Способ обучения летного состава с использованием в качестве тренажера учебно-летной ракеты и устройство для обучения летного состава в виде учебно-летной ракеты

Изобретения относятся к тренажеростроению и могут быть использованы для обучения летного состава пуску авиационных управляемых ракет. Способ реализуется с использованием в качестве тренажера учебно-летной ракеты, выполненной в виде габаритно-массового макета (ГММ) реальной ракеты с размещенными в нем двумя блоками: центральным модулем и узлом электронной нагрузки. Центральный модуль состоит из устройства на основе микропроцессора с модулем ввода-вывода цифровых данных и разовых команд, внутреннего запоминающего устройства записи информации на флеш-память и узла электронной нагрузки. Узел электронной нагрузки осуществляет имитацию тока потребления реальной ракеты. Внутреннее запоминающее устройство позволяет провести послеполетный анализ действий летного состава. Конструктивно центральный модуль и узел электронной нагрузки расположены в ГММ с соблюдением весовых и центровочных характеристик и оптимальных условий теплоотвода. Питание устройства осуществляется от бортового источника питания 27 В. Указанный способ реализуется при помощи соответствующего устройства. Технический результат заключается в повышении достоверности моделирования применения ракет в условиях реального полета. 2 н. и 1 з.п ф-лы, 2 ил.

 

Технические решения относятся к информационно-измерительным системам и предназначены для обучения летного состава при помощи устройства, имитирующего пуск ракеты с авиационного носителя.

Известен способ обучения летного состава, позволяющий отрабатывать безопасный пуск авиационной управляемой ракеты (RU, патент на изобретение №2298835, МПК G09B 9/16) с помощью моделирующего комплекса. При этом моделируют полет самолета-носителя, пуск ракеты, полет ракеты, что позволяет провести обучение летчиков в условиях, приближенных к условиям реального полета.

Данный способ реализован с помощью функционально-моделирующего комплекса, содержащего вычислитель динамики полета самолета-носителя и цели, модель движения авиационной управляемой ракеты, модель пускового устройства (RU, патент на изобретение №2298835, МПК G09B 9/16). Недостатками данного способа и устройства являются высокая стоимость программного обеспечения, а также невозможность достоверного моделирования всех факторов, влияющих на самолет и ракету в реальном полете.

Наиболее близким способом, взятым за прототип, является способ обучения летного состава при помощи учебно-летной ракеты, состоящей из инертного корпуса с расположенным в нем устройством, имитирующим функционирование ракеты (патент US №5591031, МПК G09B 19/00). В данном способе во время полета имитируют предпусковые функции ракеты, проверяют ответные сигналы системы управления вооружением самолета, регистрируют данные об информационном обмене между аппаратурой подготовки и пуска самолета и устройством имитации, и записывают их для послеполетного анализа.

Данный способ реализован с помощью устройства, содержащего инертную ракету, микропроцессор, блок памяти, модуль сбора и обработки данных. Данное устройство при подключении его к системе управления вооружением самолета позволяет осуществить тренировку летного состава, производя имитацию предпусковых функций ракеты в ответ на полученные от летательного аппарата данные (US, патент №5591031, МПК G09B 19/00). Недостатками данного способа и устройства являются отсутствие имитации реального токопотребления при запитке ракеты от бортового источника питания самолета.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение вышеперечисленных недостатков, и создание надежного способа и устройства, позволяющих осуществить обучение летного состава применению ракет в условиях реального полета.

Поставленная задача решается за счет того, что способ обучения летного состава с использованием в качестве тренажера учебно-летной ракеты, осуществляют следующим образом: подключают учебно-летную ракету через бортовой разъем к аппаратуре носителя, во время полета носителя подают питание на бортовой разъем учебно-летной ракеты, с помощью центрального модуля имитируют функционирование ракеты, а с помощью узла электронной нагрузки имитируют токопотребление реальной ракеты на всех этапах предстартовой подготовки, с помощью центрального модуля формируют управляющие сигналы в соответствии с логикой работы ракеты при ее электрическом и информационном взаимодействии с аппаратурой носителя, в течение времени ожидания пуска выбирают момент пуска, путем нажатия боевой кнопки производят имитацию пуска ракеты, записывают информационный обмен на внутреннее запоминающее устройство центрального модуля, и снимают питание с учебно-летной ракеты.

