Авиационный тренажер и способ имитации полета - RU2017133970A

1. Авиационный тренажер, содержащий

кабину тренажера (1), содержащую сиденье (2) для оператора (3), устройство отображения изображения (4) для отображения имитируемой среды и, по меньшей мере, один элемент управления (5) для генерирования данных управления имитацией и, в частности, для управления имитируемым воздушным судном и для влияния оператора (3) на имитирование,

параллельное кинематическое устройство (6), содержащее основание (7), несущий элемент (9) и несколько устройств линейного перемещения (8), причем несущий элемент (9) соединен с основанием (7) не менее чем тремя, предпочтительно шестью устройствами линейного перемещения (8), при этом основание (7) скреплено или соединено полом (10) и несущим элементом (9) с кабиной тренажера (1), так что кабина тренажера (1) расположена на параллельном кинематическом устройстве (6),

в котором кабина тренажера (1) имеет основное положение, по существу соответствующее стационарному прямому полету имитируемого летательного аппарата, и в котором продольная ось (11) имитируемого летательного аппарата или оператора (3) по существу проходит горизонтально,

в котором кабина тренажера (1) имеет максимальное положение положительного наклона, в котором продольная ось (11), переходя от горизонтального направления, наклонена вверх, насколько это возможно, в качестве первого угла тангажа (12) в диапазоне кинематических возможностей параллельного кинематического устройства (6), соблюдая любые контрольные ограничения, которые могут быть предусмотрены, и оператор (3) в результате отклоняется назад,

в котором кабина тренажера (1) приобретает положение максимального отрицательного наклона, в котором продольная ось (11), переходя от горизонтального направления, наклоняется вниз на второй угол тангажа (13) в диапазоне кинематических возможностей параллельного кинематического устройства (6), соблюдая любые контрольные ограничения, которые могут быть предусмотрены, и оператор (3) в результате наклоняется вперед, отличающийся тем, что первый угол тангажа (12) больше 25°.

2. Авиационный тренажер по п. 1, отличающийся тем, что значение первого угла тангажа (12) больше, чем значение второго угла тангажа (13), или что значение первого угла тангажа (12) больше, чем значение второго угла тангажа (13) на угол отклонения (14).

3. Авиационный тренажер по п. 1 или 2, отличающийся тем, что наклон кабины тренажера (1) относительно оси тангажа (15) или относительно оси, параллельной оси тангажа (15) между максимальным отрицательным положением тангажа и максимальным положительным положением тангажа происходит исключительно посредством приведения в действие параллельного кинематического устройства (6).

4. Авиационный тренажер по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что линейные устройства перемещения (8) выполнены в виде устройств линейного перемещения (8) с переменной длиной (16), которую можно регулировать или управлять ею, причем длина (16) устройств линейного перемещения (8) лежит между или в пределах минимальной длины и максимальной длины, так что несущий элемент (9) может быть повернут относительно основания (7) по меньшей мере в двух осях посредством изменения длины устройств линейного перемещения (8) и, потенциально, имеет три вращательные степени свободы и три поступательные степени свободы.

5. Авиационный тренажер по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что устройства линейного перемещения (8) расположены попарно, причем два устройства линейного перемещения (8), состоящие из пары устройств линейного перемещения, наклонены относительно друг друга, тем самым образуя, в частности, гексапод.

6. Авиационный тренажер по любому из пп. 1 или 5, отличающийся тем, что параллельное кинематическое устройство (6) имеет параллельное кинематическое основное положение, в котором основание (7) и несущий элемент (9) по существу проходят параллельно,

и что параллельное кинематическое устройство (6) расположено в положении, отклоняющемся от параллельного кинематического основного положения, когда кабина тренажера (1) расположена в своем основном положении.

7. Авиационный тренажер по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что параллельное кинематическое устройство (6) имеет параллельное кинематическое основное положение, в котором основание (7) и несущий элемент (9) по существу проходят параллельно,

причем основание (7) наклонено относительно несущего элемента (9) относительно оси тангажа (15) или относительно оси, параллельной оси тангажа (15), когда кабина тренажера (1) расположена в своем основном положении.

