Тренажер экипажа швертбота типа "шлюп

 

ОП ИСАНИНА

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()995fI0

Союз Советских

Социалистическими

Pecnyáëèê (61) Дополнительное к ает. свид-ву(22) За Явлено 04. 01 . 80 (21 ) 2865542/28-) 2 с присоединением заявки J%(23) Приорнтет— (5! }М. Кл .

G 09 В 9/06

Гееударатвшшыа квм»тет

СССР. (53} УДК 685.6 (088. 8) пе деаам»авбрете»»» и открыт»й

Опубликовано 07, 02. 83.. Бюллетень JO 5

Дата опубликования описания 0>.02.83

А.С.Розин, И.В.Кольцов и H.E.ÐîçèHà е

Х

Куибышевский инженерно-строительный институт..мй,А.И.Микояна (?2) Авторы изобретения (?1) Заявитель (54) ТРЕНАЖЕР ЭКИПАЖА ШВЕРТБОТА ТИПА ШЛЮП

Изобретение относится к автоматизированным тренировочным комплексам для обучения и тренировки яхтсменов при управлении швертботом.

Известен тренажер экипажа швертбота типа шлюп, содержащий корпус швертбота, бегучий такелаж, гик, руль, два соленоида с сердечниками и гибкими тягами, направляющую с вентилятором: и механизмом его перемещения, датчик натяжения гика шкотов бегучего такелажа, датчик угла поворота гика, датчик перемещения шверта корпуса, датчик угла поворота руля и схему управления, состоящую из блока определения угла и, силы имитируемого ветра, устройства оценки тягового усилия грота, световых индикаторов "Норма", "Расстравлен", "Перебран", устройства определенияциркуляции швертбота,блокаопределения 2о крепящего момента и пульта управления силой и направлением ветра Г1 3 .

Однако такой тренажер не может обес" печить качественной и эффективной со

2 вместной тренировки экипажа швертбота

t включающего матроса и рулевого, так как известный тренажер предназначен для швертботов-одиночек.

Цель изобретения — повышение эффек» ,. тивности совместной тренировки экипажа швертбота путем имитации динамики реаль ных нагрузок и ветра.

Поставленная цель достигается тем, что тренажер экипажа швертбота типа шлюп содержащий корпус швертбота, бегучий такелаж, гик, руль, два соленоида с сердечниками и гибкими тягами, направляющую с вентилятором и механизмом его перемещения, датчик натяжения гика »котов бегучего такелажа, датчик угла поворота гика, датчик перемещения шверта корпуса, датчик угла поворота руля и схему управления, состоящую из блока определения. угла и силы имитируемого ветра, устройства оценки тягового усилия грота, световых индикаторов "Норма", "Расстравлен", "Перебран", устройства определения циркуляции швертбота, бло3 995110 4 ка определения крепящего момента и пуль- гучий такелаж и трапецию (не показа1 е та управления силой и направлением вет- ны), датчик 2 натяжения гика-шкотов ра, содержит подвесы, шарнирно установ- бегучего такелажа, датчик 3 угла поленную на них платформу, на которой раз- ворота гика, три датчика 4-6 переме.мещен корпус швертбота, дополнительные 5 щения соответственно шкота шкотового соленоиды с гибкими тягами, установлен- угла грота, оттяжки галсового угла .ные спереди и сзади корпуса шверт- грота, оттяжки передней шкаторины бота, сердечники которых связаны грота, датчик 7 угла поворота руля, гибкими тягами с платформой, имитатор датчик 8 перемещения шверта корпуса, стакселя, имитатор усилия на гика-шко-,1о два шарнирных подвеса 9 и 10, два сотах.,датчик продольногои поперечного леноида 11 и 12 поперечного крена с крена, датчик натяжения передней шкато- тягивающимися сердечниками 13. и 14, рины стакселя, датчик перемещения кип, гибкими тягами 15 и 16, вентилятор стаксель-шкотов,-датчик натяжения 17 с механизмом 18 его перемещения, стаксель-шкотов, датчик угла поворо- 15 схему 19 управления, регистрации и та имитатора стакселя, дополнительную, индикации, состоящую из пульта 20 схему управления, входы которой управления силой и направлением ветсвязаны с соответствукицими дат- Рат блока 21 определения угла"и силы чиками, а выходы связаны соответст- : имитируемого ветра, устройства 22 венно с рулем швербота, обмотками до- gp оценки тягового усилия гоота, светополнительных соленоидов, имитатором вых индикаторов 23-25 соответственно стакселя и схемой..управления, выходы "Норма", "Растравлен", "Перебран", блока определения угла и силы имити- устройства 26 определения циркуляции руемого ветра которой подключены к швертбота, блока 27 определения кренявходу дополнительной схемы управления 25 щего момента, а также состоит из плати имитатору усилий: на гика-шкотах. формы 28, шарнирных подвесов 29 и 30, Дополнительная схема управления соленоидов 31 и 32 продольного крена, содержит имитатор. проводящего момен- установленных спереди и сзади корпуса та. имитатор продольной и поперечной 1, .с втягивающимися сердечниками 33 устойчивости и устройство оценки тя- зр "-.34 и гибкими тягами 35 и 36,датчика гового усилия стакселя, входы которо- 37 продольного и поперечного крена, ro связаны с датчиком натяжения перед- имитатора 38 усилий на гика-шкотах, ней шкаторины, стакселя, датчиком пе- имитатора 39 стакселя, датчика 40 наремещения кип, стаксель-шкотов, дат- тяжения передней шкаторины стакселя, чиком. натяжения стаксель-шкотов, дат- датчика 41 перемещения кип стаксельчжком угла поворота имитатора стаксе- шкотов, датчика 42 натяжения стаксельля, блоком определения угла крена и шкотов, датчика 43 угла поворота имиблоком определения силы имитируемого татора стакселя и схемы 44 управления ветра, выход которого и выходы уст- и индикации, включающей имитатор 45 ройства оценки тягового усилия грота 4О продольной и поперечной устойчивости. и датчика продольного и поперечного устройствд 46 оценки тягового усилия крена подключены к кинематически свя- стакселя, имитатор 47 приводящего мо. занному с рулем щвертбота имитатору .мента. приводящего момента, выход которого соединен с устройством определения

