Математическая модель доплеровского измерителя скорости как часть математической модели лётного тренажёра вертолёта Ми-8МТВ. . Текст научной статьи по специальности «Физика»

УДК 629.735.07

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДОПЛЕРОВСКОГО ИЗМЕРИТЕЛЯ СКОРОСТИ КАК ЧАСТЬ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ЛЁТНОГО ТРЕНАЖЁРА ВЕРТОЛЁТА МИ-8МТВ

П.Н. РЫБКИН

Статья представлена доктором физико-математических наук, профессором Козловым А.И.

Приводится описание математической модели ДИСС-15, которая используется как фрагмент математической модели лётного тренажёра вертолёта Ми-8МТВ. Модель структурирована в соответствии с особенностями работы измерителя скорости.

Ключевые слова: математическое моделирование, лётный тренажёр вертолёта, моделирование работы радионавигационных систем и оборудования.

Пульты и индикаторы ДИСС-15, используемые на лётном тренажёре, ничем не отличаются от штатных как по внешнему виду, так и по взаимодействию пилотов с ними. Однако внутреннее устройство индикаторов и пультов заменяется на новое, которое позволяет изменять положения стрелок и показания цифровых индикаторов по сигналам математической модели (ММ) ДИСС-15, взаимодействующей с математическими моделями других функциональных систем вертолёта.

Аппаратура ДИСС-15 в комплекте с установленными на борту авиагоризонтом АГБ-3К и гиромагнитным компасом ГМК-1А предназначена для автоматического непрерывного измерения и индикации составляющих вектора скорости (в режиме висения вертолета), путевой скорости и угла сноса (в режиме крейсерского полета), а также выведение вертолета в точку с заданными координатами [1, 2].

Рис. 1. Индикатор МС из комплекта ДИСС-15

В режиме висения составляющие вектора скорости выводятся на индикатор МС (малых скоростей) (рис. 1).

В режиме крейсерского полёта скорость полёта, начиная с 50 км/ч, и угол сноса выводятся на индикатор УС и ПС (рис. 2).

На индикатор координат выводятся: величина бокового отклонения (вправо и влево), пройденный путь и угол карты.

Доплеровский измеритель скорости и сноса ДИСС-15 снабжён системой встроенного контроля, управление которой осуществляется с пульта контроля ПК (рис. 3).

С учётом особенностей функционирования ДИСС-15 целесообразно выделить в ММ ДИСС-15 четыре составляющие: ММ контроль, ММ висение, ММ полёт и ММ неисправности.

Рис. 2. Индикатор УС и ПС и индикатор Рис. 3. Пульт встроенного контроля

координат из комплекта ДИСС-15 ПК из комплекта ДИСС-15

Взаимодействие этих четырёх составляющих ММ ДИСС-15 видно из рис. 4.

Рис. 4. Взаимодействие составляющих ММ ДИСС-15

ММ контрол ь

Эта составляющая ММ ДИСС-15 имитирует процессы, протекающие при контроле работоспособности ДИСС-15, проводимым экипажем перед полётом в последовательности, предписанной Руководством по лётной эксплуатации вертолёта [3].

Суть процессов, протекающих при контроле - выдача нормированных сигналов при определённом сочетании положений органов контроля на пульте ПК, на индикаторе УС и ПС и на

индикаторе координат.

IF «переключатель на ПК в положении ПАМЯТЬ и переключатели С-М и К-Р в положениях С и Р» THEN:

• сигналы на загорание табло на ПК: КОНТРОЛЬ, М и В;

• сигнал на загорание табло П на индикаторе УС и ПС;

• сигнал на загорание табло ДИСС ОТКАЗАЛ на правой приборной доске.

IF «переключатель на ПК в положении I и переключатели С-М и К-Р в положениях С и Р» THEN:

• сигнал на погасание табло П на индикаторе УС и ПС;

• сигнал на погасание табло ДИСС ОТКАЗАЛ на правой приборной доске;

• увеличение составляющей скорости вперёд до значения 17 км/ч

If V < 17 then V :=V + DV •

-V V впер 1 ' v впер • V впер L-*lV впер 5

• увеличение вертикальной составляющей скорости до значения 4,5 км/ч

If Кер < 4,5 then Кер : =Кер + DVвер .

IF «переключатель на ПК в положении II и переключатели С-М и К-Р в положениях С и К» THEN:

• уменьшение составляющей скорости вперёд до значения 0 км/ч

If V >0 then V =V - DV •

J r впер r впер ■ r впер r впер ■>

• увеличение составляющей скорости назад до значения 17 км/ч

V^назад < 17 then Vназад • Vназад + ^^назад ;

• уменьшение вертикальной составляющей скорости до значения 3,0 км/ч

If V > 3 0 then V =V -DV •

J вер ’ вер • вер вер 5

• увеличение составляющей скорости вправо до значения 17 км/ч

If V < 17 then V =V + DV

-v ' вправо i 1 r вправо • r вправо вправо •

IF «переключатель на ПК в положении Ш и переключатели С-М и К-Р в положениях С и Р» THEN.

• уменьшение составляющей скорости назад до значения 0 км/ч

If Vназад >0 then Vназад • Vназад - DVназад ;

• увеличение составляющей скорости вперёд до значения 50 км/ч

If V < 50 then V =V + DV • V' •= V •

впер впер впер впер впер впер

• уменьшение вертикальной составляющей скорости до значения 0 км/ч

If V > 0 then V =V - DV •

вер вер вер вер

• уменьшение составляющей скорости вправо до значения 0 км/ч

If V > 0 then V =V - DV •

вправо вправо вправо вправо

• увеличение составляющей скорости вперёд от значения 50 км/ч до значения 136 км/ч

(для индикатора УС и ПС)

If V^ > 50 and Кпер < 136 then Кпер ' = Кпер + DVвпер •

IF «переключатель на ПК в положении Ш и переключатели С-М и К-Р в положениях М и Р» THEN:

• уменьшение составляющей скорости вперёд на 3 км/ч (для индикатора УС и ПС)

If V' > 133 then V' -=V' -DV'

пер пер пер пер

IF «переключатель на ПК в положении III , переключатели С-М и К-Р в положениях М (или С) и Р и нажата клавиша ВКЛ на индикаторе координат» THEN.

