Важным средством профилактики ошибок экипажа, особенно ошибок пилотирования (ошибок летчика), является применение для практического обучения летного состава авиационных тренажеров (пилотажных стендов-имитаторов). Но, говоря об этом, следует вновь особо подчеркнуть, что летная подготовка, тренировка непосредственно в воздухе играет первостепенную роль в предупреждении этих ошибок, т. е. в повышении безопасности полета. Обучение же на тренажерах носит вспомогательный характер. Тренажеры могут использоваться и для решения некоторых научно-исследовательских и конструкторских задач при создании новых типов самолетов.
Целесообразность применения тренажеров для подготовки и совершенствования летного состава видна из того, что они позволяют:
1) сделать безопасным и ускорить выявление и изучение наиболее вероятных ошибок пилотирования второго вида, особенно тех из них, которые связаны с действиями экипажа при серьезных отказах авиационной техники;
2) эффективно отрабатывать действия экипажа при всех, в том числе и наиболее сложных, условиях полета;
3) ускорить освоение новых, еще не поступивших в эксплуатацию самолетов и значительно снизить возможность возникновения опасных ошибок экипажа при переучивании на них (учитывая наиболее вероятные ошибки пилотирования, допускающиеся на самолетах сходных типов);
4) существенно ускорить подготовку летного состава, так как процесс обучения на тренажерах не зависит от погоды и не связан с опасностью возникновения летных происшествий и др.;
5) снизить стоимость обучения (одно занятие с экипажем на тренажере обходится в 10—15 раз дешевле тренировочного полета);
6) быстро и без риска варьировать самые разнообразные условия полета;
7) увеличить полноту и точность оценки общей подготовки экипажей и улучшить контроль их готовности к полету;
8) значительно сократить количество учебно-тренировочных полетов;
9) вырабатывать навыки пилотирования как в нормальных условиях, так и при особых случаях в полете (особенно при наиболее опасных отказах,
Например при отказе критического двигателя На миогодвйгательном самолете, при отказе гировертикали в сложных метеоусловиях и т. п.).
Тренировка летчика на тренажере в действиях при отказах авиационной техники позволяет уменьшить время реакции его на отказ и выработать твердые навыки действий при аналогичных отказах в полете.
Временные интервалы, характеризующие реакцию летчика на отказ (на примере отказа критического двигателя) и ответную реакцию самолета на действия летчика. На оси времени отмечены моменты:
отказа критического двигателя;
распознавания летчиком характера отказа;
принятия летчиком решения о действиях для парирования последствий отказа;
начала действий летчика по парированию отказа;
начала ответной реакции самолета на действия летчика;
срабатывания, т. е. восстановления или исходного режима, или выхода на новый режим полета с отказавшим двигателем.
Вообще же весь процесс парирования отказа будут характеризовать следующие временные показатели:
время распознавания отказа;
время для принятия решения;
время реакции летчика;
время ответной реакции самолета;
время срабатывания: Tc это время в значительной степени зависит от субъективного фактора — быстроты реакции летчика. Как уже указывалось, можно заметно сократить время реакции летчика отработкой на тренажере четких действий по парированию отказа.
В ВВС США разработана памятка инструкторам тренажеров, в которой отмечаются следующие достоинства метода подготовки экипажей с использованием тренажеров:
1) инструктор имеет больше возможностей для планирования тренировок курсантов по индивидуальным планам, что способствует лучшему усвоению материала;
2) инструктор может проводить практические занятия с курсантами в течение всего учебного дня;
3) инструктор может больше внимаиия уделять наиболее важцьщ и интзрео» ным для курсантов вопросам;
4) инструктор может устанавливать наиболее рациональную последовательность в каждом отдельном случае выполнения задач для обеспечения максимальной эффективности тренировок;
5) курсанты успешнее и быстрее приобретают летные навыки;
6) упражнения можно повторять любое число раз;
7) ошибки экипажа можно отмечать и корректировать сразу же при их появлении;
8) плохие навыки и неверные действия курсантов можно своевременно выявлять и исправлять;
9) практически неограниченное время для тренировок позволяет достигать высокого уровня подготовки курсантов;
10) достаточность времени для обдумывания и решения сложных полетных заданий;
11) занятия способствуют развитию самостоятельности и инициативы у курсантов;
12) достаточность времени для обсуждения и анализа сложных проблем, возникающих в процессе подготовки курсантов.