8. Авиационный тренажер по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что параллельное кинематическое устройство (6) имеет параллельное кинематическое основное положение, в котором основание (7) и несущий элемент (9), по существу, проходят параллельно, при этом продольная ось (11) направлена вверх под положительным углом отклонения (14), а кабина тренажера (1) расположена в положении, отклоняющемся от его основного положения.

9. Авиационный тренажер по любому из пп. 1-8, отличающийся тем, что

основание (7) направлено вверх под положительным углом отклонения (14) относительно горизонтальной плоскости,

а продольная ось (11) направлена вверх под положительным углом отклонения (14) относительно направления несущего элемента (9),

и основание (7) наклонено вверх относительно горизонтальной плоскости, а вместе с ним продольная ось (11) наклонена вверх относительно направления несущего элемента (9) под положительным углом отклонения (14), при этом угол отклонения (14) указывается в плоскости, нормальной к оси тангажа (15).

10. Авиационный тренажер по любому из пп. 1-9, отличающийся тем, что клиновидное устройство (21), имеющее вид клина или выступающее подобно клину и расположенное между основанием (7) и полом (10), выполнено с возможностью наклона основания (7) относительно горизонтальной плоскости.

11. Авиационный тренажер по любому из пп. 1-10, отличающийся тем, что клиновидное устройство (16), имеющее вид клина или действующее подобно клину и расположенное между кабиной тренажера (1) и несущим элементом (9), выполнено с возможностью наклона продольной оси (11) относительно направления несущего элемента (9).

12. Авиационный тренажер по любому из пп. 10 и 11, отличающийся тем, что клиновидное устройство (16) представляет собой жесткое клиновидное устройство, угол клина которого остается неизменным во время имитирования.

13. Авиационный тренажер по любому из пп. 1-12, отличающийся тем, что все устройства линейного перемещения (8) по существу имеют одинаковую минимальную и максимальную длину и, в частности, конструктивно идентичны по исполнению, тем самым, в частности, образуя симметричное параллельное кинематическое устройство (6).

14. Авиационный тренажер по любому из пп. 1-12, отличающийся тем, что переднее устройство линейного перемещения (8) или пара передних устройств линейного перемещения, как видно вдоль направления наблюдения оператора (3), имеют большую максимальную длину, чем заднее устройство линейного перемещения (8) или пара задних устройств линейного перемещения, тем самым образуя асимметричное параллельное кинематическое устройство (6).

15. Авиационный тренажер по одному из пп. 1-14, отличающийся тем, что в параллельном кинематическом основном положении угол установки переднего устройства линейного перемещения (8, 17) или пары передних устройств линейного перемещения, как видно в направлении наблюдения оператора (3), будет более крутым, чем угол установки заднего устройства линейного перемещения (8, 18) или пары задних устройств линейного перемещения, тем самым образуя симметричное параллельное кинематическое устройство (6).

16. Авиационный тренажер по любому из пп. 1-15, отличающийся тем, что второй угол тангажа (13) имеет размер от -10° до -25°,

что второй угол тангажа (13) имеет размер от -10° до 22°,

или что второй угол тангажа (13) имеет размер от -19° до -21°.

17. Авиационный тренажер по любому из пп. 1-16, отличающийся тем, что первый угол тангажа (12) имеет размер от 25° до 35°,

что первый угол тангажа (12) имеет размер от 28° до 35°,

что первый угол тангажа (12) имеет размер от 29° до 35°,

что первый угол тангажа (12) имеет размер от 30° до 35°,

что первый угол тангажа (12) имеет размер от 32° до 35°,

или что первый угол тангажа (12) имеет размер от 29° до 31°.

18. Авиационный тренажер по любому из пп. 1-17, отличающийся тем, что угол отклонения (14) имеет размер от около 2° до 20°, от около 2° до 12, от около 3° до 10°, от около 4° до 8° или около 5°.

