Тренажер пилота

.8010249 Й КОМИТЕТ СССРРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ГОСУДАРСТВЕНН ПО ДЕЛАМ ИЗО 4 сет к еж ж ЗОБРЕ р т е лс(56) 1, В.А,Боднер и др. Авиационные тренажеры. М., 1978, с,29,.2. Авторское свидетельство СССРМф 791054, кл. 6 09 В 9/08, 19793. Авторское свидетельство, СССР , 8 393767 кл, 6 09 В 9/08, 19 с 71 (прототип).(5 т)(57) 1тРенАжеР пилОтА, содер"жащий пульт оператора, первый выход которого соединен.с первым входом первого блока коррекции режимов ра-. . боты, второй и третий входы и первый выход которого подключены соответствейно к первому и второму выходам и первому входу блока регулирования динамики двигателя, второй, третий . и четвертый входы которого. соеди" нены соответственно с первым, вторым и третьим выходами вычислителя динамики полета, и блок индикации, пер".ьвый, второй и третий входы которого подключены к первому, второму и чет" вертому выходам вычислителя динамики полета, о т л и ч а ю щ и й с я тем что, с целью расаирения дидактичес" ких возможностей и повышения точности тренажера, в него введены последовательно включенные первый блок . умножения, первый сумматор, второй блок умножения, второйсумматор, вто . рой блок коррекции режимов работы и третий сумматор, выход и второй вход которого соединены .соответственно со входом вычислителя динамики полета ивторым выходом первого блока коррекции режимов работы, четвертый входкоторого подключен ко второму выходувторого сумматора, первый вйход вы"числителя динамики полета соединен спервым входом первого блока умножения и вторым входом первого сум"матора, а второй выход - со вторымйвходами первого и второго блоков ум"ножения, выход первого блока умнйнения подключен к третьему входу второго блока умножения, выход первогосумматора соединен со вторым входомвторого сумматорасе2. Тренажер по п.1, о т л н ч а. л-щ и й с я тем, что а нем первыйблок коррекции режимов, работы содер жит последовательно соединенные четеертыр суннатор; переый Фуннцнональ- Сж ный преобразователь, первый узел инЯтегрирования, второй функциональныйпреобразователь и первый узел умно-,1 УФ жения, второй, вход и выход которого (," являются четвертым входом и выходом фф блока соответственно, выход второ- фь го Функционального преобразователя р является вторым выходом блока и соединен с первым входом четвертого сумматора, вторые входы четвертого сумматора, первого и второго функ" циональных преобразователей являются соответственно первым, вторым и третьим входами блока.3. Тренажер по и,1, о т л н ц а- ,аар ю щ и й с я тем, что в нем второй блок коррекции режимов работы со" держит последовательно соединенные. пятый сумматор, третий функциональный преобразователь, второй узел интегрирования и второй узел. умно1021967 5 1 О 15 20 25 30 жения, второй вход и выход которого являются первым входом и выходом блока соответственно, выход второго узла интегрирования подключен к первому входу пятого сумматора второй 8 хОД которогО Я 8 лЯется .8 торым вхо дом блока.4, Тренажер по п,1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что в нем блоМ, регулирования динамики двигателя со" держит четвертый Функциональный пре.,образователь, последовательно включенные узел возведения 8 квадрат, первый усилитель, третий узел умножения, четвертый узел умножения, первый узел деления и второй узел деления, выход которого является пер Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к авиационным тренажерам дляобучения управления воздушными транспортными средствами,Известны тренажеры, в которых.мо"делирующее устройство динамики двигателей служит для выработки сигналов, характеризующих режим работыдвигателя тяга, частота вращения,температура газов). Сигналы тяги отмодели двигателя подаются в модельдинамики полета, сигналы частоты вращения компрессоров - в модель оборудования и на имитаторы приборов.На имитаторы приборов подаются также. сигналы температуры газов, При этом,инерционные свойства турбореактивных двигателей моделируются лишьприближено для номинального режима.