Подвесы 9 и 10 с шарнирно закрепциркуляции швертбота и с ; блоком оп- ленным . в них корпусом 1 швертбота, ределения крепящего момента, имитатор с килем которого гибкими тягами 15 и усилия на гика-шкотах связан с блоком 16 связаны сердечники 13 и 14 соленоиопределения угла и силы имитируемого дов 11 и 12, размещены вместе с этими ветра, причем датчик продольного и, соленоидами на платформе 28, установпоперечного крена подключен к имита- леннон шарнирно на подвесах 29 и 30, . 50 тору продольной и поперечной устойчи- расположенных в поперечной плоскости вости, выходы которого связаны с об- корпуса 1, проходящей через центр пламотками дополнительных соленоидов.. вучести швертбота. Платформа 28 спеНа фиг.l показана схема установки реди и сзади корпуса 1 швертбота свя-.: корпуса швертбота; на фиг.2 - функ- зана гибкими тягами 35 и 36 с сердеч55 циональная схема тренажера. никами 33 и 34 соленоидов 31 и 32, коТренажер экипажа швертбота типа -торые закреплены на неподвижных осношлюп содержит корпус 1 швертбота, бе- ваниях. На направляющей (не показана), 0 б датчиком 43 угла . поворота имитатора стакселя. Датчик 37 продольного и поперечного крена также подключен к имитатору 45 продольной и поперечной устойчивости, выходы которого связы" ваются с обмотками соленоидов 31, 32 . и 11, 12 продольного и поперечного крена.

Система замыкается через обучаемый экипаж, который управляет тренажером с помощью бегучего такелажа, шверта. корпуса, гика, имитатора стакселя и руля и откренивающего корпус швертбота своим весом.

Тренажер работает следующим образом.

В устройство 22 оценки тягового усилия грота исходно заносится значение оптимального угла поворота гика, как функции курса яхты относительно ветра, типа швертбота, мачты, формы грота и силы ветра. На логических выходах устройства 22 происходит сравнение оптимального угла поворота гика с реальным и в результате высвечиваются соответственно индикаторы 23-25

"Норма", "Растравлен",, "Перебран", а на аналоговом выходе устройства 22 формируются сигналы, зависящие от конкретных исходных аэродинамических свойств грота, реального и оптималь ного углов поворота гика, параметров датчиков перемещения и натяжения беryuet-o такелажа грота и гика и пропорциональные кренящему моменту и тяге, передаваемым на швертбот гротом в случае прямолинейного движения. В устройство 46 оценки тягового усилия стакселя исходно заносится значение оптимального угла поворота прямой лин .и, соединяющей галсовый и шкотовый углы стакселя, как функции курса относительно ветра, типа швертбота, формы стакселя и силы ветра, а на выходе устройства 46 Формируются сигналы,определяемые конкретными исходными аэродинамическими свойствами стакселя, оптимальным углом поворота указанной прямой линии и реальным углом . поворота имитатора стакселя, параметрами датчиков перемещения и натяжения бегучего такелажа стакселя и кип стаксель-шкотов и пропорциональные кренящему моменту и тяге, передаваемым на швертбот стакселем в случае прямолинейного движения. Имитатор 47 приводящего момента формирует эЛектричвский сигнал, пропорциональный величине приводящего момента, образующегося

