками других вертолетов боевой ударной группы, роль которых выполняет (подыгрывает в процессе тренировки) инструктор за пультом системы контроля и управления процессом тренировки 1.

В результате для обучаемого летчика формируется визуальная и акустическая информационная среда, адекватная визуальной и акустической информационной среде, имеющей место при осуществлении реального полета в вертолете, которая в сочетании с вибрационными воздействиями и использованием для управления условным полетом органов управления вертолетом 7 (которые благодаря механизму загрузки 24 создают тактильные ощущения у обучаемого адекватные штатным: хода, реактивные усилия и ограничения по максимальной скорости перемещения) обеспечивает достоверную имитацию процессов пилотирования вертолета.

3. Применение авиационных средств поражения (АСП)

После выхода в оперативную точку, то есть при приближении вертолета к цели на необходимую дистанцию в случае принятия решения о применении бортового вооружения, обучаемый летчик воздействует на органы управления системой вооружения 8. При этом управляющие сигналы с органов управления системой вооружения 8 через устройства сопряжения с объектом 3 поступают в моделирующий комплекс 2. В моделирующем комплексе 2 выполняется имитация функционирования системы вооружения, осуществляется вывод через устройства сопряжения с объектом 3 контрольной информации на индикаторы и световые табло системы вооружения 10, а в генератор символов 11 поступает управляющая информация о расположении и численном наполнении меток и шкал (характеризующих состояние бортового вооружения и прицельную обстановку) доработанного индикатора на лобовом стекле 14. При этом генератор символов 11, дополнительно к имеющейся графо-символьной пилотажно-навигационной информации, формирует соответствующую графо-символьную прицельную информацию, которая через блок синхронизации и коммутации 15 также поступает на вход доработанного индикатора на лобовом стекле 14. Отображаемая в доработанном индикаторе на лобовом стекле 14 интегральная (наиболее важная одновременно для пилотирования и боевого применения АСП) пилотажно-навигационная информация («Скорость вертолета», «Высота полета», «Курс», «Крен», «Тангаж» и т.д.) и прицельная информация (символ «Прицельная марка», символ «Зона встреливания», символ «Пуск разрешен» и т.д.), синтезированные с помощью примитивов векторной графики, позволяют летчику выполнять пилотирование вертолета и выполнять операции по прицеливанию, не отрывая взгляда от закабинной обстановки на центральном экране многоканальной проекционной системы 16. Помимо этого, моделирующий комплекс 2, выполняя имитацию функционирования системы вооружения, через формирователь прицельной обстановки 25 выводит на телевизионный индикатор прицельной обстановки 21 графо-символьную прицельную информацию: символ «Прицельная рамка», символ «Захват», символ «Пуск разрешен» и т.д. (синтезированные с помощью элементов телевизионного растра) на фоне изображения закабинной обстановки.

Далее, обучаемый летчик начинает выполнять операции по поиску цели и предварительному наведению вертолета на цель, совмещая на доработанном индикаторе на лобовом стекле 14 символ «Прицельная марка» с предполагаемой целью. Затем с помощью органов управления системой вооружения 8 по изображению на телевизионном индикаторе прицельной обстановки 21 (на котором изображение цели формируется с увеличением, соответствующим реальному прибору наведения штатного прицельного комплекса вертолета) летчик выполняет операции по распознаванию цели, обрамлению выбранной цели символом «Прицельная рамка» и переходу в режим «Автоматическое сопровождение цели». Имитация работы прибора наведения и автомата сопровождения цели штатного прицельного комплекса вертолета обеспечивается моделирующим комплексом 2. После осуществления захвата цели на автосопровождение, сигнализируемого появлением на телевизионном индикаторе прицельной обстановки 21 символа «Захват», летчик с помощью органов управления системой вооружения 8 выбирает необходимый для эффективного поражения заданной цели вид АСП (вертолетная пушечная установка, неуправляемые авиационные ракеты, ракеты «воздух-воздух» с головкой самонаведения и противотанковые управляемые ракеты) и с помощью органов управления вертолетом 7 производит по доработанному индикатору на лобовом стекле 14 операции по совмещению символа «Прицельная марка» для выбранного вида АСП с символом «Зона встреливания». Символ «Зона встреливания» на индикаторе на лобовом стекле 14 изображается в виде кольца, в центр которого летчику необходимо завести символ «Прицельная марка». После появления на доработанном индикаторе на лобовом стекле 14 и телевизионном индикаторе прицельной обстановки 21 символа «Пуск разрешен» при наличии (сохранении) на телевизионном индикаторе прицельной обстановки 21 символа «Захват» летчик может выполнить операции по стрельбе из вертолетной пушечной установки, пуску неуправляемых авиационных ракет (НАР), ракет «воздух-воздух» (РВВ) с головкой самонаведения и противотанковых управляемых ракет (ПТУР). Полет каждой из ракет (НАР, РВВ и ПТУР) имитируется в моделирующем комплексе 2, причем траектория полета ракеты сопровождается характерной имитацией дымового шлейфа, который визуализируется на центральном экране многоканальной проекционной системы 16 и на телевизионном индикаторе прицельной обстановки 21.