Он содержит пульт управления с последовательно подсоединенными к немуимитатором статических характеристик и вычислителем динамики полетасамолета 1,Данный тренажер отличает большая сложность" и практическое отсутствие возможности учесть динамические характеристики силовой установки, также как приемистость и сброс тяги. Кроме того, такие характеристики как температура, выходящих газов и обо" роты ротора высокого давления, не являются актуальными и практически вым выходом блока и последовательносоединенныевторой усилитель, пятыйузел умножения и третий усилитель,выход которого подключен ко второмувходу первого узла деления, выходкоторого является вторым выходом .блока, второй вход пятого узла умно". жения является первым входом блока,входы узла возведения в квадрат ичетвертого Функционального преобразователя " вторым входом блока, а вход второго усилителя. и второйвход четвертого узла умножения - тре тьим и четвертым входами блока соответственно,второй вход третьего узла умножения соединен с выходомчетвертогоФункционального преобразователя. не служат для обучения. навыкам управ пения летнего состава.Известен также тренажер, в котором блок динамики двигателей выполнен, например, в вида следящего привода с Функциональным преобразователем потенциометрического типа 2.Известный тренажер позволяет моделировать динамику, авиационной двигательной установки на определенном заранее заданном режиме полета самолета, недостатком такого тренажера является отсутствие возможности исследователь поведение самолета в переходных режимах - взлет, набор высоты, снижение и посадка, в которых достаточно быстро изменяются режимы полета самолета. В данной модели не учитывается зависимость динамики авиационной двигательной установки от режима ее работы, что также значительно сужает диапазон применения указ йзного тренажера%.Целью изобретения является расширение дидактических возможностей и повышение точности тренажера, повышающее сходимость результатов стендовых и летных испытаний. Поставленная цель достигается тем, что тренажер пилота, содержащий пульт оператора, первый выходкоторого соединен с первым входомпервого блока коррекции режимов работы, второй и третий входы и пер1024967 55 вый выход которого подключены соответственно к первому и второму выходам и первому входублока регулирования динамики двигателя, второй,третий и четвертый входы которогосоединены соответственно с первым,вторым и третьим выходами вычислителя динамики полета, и блок индикации, первый, второй и третий входы которого подключены к первому,второму и цетвертому выходам вычислителя динамики полета, введены пос-ледовательно включенные первый. блок .умножения, первый сумматор, второй.блок умножения, второй сумматор,второй блок коррекции режимов работыи третий сумматор, выход и второйвход которого соединены соответственно со входом вычислителя динамики полета и вторым выходом первого блока коррекции режимов работы,четвертый вход которого подключенко второму выходу второго сумматорапервый выход вычислителя динамикиполета соединен с первым входом первого блока умножения и вторым входомпервого сумматора, а второй-выход - . со вторыми входами первого и второго блоков умножения, выход первого блока умножения подключен ктретьему входу второго блока умножения, выход первого сумматора соединен со вторым входом второго сумматора.Причем первый блок коррекции ре-:жимов работы содержит последовательно соединенные четвертый сумматор,первый функциональный преобразователь первый узел интегрирования, второй функциональный преобразователь и первый. узел умножения, второй вход и выход которого являются четвертым входом и выходом блока соответствен но, выход второго функциональногопреобразователя является вторым выхо-дом блока и соединен с первым входомчетвертого сумматора, вторые входычетвертого сумматора первого и второго функциональных преобразователейявляются соответственно, первым, вторым и третьим входами блока. Приэтом второй блок коррекции режимовработы содержит последовательно соединенные пятый сумматор, третийфункциональный преобразователь, вто"рой узеп интегрирования и второй узелумножения, второй вход и выход которого являются первым входом и выходом блока соответственно, выход 4второго узла интегрирования подключенк первому входу пятого сумматора,второй вход которого является вторым входом блока,.