В частном случае задача изобретения решается за счет того, что осуществляют послеполетный анализ действий летного состава.

Поставленная задача также решается за счет того, что устройство для обучения летного состава в виде учебно-летной ракеты содержит габаритно-массовый макет ракеты, имеющий эквивалентные физические размеры и создающий в основном, эквивалентные статические и аэродинамические нагрузки, бортовой разъем, центральный модуль, размещенный внутри габаритно-массового макета ракеты, при этом центральный модуль выполнен в виде корпуса с установленными в корпусе управляющим модулем, преобразователем питания, контрольный разъем, причем бортовой разъем и контрольный разъем размещены на габаритно-массовом макете ракеты, в габаритно-массовом макете ракеты размещен узел электронной нагрузки с установленными на нем первым и вторым разъемами узла электронной нагрузки, на корпусе центрального модуля установлены первый, второй и третий разъемы ввода-вывода центрального модуля, в корпусе центрального модуля установлены: модуль ввода-вывода разовых команд и цифровых данных, коммутационная плата, модуль аналого-цифрового и цифроаналогового преобразования, внутреннее запоминающее устройство, резервный источник питания, при этом первая группа входов-выходов бортового разъема соединена с первой группой входов-выходов первого разъема ввода-вывода центрального модуля, вторая группа входов-выходов первого разъема ввода-вывода центрального модуля соединена с первой группой входов-выходов коммутационной платы, второй выход бортового разъема соединен с входом второго разъема узла электронной нагрузки, первый вход первого разъема узла электронной нагрузки соединен с первым выходом второго разъема ввода-вывода центрального модуля, первый выход первого разъема узла электронной нагрузки соединен с входом узла электронной нагрузки, второй выход первого разъема узла электронной нагрузки соединен со вторым входом второго разъема ввода-вывода центрального модуля, третий выход первого разъема узла электронной нагрузки соединен с третьим входом второго разъема ввода-вывода центрального модуля, третий выход второго разъема ввода-вывода центрального модуля соединен с восьмым входом третьего разъема ввода-вывода центрального модуля, второй вход первого разъема узла электронной нагрузки соединен с первым выходом узла электронной нагрузки, второй выход узла электронной нагрузки соединен с третьим входом первого разъема узла электронной нагрузки, седьмой выход третьего разъема ввода-вывода соединен с четвертым входом контрольного разъема, первый выход контрольного разъема соединен с шестым входом третьего разъема ввода-вывода центрального модуля, вторая группа входов-выходов контрольного разъема соединена с пятой группой входов-выходов третьего разъема ввода-вывода центрального модуля, третья группа входов-выходов контрольного разъема соединена с четвертой группой входов-выходов третьего разъема ввода-вывода центрального модуля, третья группа входов-выходов третьего разъема ввода-вывода центрального модуля соединена со второй группой входов-выходов коммутационной платы, вторая группа входов-выходов третьего разъема ввода-вывода центрального модуля соединена с третьей группой входов-выходов коммутационной платы, первый выход третьего разъема ввода-вывода центрального модуля соединен с четвертым входом коммутационной платы, пятая группа входов-выходов коммутационной платы соединена со второй группой входов-выходов модуля ввода-вывода разовых команд и цифровых данных, первая группа входов-выходов модуля ввода-вывода разовых команд и цифровых данных соединена с группой входов-выходов управляющего модуля и с группой входов выходов модуля аналого-цифрового и цифроаналогового преобразования, шестая группа входов-выходов коммутационной платы соединена с второй группой входов-выходов управляющего модуля, седьмой выход коммутационной платы соединен с входом преобразователя питания, выход преобразователя питания соединен с четвертым входом управляющего модуля, первая группа входов второго разъема ввода-вывода центрального модуля соединена с выходом модуля аналого-цифрового и цифроаналогового преобразования, вторая группа выходов ввода-вывода центрального модуля соединена со второй группой входов модуля аналого-цифрового и цифроаналогового преобразования, вход внутреннего запоминающего устройства соединен четвертым выходом управляющего модуля, выход резервного источника питания соединен с третьим входом управляющего модуля.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых представлены: фиг.1 - общий вид одного из вариантов учебно-летной ракеты; фиг.2 - структурная схема устройства для обучения летного состава в виде учебно-летной ракеты.