После схода ПТУР летчик пилотирует вертолет, выдерживая крен и линию визирования по информации на доработанном индикаторе на лобовом стекле 14 и на телевизионном индикаторе прицельной обстановки 21 до взрыва ракеты при поражении цели (или до самоликвидации при промахе).

Инструктор, находящийся за пультом системы контроля и управления процессом тренировки 1, получает от моделирующего комплекса 2 любые необходимые данные о процессе тренировки: состояние бортовых систем и оборудования вертолета, системы вооружения, визуальное изображение закабинного пространства, пилотажную, навигационно-тактическую и прицельную информацию и т.д. и, при необходимости, имеет возможность внести изменения в первоначальный «сценарий полета». Кроме этого, инструктор имеет возможность осуществлять с помощью телекамеры наблюдения 19, установленной в рабочем месте летчика 5, дистанционное наблюдение за действиями обучаемого летчика.

4. Ввод отказов

В процессе тренировки предусмотрена возможность ввода инструктором с пульта системы контроля и управления процессом тренировки 1 следующих основных отказов:

- отказ любого из компонентов бортовых систем и оборудования вертолета, реализованных в моделирующем комплексе 2;

- отказ отдельных средств отображения информации (СОИ): индикаторов приборного оборудования и световых табло систем планера и силовой установки 9, индикаторов и световых табло системы вооружения 10, доработанного индикатора на лобовом стекле 14, телевизионного индикатора прицельной обстановки 21 и индикатора навигационно-тактической обстановки 22 на выбор или в требуемой комбинации;

- отказ отдельных органов управления (ОУ): органов настройки приборного оборудования 6, органов управления вертолетом 7 и системой его вооружения 8 на выбор или в требуемой комбинации.

В зависимости от реализуемого сценария тренировки инструктор производит «блокирование» работы соответствующих моделей бортовых систем и оборудования вертолета, реализованных в моделирующем комплексе 2 или для имитации отказов ОУ и СОИ - «блокирование» необходимых каналов ввода-вывода информации в устройстве сопряжения с объектом 3.

5. Останов и завершение тренировки

Инструктор, выполнив требуемый «сценарий полета», производит останов и выдает команду на завершение тренировки.

К техническим результатам, полученным в результате расширения функциональных возможностей тренажера, относятся следующие:

- обеспечение возможности приобретения обучаемым летчиком устойчивых сенсорно-моторных навыков по пилотированию вертолета и боевому применению всех видов АСП современных ударных вертолетов с реализацией необходимого объема и последовательности операций по управлению вооружением с использованием автоматической системы слежения за целью;

- воспроизведение в замкнутом объеме макета кабины вертолета интерьера кабины реального вертолета с полной имитацией информационно-управляющего поля летчика, необходимого для выполнения пилотирования вертолета и боевого применению всех видов АСП;

- генерация в тренажере изображений графосимвольной пилотажно-навигационной и прицельной информации с использованием средств векторной графики и воспроизведение указанных изображений на экране электронно-лучевой трубки с координатной разверткой доработанного индикатора на лобовом стекле, то есть штатно;

- воспроизведение изображений графо-символьной пилотажно-навигационной и прицельной информации в штатно расположенном и имеющем штатный диаметр выходном зрачке доработанного индикатора на лобовом стекле;

- совмещение изображений графосимвольной пилотажно-навигационной и прицельной информации с плоскостью соответствующего экрана проекционной системы;

- обеспечение штатных размеров и вида всех элементов графосимвольной информации;

- обеспечение возможности имитации вибрационных воздействий и акустической обстановки в макете кабины вертолета;

- обеспечение возможности имитации радиосвязи;

- обеспечение возможности видеонаблюдения за действиями обучаемого летчика;

- применение тренажера в разнообразных областях, таких как профессиональная подготовка (самого высокого уровня) летчиков боевого ударного вертолет типа Ка-50, а также комплексное решение образовательно-познавательных и воспитательно-развлекательных задач патриотического воспитания молодежи.