Кроме того, блок регулирования.динамики двигателя содержит четвертый функциональный преобразователь,последовательно включенные узелвозведения в квадрат, первый усилитель 10третий узел. умножения, четвертыйузел умножения, первый узел деления и второй узел деления, выход которого является первым выходом блока, и последовательно соединенные 15второй усилитель, пятый узел умножения и третий усилитель, выход которого подключен ко второму входупервого узла деления, выход которого является вторым выходом блока, вто.20 рой вход пятого узла умножения является первым входом блока, входы узлавозведения в квадрат и цетвертогофункционального преобразователя - вторым входам блока, а вход второго усилителя и второй вход четвертого узлаумножения - третьим и четвертым входами блока соответственно, второйвход третьего узла умножения соединен с выходом четвертого функциональ-.30 ного преобразователя.На фиг.1 представлена структуратренажера; на фиг,2 - схема первогоблока коррекции режимов работы(бесфорсажных); на фиг.3 - схема второгоблока коррекции режимов работы (форсажной камеры); на фиг.4 - схема блока регулирования динамики двигателей;на фиг.5 - схема первого и второгоблоков умножения и первого и второ" 40 го сумматоровТренажер пилота содержит вычисли-тель 1 динамики полета, пульт 2 оператора, группу приборов индикации дляуправления пилотажными параметрами, 45 размещенную в блоке 3 индикации, блокрегулирования динамики двигателей,первый блок 5 умножения, первый сумматор 6, второй блок 7 умножения, второй сумматор 8, первый блок 9 коррекции режимов работы, второй блок 10коррекции режимов работы и третийсумматор 11. Блок 9 содержит последовательно соединенные сумматор 12, функциональный преобразователь 13 с характеристикой типа "управляемое ограничение" узел 14 интегрирования, параметрицески управляемый функциональный преобра5 1зователь 15 с управляемой постояннойвремени и узел 16 умножения.Блок 10 содержит последовательносоединенные сумматор 17, функциональный преобразователь 18 с характеристикой типа "ограничение", узел 19 интегрирования и узел 20 умножения.Блок 4 содержит последовательносоединенные узел 21 возведения в,квадрат, усилитель 22, узлы умножения 23и 24 и узлы деления 25 и 26, последовательно соединенные усилитель 27,узел 28 умножения .и усилитель 29,а также Функциональный преобразователь 30 с характеристикой типа "зонанечувствительности",Блок 5 содержит восемь множительных узлов 31-38, соединенных междусобой и с выходами вычислителя 1 в со.ответствии со схемой, приведеннойна фиг.5.Блок 6 содержит восемь суммирующих узлов 39-46, саединенных междусобой, с выходом вычислителя 1 и счетырьмя выходами блока 5 в соответствии со схемой, приведенной наФиг.5. 024967 б Ф Блок 7 содержит шест множительных узлов 47-52, соединенных с выходом вычислителя 1, с. выходами блока 6 и с выходами .блока 5 в соответствии со схемой, приведенной наФиг.5.Блок 8 содержит два суммирующихузла 53 и 54, соединенных с выходамиблока 7 и выходами сумматора 6 в соответствии со схемой приведенной нафиг.5.Тренажер пилота работает следующим образом,При перемещении ручки управлениядвигателей на пульте 2 Формируетсяэлектрический сигнал, пропорциональный углу отклонения ручки (Орд,),который поступает в схемы моделирова"ния работы турбореактивного двигателя, в бесфорсажном режиме (блок 9)и форсажной камеры (блок 1 О) . Результирующий сигнал, пропорциональный тяге турбореактивного двигателя,Формируется на выходе сумматора 11и поступает на вход вычислителятекущие характеристики которого (высота полета, скорость полета, тангаж,крен, курс и т,д.) выводятся нагруппу приборов индикации блока 3,Блоки и сумматоры 5,6,7 и 8 осуществляют вычисление высотно-скорост"ных характеристик турбореактивного двигателя (ТРД) на бесфорсажном режиме полета и форсажной камеры. Такое разделение моделей объясняетсяразличными динамическими и статическими характеристиками элементов турбореактивного двигателя и форсажнойкамеры. Блок 4 регулирования динамики двигателя осуществляет параметрическую коррекцию динамики бесфорсажного режима работы турбореактивного двигателя в зависимости от высоты, скорости полета и режима работы ТРД.