Тренажер пилота

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ . РЕСПУБЛИК

„„SU„„ 0249 а@ G 09 В 9/08.

° ттеыетте.те»т

»»

» ." "-. » е»

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

», »

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ CCCP

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

{21) 3327613/18-24 (22) 07. 08. 81 (46) 23.06.83. Бюл. и 23 (72) А.И.Нефелов, В.СеКоченов, 10.В.Рождественский и Б.Ф.Шумилов

i (53) .681.3.071(088.8} (56} 1. S.À.Áîäíåð и др. Авиационные тренажеры. М., 1978, с.29.:

2. Авторское- свидетельство СССР 791054, кл. G 09 В 9/08, 1.979.

3. Авторское свидетельство, СССР, 393767, кл. G 09 В 9/08, 1971 (прототип). (54)(57) 1. ТРЕНАЖЕР ПИЛОТА, содержащий 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 ь вый, второй и третий вх9ды которого подключены к первому, второму и четвертому выходам вычислителя динамики полета, отличающийся тем что, с целью расаирения дидактических возможностей и повышения точности тренажера, в него введены последовательно включенные первый блок умножения, первый сумматор, второй блок умножения, второй сумматор, вто . рой блок коррекции режимов работы и третий сумматор, выход и второй вход которого соединены .соответственно со входом вычислителя динамики пол та и вторым выходом первого блока коррекции режимов работы, четвертый вход которого подключен ко второму выходу второго сумматора, первый вйход вычислителя динамикй полета соединен с первым входом первого блока умножения и вторым входом первого сум-. матора, а второй выход - со вторыий вх»одами первого и второго бдоков ум" ножения, выход первого блока умнике» ния подключен к третьему входу второго блока умножения, выход первого сумматора соединен со вторым входом второго сумматора-..

»ренажеР по и.1, о т л н н а. л- I щ и и с я тем, что а нем пврвыи блок коррекции режимов .Работы содер» жит последовательно соединенные четеертыр сумматор» парный Фт»ннцнональ- С м ный преобразователь, первый узел инС3 тегрирования, второй функциональный преобразователь и первый узел умно- . жения, второй. вход и выход которого (,", являются четвертым входом и выходом фф блока соответственно, выход второ- фь

ro 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 м а-,р»р ю шийся тем, что в нем второй блок коррекции режимов работы со" держит последовательно соединенные. пяТый сумматор, третий функциональный преобразователь, второй узел интегрирования и второй узел. умно1024967

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 вход которого является .вторым входом блока.

4. Тренажер по п.1, о т л.ич а ю шийся тем, что е нем блоМ, регулирования динамики двигателя содержит четвертый функциональный пре..образователь, последовательно включенные узел возведения а 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, е частности к авиационным тренажерам для обучения управления воздушными транспортными средствами.

Известны тренажеры, в которых.мо" делирующее устройство динамики двигателей служит для выработки сигналоа, характеризующих режим работы двигателя (тяга, частота вращения, температура газов}. Сигналы тяги от модели двигателя подаются в модель динамики 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 лишь приближено для номинального режима.

Он содержит пульт управления с после довательно подсоединенными к нему имитатором статических характеристик и вычислителем динамики полета самолета flJ

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 обороты ротора высокого давления, не являются актуальными и практически аым выходом блока и последовательно соединенные..второй усилитель, пятый узел умножения и третий усилитель, выход которого подключен ко второму входу первого узла деления, выход которого является вторым выходом блока, второй вход пятого узла умно-. жения является первым входом блока,, входы узла возведения в квадрат и четвертого функционального преобразоаателя - вторым входом блока, а вход второго усилителя. и второй вход четвертого узла умножения - тре тьим и четвертым входами блока сооТ ветственно,второй вход третьего узла умножения соединен с выходом четвертого функционального 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 йчного тренажераЮ.

