автореферат диссертации по транспорту, 05.22.14, диссертация на тему:Имитационное моделирование автоматического самолетовождения для электронных средств обучения летного и инженерно-технического персонала

На правах рукописи

НЕВСКАЯ ИРИНА РОМАНОВНА

ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ АВТОМАТИЧЕСКОГО САМОЛЕТОВОЖДЕНИЯ ДЛЯ ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ ОБУЧЕНИЯ ЛЕТНОГО И ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ПЕРСОНАЛА

Специальность 05.22.14 - Эксплуатация воздушного транспорта

I

| АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2005

Работа выполнена на кафедре «Технической эксплуатации авиационных электросистем и пилотажно - навигационных комплексов» МГТУ ГА - Московского государственного технического университета Гражданской авиации.

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Кузнецов Сергей Викторович

Официальные оппоненты: - доктор технических наук, профессор

Ципенко Владимир Григорьевич - кандидат технических наук, доцент Кулабухов Владимир Сергеевич

Защита диссертации состоится 23 июня 2005г. в 16 часов на заседании специализированного совета Д 223.011.01 Московского государственного технического университета Гражданской авиации по адресу: 125838, Москва, Кронштадтский бульвар, д.20.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГТУ ГА.

Автореферат разослан мая 2005г.

Ученый секретарь диссертационного сор-^"

Ведущая организация

ГОС НИИ «АЭРОНАВИГАЦИЯ»

доктор технических наук, профессор

Камзолов С.К.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Безопасность полетов определяется большим числом разнообразных факторов, в том числе состоянием систем и оборудования воздушных судов и квалификацией персонала, эксплуатирующего авиационную технику. Подготовка и переподготовка летного и инженерно-технического персонала является процессом, обеспечивающим повышение безопасности полетов, эффективности эксплуатации авиатехники, обеспечения летной годности самолета и его оборудования, в число которого входят и изделия авионики, в частности Пилотажно-навигационное оборудование (ТОЮ).

Огромная роль тренажеров в процессе повышения квалификации авиационных специалистов общеизвестна. Однако полноразмерные тренажеры с натуральной подвижной кабиной самолета и реальным бортовым оборудованием, предназначенные для обучения экипажей, очень дороги в производстве и эксплуатации, и многим российским авиакомпаниям недоступны. Тем более нецелесообразно их использование для подготовки и переподготовки инженерно-технического персонала.

Вопросам разработки тренажеров и их программно-математического обеспечения посвящено большое количество работ, в том числе таких ведущих ученых ВВИА им. проф. Н.Е.Жуковского, как академик Красовский A.A. и ученики его школы, проф. Боднер В.А. и др. Однако в них освещаются всевозможные аспекты разработки именно полноразмерных тренажеров.

Многочисленные современные публикации свидетельствуют о все более активном использовании в учебных процессах компьютерных технологий, которые могут и должны быть распространены на учебные процессы повышения квалификации различных категорий авиационного персонала. Методические и некоторые практические аспекты данной проблемы затрагиваются в работах последних лет кафедры ТЭ АЭС и ПНК МГТУ ГА.

С точки зрения производителя бортового оборудования в современной мировой практике Электронные средства обучения (ЭСО) рассматриваются как неотъемлемая часть конкурентоспособной продукции. Интерактивное обучение с помощью компьютеров входит в программу эксплуатационной послепродажной поддержки выпускаемых фирмами изделий высоких технологий, к числу которых относятся изделия авионики.

Однако ЭСО для Пилотажно-навигационного оборудования (ЭСО ПНО) можно рассматривать как многофункциональное тренажерное средство только в том случае, если оно, наряду с предоставлени^^^^^щ^дщ^щ^нстра-ционных «статических» разделов, обеспечивает

для свуМйИ№в10Ьзможюсть С. Петербург I О» Ж.'

-> I I.

2ВД

интерактивного динамического режима работы с теми или иными подсистемами ПНО в процессе имитируемого виртуального «полета». Последнее предопределяет необходимость наличия в ЭСО ПНО специального имитационного программного обеспечения (ПО). В то же время наличие имитационно-тренажерных разделов не должно повлиять на экономическую и организационную доступность ЭСО для всех категорий пользователей, эксплуатирующих воздушные суда как в центральных, так и удаленных регионах России.

Таким образом, разработка Электронного средства обучения Пилотажно-навигационного оборудования, основанного на имитационных моделях, представляется актуальной задачей.

Цель работы. Целью данной работы является обеспечение безопасности полетев путем совершенствования систем подготовки и переподготовки летного и инженерно-технического персонала.

Решаемые задачи. Указанная цель потребовала решения следующих задач.

1. Выбора принципа построения Электронного средства обучения Пило-тажно-навигационного оборудования.

2. Формализации задач, решаемых имитационной частью ЭСО, разработки структуры имитационной части ЭСО и способов реализации имитационного программного обеспечения.

3. Формулировки требований к свойствам имитационных моделей с учетом требований смежных дисциплин (навигации и пилотажа) и пригодности для реализации в ПО ЭСО.

4. Разработки и обоснования методики преобразования математических моделей объекта, составляющего замкнутый контур автоматического самолетовождения, для целей имитационного моделирования в ЭСО.

5. Разработки имитационных моделей динамики траекторного движения самолета, информационных и управляющих систем ПНО, удовлетворяющих сформированным требованиям.

6. Разработки имитационного ПО, его экспериментального исследования автономно и в составе интегрированного программного комплекса совместно с основным ПО ПНО методами математического и полунатурного моделирования.

7. Оценки адекватности восприятия человеком-оператором процессов самолетовождения в виртуальных и реальных полетах.

Методы и средства исследований. Проведенные исследования базируются на комплексном использовании методов теории управления и навигации ЛА,

математического и полунатурного моделирования, а также бортового программирования. Все исследования выполнены автором в ОАО «МИЭА».

Научная новизна. В диссертационной работе:

- Предложен принцип построения Электронных средств обучения в бортовом и наземном исполнении.

- Сформулированы требования к математическим моделям составных частей системы «ПНО - самолет - воздушная среда» для их использования в качестве алгоритмической основы имитационной части ЭСО.

- Разработаны редуцированные модели траекторного движения самолета, управляющих систем пилотажного комплекса, информационных навигационных систем и их погрешностей, удовлетворяющие сформированным противоречивым требованиям смежных дисциплин при ограничении на потребляемые вычислительные ресурсы.

- Методами математического и полунатурного моделирования разработанное имитационное ПО экспериментально исследовано при интеграции в единый программный комплекс с бортовым ПО Вычислительной системы самолетовождения (ВСС), являющейся составной частью ПНО.