Модель ТРД в бесфорсажном режимепредставляет собой следящую системуи работает следующим образом. Сигналпропорциональный Ж Р, поступает навход динамической следящей системыблоки 12-15). Преобразователь 13представляет собой нелинейность типа "управляемое ограничение" и совместно с узлом 14, отображает работуавтомата приемистости, обеспечивающего разгон ТРД с необходимым запасомустойчивости компрессора высокогодавления ТРД по помпажу, При этом величина уровня ограничения преобразователя 13 определяется величинойприведенного расхода воздуха на входе в компрессор высокого давления ирежимом работы ТРД, т.е. положениемрабочей точки на напорной характерис"тике компрессора высокого давленияТРД. Управляемое апериодическое звено преобразователя 15 имеет изменяюз 5 щихся масс ТРД. Эта постоянная времени зависит от приведенного расходавоздуха на входе в ТРД и режима егоработы вследствие изменения величинывращающегося момента турбин .от ско рости их вращения и расхода воздухачерез ТРД. Обратная связь в этой следящей системе заводится с выхода преобразователя 15 на вход сумматора12, Сигнал на выходе преобразователя 45 15 представляет собой оезразмернуювеличину, соответствующую относитель"ной приведенной тяге ТРД в бесфорсажном режиме.Схема, моделирующая динамику работы Форсажной камеры, также выпол"иена в виде следящей системы. Онаработает следующим образом, Сигнал,пропорциональный отклонению Оп поступает на вход следящей системы,Следящая система, содержащая сумматор 17, преобразователь типа "ограничение" 18 и узел интегрирования 19,моделирует работу испонительнык органов форсажной камеры и практмчески не зависит от режима полета са"молета, Сигнал на выходе узла 19 .,представляет собой относительную ве-личину увеличения тяги эа счет включения форсажной камеры,,5Для получения текущей величины добавки тяги ТРД при включении форсажной камеры выходной сигнал с узла19 поступает на вход узла 20 совместно с сигналом сумматора 8. Сигнал,соответствующий величине полной тягифорсированного ТРД, снимается с сум"матора 11 и поступает на вход вычислителя динамики полета.Схема вычисления высотно-скоростных характеристик ТРД (фиг.5) представляет собой последовательно включенные блоки 5,6,7 и 8. В качестве исходной информации 20 блоки получают текущие значения вы" соты и скорости полета от вычислителя 1. Одним выходом сумматора 8 являются высотно-Скоростные характеристики ТРД для максимальной бес- .25 форсажной; тяги, а другим выходом " высотно"скоростные характеристики форсажной камеры на максимальном режиме ее работы.В случае необходимости порядок ап- зо проксимации может .быть увеличен, что приводит к соответствующему увеличению числа элементов сумматоров б 8 и блоков 5 и 7, но не изменяет структуры построения схемы (фиг.5),Блок 4 формирует сигналы управления величиной ограничения преобра" зователя 13 фиг.4 ) и постоянной времени управляемого апериодического звена преобразователя 15 в зависимости. от текущих значений высоты и скорости полета (числа М полета ) и режима работы ТРД (относительной бесфорсажной тяги). В результате математических операций, реализуемых узлами 24, 25 и 26, согласно уравнению (УШ) формируются величины постоянной времени вращающихся. масс ТРД и коэффициента передачи нелинейного элемента в преобразователе 13Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет проводить стендовые испытания самолетных систем и тренировку летнего состава во всем диапазоне возможных режимов полета самолета с использо" ванием модели силовой установки, динамические и статические характеристики которой близки к реально существующим. Вследствие этого повышается сходимость стендовых и летных испытаний, появляется возможность исследовать переходные режимы полета самолета, что ведет к сокращению объема летных испытаний, т,е, экономятся средства и полетное время.лиал ППП "Патент", г. Ужгород ВНИ Заказ 102 И 967