Математические модели, методы и алгоритмы создания учебно-тренировочных модификаций вертолетов на базе существующих образцов

• Автор: Матвеев, Илья Валерьевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 139 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ СОЗДАНИЯ УЧЕБНОТРЕНИРОВОЧНЫХ ВЕРТОЛЕТОВ.

1.1. Современные и перспективные авиационные учебнотренировочные комплексы

1.2. Алгоритм создания учебнотренировочной модификации вертолета на базе существующего образца

1.3. Выбор вертолета для модернизации в учебнотренировочный вариант применения.

ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ, МЕТОДЫ И АЛГОРИТМЫ ВЫБОРА ЗАКОНОВ УПРАВЛЕНИЯ И СТАБИЛИЗАЦИИ УЧЕБНОТРЕНИРОВОЧНОГО ВЕРТОЛЕТА

2.1. Математические модели движения вертолета

2.2. Формирование закона управления учебнотренировочным вертолетом.

2.3. Выбор значений передаточных коэффициентов законов стабилизации учебнотренировочного вертолета.
2.4. Сглаживание полетной информации воспроизводимого вертолета для формирования законов управления и стабилизации учебнотренировочного вертолета.
ГЛАВА 3. СРЕДСТВА ИМИТАЦИИ УПРАВЛЕНИЯ И ТЕХНИКИ ПИЛОТИРОВАНИЯ УЧЕБНОТРЕНИРОВОЧНОГО ВЕРТОЛЕТА
3.1. Модель цифровой системы управления учебнотренировочного вертолета и разработка структуры ее программного обеспечения.
3.2. Обеспечение необходимой загрузки органов управления учебнотренировочного вертолета
3.3. Обеспечение возможности смены внутрикабинной обстановки учебнотренировочного вертолета
ГЛАВА 4. ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ФОРМИРОВАНИЯ
ЗАКОНОВ УПРАВЛЕНИЯ И СТАБИЛИЗАЦИИ УЧЕБНОТРЕНИРОВОЧНОГО ВЕРТОЛЕТА.
4.1. Формирование закона управления УТВ Ансат для имитации
вертикального подъема и зависания ВВ Ми.
4.2. Выбор значений передаточных коэффициентов законов
стабилизации УТВ Ансат
Заключение
Литература


В третьей главе разработана модель ЦСУ УТВ, а также подход к формированию структуры программного обеспечения ЦСУ УТВ. Предложены направления решения задач обеспечения имитации пилотирования воспроизводимого вертолета (ВВ) на УТВ, таких как обеспечение нагрузок на рычагах управления УТВ подобных нагрузкам, ощущаемых пилотом на рычагах управления ВВ, анализ состава внутрикабинного оборудования ВВ. Четвертая глава работы содержит примеры формирования закона управления УТВ «Ансат», позволяющего имитировать процесс взлета и зависания ВВ Ми-, и выбора значений передаточных коэффициентов законов стабилизации УТВ «Ансат». Здесь также приведены результаты моделирования процессов стабилизации в каналах тангажа и крена с передаточными коэффициентами законов стабилизации УТВ «Ансат», позволяющими имитировать процесс стабилизации полета вертолета Ми-. В Приложении даны исходные данные и результаты моделирования возмущенного движения вертолетов Ми- и «Ансат». Приведены таблицы и графики изменения параметров полета вертолетов Ми- и «Ансат» в процессе их стабилизации в каналах крена и тангажа. ГЛАВА 1. Данная глава посвящена анализу существующих и перспективных авиационных учебно-тренировочных средств, как элементов системы обучения и переобучения навыкам пилотирования ЛА. Сформулирована проблема создания УТВ, проведен ее системный анализ и предложена технология решения при создании учебно-тренировочной модификаций вертолетов на базе существующих образцов вертолетной техники. В настоящее время увеличивается потребность в самолетах и вертолетах нового поколения [1]. Соответственным образом, усложняются этапы и резко возрастает стоимость подготовки и переподготовки современных летчиков технике пилотирования таких самолетов и вертолетов. Существующий процесс подготовки летного состава, включающий в себя изучение теоретических основ конструкции ЛА, пилотирования, практические занятия по изучению конструкции узлов, агрегатов и систем конкретных образцов ЛА и летную подготовку на учебных ЛА является длительным и дорогостоящим процессом [2]. Другим его недостатком является на наш взгляд, отсутствие объективного учета индивидуальных качеств обучаемого и несовершенство анализа получаемых им знаний, навыков и умений. Ликвидации этих недостатков может способствовать широкая информатизация процесса подготовки и переподготовки летчиков с использованием специальных учебно-тренировочных летательных аппаратов (УТЛА) различных видов. В работе [3] предлагается использовать без его четкого определения понятие учебно-тренировочного комплекса с единой информационной средой. АУТК) как сложной человеко-машинной системы, включающей в себя: компьютерные, полунатурные тренажеры и УТЛА, имеющие в своем составе рабочие места обучаемых пилотов и инструкторов, функционирующие в рамках единой информационной среды, имеющие целью сокращение времени и минимизацию затрат в процессе подготовки (переподготовки) к полетам и выполнения требуемых полетных задач на перспективных средствах авиационной техники (АТ). В процессе обучения (переобучения) летчиков предлагается использовать перспективный АУТК, структура которого [3] представлена на рис. На этом рисунке введены следующие обозначения: АРМО -автоматизированное рабочее место обучаемого, АРМИ -автоматизированное рабочее место инструктора, СОК - система объективного контроля. Из рисунка следует наличие в составе АУТК компьютерных классов для первоначальной подготовки пилотов с использованием автоматизированных обучающих систем и программных авиационных симуляторов [4]; процедурных и специализированных (полунатурных) тренажеров. Рассмотрим существующие предпосылки создания АУТК. Автоматизированная обучающая система (АОС) предназначена для теоретической подготовки в интерактивном режиме летного и инженерно-технического персонала для работы на любых типах ЛА. Такая система представляет собой единую функционально взаимосвязанную базу учебных курсов и контролирующих программ, обеспечивающих индивидуальную подготовку каждого обучаемого с учетом его специализации и первоначального уровня подготовки. Рис.