- Показана идентичность работы системы «Человек-оператор ВСС - модель объекта» с точки зрения ее реакции на управляющие воздействия оператора через моторные поля системы и восприятия им параметров на информационных полях при моделировании с использованием традиционных «полных» и разработанных редуцированных моделей.

- Показана адекватность восприятия человеком-оператором процессов самолетовождения в виртуальном и реальном полетах.

Практическая ценность. Построенные на основе предложенных принципов и моделей алгоритмы были реализованы автором в «Технических заданиях на программирование» и далее в виде бортовых имитационных программных модулей для разработанных в ОАО «МИЭА» ВСС самолета АН-70, первой версии ВСС самолета АН-148, а также СНС-3 - спутниковой навигационной системы общего назначения.

На основе имитационного модуля в ОАО «МИЭА» в течение ряда лет осуществлялась комплексная отладка основного программного обеспечения ВС С АН-70 на этапах математического моделирования и стендовых испытаний.

Для этапа математического моделирования при участии и под руководством автора был создан специальный отладочный технологический программный комплекс, включающий бортовые программы ВСС, программный модуль «Имитация» и эмулятор БЦВМ.

На предприятии АНТК «АНТОНОВ» встроенный бортовой алгоритм «Имитация» позволил проводить этапы испытаний ВСС АН-70 и АН-148 на стендах Генерального конструктора и на этапах наземной отработки на борту указанных самолетов при проведении летных испытаний. Имитационный режим получил положительную оценку инженеров-исследователей и экипажей.

Система СНС-3 со встроенным имитационным режимом сертифицирована Авиационным регистром Межгосударственного авиационного комитета.

Разработка ЭСО ПНО, реализуемого на преложенных принципах на PC, с включением в его состав имитационного ПО, позволит:

• повысить конкурентоспособность создаваемых изделий авионики;

• создать учебно-тренировочные средства для летного и инженерно-технического персонала, экономически и организационно доступные как для крупных, так и для мелких авиакомпаний;

• обеспечить современное, легко модернизируемое оборудование для лабораторий ВУЗ'ов, готовящих специалистов-эксплуатационников как летных, так и инженерно-технических специальностей.

Соответствующие Акты о внедрении результатов диссертационной работы в ОАО «МИЭА» и об их использовании в учебном процессе на кафедре ТЭ АЭС и ПНК Ml ТУ ГА прилагаются.

Апробация работы. Материалы, представленные в работе, докладывались и обсуждались:

• на семинаре отдела 943 и секции НТС отделения 200 МИЭА в 1989-1990 г.;

• на юбилейной научно-технической конференции ЛИИ им. М.М. Громова в 1991 г.;

• на Международной научно-технической конференции «Гражданская авиация на рубеже веков», посвященной 30-летию со дня основания МГТУ ГА, 2001 г.;

• на Международной научно-технической конференции «Гражданская авиация но современном этапе развития науки, техники и общества» МГТУ ГА, 2003 г.;

• на III международном симпозиуме «Аэрокосмические приборные технологии» АПТ'04, ГУАМ, 2004г.;

• на юбилейной Международной научно-практической конференции «Теория и практика имитационного моделирования и создания тренажеров», 111 У г. Пенза, 2004 г.

Публикации. Результаты диссертационной работы опубликованы в 11 печатных работах (из них 2 в соавторстве и 9 без соавторов), а также 10 рукописных работах - отчетах по НИР, выпущенных в ОАО «МИЭА».

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и 4-х приложений. Махериал (без приложений) изложен на 169 стр., в том числе 125 стр. текста, 63 рисунка, 2 таблицы и библиографии из 132 наименований. Приложения содержат 51 стр., в том числе 32 таблицы и 12 рисунков.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность проблемы разработки Электронных средств обучения Пилотажно-навигационного оборудования, содержащего, кроме описательных разделов, имитационные разделы, для обеспечения совершенствования систем обучения летного и инженерно-технического персонала гражданской авиации.

Первая глава посвящена анализу проблемы подготовки и переподготовки летного и инженерно-технического персонала с помощью электронных средств обучения.

Рассматривается роль человеческого фактора в системе поддержания летной годности пилотажно-навигационного оборудования и повышения безопасности полетов. Приводится краткая классификация авиационных тренажеров. Указывается на архаичность и неэффективность применения только «бумажной» технической документации по эксплуатации и обслуживанию ПНО.

Анализируется наличие в технических заданиях на разработку ВСС для некоторых самолетов требований по включению в состав бортового ПО имитационного алгоритма. Рассматривается краткое упоминание о борювом режиме и алгоритме «Имитация» в технической литературе. Анализируются сведения о данном алгоритме-прототипе и его недостатки: низкие функциональные возможности, низкая степень защиты от несанкционированного включения в воздухе, практическая невозможность использования в качестве встроенного тренажера.

Предлагается использовать в качестве современного учебного средства для летного и инженерно-технического персонала при освоении им Пилотажно-навигационного оборудования Электронное средство обучения (ЭСО ГШО), построенное на компьютерных технологиях с использованием текстовых разделов, графических пакетов, диалоговой оболочки и имитационных разделов. Такое ЭСО должно разрабатываться одновременно с самим ПНО, сопровождать

его на всем протяжении жизненного цикла и входить в систему поддержания летной годности ПНО.

Предлагается по составу разделить ЭСО ПНО на статические и динамические разделы: первые - для компьютеризованной работы с теоретическими материалами и технической документацией, вторые - для реализации функции встроенного тренажера. Эти функции предлагается реализовывать с использованием имитационного ПО и реального бортового ПО или его фрагментов.

В случае ЭСО для системы автоматического самолетовождения, которому посвящена данная работа, предлагается разрабатывать ЭСО в двух вариантах исполнения: бортовом (в виде встроенного тренажера) и наземном, с использованием в обоих вариантах идентичного имитационного ПО

Производится анализ задач четырехмерной навигации, структуры ПНО и структуры ВСС, которая совместно с пилотажным комплексом (ПК) и навигационными информационными системами обеспечивает автоматизацию самолетовождения.

Показывается, что система «ПНО - самолет - воздушная среда» является эргатической системой, в которой экипаж рассматривается как «Человек-оператор». Анализируются состав моторных (управляющих) и информационных полей этой системы, которыми являются кнопки, тумблеры , наборные поля пультов управления (ПУ) ВСС и ПК, и индикаторы ПУ ВСС и экраны Системы электронной индикации СЭИ.

Формулируются требования к имитационному программному обеспечению ЭСО в виде требований к выполняемым им функциям и требований программной реализации.