На фиг.1 обозначены:

1 - центральный модуль;

2 - бортовой разъем;

3 - узел электронной нагрузки;

4 - контрольный разъем.

На фиг.2 обозначены:

5 - модуль ввода-вывода цифровых данных и разовых команд;

6 - модуль аналого-цифрового и цифроаналогового преобразования;

7 - резервный источник питания;

8 - преобразователь питания;

9 - управляющий модуль;

10 - коммутационная плата;

11 - внутреннее запоминающее устройство;

12 - первый разъем ввода-вывода центрального модуля;

13 - второй разъем ввода-вывода центрального модуля;

14 - третий разъем ввода-вывода центрального модуля;

15 - первый разъем ввода-вывода узла электронной нагрузки;

16 - второй разъем ввода-вывода узла электронной нагрузки.

Предлагаемый способ заключается в том, что к аппаратуре носителя подключают бортовой разъем 2 учебно-летной ракеты, во время полета подают питание на бортовой разъем 2 учебно-летной ракеты, с помощью центрального модуля 1 имитируют функционирование ракеты, а с помощью узла электронной нагрузки 3 имитируют токопотребление реальной ракеты на всех этапах предстартовой подготовки, с помощью центрального модуля 1 формируют управляющие сигналы в соответствии с логикой работы ракеты, в течение времени ожидания пуска выбирают момент пуска, путем нажатия боевой кнопки производят имитацию пуска ракеты, записывают информационный обмен на внутреннее запоминающее устройство 11 центрального модуля 1 и снимают питание с учебно-летной ракеты.

При необходимости проводят послеполетный анализ действий экипажа, для чего с контрольного разъема 4 на персональный компьютер считывают информацию обо всех сеансах учебных пусков.

Предлагаемое устройство для обучения летного состава в виде учебно-летной ракеты (фиг.1, 2) содержит габаритно-массовый макет ракеты (ГММ) (не обозначен), имеющий эквивалентные физические размеры и создающий, в основном, эквивалентные статические и аэродинамические нагрузки, в котором размещены центральный модуль 1 и узел электронной нагрузки 3, а на корпусе ГММ размещены бортовой разъем 2 и контрольный разъем 4, при этом в корпусе центрального модуля 1 расположены модуль ввода-вывода разовых команд и цифровых данных 5, модуль аналого-цифрового и цифроаналогового преобразования 6, резервный источник питания 7, преобразователь питания 8, управляющий модуль 9, коммутационная плата 10, внутреннее запоминающее устройство 11, на корпусе центрального модуля 1 размещены: первый разъем ввода-вывода центрального модуля 12, второй разъем ввода-вывода центрального модуля 13, третий разъем ввода-вывода центрального модуля 14, на корпусе узла электронной нагрузки 4 расположены: первый разъем ввода-вывода узла электронной нагрузки 15, второй разъем узла электронной нагрузки 16, при этом первая группа входов-выходов бортового разъема 2 соединена с первой группой входов-выходов первого разъема ввода-вывода центрального модуля 12, вторая группа входов-выходов первого разъема ввода-вывода центрального модуля 12 соединена с первой группой входов-выходов коммутационной платы 10, второй выход бортового разъема 2 соединен с входом второго разъема узла электронной нагрузки 16, первый вход первого разъема узла электронной нагрузки 15 соединен с первым выходом второго разъема ввода-вывода центрального модуля 13, первый выход первого разъема узла электронной нагрузки 15 соединен с входом узла электронной нагрузки 3, второй выход первого разъема узла электронной нагрузки 15 соединен со вторым входом второго разъема ввода-вывода центрального модуля 13, третий выход первого разъема узла электронной нагрузки 15 соединен с третьим входом второго разъема ввода-вывода центрального модуля 13, третий выход второго разъема ввода-вывода центрального модуля 13 соединен с восьмым входом третьего разъема ввода-вывода 14, второй вход первого разъема узла электронной нагрузки 15 соединен с первым выходом узла электронной нагрузки 3, второй выход узла электронной нагрузки 3 соединен с третьим входом первого разъема узла электронной нагрузки 15, четвертый выход третьего разъема ввода-вывода центрального модуля 14 соединен с четвертым входом контрольного разъема 4, первый выход контрольного разъема 4 соединен с третьим входом третьего разъема ввода-вывода центрального модуля 14, вторая группа входов-выходов контрольного разъема 4 соединена со второй группой входов-выходов третьего разъема ввода-вывода центрального модуля 14, третья группа входов-выходов контрольного разъема 4 соединена с первой группой входов-выходов третьего разъема ввода-вывода центрального модуля 14, пятая группа входов-выходов третьего разъема ввода-вывода центрального модуля 14 соединена со второй группой входов-выходов коммутационной платы 10, шестая группа входов-выходов третьего разъема ввода-вывода центрального модуля 14 соединена с третьей группой входов-выходов коммутационной платы 10, седьмой выход третьего разъема ввода-вывода центрального модуля 14 соединен с четвертым входом коммутационной платы 10, пятая группа входов-выходов коммутационной платы 10 соединена с первой группой входов-выходов модуля ввода-вывода разовых команд и цифровых данных 5, вторая группа входов-выходов модуля ввода-вывода разовых команд и цифровых данных 5 соединена с группой входов-выходов управляющего модуля 9 и группой входов-выходов модуля аналого-цифрового и цифроаналогового преобразования 6, шестая группа входов-выходов коммутационной платы 10 соединена с второй группой входов-выходов управляющего модуля 9, седьмой выход коммутационной платы 10 соединен с входом преобразователя питания 8, выход преобразователя питания 8 соединен с четвертым входом управляющего модуля 9, первая группа входов второго разъема ввода-вывода центрального модуля 13 соединена с выходом модуля аналого-цифрового и цифроаналогового преобразования 9, вторая группа выходов второго разъема ввода-вывода центрального модуля 13 соединена со второй группой входов модуля аналого-цифрового и цифроаналогового преобразования 6, вход внутреннего запоминающего устройства 11 соединен с четвертым выходом управляющего модуля 9, выход резервного источника питания 7 соединен с третьим входом управляющего модуля 9.