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 выход которого соединен с первым входом первого блока коррекции-режимоа работы, второй и третий входы и пер-

1024967

55 вый выход которого подключены соответственно к первому и второму выходам и первому входу блока 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 четвертому выходам вычислителя динамики полета, введены пос- ледовательно включенные первый. блокумножения, первый сумматор, второй .блок умножения, второй сумматор, второй блок коррекции режимов работы и третий сумматор, выход и второй вход которого соединены соответственно со входом вычислителя динамики полета и вторым выходом первого блока коррекции режимов работы, четвертый вход которого подключен ко второму выходу второго сумматора первый выход вычислителя динамики полета соединен с первым входом первого блока умножения и BTopblN входом первого сумматора, а второй-выход - со вторыми входами первого и второго блоков умножения, выход первого блока умножения подключен к третьему 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 соответственно, выход второго функционального преобразователя является вторым выхо-" дом блока и соединен с первым входом четвертого сумматора, вторые входы четвертого сумматора,, первого и второго функциональных преобразователей являются соответственно, первым, вторым и третьим входами блока. При этом второй блок коррекции режимов работы содержит последовательно соединенные пятый сумматор, третий функциональный преобразователь, вто" рой узеп интегрирования и второй узел умножения, второй вход и выход которого являются первым входом и выходом блока соответственно, выход

4 второго узла интегрирования подключен к первому входу пятого сумматора, второй вход которого является вторым входом блока,.

Кроме того, блок регулирования .динамики двигателя содержит четвертый функциональный преобразователь, последовательно включенные узел возведения в квадрат, первый усилитель

1О третий узел. умножения, четвертый узел умножения, первый узел деления и второй узел деления, выход которого является первым выходом блока, и последовательно соединенные второй усилитель, пятый узел умножения и третий усилитель, выход которого подключен ко второму входу первого узла деления, выход которо го является вторым выходом блока, второй вход пятого узла умножения является первым входом блока, входы узла возведения в квадрат и четвертого функционального преобразователя - вторым входам блока, а вход второго усилителя и второй вход. четвертого узла умножения - третьим и четвертым входами блока соответственно, второй вход третьего узла умножения соединен с выходом четвертого функционально ного преобразователя.

На фиг.1 представлена структура тренажера; на фиг,2 - схема первого блока коррекции режимов работы(бесфорсажных); на фиг.3 - схема второго блока коррекции режимов работы (форсажной камеры); на фиг.4 - схема блока регулирования динамики двигателей; на фиг.5 - схема первого и второго блоков умножения и первого и второ"

4О ro сумматоров.

Тренажер пилота содержит вычислитель 1 динамики полета, пульт 2 оператора, группу приборов индикации для управления пилотажными параметрами, 45 размещенную в блоке 3 индикации, блок

4 регулирования динамики двигателей, первый блок 5 умножения, первый сумматор 6, второй блок 7 умножения, второй сумматор 8, первый блок 9 коррек50 ции режимов работы, второй блок 10 коррекции режимов работы и третий сумматор 11.

Блок 9 содержит последовательно соединенные сумматор t2, функциональный преобразователь 13 с характеристикой типа "управляемое ограничение" узел 14 интегрирования, параметрически управляемый функциональный преобра5 1 зователь 15 с управляемой постоянной времени и узел 16 умножения.

Блок 10 содержит последовательно соединенные сумматор 17, функциональный преобразователь 18 с характеристикой типа "ограничение", узел 19 интегрирования и узел 20 умножения.

Блок 4 содержит последовательно соединенные узел 21 возведения в,квадрат, усилитель 22, узлы умножения 23 и 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 "зона нечувствительности".

Блок 5 содержит восемь множительных узлов 31-38, соединенных между собой и с выходами вычислителя 1 в соответствии со схемой, приведенной на фиг.5.

Блок 6 содержит восемь суммирующих узлов 39-46, саединенных между собой, с выходом вычислителя 1 и с четырьмя выходами блока 5 в соответствии со схемой, приведенной на фиг.5.

024967 б Ф

Блок 7 содержит шесть множительных узлов 47-52, соединенных с выходом вычислителя 1, с. выходами блока 6 и с выходами .блока 5 в соответствии со схемой, приведенной на фиг.5.

Блок 8 содержит два суммирующих узла 53 и 54, соединенных с выходами блока 7 и выходами сумматора 6 в соответствии со схемой приведенной на фиг.5.

Тренажер пилота работает следующим образом.

