Введение к работе
Актуальность темы. Современный уровень развития аэрокосмической техники предопределяет зкесткие требования к человеку -пилоту. Увеличивается обьеі.ї поступающей информации, растет загруженность летчика. Несмотря на широкое применение автоматики, от пилота требуется умение управлять летательны.! аппаратом (ЛА) і: принимать решения в условиях высокой 'ответственности и в жестких временных рамках, а подчас и в экстремальных ситуациях.
Кроме традиционной формы обучения, практического полета с инструктором, в последнее время интенсивно развивается новое направление - использование имитационных динамических стендов и тренажеров для обучения летчикоз технике пилотирования и управления ЛА, переучивания на другие типы ЛА и для проведения квалификационных экзаменов.
Такой путь обучения и тренировок летного состаза имеет следующие основные достоинства: обучение на тренажере значительно депезле полетов на ЛА, тлеется возможность отрабатывать действия пилота в особых условиях или экстремальных ситуациях, редко встречающихся или трудно создаваемых в реальном полете; большую' роль играет возможность многократно воспроизводить и отрабатывать отдельные элементы полета, минуя при этом другие длительные этапы; на имитационных стендах могло отрабатывать технику пплотирозания ЛА, предназначенных для однократного использования, еле вообще перспективных ЛА. Важнейший фактор - безопасность обучения на тренажере. Ошибка в пилотировании ЛА может привести к катастрофическим последствиям, при "полете" на тренажере эти последствия не наступают.
Использование имитационного динамического стенда как средства обучения или тренировок требует высокого качества его функ-
клонирования. Б противної-,', случае кавыки, сформировавшиеся у пилот могут оказаться неадекватными реальным условиям полета.
3 работе рассматриваются два вопроса, связанные с эксплуатацией стендов, - их тестирование и динамическая имитация полета ЛА
Методика тестирования имитационного стенда в целом пока не разработана. Предприятия-изготовители ограничиваются лить тестированием систем подвижности имитационных стендов, причем око производится вручную и требует значительных затрат времени. Задача тестирования представляется важной, поскольку при этом фактически проверяется исправность узлов и систем управления стенда, определяется степень соответствия стенда паспортным данным и возможное! решения поставленных задач.
Под динамической имитацией полета ЛА понимается имитация перегрузки и угловых ускорений для организма пилота. Задача имитации решается при жестких временных ограничениях на выработку управляющего сигнала и геометрических ограничениях, сужающих динамические возможности стенда.
При тестировании и при динамической имитации полета на стенде с геометрическими ограничениями возможны ситуации, когда стенд выходит на эти ограничения с ненулевой скоростью. Такие ситуации названы ударами. Удары об ограничения нежелательны, поскольку оні нарушают картину имитации полета и могут приводить к аварийным последствия!.:.
Целью -работы является разработка методики тестирования имитационных динамических стендов, а также разработка эффективных зь числительных алгоритмов, используемых при тестировании стенда и при динамической имитации полета.
Научная новизна. 3 работе сформулированы два условия безопас ностп, пекдючаюгше выход на геометрические ограничения с кекулезс
скоростью. Это динамическое условие безопасности, при его нарушении происходит торможение с максимальным возможным замедлением с учетом динамики управляемой механической системы (УЇ.ІС), и комфортное условие безопасности, приводящее к плавным торможениям.
Поставлена задача тестирования имитационного динамического стенда. Разработана методи?:а тестирования систем подвижности динамических стендов с геометрическими ограничениями.
Предложены специальные скоростные вычислительные алгоритмы, предназначенные для использования в реальном времени при тестировании систем подвижности и при имитации полета.
Пиактиче екая ценно сть. Разработанная методика и программа тестирования систем подвижности имитационных динамических стендов позволяет оперативно определять их тактические статические и динамические характеристики, исключая при этом ручной труд, ста программа может использоваться при проведении сертификационных испытаний, для контроля технического состояния стенда в процессе эксплуатации.
Применение комфортного условия безопасности для решения задач динамической имитации полета позволяет улучшить качество имитации, существенно сократив при этом время формирования управляющих сигналов и исключая возможность ударов об ограничения.
Разработанные услозия безопасности могут применяться при управлении другими УІлС с геометрическими ограничениями.
Апробация работы.Основные результаты работы докладывались на XXI Гагарикских чтениях по космонавтике и авиации (Москва,1991), на D". Всесоюзной школе-семинаре по навигации и управлению (Феодосия, Ї990), на семинаре "Имитационное моделирование управляемых движений" з МГУ (руководители: д.ф.-м.н. Б.Б.Александров, доцент П.I.Антонов). Результаты работы реализованы в з/ч 26266; по теме
диссертации опубликованы три работы.
Структура работы. Диссертация состоит из введения, пяты глав, заключения, списка литературы и приложений.