Модуль ввода-вывода цифровых данных и разовых команд 5 может быть выполнен в виде платы PC 104-429-2-22 фирмы Элкус.

Модуль аналого-цифрового и цифроаналогового преобразования 6 может быть выполнен в виде платы CAN-167 PC 104 фирмы Элкус.

Резервный источник питания 7 может быть выполнен в виде ионисторов (емкостей большой величины).

Преобразователь питания 8 от сети постоянного тока может быть выполнен в виде Diamond System HE104-512-V512-T.

Управляющий модуль 9 может представлять собой процессорную плату, например, MZF 486-104 ISA, выполненный в стандарте РС/104.

Внутреннее запоминающее устройство 11 может быть выполнено в виде флешь-памяти.

Устройство состоит из габаритно-массового макета (ГММ) ракеты, с расположенными в нем двумя блоками: центральным модулем 1 и узлом электронной нагрузки 3, и расположенными на ГММ бортовым 2 и контрольным разъемами 4. К автоматическому пусковому устройству носителя, например самолета, стыкуется бортовой разъем 2, через который осуществляется связь аппаратуры подготовки пуска носителя и учебно-летной ракеты. ГММ не содержит двигатель и боевую часть.

Центральный модуль 1 размещен в первом отсеке под обтекателем, а узел электронной нагрузки 3 - на стыке второго и третьего отсека, и вписан во внутреннее сечение ракеты с соблюдением весовых и центровочных характеристик, и оптимальных условий теплоотвода. Узел электронной нагрузки 3 имитирует токопотребление реальной ракеты на всех этапах предстартовой подготовки.

В центральном модуле 1 расположено внутреннее запоминающее устройство 11, обеспечивающее запись информации обмена для проведения послеполетного анализа действий экипажа. Сохранение записи после снятия питания с ракеты обеспечивает источник резервного питания 7, обеспечивающий остаточное питание на время закрытия файлов. Дополнительная доработка микропроцессора позволяет обеспечить время загрузки операционной системы не более 15 сек.

