Спеціалізований тренажер функціональних систем вертольота

1. Спеціалізований тренажер функціональних систем вертольота, що містить зв’язані між собою імітатор функціональної системи, панель керування функціональною системою, процесорний модуль, блок узгодження і блок живлення, який відрізняється тим, що він додатково містить панель керування тренажером і блок імітації акустичних шумів, імітатор функціональної системи виконаний у вигляді блока демонстраційних механізмів і блока візуалізації, а блок імітації акустичних шумів містить модуль імітації акустичних шумів, модуль мовного інформатора і випромінювачі акустичних шумів і мовної інформації, при цьому панель керування тренажером зв’язана з процесорним модулем, який, у свою чергу, з’єднаний із блоком візуалізації, із блоком імітації акустичних шумів і, за допомогою блока узгодження, із блоком демонстраційних механізмів і взаємозв’язаний з панеллю керування функціональною системою, а випромінювачі акустичних шумів і мовної інформації з’єднані з модулем імітації акустичних шумів і з модулем мовного інформатора. 2. Спеціалізований тренажер функціональних систем вертольота за п.1, який відрізняється тим, що панель керування функціональною системою, панель керування тренажером, блок демонстраційних механізмів і блок візуалізації розміщені на стенді. 3. Спеціалізований тренажер функціональних систем вертольота за п.1 або за п.2, який відрізняється тим, що блок демонстраційних механіз 2 (19) 1 3 14883 4 10. Спеціалізований тренажер функціональних фрагментів відповідних штатних панелей керусистем вертольота за будь-яким з пунктів 1-9, вання і контролю вертольота і/або у вигляді наякий відрізняється тим, що панель керування бору складових їхніх елементів. функціональною системою виконана у вигляді Корисна модель відноситься до учбових моделей або тренажерів для навчання керуванню наземними і повітряними транспортними засобами, зокрема, вертольотами, і може бути використана для професійної підготовки льотного і інженерно-технічного складу при вивченні в наземних умовах роботи конкретної функціональної системи вертольота і відпрацьовування навичок її експлуатації як при нормальному функціонуванні системи, так і при виникненні в ній відмовлень. На спеціалізованих тренажерах функціональних систем вертольота здійснюється обмежене коло учбово-тренувальних задач, зв’язаних з вивченням конструкції визначеної функціональної системи і принципів її роботи, а також виробленням навичок експлуатації цієї системи відповідно до посібника з льотної експлуатації і змістом вправ відповідного курсу підготовки. Виходячи з цього, важливими умовами, що повинні враховуватися при розробці і наступному використанні тренажерів даного типу в учбово-тренувальному процесі, є наочність відображення на тренажері досліджуваних функціональних систем, відповідність їхнього пристрою і логіки роботи в інтерактивному режимі реальної експлуатації функціональних систем на вертольоті і відносно невисока вартість тренажера. Перші дві умови характеризують дидактичні якості тренажера. Відомий універсальний модульний тренажер, обраний як прототип, який може бути використаний, у тому числі, для навчання пілотів вертольота [UA 70624, G09B 9/00], і містить зв’язані між собою імітатор функціональної системи, панель керування функціональною системою, процесорний модуль, блок узгодження і блок живлення. При цьому імітатор функціональної системи виконаний у вигляді електронних імітаторів агрегатів і механізмів функціональної системи, панель керування функціональною системою - у вигляді механічних або електромеханічних органів керування даною системою, блок узгодження - у вигляді адаптерів, за допомогою яких виробляється обмін інформацією між панеллю керування функціональною системою і електронними імітаторами агрегатів і механізмів функціональної системи. Кожна визначена функціональна система в складі тренажера виконана у вигляді автономного модуля з можливістю його незалежної модернізації або перепрограмування, а взаємозв’язок і керування автономними модулями в тренажері здійснюється за допомогою загального інформаційного каналу інформації, з’єднаного з генератором тактових імпульсів і периферійних елементів керування. Для забезпечення експлуатації автономних модулів у системі тренажера процесорні модулі кожної функціональної системи містять додатковий обсяг резерву пам’яті. Пристрій і логіка роботи тренажерапрототипу в інтерактивному режимі відповідає експлуатації функціональних систем на реальному вертольоті і дозволяє імітувати їхню роботу в штатних ситуаціях і при виникненні відмовлень. Недоліками тренажера-прототипу при використанні його в учбово-тренувальному процесі по вивченню