Новый американский авиационный тренажёр

Военно-воздушные силы /
В агрессивной войне во Вьетнаме американская авиация наносит массированные удары по военным объектам и войскам НВСО Южного Вьетнама, совершает варварские бомбардировки населённых пунктов, городов и гидротехнических сооружений ДРВ. По мере роста интенсивности налётов возрастают потери ВВС в лётном составе, самолётах и вертолётах. Военное командование США, пытаясь уменьшить эти потери, принимает ряд мер, направленных, в частности, на повышение квалификации лётного состава и их способности быстро реагировать на изменения воздушной обстановки. Ведутся также поиски новых методов и средств борьбы с самолётами в воздухе.

В последние годы ряд научно-исследовательских учреждений США усиленно работает над созданием таких средств, которые позволяли бы с минимальными затратами и в короткие сроки квалифицированно готовить лётчиков и помогать конструкторам создавать новую авиационную технику. К таким средствам в первую очередь относятся разрабатываемые в США специализированные тренажёры, способные имитировать реальные условия воздушной обстановки, в которой могут оказаться самолёты американских ВВС.

В приведённом ниже сокращённом переводе статьи дано описание авиационного тренажёра DMS (двойной маневренный тренажёр), позволяющего лётчикам отрабатывать боевые задачи в имитированных, близких к реальным условиях ведения воздушного боя, а также исследовать лётные характеристики современных и перспективных самолётов.

В научно-исследовательском центре Лэнгли национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства () США установлен тренажёр DMS (двойной маневренный тренажёр), предназначенный для воспроизведения воздушных боев двух самолётов в условиях, близких к реальным, и для обеспечения высокого качества наземной тренировки лётчиков. Получаемые на тренажёре данные помогают конструкторам и военным. специалистам разрабатывать самолёты без существенных последующих доработок их в процессе испытаний.

Тренажёр введён в строй в конце лета 1970 года, но первое время на нем выполнялись в основном калибровочные и оценочные работы с соответствующей проверкой действия всех его систем. К выполнению исследовательских работ на тренажёре приступили только летом 1971 года.

Тренажёр разработан отделением «Флайт дайнэмикс» научно-исследовательского центра (НИЦ) Лэнгли и отделением «Эйркрафт» в Лос-Анжелесе корпорации «Нортроп».

Недавно на тренажёре был проведён 45-минутный воздушный «бой» истребителя F-4 с истребителем новейшей конструкции. Во время боя выполнялись обычные фигуры высшего пилотажа: бочки, петли Нестерова и штопоры. С помощью тренажёра была продемонстрирована обстановка, максимально приближенная к боевой, несмотря на имеющиеся у него недостатки. Позже проведённые на тренажёре групповые полёты и 15-минутный воздушный бой самолётов показали, что на нем можно довольно точно имитировать и воспроизводить обстановку воздушного боя, которая не может быть запрограммирована и предсказана заранее.

Первоначальные работы по созданию тренажёра начались в Лэнгли в 1966 году.

Первые основные требования, которые были предъявлены к тренажёру, заключались в том, чтобы в его конструкцию были включены все новейшие достижения науки и техники и чтобы он был по возможности простым в эксплуатации. Единственной подвижной системой тренажёра является система имитации мягкого бафтинга (вибрации), которая вызывает тряску сиденья лётчиков, сигнализируя о соответствующей потере скорости самолётом. Во время этого режима сиденья лётчиков отклоняются на ±1° от своего первоначального положения с частотой 10 гц.

Тренажёр состоит из двух стальных сфер диаметром по 12,5 м (рис. 1). Внутри каждой сферы имеется кабина лётчика (рис. 2) и система проецирования изображения. Центральный пульт управления (рис. 3), два имитатора цели и телевизионные камеры находятся вне сфер. Системы тренажёра приводятся в действия двумя цифровыми ЭВМ модели 6600 фирмы «Контрол дейта», которые могут использоваться и для других целей в случае, когда тренажёр не работает.

Общий вид американского тренажера DMSРис. 1. Общий вид американского тренажера DMS

Кабины лётчиков в каждой сфере однотипные. Они имеют элементы модульной конструкции, благодаря чему можно в разных вариантах размещать и перемещать приборы системы управления и контроля полёта внутри кабины. В случае необходимости кабину лётчика можно убрать или переоборудовать, или сделать её с двумя сиденьями.


Кабина лётчика на тренажёреРис. 2. Кабина лётчика на тренажёре.

Кроме того, кабина оборудована имитатором шума силовой установки, который работает по заданной программе в соответствии с различными положениями рычага управления двигателем.

Для имитации перегрузок, создаваемых в полёте, предназначается специальная система. Она включает модернизированный высотный компенсирующий костюм, подобный тому, который надевает лётчик во время высотных полётов, и аппаратуру связи с ЭВМ. Давление воздуха в костюме лётчика задается и регулируется ЭВМ в зависимости от имитируемых перегрузок, которые могли бы возникнуть во время полёта.

Центральный пульт управления тренажёра
Рис. 3. Центральный пульт управления тренажёра.