Предлагаемое устройство обеспечивает работу в штатном режиме, перепрошивку рабочей программы по стандартному интерфейсу и отображение хода проверки в реальном времени (режим терминала). Питание устройства осуществляется от бортового источника питания 27 В. Цикл работы устройства: 1 минута работы - 2 минуты перерыв.

После предпусковой подготовки ракета находится в режиме ожидания до принятия летчиком решения о пуске ракеты. Взаимодействие ракеты и носителя происходит по заданной логико-временной диаграмме, но без выдачи в носитель команды «Готов» и схода ракеты. Летчик выбирает зону возможных пусков и цель, выбранную, например, по радиолокационному слежению, производит учебный пуск ракеты путем нажатия боевой кнопки (БК). Массив целеуказания записывается на внутреннее запоминающее устройство в момент нажатия кнопки БК.

За один полет может быть проведено 3-5 учебных пусков, ресурс учебно-летной ракеты составляет 300 летных часов и не менее 50 взлет-посадок. Выбор момента пуска в течение времени ожидания зависит от ветра, от положения самолета, от возможных маневров при уходе от средств противовоздушной обороны противника.

Предлагаемые способ и устройство предназначены для отработки навыков применения ракет в условиях тренировочных полетов, а также послеполетного анализа действий экипажа.

Рассмотрим работу устройства на примере работы схемы устройства, представленной на фиг.2.

Напряжение питания 27 В подают с аппаратуры носителя через бортовой разъем 2 на второй разъем узла электронной нагрузки 15, затем на вход узла электронной нагрузки 3, с выхода узла электронной нагрузки 8 на первый разъем узла электронной нагрузки 16, затем на второй разъем центрального модуля 15, далее через контрольный разъем 4 на третий разъем центрального модуля 14, на вход коммутационной платы 10, с выхода коммутационной платы 10 на вход преобразователя питания 8. С выхода преобразователя питания 8 получают напряжения +5В, +12В для работы центрального модуля 1. После подачи питания на бортовой разъем 2 начинается информационный обмен. Сигналы с аппаратуры носителя через бортовой разъем 2 поступают на первый разъем центрального модуля 12, через коммутационную плату 10 на модуль ввода-вывода цифровых данных и разовых команд 5, ответные сигналя от модуля ввода-вывода цифровых данных и разовых команд 5 через коммутационную плату 10 поступают на первый разъем центрального модуля 12 и через бортовой разъем 2 поступают на аппаратуру носителя. Модуль ввода-вывода цифровых данных и разовых команд 5 обеспечивает прием и выдачу цифровых данных по ГОСТ 18977-79, а также формирует разовые команды в соответствии с логико-временной диаграммой работы ракеты. По завершении предстартовой подготовки ракета готова к пуску, после принятия решения «На пуск» нажимается БК, команда «Пуск» поступает в ракету и ракета готова к сходу. Сход не происходит ввиду отсутствия из ракеты команды «Готов». На табло летчика загорается трафарет «Несход» и снимается питание с ракеты. Для повторения учебного пуска перезагружается аппаратура подготовки пуска носителя. Параллельно происходит запись обменной информации на внутреннее запоминающее устройство 11 центрального модуля 1.

Использование учебно-летной ракеты в качестве тренажера позволяет значительно снизить себестоимость подготовки летного состава. В качестве носителя может использоваться самолет, вертолет и другие виды авиационных носителей.

Представленные чертежи и описание устройства позволяют, используя существующую элементную базу, изготовить устройство промышленным способом, что характеризует предлагаемое изобретение как промышленно применимое.

1. Способ обучения летного состава с использованием в качестве тренажера учебно-летной ракеты, при котором подключают учебно-летную ракету через бортовой разъем к аппаратуре носителя, во время полета носителя подают питание на бортовой разъем учебно-летной ракеты, с помощью центрального модуля имитируют функционирование ракеты, а с помощью узла электронной нагрузки имитируют токопотребление реальной ракеты на всех этапах предстартовой подготовки, с помощью центрального модуля формируют управляющие сигналы в соответствии с логикой работы ракеты при ее электрическом и информационном взаимодействии с аппаратурой носителя, в течение времени ожидания пуска выбирают момент пуска, путем нажатия боевой кнопки производят имитацию пуска ракеты, записывают информационный обмен на внутреннее запоминающее устройство центрального модуля и снимают питание с учебно-летной ракеты.