При перемещении ручки управления двигателей на пульте 2 формируется электрический сигнал, пропорциональный углу отклонения ручки (%py,,), который поступает в схемы моделирова" ния работы турбореактивного двигателя, в бесфорсажном режиме (блок 9) и форсажной камеры (блок 1О) . Результирующий сигнал, пропорциональный тяге турбореактивного двигателя, формируется на выходе сумматора 11 и поступает на вход вычислителя текущие характеристики которого (высота полета, скорость полета, тангаж, крен, курс и т.д.) выводятся на группу приборов индикации блока 3.

Блоки и сумматоры 5,6,7 и 8 осуществляют вычисление высотно-скоростных характеристик турбореактивного двигателя (ТРД) на бесфорсажном режиме полета и форсажной камеры. Такое разделение моделей объясняется различными динамическими и статическими характеристиками элементов турбореактивного двигателя и форсажной камеры. Блок 4 регулирования динамики двигателя осуществляет параметрическую коррекцию динамики бесфор« сажного режима работы турбореактивного двигателя в зависимости от высоты, скорости полета и режима работы ТРД.

Модель ТРД в бесфорсажном режиме представляет собой следящую систему и работает следующим образом. Сигнал пропорциональный Ж Р, поступает на вход динамической следящей системы (блоки 12-15). Преобразователь 13 представляет собой нелинейность типа "управляемое ограничение" и совместно с узлом 14. отображает работу автомата приемистости, обеспечивающего разгон ТРД с необходимым запасом устойчивости компрессора высокого давления ТРД по помпажу. При этом величина уровня ограничения преобразователя 13 определяется величиной приведенного расхода воздуха на вхоЗО де в компрессор высокого давления и режимом работы ТРД, т.е. положением рабочей точки на напорной характерис" тике компрессора высокого давления

ТРД. Управляемое апериодическое звено преобразователя 15 имеет изменяютs щихся масс ТРД. Эта постоянная времени зависит от приведенного расхода воздуха на входе в ТРД и режима его работы вследствие изменения величины вращающегося момента турбин .от- ско40 рости их вращения и расхода воздуха через ТРД. Обратная связь в этой следящей системе заводится с выхода преобразователя 15 на вход сумматора

12. Сигнал на выходе преобразователя

15 представляет собой оезразмерную величину, соответствующую относительной приведенно" тяге ТРД в бесфорсажном режиме.

Схема, моделирующая динамику работы форсажной камеры, также выпол" иена в виде следящей системы. Она работает следующим образом. Сигнал, пропорциональный отклонению 0 р поступает на вход следяшей системы.

Следящая система, содержащая сумматор 17, преобразователь типа "ограничение" 18 и узел интегрирования 19, моделирует работу испо нительнык органов форсажной камеры и практмчес1024967 ки не зависит от режима полета самолета. Сигнал на выходе узла 19 .. представляет собой относительную ве- личину увеличения тяги за счет включения форсажной камеры. .5

Для получения текущей величины добавки тяги ТРД при включении форсажной камеры выходной сигнал с узла

19 поступает на вход узла 20 совмест но с сигналом сумматора 8. Сигнал, соответствующий величине полной тяги форсированного 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 высоты и скорости полета от вычислителя 1. Одним выходом сумматора

8 являются высотно-скоростные характеристики ТРД для максимальной бес- .2S форсажной; тяги, а другим выходомвысотно-скоростные характеристики форсажной камеры на максимальном режиме ее работы.

В случае необходимости порядок ап- gg проксимации может .быть увеличен, что приводит к соответствующему увеличению числа элементов сумматоров 6

8 и блоков 5 и 7, но не изменяет структуры построения схемы (фиг.5) .

Блок 4 формирует сигналы управления величиной ограничения преобразователя 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 13

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет проводить стендовые испытания самолетных систем и тренировку летнего состава во всем диапазоне возможных режимов полета самолета с использованием модели силовой установки, динамические и статические характеристики которой близки к реально су ществующим. Вследствие этого повышается сходимость стендовых и лет ных испытаний, появляется возможность исследовать переходные режимы полета самолета, что ведет к сокращению объема летных испытаний, т.е. экономятся средства и полетное время.

3024967

1024967

l024967

1024967

BHHHllM . Заказ 4403/48 Тираж 488 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4