Для создания визуальной реальной окружающей обстановки воздушного боя используются две полусферы, на которых воспроизводятся местность и небосвод. Для изображения силуэта самолёта противника внутри полусферы имеется высокоэффективная проекционная система с «Зум» электроннолучевой трубки, коэффициент зуммирования которой 150: 1.

Полусферы, отображающие местность и небосвод, установлены на универсальной платформе, где отсутствует заваливание гироскопов. Этим самым устраняются ограничения в маневрировании пилотируемого самолёта. Изоб-

ражение местности соответствует картине, наблюдаемой с высот полёта 3650—4570 м, оно не изменяется в масштабе во время потери и набора высоты самолётом. На этой системе нельзя имитировать полёт самолёта на малых высотах над местностью. Но система обеспечивает возможность выполнения любого маневра с минимальными ограничениями. Небосвод на полусфере тренажёра изображён темно-синим цветом. Облака не имитируются.

Электронно-лучевая трубка позволяет воспроизводить силуэт самолёта противника в масштабе, соответствующем любому расстоянию дальнего и ближнего воздушного боя в диапазоне от 13 800 м до 90 м. Система даёт возможность также воспроизводить силуэт самолёта и на расстоянии менее 90 м, но в этом случае изображение получается не в реальном масштабе.

Максимальная скорость самолёта, имитируемая на тренажёре, может достигать 1825 м/сек, а диапазон ускорений от + 10g до —3g в продольном и ±3g в поперечном направлениях.

Скорость набора высоты для каждого из двух самолётов составляет 610 м/сек, а относительная скорость набора высоты ограничивается 915 м/сек.

Тренажёр позволяет моделировать процесс ведения воздушного боя при любых положениях самолётов относительно друг друга. Первоначально на тренажёре имитировались полёты, при которых самолёты находились в одной горизонтальной плоскости на расстоянии 915 м, позже это расстояние было установлено в 1830—2750 м и самолётам стали задавать разные высоты.

Ни один лётчик не знает заранее, где будет находиться другой самолёт: о местоположении самолёта ему сообщает руководитель воздушного боя непосредственно перед началом тренировки. Руководители боя могут выполнять функции операторов бортовой РЛС, если экипаж моделируемого самолёта состоит из двух или более человек, и функции операторов наземных РЛС наведения и перехвата.

В вышеуказанных тренировках на тренажёре лётчики вели воздушные бои визуально, не используя данные наземных РЛС.

На тренажёрах проходили тренировку как опытные лётчики, так и лётчики. имеющие небольшую практику пилотирования самолётов. По заявлению опытных лётчиков самолётов F-4, тренажёр сравнительно хорошо моделирует пилотируемый полёт и ощущения, которые испытываются в полёте. Все процессы близки к фактическим, за исключением поведения самолёта при потере скорости. На тренажёре выполнялись простые фигуры высшего пилотажа, включая выходы из атак с левыми или правыми разворотами. Во время одного такого выхода из атаки самолёт F-4 ненамеренно выполнил резкий разворот и свалился в крутой, относительно быстрый штопор. Попытка вывести самолёт из штопора с помощью аппаратуры управления была предпринята с опозданием, и после четырёх-пяти витков стало очевидно, что эта попытка останется безуспешной. Руководитель воздушного боя возвратил самолёт в режим горизонтального полёта на заданной высоте.

Неисправность системы программирования ЭВМ тренажёра не допускала включения форсажа на самолёте F-4, поэтому полёты самолётов в боевом порядке и ведение воздушных боев были несколько затруднены.

Лётчики отмечают также хорошее качество имитации воздушного боя, при этом ощущения перегрузок, испытываемые ими, оказались более реальными, чем предполагалось. Отмечалось, например, что после нескольких минут маневрирования самолёта при выполнении атаки лётчик чувствовал такую же усталость шейных мышц, как и при действительных перегрузках в реальном полёте. Особенно наглядно это проявлялось при выходе самолёта из пикирования с одновременным наблюдением за самолётом противника в сфере, ограниченной отметками времени 3 и 5 циферблата часов. Во время этого воздушного боя лётчики не надевали специального снаряжения, за исключением наушников. Но ощущение усталости, очевидно, было бы более реальным, если бы лётчики пользовались противоперегрузочными костюмами, шлемофонами и кислородными масками.

Имитация пространственной ориентации на тренажёре также достигает довольно высокой степени точности. Особенно хорошо имитируется полёт самолёта в перевёрнутом положении. В одном из испытательных полётов самолёты летели в боевом порядке «пара». Затем один из самолётов выполнил переворот через крыло и занял перевёрнутое положение, дальше самолёты продолжали полёт кабина к кабине. Имитация перевёрнутого полёта достигается благодаря вращению обеих полусфер, на которых воспроизводятся изображения местности и небосвода. Кабина лётчика при этом остаётся неподвижной. После нескольких минут различного маневрирования на тренажёре зрительные впечатления начинают преобладать над слуховыми и создаётся окончательное ощущение перевёрнутого полёта и воздействия при этом перегрузок. Такие обманные ощущения в значительной степени повышают чувство реальности полёта и ведения воздушного боя.