В настоящее время находят широкое применение динамические (с подвижными кабинами) тренажеры и статические (с неподвижными кабинами). Основными функциональными частями тренажера являются: кабина экипажа, аналого-вычислительный комплекс и системы имитации окружающей обстановки и физиологического воздействия полета. Тренажер настраивается на характеристики конкретного самолета, его системы управления и оборудования. Оборудование кабины, визуальная или радиолокационная имитация окружающей обстановки и динамики движения самолета создают у экипажа ощущения, приближающиеся к полетным. Блок-схема авиационного тренажера. Основным звеном тренажера является электронно-механическая система моделирования динамики полета, имитирующая движение самолета в воздухе и на земле с учетом управляющих действий членов экипажа.
Имитаторы радиолокационной и визуальной обстановки (ИРВО) обеспечивают экипаж всей информацией необходимой для полета. Сюда входит имитация (визуальная или радиолокационная) движения самолета на взлете и посадке, движения цели при ведении воздушного боя и т. п. Для имитации воздушного боя между двумя истребителями используются тренажеры с двумя кабинами, в работе участвуют два летчика; каждый из них получает информацию о действиях противника Имитаторы физиологического воздействия (ИФВ) моделируют кренение снижение, вибрации при разбеге и пробеге и т. п.Для имитации окружающей обстановки (ИОО) применяется телевизионная или кинопроекционная система. В состав телевизионной системы входят макет местности, телевизионная камера с шестью степенями свободы и индикатор для отображения визуальной обстановки. Макет местности может быть жестким или деформируемым.
Жесткий макет с изображением рельефа характера покрова (в зависимости от времени года и географической зоны), местных предметов монтируется обычно неподвижно. Телевизионная камера, перемещаясь и поворачиваясь перед этим макетом, создает иллюзию движения самолета (с учетом его скорости движения, углов наклона и т. п.). Деформируемый макет местности выполняется обычно в виде кольца из гибкой ленты, протягиваемой перед телевизионной камерой. Камера также имеет все степени свободы, необходимые для наиболее полного и реального отображения условий движения самолета. Режимы движения макета и телекамеры задаются системой моделирования динамики полета. Кинопроекционная система дает возможность получать более четкое изображение местности. Для нее требуются макеты местности значительно меньших размеров, чем для телевизионной системы.
Эта система компактнее телевизионной и реальнее отображает более обширные участки местности и другие элементы окружающей обстановки. Однако ограниченная скорость протяжки киноленты не позволяет имитировать изменения скорости полета в широких пределах. Узок и диапазон допустимых отклонений имитируемой траектории полета. Существуют и более сложные системы индикации визуальной обстановки. Для оценки действий экипажа тренажер снабжен контрольно-записывающей аппаратурой (КЗА). Она регистрирует все изменения параметров полета и положения рычагов управления. Динамические тренажеры (по сравнению со статическими) позволяют значительно полнее имитировать условия работы и психофизиологическое влияние полета на экипаж. Они дают возможность воспроизводить угловые и линейные ускорения, что создает ощущение прямолинейного и вращательного движений самолета.
Возникающие при этом у летчика ощущения дают ему информацию о начале и окончании имитируемых маневров, что помогает ему быстрее находить нужные решения. Так, например, в США широко применяются динамические тренажеры для подготовки экипажей самолетов «Боинг-747», «Дуглас» ДС-10 и «Локхид» L-1011. Эти тренажеры имеют шесть степеней свободы и воспроизводят движения крена, рыскания и тангажа (вращательные движения) и линейные перемещения вверх-вниз, вперед-назад и в стороны (скольжение на крыло вправо и влево). Хотя они и позволяют полнее имитировать условия полета, но сложнее конструктивно, больше по размерам и значительно дороже статических тренажеров. Известно, как важно членам экипажа многоместного самолета все действия, необходимые в полете, отрабатывать одновременно и взаимосвязанно.