Основные функциональные задачи имитационного ПО:

• формирование в реальном времени параметров автоматического виртуального полета под управление ПНО, динамически подобных параметрам реального полета;

• обеспечение интерфейса в системе «4-0 - виртуальное ПНО - виртуальный самолет», статически и динамически подобного интерфейсу в реальной системе.

Основные требования программной реализации:

• ограничение потребляемых вычислительных ресурсов,

• идентичность работы бортовых программ основного ПО ПНО в реальном и имитационном режимах,

• идентичность имитационного ПО для наземного и бортового исполнения,

• защита от ложных срабатываний в реальном полете.

Предлагается структура имитационного ПО, построенная на основе анализа структуры ПНО, ВСС и сформулированных выше требований (рис. 1). Как в бортовом, так и наземном вариантах контур автоматического самолетовождения замыкается через реальные бортовые алгоритмы ВСС.

Алгоритмическое наполнение отдельных модулей структуры рассматривается во 2-ой и 3-ей главах работы.

Во второй главе излагаются основные положения, принятые при разработке моделей динамики траекторно-го движения для целей имитационного моделирования в Рис. 1. ЭСО.

Рассматривается методика преобразования традиционных «полных» моделей к необходимому для программной реализации виду.

Автоматическое самолетовождение представляет собой задачу, решаемую при объединении смежных дисциплин: навигации и управления (пилотажа). При воспроизведении виртуальных процессов самолетовождения необходима имитация длительных полетов во всех районах Земного шара в спокойной и возмущенной атмосфере. Траекторное управление требует учета динамических характеристик самолета при интенсивных изменениях высот, скоростей и угловых параметров на пространственной траектории. Топливно-временные задачи предопределяют моделирование объекта с переменной массой.

В качестве исходной рассматривается полная пространственная модель объекта «ПК - самолет - воздушная среда» с учетом вращения Земли в инерциаль-ном пространстве, которая для задачи самолетовождения описывается уравнением состояния нелинейного нестационарного объекта

* = иШР ПВ03М А /), (2.1)

с вектором состояния

Хт=\ (0Х (Оу <ог & у у/ Ук в Нйц.....Озз ||, (2.2)

вектором нестационарных параметров

М0Т ту т2 Сха суа Сга Ср Чтопл ан рн Я Л3|, (2.3)

вектором ветровых возмущений VвоЗМ = 1 а№г Рш Рф II. (2-4)

—Т

вектором управления С/уцр

5В 6Э дн 6Руд (2.5)

и вектором дополнительно вычисляемых параметров

Ф V М а Р пх_Уш1 аху2 пш а>ш

У} Уг ум Уе Уу * Ри <р Л е ||. (2.6) Контур автоматического управления замыкается при дополнении уравнения состояния (2.1) уравнениями алгоритмов управления, реализуемых в ПК:

& пу у ¿э=^]у(а>х у у™ \

*н=КНАу{иу "у "Л ¿РУД^3А™(пх 9 М Упр Р3%с ) Здесь о>х у г, пху2, тхуг &,у,у/, а,р, <%, /V, 5ц> 8руд ~ пилотаж-

ные параметры: угловые скорости, перегрузки, аэродинамические (а/д) характеристики моментов в связанной системе координат (с.к.), углы тангажа, крена, рысканья, атаки и скольжения, ветровые углы атаки и скольжения, отклонения рулей высоты, направления, элеронов и рукоятки управления двигателями;

У к в Vк Н ' сха- Суа- сга> СР> аН-РН' $'зш^ > У М ~ ТРа"

екторные параметры: траекторная (кинематическая) скорость, углы наклона траектории и пути, высота, а/д коэффициенты и коэффициент тяги, скорость звука и плотность воздуха, управления от ВСС по тангажу, крену и тяге, а также воздушная скорость и число Маха; g, аХу?> ^из > а>12 3'

У1,2'УИ,Е,у' ^,Ри, (р,Х, £, Цтопя, ттопп- навигационные параметры: элементы матричного уравнения Пуассона для счисления координат местоположения самолета, ускорение свободного падения и радиус Земли, абсолютные ускорения в проекциях на связанные оси, относительные и абсолютные угловые скорости в проекциях на оси математической платформы, проекции путевой скорости на оси платформы и географические оси, путевая скорость и путевой угол, географические широта и долгота, азимутальный угол математической платформы, расход и масса топлива.

Рассматриваются достоинства полной модели, главным из которых является адекватность динамических характеристик реальному объекту, подтверждаемая многолетним опытом использования ее отдельных составляющих при

создании моделирующих стендовых комплексов отработки пилотажных и навигационных систем, но при традиционном раздельном решении пилотажных и навигационных задач.

Рассматриваются ее недостатки с позиций пригодности для реализации в ЭСО. Основной - высокая размерность векторов состояния (20), нестационарных параметров (11) и дополнительных переменных (26), и высокие требования к производительности ЦВМ при моделировании в реальном времени как на борту, так и совместно с динамическими графическими объектами и диалоговой оболочкой на РС.

Принимается ряд допущений, которые позволили получить более компактные имитационные модели пространственного траекторного движения, в то же время обладающие необходимыми для задач ЭСО ПНО пилотажными и навигационными свойствами.

Используется метод декомпозиции уравнения состояния, основанный на иерархии структуры управления. Навигационный уровень рассматривается как верхний уровень (внешний контур) в задаче самолетовождения. Пилотажный уровень рассматривается как нижний уровень (внутренний контур).

Подсистемы пилотажного комплекса, т.е. внутреннего контура, считаются исполнительными органами в замкнутой структуре внешнего контура с единичными передаточными функциями. Передаточные функции самолета в его короткопериодическом движении также представляются единичными или инерционными звеньями. Рассматриваются только координированные развороты без скольжения, Р = 0.

Используется метод редукции с сохранением необходимых для решаемой задачи свойств описываемых объектов управления. Выражения (2.1) - (2.6) упрощаются путем рассмотрения только проекций уравнения сил, которые дополняются уравнением изменения массы топлива Для сокращения матричных пересчетов предлагается использовать в качестве основной вместо традиционной траекторной с.к. 0X^7^ воздушно-траекторную с.к. (иногда называемой полускоростной), которая повернута относительно траекторной с.к. на углы ветра в горизонтальной и вертикальной плоскостях, а ось ОХ у направлена по воздушной скорости полета V.