В один из моментов ведения воздушного боя самолёт-перехватчик F-4 находился несколько выше и сзади самолёта противника (примерно на отметке 5 циферблата часов). Самолёт противника, стараясь избежать перехвата, начал делать резкий поворот влево. Перехватчик, преследуя его, также выполнил левый разворот, но когда радиус разворота уменьшился, противник начал выполнять разворот вправо для того, чтобы уйти от прицельного огня. Так как вести бой с самолётом противника, находящимся в противоположном направлении было невозможно, то самолёт-перехватчик выполнил иммельман и оказался выше самолёта противника и внутри радиуса его разворота.

Ощущение реальности данного воздушного боя было настолько естественным, что в момент обрамления самолёта противника сеткой коллиматорного прицела лётчик отчётливо почувствовал появление колебаний корпуса самолёта, характерных для начала потери скорости. После этого самолёт быстро свалился в штопор, которым и завершились полёт и ведение воздушного боя.

Вначале ЭВМ тренажёра была запрограммирована для самолёта F-4, лётные характеристики которого были получены в результате продувки его в аэродинамической трубе, реальных лётных испытаний и экстраполяции отобранных данных. После этого на испытательном полигоне НАСА (авиабаза Уоллопс, штат Вирджиния) был проведён воздушный бой между истребителем F-4 «Фантом» и учебно-тренировочным самолётом Т-38. Процесс проведения воздушного боя был запрограммирован и затем воспроизведён на тренажёре. Наблюдалось большое сходство между имитированным воздушным боем и реальным.

В настоящее время тренажёр позволяет выполнять ряд научно-исследовательских программ и моделировать полёт и ведение воздушного боя для нескольких типов истребителей. В число этих программ входят: моделирование воздушных боев для разработки самолётов новой конструкции, изучение различных систем предотвращения столкновений в воздухе и изучение возможностей тренажёра в целях более эффективного его использования для обучения лётчиков. Из всех задач, решаемых на тренажёре, основной является моделирование воздушного боя.

Представитель отделения «Флайт дайнэмикс» НИЦ Лэнгли заявил, что в настоящее время основные усилия специалистов и ученых направлены на то, чтобы упростить традиционные методы разработки боевого самолёта с тем, чтобы можно было создать самолёт, конструктивные особенности и способность которого выполнять поставленные задачи были бы сохранены в соответствии с первоначальными проектами.

Один из аспектов исследований будет заключаться в изучении тактико-технических характеристик самолётов, состоящих на вооружении. Данные для выбранных самолётов будут вводиться в ЭВМ, а затем в процессе исследования самолётов на тренажёре будут меняться. Такими характеристиками могут быть отношение тяги к весу, максимальная грузоподъёмность и максимально допустимые перегрузки. Самолёт на тренажёре будет изучаться с целью выявления тех лётных характеристик, которые следует доработать. Вышеупомянутый представитель также сказал, что результаты этих работ могут привести к созданию самолёта новой конструкции.

Другая область использования тренажёра может включать изучение отдельных узлов конструкции и систем самолётов в целях улучшения их лётных характеристик для выполнения определённых задач. Возможно, что конструкторы летательных аппаратов в дальнейшем смогут моделировать предлагаемые перспективные опытные образцы самолётов, внося в их конструкцию усовершенствования с тем, чтобы обеспечить получение желаемых результатов.
Исследования на тренажёре также могли бы координироваться с работами в аэродинамической трубе и тем самым помогать специалистам по аэродинамике находить области совершенствования моделей самолёта.

Подобные исследования не ограничиваются изучением характеристик только своих самолётов.
Характеристики ряда самолётов так называемых вероятных противников уже введены в ЭВМ тренажёра и в настоящее время используются для оценки воздушных боев как находящихся на вооружении, так и перспективных самолётов США. Все это позволяет выяснить боевые возможности самолётов, которые трудно определить расчётным путём. С помощью тренажёра уточняются также боевые возможности истребителя противника, предназначенного для перехвата целей на больших высотах, применительно к боевым действиям на малых высотах.

На тренажёре можно оценить и эффективность работы устройств приборной доски, прицелов и систем предотвращения столкновения самолётов в воздухе и ответную реакцию лётчика на показания различных индикаторов и приборов. Одно из первых таких исследований в области обеспечения безопасности полётов самолётов будет посвящено оценке и сравнению работы сигнализатора опасных сближений самолётов (PWI) с соответствующей системой предотвращения столкновений самолётов в воздухе (CAS). Кроме того, будет оцениваться и реакция лётчика при работе с сигнализатором опасных сближений в различных условиях полёта.

Тренажёр может использоваться и в области изучения космической техники. С его помощью возможно оценивать оборудования систем сближения и стыковки двух космических аппаратов.
Модифицированный вариант тренажёра может найти применение и в качестве возимого тренировочного оборудования. В конструкции такого тренажёра вместо стальных сфер предполагается использовать надувные. Перевозить его намечается как наземным, так и воздушным транспортом. Кабина лётчика и телевизионные системы должны иметь модульные конструкции с тем, чтобы можно было имитировать различные типы самолётов.
  • alldmi
  • 0
  • 0

Похожие записи

0 комментариев

Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.