19. Авиационный тренажер по любому из пп. 1-18, отличающийся тем, что между полом (10) и основанием (7) или между несущим элементом (9) и кабиной тренажера (1) предусмотрена поворотная пластина (19) или поворотная панель (19), так что кабина тренажера (1) может поворачиваться вокруг вертикальной оси, в частности вокруг оси рыскания (20).

20. Авиационный тренажер по любому из пп. 1-19, отличающийся тем, что предусмотрено управляющее устройство для обработки данных управления имитацией и управления параллельным кинематическим устройством (6) и выполнено с возможностью использования для перевода кабины тренажера (1) из положения максимально положительного тангажа в положение максимального отрицательно тангажа, при этом максимально положительное положение тангажа и максимально отрицательное положение тангажа определяют свободу движения для кабины тренажера (1) в отношении тангажа.

21. Способ имитации полета на авиационном тренажере по любому из предшествующих пунктов, включающий:

приведение в действие параллельного кинематического устройства (6), так чтобы кабина тренажера (1) находилась в своем основном положении,

затем приведение в действие параллельного кинематического устройства (6) так, чтобы кабина тренажера (1) была отклонена назад от своего основного положения относительно оси (15) тангажа или относительно оси, параллельной оси тангажа, с положительным углом тангажа более чем 25°.

22. Способ по п. 21, отличающийся тем, что стационарный прямой полет имитируется при первом приведении в действие параллельного кинематического устройства (6), которое приводит кабину тренажера (1) в ее основное положение,

а полный срыв моделируется вторым приведением в действие параллельного кинематического устройства (6), которое наклоняет кабину тренажера (1) назад от ее основного положения относительно оси тангажа (15) или относительно оси, параллельной оси тангажа (15), на положительный угол тангажа больший, чем 25°.

23. Способ по п. 21 или 22, отличающийся тем, что кабина тренажера (1) отклоняется назад от основного положения относительно оси тангажа (15) или относительно оси, параллельной оси тангажа (15), на положительный угол тангажа больший, чем 25°, исключительно путем приведения в действие параллельного кинематического устройства (6).

24. Способ по любому из пп. 21-23, отличающийся тем, что положительный угол тангажа составляет 26°, 27°, 28°, 29°, 30°, 31°, 32°, 33°, 34°, 35° или более.

25. Способ по любому из пп. 21-24, отличающийся тем, что стационарный прямой полет имитируется при первом приведении в действие параллельного кинематического устройства (6), которое приводит кабину тренажера (1) в ее основное положение, и срыв потока или полный срыв имитируется при втором приведении в действие параллельного кинематического устройства (6), которое наклоняет кабину тренажера (1) назад от ее основного положения относительно оси тангажа (15) или относительно оси, параллельной оси тангажа (15), на положительный угол тангажа больший, чем 25°, причем сымитированная полетная ситуация при этом отличается от наихудшего сценария, нарисованного для интерпретации свободы движения или характеристик движения обычного тренажера.

26. Способ по любому из пп. 21-25, отличающийся тем, что стационарный прямой полет имитируют при первом приведении в действие параллельного кинематического устройства (6), которое приводит кабину (1) тренажера в ее основное положение, при этом имитируемая скорость ниже, чем максимальная скорость имитируемого летательного аппарата и, в частности, более чем на 10% ниже максимальной скорости имитируемого летательного аппарата,

а срыв потока или полный срыв имитируют при втором приведении в действие параллельного кинематического устройства (6), которое наклоняет кабину тренажера (1) назад от ее основного положения относительно оси тангажа (15) или относительно оси, параллельной оси тангажа (15), на положительный угол тангажа больший, чем 25°, при этом имитируемая скорость во время срыва потока ниже, чем максимальная скорость имитируемого летательного аппарата, и, в частности, более чем на 10% ниже максимальной скорости имитируемого летательного аппарата и, следовательно, отличается от наихудшего сценария, нарисованного для интерпретации свободы движения или характеристик движения обычного тренажера.