Выполненные преобразования позволили получить вектор состояния

Хт=\ V ва у/а <р X е Н ттопл\, (2.7)

вектор нестационарных параметров

=|| сха суа сР Чтопл ан рн £ Д5|, (2.8)

вектор ветровых возмущении

= II w иц... ит-у

UВОЗМ ~ IÜW 8Uw Su |= Uyg Uzg J, (2.9)

—T

вектор управлений Uуцр

ВСС рВСС дВСС Ц У зад гзад &зад (2-Ю)

и вектор дополнительных параметров

Ф (Х)=\\М а 3 V, V¡ VN VE Vy W PU || . (2.11)

Здесь 6a, \¡/a — воздушно-траекторные углы: ортодромический путевой и наклона траектории, уа - скоростной крен. Ветер задается в проекциях на географические оси Uxg ys zg или эквивалентно как скорость и навигационное направление ветраS^.Sjjy.

По сравнению с (2.1) — (2.6) система (2.7) — (2.11) по-прежнему является нелинейной нестационарной, однако порядок ее понизился с 20 до 8, тем более, что в цифру «20» не вопши нелинейные дифференциальные уравнения законов управления ПК. Размерность вектора нестационарных параметров уменьшилась от 11 до 8 при существенном упрощении реализуемых нелинейных зависимостей. Количество управлений - не более трех не зависимо от количества управляющих органов у того или иного типа самолета. Форма записи уравнения состояния позволяет решать традиционную навигационную задачу в виде расчета навигационного треугольника скоростей, что было затруднительно при введении ветра в виде изменений угла атаки и скольжения.

В подразделах главы 2 рассматриваются конкретные реализации уравнений (2 7)-(2.10), записываемые в воздушно-траекторных перегрузках пхТ уТ zT,

являющиеся основой для программирования в ЭСО:

V = g^ixr - sinOa + пВхТ), (пУт ~ cas°а + пуТ)'

¥а=- кг + пгТ )> « = rhmorm = -qmorm (2.12)

Vcos0a 4 '

пхТ="ха- Пт=п cosy а, nzT=n sinya, siny а = siny (2.13)

COS tía

„ - P3adcos(q + <pde)-cxaqS _P3adsin(q + <pde) + CyaqS "xa ~ > "ya ~ •

mg mg

Для случая, когда не рассматривается резкое изменение направления и величина

ны навигационного ветра, ветровыми перегрузками n°¡ уТ zT предлагается пренебречь Дальнейшая конкретизация уравнений осуществляется для двух типов САУ, входящих в ПК и сопрягаемых с ВСС - тангажного и перегрузочного. При управлении по заданному тангажу в уравнении (2.13) полагают 9 = 9зад.

Показывается, что при этом можно вычислять угол атаки по приближенному выражению

а = агаш[<;т(Зуад-ва)со5у.]ад]. (2.15)

Тогда суа=су(а-а0), сха =схо+сху{су-суоУ, ч = (2.16)

При управлении через заданную перегрузку в качестве управляющего сигнала в

зад

канале руля высоты рассматривается ау :

азад 1 \ С

пуа--^—совва+1, с а - + а0. (2.17)

Е Ч^кр су

Приводятся редуцированные уравнения кинематики траекгорного движения для ряда ВСС, в которых вместо матричного уравнения Пуассона, описывающего производную вектора во вращающихся системах координат, используются достаточно простые геометрические соотношения, и уравнения модели стандартной атмосферы, основанные на ГОСТ 4401-81. АУд характеристики, тяговые и расходовые высотно-скоростные характеристики двигателей (ВСХ) задаются в виде аппроксимаций и таблиц.

Третья глава посвящена разработке имитационных моделей информационных и управляющих систем пилотажно-навигационного оборудования Рассматриваются основные методические положения, принятые при их формировании. Приводятся варианты редуцированных моделей, разработанных для нескольких ЭСО. Для наземного исполнения ЭСО рассматриваются виртуальные модели систем отображения информации и пультов управления ГОЮ.

В начале главы формулируются требования, которым должны удовлетворять разрабатываемые имитационные модели информационных систем:

• идентичность выходных интерфейсов модели и реальной информационной системы;

• зависимость степени редукции имитационных моделей от типа ПНО: решаемых задач навигации и самолетовождения и, соответственно, располагаемых ресурсов БЦВМ;

• идентичность реакции имитационных моделей и реальных измерительных систем на пультовые команды человека-оператора;

• идентичность функционирования Алгоритмов первичной и вторичной обработки навигационной информации ВСС в режимах реального и виртуального полетов.

Рассматривается общий вид схемы связей программного модуля «Имитатор навигационной информационной системы» с ядром имитационной модели, блоки

которой на рис 1 были выделены тенью, и программными модулями ВСС и СЭИ (рис. 2).

Общий вид модели информационной системы имитационного алгоритма записывается с использованием общепринятого математического аппарата, представляя поток данных информационных систем в виде уравнения измерения. Однако для целей бортового программирования в общую форму уравнения дополнительно вводятся матрицы состояния и признаков исправностей информационных систем МСУ по каждому параметру у информационной системы I,

Рис. 2

а также матрица признаков исправностеи входных каналов операционной системы ВСС по каждому входу (системе) ЬргК1:

2 = МЬргК х [Ммс х(Й(Х,ХПУ,ХБНД) + А2)\ (3.1)

Введение ЬргК1 и МС'' обеспечивает: идентичность работы программ первичной обработки информации из состава ВСС в реальном и имитационном режимах; возможность имитировать отказы этих систем при реализации ЭСО на РС; работу ВСС в режиме «Тест-контроль». Векторная функция наблюдения А зависит от вектора состояния X, вектора пультовых команд оператора Хцу и вектора параметров бортовой базы аэронавигационных данных

Рассматривается вектор выходных параметров (вектор измерения X ), являющийся суммой наблюдаемых текущих параметров, а именно потоков данных навигационных информационных систем, входящих в состав ПНО:

тТ _ |

гТ

ЪТ

-БИНС 1,2,3 ^СВС1.2.3 *РВ1.2.3 ^ДИСС &СНС1.2 ^РСДН

—у

7-ГСБН1.2

—т —т

2У(Ж1,2 2ОМЕ1,2

—т

2ТИС1,2

(3.2)

Рассматривается полный вектор ошибок измерений, широко применяемый при исследовании алгоритмов комплексной обработки информации КОИ из состава ВСС на этапах математического и полунатурного моделирования:

Л1Т = || А 7.тБШС12,з Л свс 1,2,3 л Г В ¡,2,3 А '¿дисс л 2 РСДН

А г,

СНС1.2

А2

РСБН1.2

А2-

—т —т

УОК1,2 А 2 ОМЕ 1,2 Л % ТИС 1,2

(3.3)

Полная модель ошибок любого параметра обычно описывается суммой постоянной, медленноменяющейся и флюктуационной составляющих, формируемых с использованием генераторов белого шума и формирующих фильтров. Ошибки инерциальной системы сами по себе могут рассматриваться как уравнение состояния. Показывается, что полная модель ошибок измерений так же непригодна для реализации в имитационном ПО ЭСО, как и полная модель динамики движения.