Для этого целесообразно создать авиационный комплексный динамический тренажер, который даст возможность улучшить подготовку экипажей таких самолетов, а следовательно, повысить безопасность полета и вероятность выполнения поставленной задачи. В США делались попытки создать и применить летающие тренажеры. Они представляют собой небольшие самолеты и вертолеты с изменяющимися в полете характеристиками устойчивости и управляемости. На этих тренажерах можно имитировать летные характеристики маневренных и тяжелых самолетов, особые случаи в полете и т. п. Однако их применение было признано экономически неоправданным.
Целесообразность применения тренажеров для подготовки и совершенствования летного состава видна из того, что они позволяют:
1) сделать безопасным и ускорить выявление и изучение наиболее вероятных ошибок пилотирования второго вида, особенно тех из них, которые связаны с действиями экипажа при серьезных отказах авиационной техники;
2) эффективно отрабатывать действия экипажа при всех, в том числе и наиболее сложных, условиях полета;
3) ускорить освоение новых, еще не поступивших в эксплуатацию самолетов и значительно снизить возможность возникновения опасных ошибок экипажа при переучивании на них (учитывая наиболее вероятные ошибки пилотирования, допускающиеся на самолетах сходных типов);
4) существенно ускорить подготовку летного состава, так как процесс обучения на тренажерах не зависит от погоды и не связан с опасностью возникновения летных происшествий и др.;
5) снизить стоимость обучения (одно занятие с экипажем на тренажере обходится в 10—15 раз дешевле тренировочного полета);
6) быстро и без риска варьировать самые разнообразные условия полета;
7) увеличить полноту и точность оценки общей подготовки экипажей и улучшить контроль их готовности к полету;
8) значительно сократить количество учебно-тренировочных полетов;
9) вырабатывать навыки пилотирования как в нормальных условиях, так и при особых случаях в полете (особенно при наиболее опасных отказах,
Например при отказе критического двигателя На миогодвйгательном самолете, при отказе гировертикали в сложных метеоусловиях и т. п.).
Тренировка летчика на тренажере в действиях при отказах авиационной техники позволяет уменьшить время реакции его на отказ и выработать твердые навыки действий при аналогичных отказах в полете.
Временные интервалы, характеризующие реакцию летчика на отказ (на примере отказа критического двигателя) и ответную реакцию самолета на действия летчика. На оси времени отмечены моменты:
отказа критического двигателя;
распознавания летчиком характера отказа;
принятия летчиком решения о действиях для парирования последствий отказа;
начала действий летчика по парированию отказа;
начала ответной реакции самолета на действия летчика;
срабатывания, т. е. восстановления или исходного режима, или выхода на новый режим полета с отказавшим двигателем.
Вообще же весь процесс парирования отказа будут характеризовать следующие временные показатели:
время распознавания отказа;
время для принятия решения;
время реакции летчика;
время ответной реакции самолета;
время срабатывания: Tc это время в значительной степени зависит от субъективного фактора — быстроты реакции летчика. Как уже указывалось, можно заметно сократить время реакции летчика отработкой на тренажере четких действий по парированию отказа.
В ВВС США разработана памятка инструкторам тренажеров, в которой отмечаются следующие достоинства метода подготовки экипажей с использованием тренажеров:
1) инструктор имеет больше возможностей для планирования тренировок курсантов по индивидуальным планам, что способствует лучшему усвоению материала;
2) инструктор может проводить практические занятия с курсантами в течение всего учебного дня;
3) инструктор может больше внимаиия уделять наиболее важцьщ и интзрео» ным для курсантов вопросам;
4) инструктор может устанавливать наиболее рациональную последовательность в каждом отдельном случае выполнения задач для обеспечения максимальной эффективности тренировок;
5) курсанты успешнее и быстрее приобретают летные навыки;
6) упражнения можно повторять любое число раз;
7) ошибки экипажа можно отмечать и корректировать сразу же при их появлении;
8) плохие навыки и неверные действия курсантов можно своевременно выявлять и исправлять;
9) практически неограниченное время для тренировок позволяет достигать высокого уровня подготовки курсантов;
10) достаточность времени для обдумывания и решения сложных полетных заданий;
11) занятия способствуют развитию самостоятельности и инициативы у курсантов;
12) достаточность времени для обсуждения и анализа сложных проблем, возникающих в процессе подготовки курсантов.
