Авіатренажері для ПС ЗС України потреби та вимоги

Одним з пріоритетних напрямків розвитку військової авіації є оснащення навчально-матеріальної бази навчальних закладів та авіаційних частин Повітряних сил Збройних Сил України сучасними авіаційними тренажерами, що забезпечить відпрацьовування дій льотних екіпажів в нормальних (штатних), складних і аварійних ситуаціях польоту в реальному масштабі часу.

Підтримання необхідного рівня льотного вишколу та належного рівня бойової підготовки екіпажів літаків-винищувачів Су-27, бомбардувальників Су-24М, літаків штурмової авіації Су-25, вертольотів Ми-24ПУ,Ми-8МТ(МТВ), Ми-8МСБ-В із використанням сучасних авіаційних тренажерних комплексів має забезпечуватися шляхом:

— відпрацювання переліку вправ з техніки пілотування, навігації, застосування повного спектру авіаційних засобів ураження;

— відпрацювання порядку дій екіпажу в позаштатних ситуаціях;

— льотно-тактичної підготовки екіпажів для одиночного літака, пари, ланки та інше, згідно вправ відповідних Керівництв з льотної експлуатації та Курсів бойової підготовки.

При цьому авіаційні тренажери нового покоління повинні відповідати всім вимогам і рівням тренажерної підготовки авіаційного персоналу: від складних тренажерних комплексів рівня «D» до найпростіших процедурних тренажерів класу FNPT (Flіghtand Navіgatіon Procedures Traіner) рівня І та PCATD (Personal Computer-Based Avіatіon Traіnіng Devіces — авіаційний навчальний пристрій на базі ПК), а також функціональних тренажерів у складі учбово-комп’ютерних класів.

А тому під час їх створення мають застосовуватися сучасні технології моделювання, які дозволять на землі відпрацьовувати до 90% завдань навчання екіпажів, пов’язаних з пілотуванням, навігацією та застосуванням авіаційних засобів ураження в умовах, максимально наближених до реальних.
Для досягнення високого ступеня реалістичності віртуального польоту потрібна синергія математичних і технічних рішень, які використовуються при створенні ключових тренажерних компонентів, найбільш важливими з яких є:

— точність і повнота математичних моделей динаміки руху літального апарату, покладених в основу тренажера;

— використання систем візуалізації закабінної обстановки, які відрізняються виключно високим ступенем деталізації підстильної поверхні і які здатні забезпечити кінематографічну якість при відтворенні зображення практично будь-яких реальних об’єктів і спецефектів, у тому числі для літальних апаратів цілодобового застосування;

— створення інтер’єрів кабін, які в точності відповідають реальним кабінам серійних літаків і вертольотів, у тому числі з використанням реальних органів управління.

Комплексний тренажер льотчика літака Л-39 (ТКС-Л39С)

Якщо говорити про систему візуалізації, то вона має забезпечувати:

— детальне і реалістичне відображення ландшафту, засноване на картографічних даних, даних аерофотозйомки з використанням обширної текстурної і об’єктової бази даних, що дозволяє моделювати різноманітні типи поверхні землі в різні пори року;

— візуальне відображення злітно-посадкових смуг та руліжних доріжок з відповідною розміткою, вказівними знаками, посадковими вогнями, будівлями аеропортів, тощо;

— візуальне відображення атмосферних явищ: дощ, сніг, туман, блискавки та ін.;

— візуальне представлення різних видів хмарності та її різної щільності;

— моделювання часу доби, що включає в себе адекватне положення небесних тіл, реалістичне відображення сходів і заходів, врахування фази Місяця та затемнень;

— моделювання водної поверхні з реалістичними тривимірними хвилями і світловими ефектами.

Система візуалізації також повинна забезпечувати моделювання зображень статичних і динамічних об’єктів, що формуються з бібліотек об’єктів.

При формуванні тактико-технічних вимог до авіаційних тренажерів необхідно враховувати реалізацію режимів цілодобового застосування літальних апаратів, а також широке використання у сучасній бойовій авіації таких систем, як окуляри нічного бачення та тепловізори. Слід зазначити, що у тренажерних системах завдання візуалізації в інфрачервоному діапазоні має ряд важливих особливостей, що визначаються зовсім іншими законами випромінювання, залежно від нагрівання поверхні, відбиваючій здатності об’єктів, розташування й яскравості, наявності нічних світил та іншого.