• сигнал на загорание табло ВКЛЮЧЕН на индикаторе координат;

• увеличение показаний счётчика ВПЕРЁД (на индикаторе УС и ПС) от 0 до 11,3 км за время не более 5 мин.

If 1в пер <11,3 then Ьвпер • Lв пер - ALвпер •

IF «переключатель на ПК в положении III , переключатели С-М и К-Р в положениях М (или С) и К» THEN.

• увеличение составляющей скорости вперёд до значения 306 км/ч (для индикатора УС и ПС)

If V' < 306 then V' -=V' + DV' •

V У впер v впер ■ У впер впер 5

• увеличение угла сноса до 15 градусов (для индикатора УС и ПС)

If Y < 15 then Y •= Y + DY

-v A сноса i ^ A сноса ■ A сноса ^ A сноса •

IF «переключатель на ПК в положении ПАМЯТЬ , переключатели С-М и К-Р в положениях М (или С) и К» THEN.

• сигнал на загорание табло П на индикаторе УС и ПС;

• сигнал на загорание табло ДИСС ОТКАЗАЛ на правой приборной доске;

• увеличение составляющей скорости вперёд до значения 309 км/ч (для индикатора УС и ПС)

If V' < 309 then V' •=V/ + DV' •

впер впер впер впер

• увеличение угла сноса до 17 градусов (для индикатора УС и ПС)

If Y < 17 then Y = Y + DY

сноса сноса сноса сноса

IF «переключатель на ПК в положении РАБОТА и переключатель К-Р в положении «Р» THEN.

• сигналы на погасание табло на ПК. КОНТРОЛЬ, М и В;

• уменьшение составляющей скорости вперёд до значения 50 км/ч (для индикатора УС и ПС)

V V' > 50 ґНеп V' ■=¥' + АV/ • V = V' •

^ впер впер • впер впер 5 впер ' впер 5

• уменьшение составляющей скорости вперёд до значения 0 км/ч (на индикаторе МС)

V V >0 *йеп V ^ - АУ •

впер впер впер впер

• уменьшение угла сноса до 0 градусов (для индикатора УС и ПС)

V ш >0 *Ьеп ш ■= Ф - АФ •

-V А сноса и шъи і СНоса • А сноса ^ А сноса э

• обнуление показаний счётчика ВПЕРЁД (на индикаторе УС и ПС)

V ^впер >0 1кеп ^впер ■ = ^впер - ^^впер •

• сигнал на погасание табло ВКЛЮЧЕН на индикаторе координат.

ММ висение

Суть этой части ММ ДИСС-15 - получение величин составляющих скорости движения от «ММ Движение вертолёта» и передачи их в «Генератор информационного поля кабины» для формирования показателей индикатора МС.

ММ крейсерский полёт

При увеличении скорости полёта до 50 км/ч индикация скорости передаётся индикатору УС и ПС. Скорость полёта передаётся в ММ ДМСС-15 из «ММ Движение вертолёта». Угол сноса и боковое отклонение высчитывается по параметрам, получаемым от ММ других радионавигационных систем.

ММ неисправности

Инструктор тренажёра имеет возможность ввести несколько неисправностей, которые повлияют на процессы математических моделей «висение» и «крейсерский полёт». Появление неисправности индицируется загоранием табло ДИСС ОТКАЗАЛ, табло М (отказ магнетрона) и табло В (отказ вычислителя).

Рассмотренная математическая модель ДИСС-15 реализована на лётном тренажёре вертолёта Ми-8МТВ Авиационного учебного центра СПАРК и позволяет пилотам отрабатывать все упражнения, предписанные нормативными документами [4, 5].

ЛИТЕРАТУРА

1. Аппаратура ДИСС-15. Техническое описание, 1979.

2. Аппаратура ДИСС-15. Инструкция по эксплуатации, 1979.

3. Руководство по лётной эксплуатации вертолёта Ми-8МТВ (с дополнениями и изменениями). Введено в действие отделом лётной эксплуатации Департамента воздушного транспорта РФ 14 мая 1994 г.

4. Типовые программы дополнительного профессионального образования и курсов повышения квалификации персонала ГА РФ. - М.: РОСАВИАЦИЯ, 2010.

5. Программа подготовки лётного состава вертолётов с полётной массой от 7 до 20 тонн. - М.: ФАВТ, 2011.

MATHEMATICAL MODEL OF DOPPLER VELOCITY SENSOR, AS A PART OF MATHEMATICAL MODEL OF MI-8MTV FLIGHT SIMULATOR

Rybkin N.P.

The article describes a mathematical model of DISS-15 being a fragment of MI-8MTV flight simulator. The model has been structured in accordance with velocity sensor operational features.

Key words. mathematical modeling, helicopter flight simulator, modelling of radio navigation systems and equipment operation.

Сведения об авторе

Рыбкин Павел Николаевич, 1962 г.р., окончил МАИ (1985), кандидат технических наук, доцент, генеральный директор ЗАО «НПО «СПАРК», автор 30 научных работ, область научных интересов -поддержание летной годности воздушных судов, современные образовательные технологии.