Consideration of the problem of motion cueing along angular degrees of freedom on flight simulators

Володимир Володимирович Кабанячий; Бейджан Ібрагімоглу

doi:10.15587/2706-5448.2023.293498

Автор(и)

Володимир Володимирович Кабанячий Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна https://orcid.org/0000-0003-0170-3923
Бейджан Ібрагімоглу Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна https://orcid.org/0009-0003-1368-0498

DOI:

https://doi.org/10.15587/2706-5448.2023.293498

Ключові слова:

авіаційний тренажер, динамічний стенд, імітація акселераційних дій, характер, напрямок, тривалість, інтенсивність і час сприйняття руху

Анотація

Об’єктом дослідження є імітація акселераційних дій за кутовими ступенями вільності на авіаційних тренажерах неманеврених повітряних суден. Однією з найбільших проблем є відсутність постановки та ефективного розв'язання проблеми забезпечення якісної імітації акселераційних дій за кутовими ступенями вільності на авіаційних тренажерах, які б відповідали акселераційним діям за кутовими ступенями вільності в реальному польоті з однаковим керуванням. У ході дослідження на основі особливостей сприйняття рухів людиною визначено набір характерних ознак сприйняття руху: характер, напрямок, тривалість, інтенсивність і час сприйняття руху (згідно з теорією сприйняття Гібсона). На основі принципів системного підходу використано математичну постановку розв’язку задачі імітації акселераційних дій за кутовими ступенями вільності на авіаційних тренажерах неманеврених повітряних суден. Такий підхід дозволив, враховуючи наявний конструктивний ресурс динамічних стендів авіаційних тренажерів, максимально наблизити акселераційні дії за кутовими ступенями вільності на авіаційних тренажерах неманевреного літака до акселераційних дій за кутовими ступенями вільності в реальних умовах польоту з тими ж керуючими діями. Завдяки цьому характер і напрямок акселераційних дій повністю відповідають реальним акселераційним діям, різниця між часом сприйняття акселераційних дій на літаку та на тренажері мінімальна, та відповідає сучасним вимогам. Тривалість і інтенсивність сприйняття акселераційних дій на тренажері пропорційні тривалості та інтенсивності сприйняття акселераційних дій на літаку. Такий підхід значно підвищує якість підготовки та перепідготовки пілотів на авіаційних тренажерах. Реалізація розробленої постановки задачі на авіаційних тренажерах, зокрема на Ан-74ТК-200, показала її високу ефективність. У перспективі запропонований підхід може бути використаний на тренажерах літаків, розроблюваних в Україні, та модернізації експлуатованих тренажерів.

Біографії авторів

Володимир Володимирович Кабанячий, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Доктор технічних наук

Кафедра авіа- та ракетобудування

Бейджан Ібрагімоглу, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Аспірант

Кафедра авіа- та ракетобудування

Посилання

Predvaritelnaia otcenka vliianiia podvizhnosti aviatrenazhera na protcess pilotirovaniia i analiz sposobov upravleniia dvizheniem otseka (1970). Otchet NII/TcAGI, No. GR 015110-1, inv. No. 655. Moscow, 34.
Aleksandrov, V. V., Sadovnichii, V. A., Chugunov, O. D. (1986). Matematicheskie problemy dinamicheskogo modelirovaniia poleta. Moscow: MGU, 181.
Bussolari, S., Young, L., Lee, A. (1989). The use of vestibular models for design and evaluation of flight simulator motion. Flight Simulation Technologies Conference and Exhibit. Washington, 86–93. doi: https://doi.org/10.2514/6.1989-3274
Hall, J. R. (1989). The Need for Platform Motion in Modern Piloted Flight Training Simulators. Tech Memo FM 35. Royal Aerospace Establishment. Bedford, 16.
Heintzman, R. J. (1996). Determination of Force Cueing Requirements for Tactical Combat Flight Training Devices. SIMTEC, Inc., ASC-TR-97-5001, 153.
14 CFR Part 60 (2016). NSP Consolidated Version, 639.
Davison, P. J. (2018). Motion in Flight Simulators – A story of Evolution. Suite D, 6/F. Ho Lee Commercial Building, 17.
Chesebrough, D. (2000). The Link Flight Trainer. Binghamton, 12.
Bürki-Cohen, J., Go, T. H. (2005). The Effect of Simulator Motion Cues on Initial Training of Airline Pilots. AIAA Modeling and Simulation Technologies Conference. AIAA-2005-6109. doi: https://doi.org/10.2514/6.2005-6109
Longbridge, T., Burki-Cohen, J., Go, T. (2001). Flight Simulator Fidelity Considerations for Total Airline Training and Evaluation. AIAA Modeling and Simulation Technologies Conference. AIAA-2001-4425. doi: https://doi.org/10.2514/6.2001-4425
White, A. D. (1994). The Impact of Cue Fidelity on Pilot Behavior and Performance. FDS Dept., Defence Research Agency. Bedford.