Промышленная применимость изобретения определяется тем, что предлагаемый тренажер может быть изготовлен в соответствии с приведенным описанием и графическими материалами на базе известных комплектующих изделий и технологического оборудования.

Предлагаемое техническое решение практически реализовано в тренажере одноместного боевого ударного вертолета «Ка-50 «Черная акула» в ОАО «КАМОВ» (см. «Тренажер для профессиональной подготовки пилотов вертолета», http://asrdc.tpark.ru/Napravtenie.htm и фиг.2, 3, 4 и 9). Пилотирование и боевое применение вертолета «Ка-50 «Черная акула» в тренажере (комплексный тренажер «Краб») соответствует «Руководству по летной эксплуатации вертолета». Комплексный тренажер «Краб» успешно прошел предварительные испытания с привлечением специалистов ВВС РФ и летчиков-испытателей ОАО «КАМОВ» и рекомендован к использованию в качестве наземного технического средства обучения летчиков вертолета «Ка-50».

Предлагаемое техническое решение также использовано в разработанном и изготовленном Центром тренажеростроения и подготовки персонала вертолетном тренажере-аттракционе, входящем в состав Молодежного образовательно-познавательного развлекательного космоцентра «АСТРОН» им. космонавта Г.С.Шонина Донского филиала Центра тренажеростроения (г. Новочеркасск, Ростовской обл.) (см. «Тренажер пилота поискового вертолета», http://asrdc.tpark.ru/June/Helicopter.html и фиг.10).

Кроме этого, предлагаемое техническое решение предполагается реализовать в вертолетном тренажере-аттракционе, созданном Центром тренажеростроения и подготовки персонала для Мемориального музея космонавтики, г.Москва.

Таким образом, предлагаемый тренажер для обучения летчиков ударного вертолета применению авиационных средств поражения является конверсионной разработкой двойного назначения, обладает весьма широкими функциональными возможностями и разнообразными областями применения, обеспечивая как первоначальное обучение, так и профессиональную подготовку летчиков ВВС РФ современного боевого ударного вертолета типа «Ка-50 Черная акула», а также комплексное решение образовательно-познавательных и воспитательно-развлекательных задач, связанных с патриотическим воспитанием молодежи (школьников, студентов, курсантов и т.д.) в молодежных досуговых центрах.

На основании вышеизложенного и по результатам проведенного нами патентно-информационного поиска считаем, что предлагаемый тренажер отвечает критериям «Новизна», «Изобретательский уровень» и может быть защищен патентом Российской Федерации на изобретение.