5 99511 установленной в горизонтальной плоскости вокруг корпуса 1, размещен вен-тилятор 17 с механизмом 18 его перемещения. Пульт.: 20 управления силой и направлением ветра соединен электри- чески с вентилятором 17 и механизмом

18 его перемещения, к которому также подсоединены выходй блока 21 определения угла и силы имитируемого ветра и устройства 26 определения циркуля- >4 ции швертбота. Датчик 2 натяжения гика-шкотов бегучего такелажа, датчик

3 угла поворота гика,:датчики 4-6 перемещения шкота шкотового угла грота, оттяжки галсового угла грота, оттяжки 1 передней шкаторины грота и блок,23 определения угла и силы имитируемого ветра соответственно подключены к входам устройства 22 оценки тягового усилия грота, к логическим выходам которо- Зв го подсоединены световые индикаторы

23-25 "Норма", "Растравлен", "Перебран". Аналоговый выход устройства 22, датчик 7 угла поворота руля, блок 21 определения угла и силы имитируемого ветра, выходы имитатора 47 приводящего момента и устройства 46 оценки тягового усилия стакселя, соответственно соединены с входами устройства 26 определения циркуляции швертбота, дат- 30 чик 8 перемещения шверта корпуса, аналоговый выход устройства 22, блок

21, выходы устройства 46 оценки тягового усилия стакселя и имитатора 47 приводящего момента соответственно под- ц ключены к входам блока 27 определения крутящего момента, выходы которого соединены с обмотками соленоидов 11 и 12. Датчик 40 натяжения передней шкаторины стакселя., датчик 41 пере- -- 4e мещения .кип стакселя-шкотов, датчик

42 натяжения стаксель-шкотов, датчик

43 угла поворота имитатора стакселя и олок 21 определения угла и силы имитируемого ветра связаны с входами 4Э ,устройства 46 оценки тягового усилия стакселя, выход которого через аналоговый выход устройства 22 оценки тя.гового усилия грота и датчик 37 продольного и поперечного крена подсоединены к входам имитатора 47 приводящего момента, выход которого кинематически связан с рулем швертбота. лок 21 определения угла и силы имитируемого ветра и выход устройства

5$

46 оценки тягового усилия стакселя также подключены к имитатору стакселя, который. кинематически связан с датчиком 42 натяжения стаксель-шкотов и-7 994 1 1 под действием сил тяГи Гроlа и ста :," селя и зависящеГо от УГла попепеч о| о

ii рена шве ртбота, и I lexBHi I lee l< -", Йие, передаваемое IIB руль,- на 3. мое для удержания шве ртбо ГB (- р „. и зависящее от угла его закла ij(il lj величины приводящего момента:

Ветровой поток, имитируемый вентилятором. t7 воспринимается обучаемым экипажем швертбота и воздействует на блок 21 определения угла и силы ими= тируемого ветра, который формирует на выходе блока 27 определения кренящего момента такой электрический ток, ко= тооый будучи подключен напрямую к со- леноиду поперечного крена без уче сигнапов на других входах блока 27, создаст кренящий момент, максимально возможный для данных угла и силы ветра при полностью выбранных гика-шкотах @ и стаксель-шкотах, гике, расположенном в диаметральной плоскости швертбота, . кипах стаксель-шкотов, сдвинутых максимально вперед, и максимально.выпущенном шверте. Имитатор 38 усилия на гика-шкотах и имитатор 39 стакселя преобразуют изменения силы и направления имитируемого ветра в изменение усилий на гика"шкотах и стаксель-шкотах. 36 .1

Управляя рулем швертбота, рулевой воздействует на датчик 7 угла поворо-.à руля, при этом в устройстве 26 определения циркуляции швертбота моде35 лируется траектория движения швертбота относительно ветра, причем скорость циркуляции приведения или увеличения определяется сигналом устройства 22 оценки тягового усилия грота, устройства 46 оценки тягового усилия стакселя, имитатора 47 приводящего момента и блока 21 определения угла и силы имитируемого ветра. Выходной .сигнал устройства 26 определения цир45 куляции швертбота через механизм 18 перемещения вентилятора воздействует на вентилятор 17, перемещая elo no направляющей, имитируя тем самым динамику движения вращения швертбота относительно ветра. Сигнал датчика 8 перемацения шверта, выходные сигналы устройства 22 оценки тягового усилия грота, устройства 26 определения циркуляции швертбота, устройства 46 оценЯ ки тягового усилия стакселя, имитатора 47 приводящего момента модулируют в блоке 27 определения кренящего момента ток обмотки соленоида поперечО 8 .;рен „ имитируя тем самым дина<ренящ-:.Го момента в зависимости

:.- ..:-:Ин.-. кренящих моментов грота и

;: зависимости от направ,;; †.::-я : -:.,BI òáàTB относительно ветра. и..", та 20 управления силой и направлением ветра задаются flNGo сиГналы, пропорциональные постоянно-дискрет ым возмуще ия, силы и направления в.: — тра., либо с- нтезируется непрерывный

c;:;ãHBë, имеющий случайный характер, близкий к реальным ветровым условиям„ при этом по этим законам меняется скорость вращения лопастей и перемещение вентилятора 17 по направляющей. !