Редукция полной модели ошибок измерений осуществляется с позиций необходимости имитации только тех ошибок или их составляющих, которые не будут отфильтрованы алгоритмами коррекции КОИ ВСС, и прямым или косвенным образом отобразятся на информационных полях системы. Т.е. при редукции учитываются фильтрующие свойства бортового алгоритма КОИ и разрешающие способности индикаторов (шкал, масштабов и т.д.). Так для одного из реализованных ЭСО был принят вектор ошибок имитационной модели:

A z1 = II S(t) A zconst||, 8 ZT(t) = || SV,Бинс SV2бинс $<Рбинс SIБИНС ||

а zconst = II Д£ВИНС ДУгБИНС МБИНС ^СВС AVCBC Д^СВС

Дфрсдн МРСБН ADpCMI MVOR A°DM£A<PCHC avchc АРУснсЬ (3-4) т.е. ошибки задавались постоянными, за исключением инерциальной системы, для которой имитировались медленно меняющиеся ошибки по скоростям и координатам в виде Шулеровских колебаний. Далее в 3-ей главе и приводятся

—т т

выражения (3.1) применительно к каждому из векторов ^БИНС 1,2,3 ~ %ТИС1.2

В последних разделах 3-ей главы рассмотрены имитационные модели ПК при реализации в ЭСО виртуального полуавтоматического управления профилем полета. Этот модуль предлагается включать в имитационное ПО при его наземном исполнении в случае отсутствия в ВСС вертикального канала. Предлагается структура модуля на примере тангажного САУ. Вектор управления на иерархическом уровне «Ч-О - ПНО» (задается на ПУ САУ):

ffТ II 1тСАУ ггСАУ ъжСАУ ____ „ JI

иУПР = || Нзад Vnpu6 -зад Мзад режимы управления CAVj.

Управляющие сигналы по тангажу 93af)u РУД'у 8'°уй формируются в виде суммы сигналов программного управления и сигналов стабилизации

&зад = 9пРогР+А9^ =S"^^ASpyd. (3.5)

Рассматривается формирование программного управления для двух участков профиля: типового набора высоты и полета по эшелонам с постоянной скоростью (режим крейсерского полета). В обоих случаях полагается, что профиль полета задается в виде программы изменения скорости по высоте.

Для типового набора высоты имитируется одноканальное управление, реализуемое в типовом САУ, а именно: стабилизация через руль высоты заданной приборной скорости УЦрив = const до, и заданного числа Маха Мтд - const после высоты перехода, на номинальной тяге двигателей 8¡¡"уд = 8рщИНЛЛ. Набор высоты рассматривается как неустановившийся, V ^ const, и квазипрямолинейный 0 = 0. Предварительно вычисляется

Уу -сош= — -; или Ум~сот1 = ~МИВ ——.(3.6)

Yv-const ш 2рИ "Р ш м-const т т \ )

В основу формирования программного значения у1ла наклона траектории на* Йнв

бора высоты &прогр положен аэродинамическии расчет при указанных выше допущениях и известных а/д характеристиках самолета и ВСХ двигателей:

rrf>

%огр = arcsin(пха-X), пха = (¿р ~ Сш ) / Суа],

X = -, • = f(M,c™ ). (3.7)

2___ _ „НВ

У-ГТ/я'

Расчет осуществляется итерационным способом. Анализ показал, что достаточна?

но двух итераций. На первой полагается суа = суа1 дЯкр.

На второй л jjf = cos в

нв

НВ _суа1пуа -Ср(а + <Рр)

' 1 + сР/сау

Далее , ^ а&р-с™/с* . (3-8>

Аддитивная составляющая

А9 = -к,А7, АГ^У^Цв-Уфуе или А& = -к4АМ, АМ = Мзад-М. (3.9) При полете на эшелоне имитируется двухканальное управление САУ: стабилизация Н^ через руль высоты и стабилизация У*р„б,Мзад через тягу. В этом случае а/д расчет ведется при условиях в = 0, в = 0, Упри6 = 0 при Н < Нпер и М = 0 при Я > Нпер. Вычисление текущих программных параметров:

упрогр =суа1-Сха<Рр-Суа ^ сш= Г( М ,Суа1), (ЗЛО)

схасу

^Р=/р( Р"отр д = = М™д). (3.11)

В четвертой главе приводятся методика и результаты тестирования разработанного имитационного ПО автономно и при интеграции в программный комплекс с бортовыми модулями ВСС. Подтверждается выполнение разрабо-

танным ПО требуемых функций в различных режимах навигации и траекторно-го управления. Показывается адекватность восприятия человеком-оператором процессов самолетовождения в режимах реального и виртуального полетов. Методика доказательства адекватности основывается на сравнении индицируемых на информационных полях ПНО данных в режимах математического и ио-лунатурного моделирования с использованием «полных» и разработанных редуцированных моделей. Экстраполяция полученных доказательств на режимы реального полета основывается на многолетнем опыте использования «полных» моделей при отладке пилотажных и навигационных систем и совпадении получаемых результатов с данными летных испытаний.

Рассматриваются бортовая и наземная (с виртуальными экранами и лицевыми панелями пультов управления) реализации ЭСО ПНО. Приводятся сведения по вычислительным ресурсам при реализации имитационных модулей в ВСС самолетов АН-70, АН-148, и в автономной спутниковой системе СНС-3 (от 4.8% до 0.52 % от общего объема ПО ВСС).

В приложениях 1-=- 4 приводятся: данные об используемых системах координат; математические зависимости, положенные в основу модели стандартной атмосферы; условия экспериментов и некоторые дополнительные результаты автономного и комплексного тестирования имитационного ПО и виртуального самолетовождения, не вошедшие в основные главы работы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Предложен принцип построения основанного на компьютерных технологиях Электронного средства обучения для Пилотажно-навигационного оборудования. ЭСО должно разрабатываться фирмой-производителем ПНО, сопровождать это оборудование на всем протяжении его жизненного цикла и входить в систему поддержания летной годности данного оборудования.

2. Предложен состав ЭСО в виде статических и динамических разделов. Разработаны требования к функционированию и реализации динамических разделов в виде сочетания имитационного программного обеспечения и бортовых программ отдельных систем ПНО или их фрагментов. Сформированы требования к имитационным разделам ЭСО для Вычислительной системы самолетовождения из состава ПНО.