визначеної функціональної системи вертольота і по відпрацьовуванню навичок її експлуатації є: - відсутність візуального відображення елементів досліджуваної функціональної системи і їхніх взаємозв’язків у штатному режимі експлуатації і при виникненні відмовлень, що істотно знижує дидактичні якості тренажера і, відповідно, ефективність учбово-тренувального процесу; - периферійне розташування елементів керування тренажером, що не дозволяє керувати окремою автономною функціональною системою і, як наслідок, ускладнює процес навчання і приводить до нераціонального використання ресурсу тренажера; - відсутність у моделюючому середовищу тренажера акустичного і мовного супроводу, що знижує автентичність учбово-тренувального процесу з реальною експлуатацією функціональної системи на вертольоті; - наявність в інформаційному середовищі того, якого навчають, великої кількості елементів керування і контролю, які відносяться до різних функціональних систем, що розсіює увагу і, тим самим, також знижує дидактичні якості тренажера і ефективність учбово-тренувального процесу; - використання в процесорному модулі складних апаратних засобів для моделювання роботи функціональної системи і резервування додаткового обсягу пам’яті, що здорожує вартість тренажера і вартість проведення учбово-тренувального процесу. В основу корисної моделі поставлена задача створення спеціалізованого тренажера функціональних систем вертольота, у якому за рахунок уведення панелі керування тренажером і блока імітації акустичних шумів, іншого виконання імітатора функціональної системи, а також іншого з’єднання їх між собою і з блоком узгодження забезпечується візуальне відображення елементів досліджуваної функціональної системи і їхніх взаємозв’язків у штатному режимі експлуатації і, при виникненні відмовлень, керування режимами експлуатації визначеної функціональної системи і акустичний супровід учбово-тренувального процесу, що, у сукупності, значно підвищує дидактичні якості тренажера і, відповідно, знижує тривалість підготовки льотного і інженерно-технічного складу при більшій об’єктивності її проведення і підвищує ефекти 5 14883 6 вність і якість учбово-тренувального процесу в жимі з реальною системою вертольота схема взацілому. При цьому конструктивне виконання треємозв’язків між елементами функціональної сиснажера, що заявляється, і використання в процетеми блока візуалізації може бути виконана з можсорному модулі порівняно простих апаратних заливістю відображення напрямку, якісних і собів дозволяє знизити вартість процесу навчання. кількісних параметрів взаємозв’язків за допомоПоставлена задача вирішується тим, що в гою, наприклад, світлодіодів і/або інших світловиспеціалізованому тренажері функціональних сиспромінювальних елементів і/або табло. тем вертольота, що містить зв’язані між собою Для підвищення рівня автентичності тренажеімітатор функціональної системи, панель керуванра з реальним вертольотом панель керування фуня функціональною системою, процесорний монкціональною системою виконана у вигляді фрагдуль, блок узгодження і блок живлення, відповідно ментів відповідних штатних панелей керування і до корисної моделі він додатково містить панель контролю вертольота і/або у вигляді набору склакерування тренажером і блок імітації акустичних дових їхніх елементів. шумів, імітатор функціональної системи виконаний Панель керування функціональною системою у вигляді блока демонстраційних механізмів і бловиконана у вигляді активних елементів керування, ка візуалізації, а блок імітації акустичних шумів наприклад, штатних вимикачів, перемикачів, кновключає модуль імітації акустичних шумів, модуль пок, потенціометрів, і активних елементів контромовного інформатора і випромінювачі акустичних лю і відображення інформації, наприклад, штатних шумів і мовної інформації, при цьому панель керусвітлових табло, приладів, індикаторів. вання тренажером зв’язана з процесорним модуАктивні елементи панелі керування функціолем, який, у свою чергу, з’єднаний із блоком візуанальною системою виконані з конструктивними лізації, із блоком імітації акустичних шумів і, за змінами для перетворення механічних і електричдопомогою блока узгодження, із блоком демонних сигналів у цифровий формат. страційних механізмів, і взаємозв’язаний з панелДля підвищення активності самонавчання в лю керування функціональною системою, а вирежимі проб і помилок і рівня об’єктивності оцінки промінювачі акустичних шумів і мовної інформації якості підготовки льотного складу процесорний з’єднані з модулем імітації акустичних шумів і з модуль додатково містить модуль системи модулем мовного інформатора. об’єктивного контролю. Для забезпечення наочності відображення Пропонована