В настоящее время находят широкое применение динамические (с подвижными кабинами) тренажеры и статические (с неподвижными кабинами). Основными функциональными частями тренажера являются: кабина экипажа, аналого-вычислительный комплекс и системы имитации окружающей обстановки и физиологического воздействия полета. Тренажер настраивается на характеристики конкретного самолета, его системы управления и оборудования. Оборудование кабины, визуальная или радиолокационная имитация окружающей обстановки и динамики движения самолета создают у экипажа ощущения, приближающиеся к полетным. Блок-схема авиационного тренажера. Основным звеном тренажера является электронно-механическая система моделирования динамики полета, имитирующая движение самолета в воздухе и на земле с учетом управляющих действий членов экипажа.
Имитаторы радиолокационной и визуальной обстановки (ИРВО) обеспечивают экипаж всей информацией необходимой для полета. Сюда входит имитация (визуальная или радиолокационная) движения самолета на взлете и посадке, движения цели при ведении воздушного боя и т. п. Для имитации воздушного боя между двумя истребителями используются тренажеры с двумя кабинами, в работе участвуют два летчика; каждый из них получает информацию о действиях противника Имитаторы физиологического воздействия (ИФВ) моделируют кренение снижение, вибрации при разбеге и пробеге и т. п.Для имитации окружающей обстановки (ИОО) применяется телевизионная или кинопроекционная система. В состав телевизионной системы входят макет местности, телевизионная камера с шестью степенями свободы и индикатор для отображения визуальной обстановки. Макет местности может быть жестким или деформируемым.
Жесткий макет с изображением рельефа характера покрова (в зависимости от времени года и географической зоны), местных предметов монтируется обычно неподвижно. Телевизионная камера, перемещаясь и поворачиваясь перед этим макетом, создает иллюзию движения самолета (с учетом его скорости движения, углов наклона и т. п.). Деформируемый макет местности выполняется обычно в виде кольца из гибкой ленты, протягиваемой перед телевизионной камерой. Камера также имеет все степени свободы, необходимые для наиболее полного и реального отображения условий движения самолета. Режимы движения макета и телекамеры задаются системой моделирования динамики полета. Кинопроекционная система дает возможность получать более четкое изображение местности. Для нее требуются макеты местности значительно меньших размеров, чем для телевизионной системы.
Эта система компактнее телевизионной и реальнее отображает более обширные участки местности и другие элементы окружающей обстановки. Однако ограниченная скорость протяжки киноленты не позволяет имитировать изменения скорости полета в широких пределах. Узок и диапазон допустимых отклонений имитируемой траектории полета. Существуют и более сложные системы индикации визуальной обстановки. Для оценки действий экипажа тренажер снабжен контрольно-записывающей аппаратурой (КЗА). Она регистрирует все изменения параметров полета и положения рычагов управления. Динамические тренажеры (по сравнению со статическими) позволяют значительно полнее имитировать условия работы и психофизиологическое влияние полета на экипаж. Они дают возможность воспроизводить угловые и линейные ускорения, что создает ощущение прямолинейного и вращательного движений самолета.
Возникающие при этом у летчика ощущения дают ему информацию о начале и окончании имитируемых маневров, что помогает ему быстрее находить нужные решения. Так, например, в США широко применяются динамические тренажеры для подготовки экипажей самолетов «Боинг-747», «Дуглас» ДС-10 и «Локхид» L-1011. Эти тренажеры имеют шесть степеней свободы и воспроизводят движения крена, рыскания и тангажа (вращательные движения) и линейные перемещения вверх-вниз, вперед-назад и в стороны (скольжение на крыло вправо и влево). Хотя они и позволяют полнее имитировать условия полета, но сложнее конструктивно, больше по размерам и значительно дороже статических тренажеров. Известно, как важно членам экипажа многоместного самолета все действия, необходимые в полете, отрабатывать одновременно и взаимосвязанно.
Для этого целесообразно создать авиационный комплексный динамический тренажер, который даст возможность улучшить подготовку экипажей таких самолетов, а следовательно, повысить безопасность полета и вероятность выполнения поставленной задачи. В США делались попытки создать и применить летающие тренажеры. Они представляют собой небольшие самолеты и вертолеты с изменяющимися в полете характеристиками устойчивости и управляемости. На этих тренажерах можно имитировать летные характеристики маневренных и тяжелых самолетов, особые случаи в полете и т. п. Однако их применение было признано экономически неоправданным.