3. Разработаны структура имитационного ПО; редуцированные модели ядра имитационного ПО в виде моделей динамики пространственного траектор-ного движения самолета; редуцированные модели управляющих систем (ПК), измерительных навигационных систем и их опшбок.

4. Разработано алгоритмическое и программное обеспечение, реализованное как имитационные модули, встроенные в бортовые вычислители ряда ВСС.

5 Экспериментально, методами математического и полунатурного моделирования, показана достаточность разработанных моделей и программ для обеспечения адекватности восприятия человеком-оператором процессов самолетовождения в виртуальном и реальном полетах.

6. Оценка полученных экспериментальных данных позволяет считать возможным использование идентичного имитационного программного обеспечения для двух вариантов реализации ЭСО: в качестве встроенного в ВСС тренажера в бортовом исполнении, и в качестве составной части динамических разделов ЭСО в наземном исполнении на РС. Использование идентичного ПО снижает стоимость разработки ЭСО ПНО.

7 Предложенный принцип построения ЭСО ПНО позволит обеспечить авиакомпании различного уровня, расположенные в различных географических регионах, экономически и организационно доступным учебным средством, сочетающим в едином программном продукте электронную документацию и встроенный тренажер.

8. ЭСО ПНО может рассматриваться в качестве учебного средства, обеспечивающего теоретические знания и практические навыки в различных образовательных учреждениях авиационного профиля.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Невская И.Р. Алгоритм имитационного моделирования в БЦВМ. // Международная научно-техническая конференция «Гражданская авиация на рубеже веков». Тезисы. М.: МГТУ ГА, 2001, с.136.

2. Невская И.Р. Алгоритмическое и программное обеспечение имитатора траекторною движения самолета в электронном средстве обучения вычислительной системы самолетовождения. // Международная научно-техническая конференция «Гражданская авиация на современном этапе развития науки, техники и общества»». Тезисы. М.: МГТУ ГА, 2003, с.99.

3. Невская И.Р. Программно-математические модули имитаторов навигационных информационных систем в электронном средстве обучения вычислительной системы самолетовождения. // Международная научно-техническая конференция «Гражданская авиация на современном этапе развития науки, техники и общества»». Тезисы. М.: МГТУ ГА, 2003, с.100.

4. Невская И.Р. Алгоритм имитационного моделирования в БЦВМ. // Научный вестник МГТУ ГА №48, серия Авионика. М.: МГТУ ГА, 2002, с 7277.

5. Невская И.Р. Алгоритмическое обеспечение имитатора граекторного движения самолета в 'электронном средстве обучения вычислительной системы самолетовождения. // Научный вестник МГТУ ГА №71, серия Авионика и электротехника. М.: МГТУ ГА, 2003, с.90-96.

6. Невская ИР. Аспекты разработки электронного средства обучения вычислительной системы самолетовождения. // Сборник трудов Международного симпозиума «Аэрокосмические приборные технологии», С-П,-ГУАП, 2004, с.56-59.

7 Невская ИР. Имитационное программно-математическое обеспечение электронного средства обучения вычислительной системы самолетовождения. Сборник статей Юбилейной международной научно-практической конференции «Теория и практика имитационного моделирования и создания тренажеров», Пенза: ПГУ, 2004, с.41-43.

8. Невская И.Р. Имитационная модель режима набора высоты в электронном средстве обучения вычислительной системы самолетовождения // Научный вестник МГТУ ГА № 89, серия Авионика и электротехника. М.: МГТУ ГА, 2005, с.97-103.

9. Осипцов A.B., Невская И.Р. Международные стандарты компьютерного моделирования и электронной технической документации авионики. // Научный вестник МГТУ ГА № 71, серия Авионика и электротехника М.: МГТУ ГА, 2003, с.85-89.

Ю.Невская И.Р. Алгоритмы дальномерно-доплеровских систем оценивания навигационных координат. // Научно - методические материалы по системам навигации летательных аппаратов. Под ред. Лебедева A.B. М.: Изд. ВВИА им. проф. Жуковского Н.Е., 1984, с.59-75.

11.Чугунов О.Д., Невская И.Р., Воронин А.Н. и др. Теоретико - экспериментальный метод оптимизации систем директорного управления летательными аппаратами. // Эргатические системы управления. Киев: Наукова думка, 1974, с.50-68.

Подписано в печать 16.05.05 г. Печать офсетная Формат 60x84/16 1,16 уч.-изд. л.

1,25 усл.печ.л._Заказ № 1419/^7^/" Тираж 70 экз.

Московский государственный технический университет ГА 125993 Москва, Кронштадтский бульвар, д.20 Редакционно-издательский отдел 125493 Москва, ул. Пулковская, д. 6а

© Московский государственный технический университет ГА, 2005

г

\

!

I !

I

i }

i

<f

i

!

На 1 1 2 9 3

РНБ Русский фонд

2006-4

9248 I

i

Введение.

1. АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ ПОДГОТОВКИ И ПЕРЕПОДГОТОВКИ ЛЕТНОГО И ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ПЕРСОНАЛА С ПОМОЩЬЮ ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ ОБУЧЕНИЯ.

1.1. Анализ состояния и перспектив развития электронных средств обучения летного и инженерно-технического персонала гражданской авиации.

1.2. Постановка задачи диссертационной работы.

1.3. Принцип построения Электронного средства обучения Пилотажно-навига-ционного оборудования.

1.4. Структура и задачи бортовой системы автоматического самолетовождения

1.4.1. Задачи ПНО при обеспечении четырехмерной навигации.

1.4.2. Информационные и управляющие поля системы «4-0 - ПНО - самолет»

1.5. Требования к имитационному программному обеспечению и его структура.

2. РАЗРАБОТКА ИМИТАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ ДИНАМИКИ ТРАЕКТОР-НОГО ДВИЖЕНИЯ САМОЛЕТА.

2.1. Анализ полной пространственной модели объекта в задаче самолетовождения и принимаемые допущения при ее редукции.

2.2. Редуцированная имитационная модель движения самолета в траекторной системе координат.

2.3. Редуцированная имитационная модель движения самолета в воздушно-траекторной системе координат.

2.4. Имитационные модели для частных случаев траекторного движения в замкнутом контуре автоматического самолетовождения.

2.4.1. Имитационная модель движения ц.м. при тангажном САУ.

2.4.2. Имитационная модель движения ц.м. при перегрузочном САУ.

2.4.3. Модель движения ц.м. в горизонтальной плоскости с переменной скоростью

2.4.4. Модель движения ц.м. в горизонтальной плоскости с постоянной скоростью

2.4.5. Модель движения ц.м. в вертикальной плоскости.