2. Способ по п.1, при котором проводят послеполетный анализ действий летного состава.

3. Устройство для обучения летного состава в виде учебно-летной ракеты, состоящее из габаритно-массового макета ракеты, имеющего эквивалентные физические размеры и создающего в основном эквивалентные статические и аэродинамические нагрузки, бортового разъема, центрального модуля, размещенного внутри габаритно-массового макета ракеты, при этом центральный модуль выполнен в виде корпуса с установленными в корпусе управляющим модулем, преобразователем питания, отличающееся тем, что устройство содержит контрольный разъем, причем бортовой разъем и контрольный разъем размещены на габаритно-массовом макете ракеты, в габаритно-массовом макете ракеты размещен узел электронной нагрузки с установленными на нем первым и вторым разъемами узла электронной нагрузки, на корпусе центрального модуля установлены первый, второй и третий разъемы ввода-вывода центрального модуля, в корпусе центрального модуля установлены: модуль ввода-вывода разовых команд и цифровых данных, коммутационная плата, модуль аналого-цифрового и цифроаналогового преобразования, внутреннее запоминающее устройство, резервный источник питания, при этом первая группа входов-выходов бортового разъема соединена с первой группой входов-выходов первого разъема ввода-вывода центрального модуля, вторая группа входов-выходов первого разъема ввода-вывода центрального модуля соединена с первой группой входов-выходов коммутационной платы, второй выход бортового разъема соединен с входом второго разъема узла электронной нагрузки, первый вход первого разъема узла электронной нагрузки соединен с первым выходом второго разъема ввода-вывода центрального модуля, первый выход первого разъема узла электронной нагрузки соединен с входом узла электронной нагрузки, второй выход первого разъема узла электронной нагрузки соединен со вторым входом второго разъема ввода-вывода центрального модуля, третий выход первого разъема узла электронной нагрузки соединен с третьим входом второго разъема ввода-вывода центрального модуля, третий выход второго разъема ввода-вывода центрального модуля соединен с восьмым входом третьего разъема ввода-вывода центрального модуля, второй вход первого разъема узла электронной нагрузки соединен с первым выходом узла электронной нагрузки, второй выход узла электронной нагрузки соединен с третьим входом первого разъема узла электронной нагрузки, седьмой выход третьего разъема ввода-вывода центрального модуля соединен с четвертым входом контрольного разъема, первый выход контрольного разъема соединен с шестым входом третьего разъема ввода-вывода центрального модуля, вторая группа входов-выходов контрольного разъема соединена с пятой группой входов-выходов разъема ввода-вывода центрального модуля, третья группа входов-выходов контрольного разъема соединена с четвертой группой входов-выходов третьего разъема ввода-вывода центрального модуля, третья группа входов-выходов третьего разъема ввода-вывода центрального модуля соединена со второй группой входов-выходов коммутационной платы, вторая группа входов-выходов третьего разъема ввода-вывода центрального модуля соединена с третьей группой входов-выходов коммутационной платы, первый выход третьего разъема ввода-вывода центрального модуля соединен с четвертым входом коммутационной платы, пятая группа входов-выходов коммутационной платы соединена с первой группой входов-выходов модуля ввода-вывода разовых команд и цифровых данных, вторая группа входов-выходов модуля ввода-вывода разовых команд и цифровых данных соединена с группой входов-выходов управляющего модуля и группой входов-выходов модуля аналого-цифрового и цифроаналогового преобразования, шестая группа входов-выходов коммутационной платы соединена с второй группой входов-выходов управляющего модуля, седьмой выход коммутационной платы соединен с входом преобразователя питания, выход преобразователя питания соединен с четвертым входом управляющего модуля, первая группа входов второго разъема ввода-вывода центрального модуля соединена с выходом модуля аналого-цифрового и цифроаналогового преобразования, вторая группа выходов ввода-вывода центрального модуля соединена со второй группой входов модуля аналого-цифрового и цифроаналогового преобразования, вход внутреннего запоминающего устройства соединен с четвертым выходом управляющего модуля, выход резервного источника питания соединен с третьим входом управляющего модуля.