Навигационный астрономический тренажер

 

Изобретение относится к обучающим устройствам, в частности к морским навигационным тренажерам для судоводителей. Целью изобретения является обеспечение возможности обучения навыкам мореходной астрономии. Навигационный астрономический тренажер дополнительно содержит участок экрана, разделенный горизонтальной линией, ниже и выше которой окраска экрана имеет разную яркость, имитатор небесного светила 3, представляющий собой направленный источник света, образующий на экране световое пятно, блок движения 5, связанный с пультом управления 6, обеспечивающий движение по экрану светового пятна, и пост наблюдателя 4, расположенный на фиксированном расстоянии от экрана. 2 ил.

Изобретение относится к обучающим устройствам, а более конкретно к морским навигационным тренажерам для судоводителей.

Известны различные морские навигационные тренажеры [1] позволяющие в учебных условиях интенсивно отрабатывать определенные навигационные навыки.

Наиболее близким к изобретению по своей технической сущности является тренажер для морской тактической навигации [2] включающий экран, пульт управления и электронно-вычислительную машину.

Однако указанный тренажер не обеспечивает обучение навыкам мореходной астрономии.

Цель изобретения обеспечение возможности обучения навыкам мореходной астрономии.

Цель достигается тем, что известный тренажер, включающий экран, пульт управления и электронно-вычислительную машину, дополнительно содержит имитатор небесного светила с блоком его движения и пульт наблюдателя.

При больших размерах учебного помещения экран может иметь сферическую форму. В малых помещениях экран имеет плоскую форму, например, может быть выполнен прямо на стене. Как вариант экран может иметь вид звездного неба.

Линию видимого горизонта выполняют в нижней части экрана, окрашивая его красками разной яркости, при этом разделяющую окраску линию выполняют строго горизонтально.

Имитатор небесного светила представляет собой направленный источник света, например лазерный, излучающий световой пучок, который образует на экране точечное световое пятно при имитации звезды, а при имитации солнца круглое световое пятно диаметром 32 угловые минуты при измерении с пульта наблюдателя, что соответствует видимому диаметру Солнца при его астрономических наблюдениях.

Блок движения небесного светила, связанный с пультом управления, перемещает, например, при помощи двух микроэлектромоторов, источник света по вертикальной и горизонтальной осям и тем самым обеспечивает движение по экрану светового пятна, при этом относительно линии видимого горизонта световое пятно может подниматься или опускаться и одновременно смешаться влево или вправо, имитируя тем самым движение небесного светила по небосклону.

Пульт управления связан с блоком движения и с электронно-вычислительной машиной. С пульта инструктор задает режим движения светового пятна по экрану.

Пульт наблюдателя располагают на фиксированном расстоянии от экрана, так как при изменении этого расстояния измеряемые угла заметно изменяются, что отрицательно сказывается на результатах работы. Конкретно расстояние зависит от размеров помещения, при этом погрешности в работе уменьшаются при увеличении расстояния и соответственном увеличении высоты экрана.

Имитатор небесного светила с блоком его движения располагают так, чтобы они не мешали наблюдателю видеть экран. Пульт управления и электронно-вычислительную машину располагают произвольно, возможно и в соседних помещениях.

На приведенных чертежах изображен плоский экран с линией видимого горизонта: вид спереди (фиг. 1) и схематический план всего тренажера, вид сверху (фиг. 2).

Плоский экран 1 располагают на стене помещения и окрашивают в темный цвет предрассветного неба, располагая на нем белые точечные изображения звезд. Внизу экрана проводят горизонтальную линию 2, ниже которой пространство окрашивают в более темный цвет, и таким образом низ экрана имитирует видимый горизонт.

Имитатор небесного светила 3, представляющий собой направленный источник света, например лазерный, располагают у противоположной стены помещения выше или сбоку от пульта наблюдателя 4.

Источник света излучает световой пучок, который образует на экране 1 точечное световое пятно.