1. Тренажер для обучения летчиков пилотированию ударного вертолета и применению авиационных средств поражения, содержащий систему контроля и управления процессом тренировки, моделирующий комплекс, обеспечивающий моделирование работы бортовых систем вертолета, расчет параметров движения вертолета и неуправляемых авиационных средств поражения, генерацию изображения закабинной обстановки и информационную поддержку системы контроля и управления процессом тренировки; устройства сопряжения с объектом, рабочее место летчика в кабине вертолета, с помещенными во внутренний объем кабины вертолета органами настройки приборного оборудования, органами управления вертолетом и системой его вооружения, индикаторами приборного оборудования и световыми табло систем планера и силовой установки, индикаторами и световыми табло системы вооружения и доработанным индикатором на лобовом стекле, включающего электронно-лучевую трубку, сетку, коллиматорную головку и два установленных один над другим светоделителя; многоканальную проекционную систему, установленную перед кабиной вертолета, причем выход системы контроля и управления процессом тренировки подключен к первому входу моделирующего комплекса, первый выход которого подключен ко второму входу системы контроля и управления процессом тренировки, а первый выход устройств сопряжения с объектом подключен ко второму входу моделирующего комплекса, четвертый выход которого подключен к входу многоканальной проекционной системы, ко второму входу устройств сопряжения с объектом подключены органы настройки приборного оборудования, к третьему и четвертому соответственно - органы управления вертолетом и системой его вооружения, отличающийся тем, что в него введены генератор символов, акустическая система, блок синхронизации и коммутации, кресло летчика с вибрационной подушкой, телекамера наблюдения, средства имитации радиосвязи, телевизионный индикатор прицельной обстановки, индикатор навигационно-тактической обстановки, помещенные во внутренний объем кабины вертолета; адаптер интерфейсов, формирователь акустической обстановки, формирователь вибрационных воздействий, формирователь навигационно-тактической обстановки, механизм загрузки, механически связанный с органами управления вертолетом; формирователь прицельной обстановки, причем к входу-выходу системы контроля и управления процессом тренировки подключены средства имитации радиосвязи, к первому входу - телекамера наблюдения, второй выход моделирующего комплекса подключен через формирователь прицельной обстановки к телевизионному индикатору прицельной обстановки, третий выход - через формирователь навигационно-тактической обстановки к индикатору навигационно-тактической обстановки, пятый выход - через последовательно соединенные адаптер интерфейсов, генератор символов и блок синхронизации и коммутации к доработанному индикатору на лобовом стекле, шестой выход - к первому входу устройств сопряжения с объектом, седьмой выход - через формирователь акустической обстановки к акустической системе, восьмой выход - через формирователь вибрационных воздействий к креслу летчика с вибрационной подушкой, причем моделирующий комплекс выполнен с возможностью управления графо-символьной пилотажно-навигационной и прицельной информацией доработанного индикатора на лобовом стекле, синтезируемой генератором символов и формируемой блоком синхронизации и коммутации, моделирования работы автомата сопровождения цели и осуществления расчета параметров движения управляемых авиационных средств поражения; а второй выход устройств сопряжения с объектом подключен к индикаторам приборного оборудования и световым табло систем планера и силовой установки, третий выход - к индикаторам и световым табло системы вооружения.

2. Тренажер по п.1, отличающийся тем, что в доработанный индикатор на лобовом стекле введена рассеивающая линза, установленная сверху на оправу коллиматорной головки и зафиксированная на ней скобой, причем часть линзы срезана под углом к оптической оси, верхний и нижний светоделители отклонены от штатного положения на некоторые малые углы так, что плоскости их становятся непараллельными одна другой, а сетка выполнена в тренажерном исполнении и отличается от штатной линейными размерами и на обратные стороны светоделителей нанесены просветляющие покрытия.

3. Тренажер по п.1, отличающийся тем, что многоканальная проекционная система содержит три раздельных плоских прямоугольных несоприкасающихся друг с другом отражательных экрана - левый, центральный и правый, причем центральный и правый расположены параллельно полу длинными сторонами, левый - короткой стороной, кабина тренажера поднята относительно пола так, что нижняя сторона левого экрана, нижняя точка остекления двери кабины вертолета и расчетная точка зрения летчика, сидящего в кресле и повернувшего голову к левому экрану, располагаются в одной плоскости, а проектор, проецирующий изображение на левый экран, ориентирован сообразно расположению экрана.

4. Тренажер по п.1, отличающийся тем, что механизм загрузки выполнен в виде вертикально расположенных гидродемпферов, которые установлены вместо штатных тяг в разрыве между рычагом продольно-поперечного управления для управления каналами «Тангаж» и «Крен» вертолета, педалями путевого управления для управления каналом «Курс» вертолета и рычагом общего шага для управления каналом «Общий шаг двигателей вертолета» и штатной гидравлической рулевой системой вертолета, причем верхняя полость этих гидродемпферов сообщается с атмосферой и соединена с нижней полостью каналом с регулируемым дросселем в поршне гидродемпфера.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к тренажерам экипажа вертолетов. .

Изобретение относится к аттракционам и может быть использовано для тренировок спортсменов и начинающего летного состава. .

Изобретение относится к авиационной технике. .

Изобретение относится к области авиационных тренажеров, а более конкретно к устройствам имитации визуальной обстановки при полете ночью. .

Изобретение относится к авиационному тренажеростроению и может быть использовано для первоначального обучения, наращивания и поддержания профессионального мастерства летчиков по пилотированию вертолетов и боевому применению авиационных средств поражения

Наверх