4."-; :=:.тор 45 продольной и поперечI-I0I „: =, ê - ивости формирует сигналы, преп. :.:циональные моментам статистической поперечной Il продольной устойчи.=:ости которые необходимы для обу,-IBevioIx спротсменов в швертботе, Для тренировки управления швертботом на галсе экипаж, выставив регулировками грота и стакселя необходимую аэродинамическую геометрию грота и стакселя, добирает гика-шкоты и стаксель-шкоты, проверяя правильность своих действий по световым индикаторам и имитатору стакселя и откренивает швертбот, при этом рулевой удерживает рулем швертбот на курсе.

Для моделирования поворота оверштаг швертбот ставят на галс, затем рулевой кладет руль на приведение, при этом имитируется циркуляция приведения швертбота, кренящий момент и выходной сигнал блока 27 определения кренящего момента уменьшаются, механизм 18 перемещения вентилятора передвигает вентилятор

17 к носу швертбота, при прохождении имитируемым ветром положения девентик начинает имитироваться циркуляция уваливания швертбота, вентилятор 17 передвигается от носа швертбота на новом галсе, блок 27 определения креня» щего момента переключается на другой соленоид поперечного крена и выходной сигнал последнего блока начинает увеличиваться. Достаточяо увалив, рулевой ставит рулем швертбот на галс и экипаж оценивает правильность постановки парусов по индикаторам.

Регулируя бегучий такелаж грота и стакселя, шверт корпуса, работая гикашкотами и стаксель-шкотами бегучего такелажа, рулем и откренивая, спортсмены получают навыки и отрабатывают технику управления швертботом типа шлюп.

9 : 9951

Формула изобретения

1. Тренажер экипажа швертбота ти, па шлюп, содержащий, корпус швертбота, бегучий такелаж, гик, руль, два со= 3 лениода с сердечниками и гибкими тягами, направляющую с вентилятором и механизмом его перемещения, датчик натяжения гика-шкотов бегучего такелажа, датчик угла поворота гика, дат- 1в чик перемещения шкерта корпуса, датчик угла поворота руля и схему -управления, состоящую из блока определения угла и силы имитируемого ветра, устройства оценки бегучего усилия грота, 1S световых индикаторов "Норма", "Растравлен", "Перебран", устройства определения циркуляции швертбота, блока определения кренящего. момента и пульта управления силой и направлением, ветра, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности совместной тренировки экипажа швертбота путем имитации динамики реальных нагрузок и ветра, он содержит подвесы, шарнирно установленную на них платформу, на которой размещен корпус швертбота, дополнительные соленоиды с гибкими тягами, установленные спереди и сэади корпуса швертбота, cep" дечники которых связаны гибкими тягами с платформой, имитатор стакселя, имитатор усилия на гика-шкотах, дат" чик продольного и поперечного крена, датчик натяжения передней шкаторины 3S стакселя, датчик перемещения кип, стаксель-шкотов, датчик натяжения стак- . сель-шкотов, датчик угла поворота имитатора стакселя, дополнительную схему управления, входы которой свя- 4Е заны с соответствующими датчиками, а выходы связаны соответственно с ру5

10 10 лем швертбота, обмотками дополнительных соленоидов,. имитатором стакселя и схемой управления, выходы блока определения угла. и силы имитириуемого ветра которой подключены к входу дополнительной схемы управления.и имитато.ру усилий на гика-шкотах.

2. Тренажер по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что дополнительная схема управления содержит имитатор приводящего момента, имитатор продольной и поперечной устойчивости, и устройство оценки, тягового усилия стах" селя, входы которого связаны с датчиком натяжения передней шкаторины стакселя, датчиком перемещения кип, стаксель-шкотов, датчиком натяжения стаксель-шкотов, датчиком угла поворота имитатора стакселя, блоком определения угла крена и блоком определения силы имитируемого ветра, выход которого и выходы устройства оценки тягового усилия грота и датчика продольного и поперечного крена подклю- . чены к кинематически связанному с ру-. лем швертбота имитатору приводящего момента, выход которого соединен с устройством определения циркуляции швертбота и с блоком определения кренящего момента, имитатор усилия на гика-шкотах связан с блеяом опреде- ления угла и силы имитируемого ветра, причем датчик продольного и поперечного крена подключен к имитатору продольной и поперечной устойчивости, выходы которого связаны с обмотками дополнительных соленоидов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке У 2733847/28-12, кл. G 09 8 9/06, 1979.