2.5. Редуцированная имитационная модель кинематики траекторного движения самолета.

2.6. Имитационная модель стандартной атмосферы.

2.7. Имитационные модели расходовых характеристик двигателей.

2.8. Имитационные модели тяговых характеристик двигателей.

3. РАЗРАБОТКА ИМИТАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ ИНФОРМАЦИОННЫХ И УПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМ ПИЛОТАЖНО-НАВИГАЦИОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ.

3.1. Структура моделей информационных систем.

3.2. Имитационные модели информационных систем пилотажно-навигационного оборудования.

3.2.1. Вектор измерения бесплатформенной инерциальной системы модель БИНС).

3.2.2. Вектор измерения системы высотно-скоростных параметров модель СВС).

3.2.3. Вектор измерения топливо-измерительной системы (модель ТИС)

3.3. Имитационные модели информационных систем радионавигационного оборудования

3.3.1. Вектор измерения радиовысотомера (модель РВ).

3.3.2. Вектор измерения доплеровского измерителя скорости и угла сноса модель ДИСС).

3.3.3. Вектор измерения радиосистемы дальней навигации (модель РСДН)

3.3.4. Вектор измерения радиотехнических систем ближней навигации модели РСБН, VOR, DME).

3.3.4.1 Общий вид вектора измерения радиотехнической системы ближней навигации

3.3.4.2 Модификации векторов измерений радиосистем РСБН, VOR, DME.

3.3.5. Вектор измерения системы спутниковой навигации (модель СНС).

3.4. Имитационные модели управляющих систем пилотажно-навигационного оборудования.

3.4.1. Имитационная модель САУ в режиме набора высоты.

3.4.2. Имитационная модель САУ в режиме крейсерского полета.

3.5. Виртуальные модели систем отображения информации и пультов управления

4. РАЗРАБОТКА ИМИТАЦИОННОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОННОГО СРЕДСТВА ОБУЧЕНИЯ.

4.1. Реализация и тестирование имитационных моделей траекторного движения самолета.

4.1.1. Тестирование модели динамики и кинематики горизонтального движения в разомкнутом контуре.

4.1.2. Тестирование модели кинематики движения в особых географических точках

4.1.3. Тестирование модели динамики и кинематики горизонтального движения в замкнутом контуре траекторного управления.

4.1.4. Тестирование модели стандартной атмосферы.

4.1.5. Тестирование имитационной модели САУ в режиме набора высоты.

4.1.6. Тестирование имитационной модели САУ в режиме крейсерского полета

4.2. Реализация и тестирование имитационных моделей информационных систем пилотажно-навигационного оборудования.

4.2.1. Тестирование модели Бесплатформенной инерциальной системы (модели БИНС).

4.2.2. Тестирование модели Системы воздушных сигналов (модели СВС).

4.2.3. Тестирование моделей радиотехнических систем ближней навигации РСБН, VOR, DME.

4.3. Реализация и тестирование режимов виртуального самолетовождения.

4.3.1 Виртуальное автоматическое самолетовождение на маршруте.

4.3.2. Виртуальные режимы скоростной и позиционной коррекций.

4.3.3. Решение топливно-временной задачи в виртуальном полете.

4.3.4. Виртуальные полеты в зонах ожидания, по радиалам, предпосадочному маневру и второму кругу.

4.4. Представление информации человеку-оператору в виртуальных полетах

4.4.1. Работа оператора с ВСС в имитационном режиме.

4.4.2. Индикационное обеспечение процесса самолетовождения в виртуальном и реальном полетах. ^^

4.5. Бортовое и наземное исполнение электронного средства обучения ПНО

Безопасность полетов определяется большим числом разнообразных факторов. Наряду с другими составляющими в их число входят и такие, как [21], [51], [79], [131]:

• состояние систем и оборудования воздушных судов;

• квалификация, классность, уровень подготовки летного и инженерно-технического персонала, эксплуатирующего авиационную технику.

Очевидно, что для повышения уровня безопасности полетов необходимо обеспечить сбалансированный рост как эффективности (технического уровня) авиационной техники, так и подготовки летного и инженерно-технического персонала, эксплуатирующего эту технику. Подготовка и переподготовка летного и инженерно-технического персонала является одной из составляющих процесса обеспечения и поддержания летной годности самолета и его оборудования, в состав которого входит и Пилотажно-навигационное оборудование ПНО.

Мировая и отечественная практика показывает, что в вопросах повышения уровня подготовки авиационных специалистов огромную роль играют тренажеры. Однако полноразмерные тренажеры с натуральной подвижной кабиной самолета и реальным бортовым оборудованием очень дороги в изготовлении и при эксплуатации. Это делает их труднодоступными особенно для средних и мелких российских авиакомпаний, А именно, как показывает российская и мировая статистика, на долю последних приходится наибольший процент летных происшествий и катастроф. Кроме того, использование полноразмерного комплексного тренажера для получения квалификационных навыков при работе с отдельными бортовыми системами, тем более для инженерно-технического персонала, нецелесообразно.

В настоящее время в международной организации «Евроконтроль» развивается практика создания крупных тренажерных центров для централизованного обучения персонала различных авиакомпаний. В России такой практики не существует. Кроме того, не приходится ожидать появления в межъевропейских центрах тренажеров для авиалайнеров российского производства.

Проблемам создания полноразмерных тренажеров и их программно-математического обеспечения (ПМО) посвящено большое количество работ, в том числе работы таких ведущих ученых ВВИА им. проф. Н.Е.Жуковского, как академика АН СССР А.А.Красовского и учеников его школы [60] - [62], а также проф. В.А. Боднера [10 ].

Однако в этих работах рассматриваются всевозможные аспекты разработки именно больших стендов-тренажеров и их программно-математического обеспечения. Экономическая сторона вопроса, в том числе в виде требований к допустимым потребляемым вычислительным ресурсам, и, следовательно, стоимости необходимой вычислительной техники, в этих работах не затрагивается.

С другой стороны, зарубежные и отечественные публикации свидетельствуют о все более активном использовании в учебных процессах компьютерных технологий, основанных в том числе на анимационных свойствах графических пакетов. Это положение относится и к учебным процессам повышения квалификации авиационного персонала. Методические и некоторые практические аспекты разработки электронных тренажеров рассмотрены в работах кафедры «Технической эксплуатации авиационных электросистем и ПНК» МГТУ ГА [69], [70], [73] - [75], [77], [78].