конструкція тренажера забезпетренажера і принципів роботи досліджуваної фунчує підвищення дидактичних якостей тренажера і кціональної системи панель керування функціонаоптимальне сполучення його інформаційнольною системою, панель керування тренажером, візуальних і сенсомоторних можливостей із задаблок демонстраційних механізмів і блок візуалізачами учбово-тренувального процесу при вивченні ції розміщені на стенді. визначених функціональних систем, як при нормаДля забезпечення наочності тренажера і льному їхньому функціонуванні, так і при виникпринципів роботи елементів функціональної сисненні в них відмовлень. У результаті забезпечутеми блок демонстраційних механізмів виконаний ються візуальне відображення пристрою і зв’язків у вигляді активних і пасивних елементів. між елементами досліджуваної функціональної Активні і пасивні елементи блока демонстрасистеми, обмеження інформаційного середовища ційних механізмів можуть бути виконані у вигляді того, якого навчають, елементами керування і конштатних агрегатів і/чи механізмів і/чи деталей і/чи тролю даною функціональною системою і викориїхніх розрізів. стання в процесорному модулі порівняно простих Пасивні елементи блока демонстраційних меапаратних засобів, що, у сукупності, значно підвиханізмів можуть бути виконані у вигляді макетів щує ефективність учбово-тренувального процесу і/або фотопланшетів і/або графічних моделей агпри одночасному зниженні вартості тренажера і регатів і/або механізмів і/або деталей і/або їхніх вартості проведення навчального процесу. розрізів. Сутність корисної моделі пояснюється предДля забезпечення наочності тренажера, принставленими фігурами креслень, де на Фіг.1 предципів роботи і взаємозв’язків елементів функціоставлена принципова блок-схема спеціалізованого нальної системи блок візуалізації виконаний у витренажера функціональних систем; на Фіг.2 гляді елементів функціональної системи і схеми принципова схема блока демонстраційних механівзаємозв’язків між ними, при цьому елементи фунзмів, блока візуалізації, панелі керування функціокціональної системи виконані у вигляді макетів, нальною системою і панелі керування тренажером фотопланшетів і/або графічних моделей агрегатів і їхнє розміщення на стенді. і/або механізмів і/або деталей і/або їхніх розрізів. Спеціалізований тренажер функціональних Для вироблення навичок керування при насистем вертольота складається з блока демонвчанні схема взаємозв’язків між елементами фунстраційних механізмів 1, блока візуалізації 2, блока кціональної системи блока візуалізації може бути імітації акустичних шумів 3, блока узгодження 4, виконана з відображенням зв’язків як при експлуапроцесорного модуля 5, панелі керування функцітації функціональної системи в штатному режимі, ональною системою 6, панелі керування тренажетак і при виникненні відмовлень. ром 7 і блока живлення 8. Схема взаємозв’язків між елементами функціБлок демонстраційних механізмів 1 призначеональної системи блока візуалізації може бути ний для вивчення конструкції визначеної функціовиконана електричною і/або трубопровідною. нальної системи і містить розміщені на стенді 9 Для підвищення рівня автентичності функціоактивні 10 і пасивні 11 елементи, виконані, напринальної системи тренажера в інтерактивному реклад, у вигляді штатних агрегатів 12 і/або механіз 7 14883 8 мів 13 і/або деталей 14 і/або їхніх розрізів 15, що поточного стану моделюючоі функціональної сисутворюють систему. У залежності від можливостей теми; практичної реалізації тренажера і потреб учбово- виробляє керуючі впливи на елементи відотренувального процесу пасивні 11 елементи мображення інформації на панелі керування функціжуть бути виконані у вигляді макетів 16 і/або фоональною системою 6; топланшетів 17 і/або схематичних графічних мо- за допомогою блока узгодження 4 керує блоделей 18. ком демонстраційних механізмів 1 і контролює Блок візуалізації 2 призначений для вивчення положення її активних елементів 10; пристроюфункціональної системи і зв’язків між її - керує блоком візуалізації 2; елементами. Блок візуалізації 2 виконаний у ви- керує блоком імітації акустичних шумів 3; гляді розміщених на стенді 9 елементів функціо- здійснює реєстрацію даних про параметри нальної системи і схеми 19 взаємозв’язків між нистану елементів панелі керування функціональною ми при нормальній експлуатації системи і при системою 6 у процесі виконання учбововиникненні відмовлень. Елементи функціональної тренувальних вправ, зіставлення цих даних з етасистеми виконані, наприклад, у вигляді фотоплалонними і оцінку дій тих, яких навчають, у режимі ншетів 20 і/або графічних моделей 21 штатних самоконтролю, а також збереження зареєстроваагрегатів, механізмів, деталей і/або