Одним з важливих питань, яке необхідно вирішувати при проектуванні учбово-тренувальних комплексів є питання функціонування тренажерів у єдиному інформаційно-моделюючому середовищі, тобто реалізація можливості об’єднання різноманітних тренажерів у єдиний комплекс для забезпечення підготовки екіпажів у єдиному віртуальному бойовому просторі з інтеграцією у нього тренажерів, реальних зразків військової техніки та автоматизованих систем навчання на основі 2D і 3D технологій.

Подібний комплекс повинен являти собою глобальну систему розподіленого моделювання, побудовану на основі архітектури Hіgh Level Archіtecture, що дозволяє з високим ступенем вірогідності імітувати розвиток бойових дій у реальному часі.

Тенденція створення сучасних тренажних комплексів і моделюючих систем (у тому числі міжвидового застосування) вимагає використання єдиних підходів і стандартів, що забезпечують взаємодію між компонентами й системами різних виробників, а також їхнє комплексування без зміни інформаційного інтерфейсу.

Сучасні виробники авіаційних тренажерів повинні використовувати пакети даних, які містять дані про параметри руху літального апарату (ЛА) на граничних режимах польоту, у тому числі критичних кутах атаки та інших режимах, пов’язаних з підвищеним ризиком звалювання. При цьому для моделювання звалювання та інших ситуацій, що вимагають активних дій з боку екіпажу, найважливіше точне відтворення саме акселераційних впливів, оскільки вестибулярна інформація надходить у мозок людини швидше зорової.

Крім того, навчання для оволодіння навичками запобігання звалювання та виводу ЛА зі складних просторових становищ супроводжується умовами, коли екіпаж не може покладатися тільки на візуальну інформацію, наприклад, при виконанні польоту вночі або в зонах підвищеної хмарності. Тому постійно підвищуються вимоги до систем рухливості тренажерів. Електромеханічні системи рухливості вже практично повністю витиснули гідравлічні, за рахунок того, що вони створюють менше шуму та забезпечують більш швидку реакцію на керуючі сигнали, що надзвичайно важливо для завдань моделювання режимів польоту з високою точністю відтворення характеристик керованості ЛА.

Особливістю створення авіаційних тренажерів є висока частка витрат на розробку спеціального програмного забезпечення, яка складає від 30 до 70% вартості тренажерів. При цьому розробники тренажерних засобів часто використовують різні операційні системи, програмні оболонки, та математичні моделі функціонування. Це призводить до значних фінансових витрат на розробку подібного програмного забезпечення кожним виробником з причин неможливості накопичення та повторного використання проектних рішень, моделей та прототипів, інформаційних технологій та, як наслідок, програмної та апаратної несумісності тренажерних засобів.

На підставі зазначеного, особливої актуальності набуває питання зменшення фінансових витрат на розробку систем програмного забезпечення для тренажерів.

Основними шляхами реалізації цього завдання може бути:

визначення єдиного підходу до вибору операційної системи та середовища для програмування з метою усунення несумісності програмних модулів різних виробників;

уніфікація алгоритмів, програмно-математичного забезпечення імітаційного моделювання, візуалізації зовнішнього середовища та фоноцільової обстановки шляхом створення уніфікованих програмних модулів;

створення банків уніфікованих програмних модулів, які розроблені за замовленням Міністерства оборони України під час створення тренажерів для потреб ЗС України;

розробка уніфікованих інтерфейсів та протоколів обміну для забезпечення зв’язку між типовими програмними модулями під час створення тренажерів;

дотримання під час розробки спеціального програмного забезпечення вимог щодо можливості його розширення і удосконалення та подальшого розвитку;

передбачення можливості об’єднання різноманітних тренажерів, що розробляються, у єдиний комплекс для забезпечення підготовки екіпажів, підрозділів, військових частин та органів військового управління, що призведе до скорочення витрат на розробку спеціального програмного забезпечення завдяки використанню у цих комплексах єдиного програмного середовища та загальних алгоритмів функціонування….