Блок движения 5 связан с пультом управления 6, который, в свою очередь, связан с электронно-вычислительной машиной 7, при этом последние могут быть расположены произвольно, в том числе и в ином помещении. В память электронно-вычислительной машины 7 заложены необходимые данные о навигационных звездах и обучающие программы.

Блок движения 5 выполнен с возможностью перемещения, например при помощи двух микроэлектромоторов, источника свтета по вертикальной и горизонтальной осям, что обеспечивает движение по экрану светового пятна для имитации движения небесного светила по небосклону.

Тренажер работает следующим образом.

Инструктор через пульт управления 6 включает тренажер и задает блоку движения 5 параметры перемещения имитатора небесного светила 3, а именно угол наклона траектории и скорость движения по траектории. Эти данные автоматически поступают в электронно-вычислительную машину 7.

Обучаемый становится на пульт наблюдателя 4 и секстаном производит серию измерений равномерно изменяющихся во времени вертикальных углов между линией видимого горизонта 2 и движущимся световым пятном. Эти углы называются высотой светила. При этом второй обучаемый помогает первому и фиксирует по секундомеру моменты измерений.

Затем обучаемый переходит к электронно-вычислительной машине и работает с ней в диалоговом режиме, а в это время другой обучаемый становится на пульт наблюдателя 4 и производит измерения, при этом инструктор может изменить параметры перемещения имитатора небесного светила 3.

Измерение высот солнца производят аналогичным образом, но перед этим изменяют диаметр светового пучка.

Как вариант возможно выполнение экрана белым и проецирование на него изображения видимого горизонта и предрассветного неба со звездами.

Как вариант последнего возможно выполнение экрана полупрозрачным и проецирование на него видимого горизонта, неба и движущегося светового пятна с обратной стороны экрана.

Возможно размещение имитатора небесного светила вплотную к плоскости экрана. При этом имитатор светила размещают на штанге с возможностью перемещения по ней, а штангу выполняют с возможностью перемещения в плоскости экрана.

Предлагаемый тренажер позволяет решать задачи мореходной астрономии: отрабатывать навыки измерения навигационным секстаном изменяющихся во времени высот светил; качественно оценивать серии измерений и отбрасывать непригодные измерения; отрабатывать навыки выполнения полного цикла работы по получению обсервованных координат судна по наблюдениям небесных светил, при этом координаты могут быть в любой точке Земного шара, а светила предварительно подбирают по звездному глобусу; производить при помощи электронно-вычислительной машины самоконтроль всего процесса измерений и вычислений; получить на электронно-вычислительной машине итоговую оценку.

Решение перечисленных задач обеспечено комплектом программ для электронно-вычислительной машины, разработанным на кафедре судовождения Дальрыбвтуза, на которой предлагаемый тренажер изготовлен и работает.

Испытания тренажера показали его надежность, резко повышенную заинтересованность обучаемых курсантов в изучении мореходной астрономии, повышение уровня знаний и умений, хорошую отработку навигационных навыков.

Формула изобретения

Навигационный астрономический тренажер, содержащий экран, пульт управления и взаимосвязанную с ним электронно-вычислительную машину, отличающийся тем, что он снабжен имитатором небесного светила с блоком его движения и пультом наблюдателя, а экран разделен на две части горизонтальной линией, ниже и выше которой окраска экрана имеет разную яркость, причем блок движения небесного светила выполнен в виде двух микроэлектромоторов, на валу каждого из них закреплена зубчатая шестерня, причем первый микроэлектромотор установлен на поворотной площадке, которая установлена на шарнире с возможностью поворота в горизонтальной плоскости, при этом шарнир установлен на неподвижной площадке, на которой размещен второй микроэлектромотор, зубчатая шестерня которого связана с зубчатой рейкой, прикрепленной к поворотной площадке, а зубчатая шестерня, установленная на валу первого микроэлектромотора, связана с зубчатой рейкой, прикрепленной к имитатору небесного светила, установленного на шарнире с возможностью поворота имитатора в вертикальной плоскости, причем шарнир прикреплен к поворотной площадке, а пульт управления соединен с микроэлектромоторами блока движения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2