їхніх розрізів. У них даних для подальшого їхнього аналізу за дозалежності від призначення функціональної сиспомогою спеціалізованої програми графічного теми схема 19 взаємозв’язків може бути виконана аналізу. електричною і/або трубопровідною. Для підвищенПанель керування функціональною системою ня наочності схема 19 чи окремі її частини містить 6 призначена для вивчення комплекту приладів, активні ділянки, виконані з можливістю візуальної устаткування і органів керування даною системою, демонстрації робочих взаємозв’язків між елеменрозташованих на робочому місці пілота, і відпратами, їхнього напрямку, якісних і кількісних парацьовування навичок по її експлуатації. Панель метрів. Активні ділянки виконані, наприклад, зі керування функціональної системи 6 розташована світлодіодів чи інших світловипромінювальних на стенді 9 і містить, наприклад, активні елементи елементів або табло. керування, наприклад, штатні вимикачі, перемикаБлок імітації акустичних шумів 3 містить мочі, кнопки, потенціометри і т.п., і активні елементи дуль 22 імітації акустичних шумів, модуль 23 мовконтролю і відображення інформації, наприклад, ного інформатора і випромінювачі 24 акустичних штатні світлові табло, прилади, індикатори і т.п., шумів і мовних повідомлень. Програмне забезпепри цьому вона може бути виконана як у вигляді чення блока імітації акустичних шумів 3 забезпефрагментів відповідних штатних панелей верточує імітацію і відтворення акустичних шумів, власльота, так і у вигляді набору складових їхніх елетивій визначеній функціональній системі, ментів (не показані). Комплект приладів, устаткунаприклад, при роботі двигунів, устаткування, вання і органів керування виконаний з приладів, а також звуків, що виникають у моменти конструктивними змінами для перетворення мехаразових подій, наприклад, звуку вихідного повітря нічних і електричних сигналів у цифровий формат. при гальмуванні основних коліс, звуків при спраПанель керування функціональною системою 6 цьовуванні різних механічних і електромеханічних взаємозв’язана з процесорним модулем 5. заслінок і кранів, а також мовних повідомлень. Панель керування тренажером 7 призначена Мовні повідомлення можуть відтворюватися, надля включення і відключення тренажера, перевірприклад, на російській та на англійських мовах. ки його працездатності, уведення режимів виникБлок узгодження 4 служить для перетворення ненні відмовлень у функціональній системі, розкеруючих сигналів, що надходять із процесорного ташована на стенді 9 і виконана у вигляді модуля 5 на блок демонстраційних механізмів 1. перемикачів з конструктивними змінами для переБлок узгодження 4 виконаний у вигляді систетворення електричних сигналів у цифровий форми адаптерів: багаторазрядних цифро-аналогових мат (не показані). Панель керування тренажером 7 і аналого-цифрових перетворювачів і каналів дисзв’язана з процесорним модулем 5. кретного входу/виходу. Блок живлення 8 забезпечує електроенергією Процесорний модуль 5 містить модуль 25 сисусі блоки і системи тренажера від мережі 220В, теми об’єктивного контролю і може бути викона50Гц і перетворення її до робочих напруг електриний, наприклад, у вигляді цифрового модельного чних схем по виду і величині електроенергії (поспроцесора з убудованими пристроями для зберетійна чи перемінна напруга, амплітуда і частота ження програми і оперативної пам’яті і тактового струму) у межах, що допускаються, по відхиленгенератора. Процесорний модуль 5 зв’язаний із нях, а також забезпечення аварійного захисту треблоком візуалізації 2 і блоком імітації акустичних нажера і його систем від перенапруги та інших шумів 3 і, через блок узгодження 4, із блоком деаварійних факторів. монстраційних елементів 1. Цифровий модельний Мережне устаткування тренажера забезпечує процесор на підставі закладеної в нього програми побудова локальної мережі ETHERNET, у яку вхореалізує математичні моделі експлуатації функцідять комп’ютери процесорного модуля 5 і блока ональної системи і оцінки дій тих, яких навчають. імітації акустичних шумів 3. У мережне устаткуПроцесорний модуль 5 у реальному масштабі вання входить багатоканальний мережний розгачасу виконує наступні функції: лужувач, який керує потоками інформації, і мереж- приймає інформацію, що надходить з панелі ні кабелі, що через мережні адаптери блока керування тренажером 7; узгодження 4 з’єднують комп’ютери з мережним - відповідно до програми робить розрахунок розгалужувачем. 9 14883 10 Моделююча середовище і панелі керування годження 4 - на активних елементах 10 блока детренажером і функціональною системою забезпемонстраційних механізмів 1. При цьому програмне чують: забезпечення блока імітації акустичних шумів 3 - імітацію роботи визначеної функціональної забезпечує імітацію і відтворення акустичних шусистеми в режимах наземних перевірок, запуску, мів, властивій досліджуваній функціональній сиспольоту, відмовлень, складних і аварійних ситуатемі, наприклад, при роботі двигунів, чи устаткуцій, передбачених посібником з льотної експлуавання приладів, а також звуків, що виникають у тації вертольота; моменти разових подій, наприклад, звуку вихідно- відпрацьовування дій екіпажа в зазначених го повітря при гальмуванні основних коліс, звуків режимах експлуатації функціональної системи; при спрацьовуванні різних механічних і електро- об’єктивну оцінку дій екіпажа при експлуатамеханічних заслінок і кранів, а також мовних повіції функціональної системи в інтерактивному редомлень. жимі самоконтролю і у режимі збереження зареєсУ випадку неправильних дій того, якого натрованих даних для подальшого їхнього аналізу за вчають, в оперативну пам’ять процесорного модудопомогою спеціалізованої програми графічного ля 5 заноситься інформація про допущену помиланалізу. ку, у режимі реального часу керуюча команда Спеціалізований тренажер функціональних передається на модуль мовного інформатора 23, систем дозволяє виконувати наступні учбовопісля чого через випромінювач акустичних шумів і тренувальні задачі при підготовці льотного і інжемовних повідомлень 24 подається звуковий сигнал нерно-технічного складу, що експлуатують вертопро помилку. Після виправлення помилки вправа льоти: продовжується. Інформація про параметри стану - первісне літне навчання; елементів панелі керування функціональною сис- переучування на інший тип вертольота; темою 6 реєструється і накопичується протягом - відновлення кваліфікації після перерви. виконання вправи, по закінченні якого вона може Процес навчання на спеціалізованому тренабути роздрукована за допомогою спеціалізованої жері функціональних систем вертольота здійснюпрограми графічного аналізу. Багаторазово повтоється в такий спосіб. рюючи учбово-тренувальне завдання, той, якого Включення тренажера здійснюється з панелі навчають, прагне виконати його без порушень. керування тренажером 7 переводом вимикача (не Після цього аналогічним образом роблять вивченпоказано) в робоче положення, після цього на цій ня інших режимів експлуатації функціональної сиже панелі іншим вимикачем (не показано) запускастеми відповідно до навчального плану. ється перевірка систем тренажера, наприклад, Практична перевірка спеціалізованого тренаперевірка контрольних індикаторів і світлосигнажера функціональних систем проведена при мольних табло, активних елементів 10 блока демонделюванні роботи наступних систем вертольота страційних механізмів 1 і активних ділянок схеми МІ-8МТВ: паливної, гідравлічної, протипожежної і 19 блока візуалізації 2. протиобледенільної систем, системи обігріву і веПісля перевірки готовності тренажера пристунтиляції, пневматичної системи і шасі, системи пають до учбово-тренувальних вправ. Для цього керування вертольотом. Результати перевірки на панелі керування тренажером 7 за допомогою показали, що пропонований спеціалізований тревідповідного вимикача (не показано) задається нажер функціональних систем підвищує ступінь модель якого-небудь зі штатних режимів експлуаінформаційної подоби систем реальному об’єкту, тації функціональної системи. У процесі виконання забезпечує наочність і послідовність навчального вправи той, якого навчають, на панелі керування процесу, включаючи оцінку дій екіпажа, скорочує функціональною системою 6 увизначеній послідотривалість формування раціональних навичок по вності робить передбачені посібником з експлуакеруванню системою, що в цілому підвищує дидатації дії, чи включаючи виключаючи штатні вимиктичні якості тренажера і, відповідно, ефективність качі, перемикачі, кнопки, потенціометри і т.д., і учбово-тренувального процесу при одночасному контролює роботу системи на штатних світлових зниженні вартості тренажера і вартості проведентабло, по приладах і індикаторам. З панелі керуня навчального процесу в порівнянні з відомим вання функціональною системою 6 керуюча інфоуніверсальним тренажером. У порівнянні з тренармація надходить у процесорний модуль 5, що жером-прототипом тривалість учбовореалізує математичні моделі режиму, що задаєтьтренувальної підготовки по вивченню і відпрацьося, на елементах контролю панелі керування фунвуванню навичок керування функціональними сискціональною системою 6, на блоці візуалізації 2, темами вертольота знижується в середньому на блоці імітації акустичних шумів 3, і через блок уз15-20% при одночасному підвищенні її якості. 11 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 14883 Підписне 12 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601