Взгляд на проблему создания электронных учебных средств с точки зрения производителя бортового оборудования освещает еще одну сторону данного вопроса. В настоящее время в мировой практике Электронные средства обучения (ЭСО) рассматриваются как неотъемлемая часть конкурентоспособной продукции. Интерактивное обучение с помощью компьютеров входит в программу эксплуатационной послепродажной поддержки выпускаемых фирмами изделий высоких технологий [19], [109]. К их числу относятся изделия авионики, в рассматриваемом здесь случае - ПНО.

В Технические задания на вновь разрабатываемую отечественную авиационную технику, в том числе ПНО, отдельными специальными пунктами включаются требования на сопровождающую документацию в электронном виде и на наличие учебно-тренировочных средств в виде пакета программ для ПЭВМ [123]. Некоторые российские и экс-российские самолетостроительные фирмы выставляют дополнительное требование -наличие в Вычислительной системе самолетовождения (ВСС), входящей в ПНО, встроенного бортового имитационного режима, предназначенного для осуществления функционального контроля алгоритмов и допускающего его использование в качестве встроенного тренажера.

Первое упоминание о бортовом режиме «Имитация» в виде нескольких строк относится к публикации [51]. Разрабатываемые в тот же период времени в «МИЭА» Навигационные комплексы обеспечивали аналогичный встроенный в БЦВМ имитационный режим. Краткие сведения о работе режима из [51], анализ его программной реализации в «МИЭА» и опыта его эксплуатации показывает, что имитационный алгоритм-прототип:

• представлял собой единственную контрольную задачу, обеспечивал работу лишь малой части алгоритмов НК в имитационном режиме и не мог рассматриваться в качестве встроенного тренажера;

• программная реализация и способ включения не обеспечивали надежной защиты от его ложного срабатывания в реальном полете.

Развитие имитационного алгоритма до его современного состояния, рассматриваемого в работе, было выполнено автором в основном в девяностые годы. В настоящее время объединение этого направления работ в «МИЭА» с методическими и практическими подходами, развиваемыми в МГТУ ГА, позволяют говорить о создании на основе имитационных алгоритмов учебно-тренировочного пакета программ, названного Электронным средством обучения Пилотажно-навигационного оборудования ЭСО ПНО.

ЭСО, разрабатываемое фирмой-производителем ПНО, объединяющее в одном программном продукте электронную техническую документацию и встроенный тренажер, использующий имитационные виртуальные модели, предлагается включить в систему поддержания летной годности ПНО.

Таким образом, тема данной работы, целью которой является обеспечение безопасности полетов путем совершенствования систем подготовки и переподготовки летного и инженерно-технического персонала, является актуальной.

В работе получены следующие основные результаты:

1. Предложен принцип построения Электронного средства обучения (ЭСО), основанного на компьютерных технологиях, которое должно разрабатываться фирмой-производителем ПНО одновременно с разработкой самого ПНО, сопровождать это оборудование на всем протяжении его жизненного цикла и входить в систему поддержания летной годности данного оборудования.

2. Предложен состав ЭСО в виде статических и динамических разделов. Разработаны требования к функционированию и реализации динамических разделов в виде сочетания имитационного программного обеспечения (ПО) и основного бортового ПО ВСС. Рассмотрены два варианта реализации динамических разделов (встроенного тренажера): наземный и бортовой.

3. Разработаны:

• структура имитационного ПО,

• редуцированные модели ядра Имитационного ПО в виде модели динамики пространственного траекторного движения самолета,

• редуцированные модели управляющих систем пилотажного комплекса и измерительных навигационных систем с их ошибками.

4. Разработано имитационное алгоритмическое и программное обеспечение, встроенное в бортовые вычислители ряда ВСС.

5. Экспериментально, методами математического и полунатурного моделирования, показана достаточность разработанных моделей и программ для обеспечения адекватности восприятия человеком-оператором процессов самолетовождения в виртуальном и реальном полетах.

6. Оценка полученных экспериментальных данных позволяет считать возможным использование идентичного имитационного ПО для обоих вариантов исполнения встроенного тренажера (бортового и наземного), снижая таким образом затраты на его разработку.

7. Предложенный принцип построения ЭСО ПНО и разработанное имитационное ПО позволит обеспечить авиакомпании различного уровня (крупные, средние, мелкие), расположенные в различных географических регионах, экономически и организационно доступным учебном средством, сочетающим в едином программном продукте электронную документацию и встроенный тренажер.

Работа состоит из введения, четырех глав и заключения.

Первая глава посвящена анализу состояния и перспективам развития электронных средств обучения летного и инженерно-технического персонала гражданской авиации. Формулируется постановка задачи диссертационной работы. Рассматривается принцип построения ЭСО ПНО. Анализируются структура ПНО и задачи, решаемые бортовой системой автоматического самолетовождения. Формулируются требования к имитационному ПО, предлагается и обосновывается его структура.

Во второй главе излагаются основные положения методики преобразования моделей пространственного движения самолета и формулируются требования к свойствам этих моделей для целей имитационного моделирования в ЭСО. Приводятся разработанные редуцированные уравнения имитационных моделей для ряда ВСС, сопрягаемых с пилотажными комплексами (ПК) различных типов.

Третья глава посвящена имитационным моделям информационных и управляющих систем пилотажно-навигационного оборудования. Рассматриваются основные методические положения, принятые при их формировании. Приводятся варианты редуцированных моделей, разработанных для нескольких ЭСО.

В четвертой главе приводятся методика и результаты тестирования разработанного имитационного программного обеспечения, интегрированного в общий программный комплекс с бортовыми программными модулями ВСС. Подтверждается выполнение созданным программным комплексом требуемых функций в различных режимах навигации и траекторного управления. Показывается адекватность восприятия человеком-оператором процессов самолетовождения в реальном полете и в виртуальном полете при работе с разработанным имитационным обеспечением в режимах математического и полунатурного моделирования. Рассматриваются бортовая, в составе ВСС, и наземная (на ПЭВМ) реализации ЭСО ПНО. Приводятся сведения по вычислительным ресурсам, потребовавшимся для бортовой реализации имитационных алгоритмов в ПНО самолетов АН-70, АН-148, а также в автономной спутниковой системе СНС-3.

Материалы, представленные в диссертационной работе, докладывались и обсуждались:

• на семинаре отдела 943 и секции НТС отделения 200 МИЭА в 1989-1990 г.;

• на юбилейной научно-технической конференции ЛИИ им. М.М. Громова в 1991 г.;

• на Международной научно-технической конференции «Гражданская авиация на рубеже веков», посвященной 30-летию со дня основания МГТУ ГА, 2001 г.;

• на Международной научно-технической конференции «Гражданская авиация но современном этапе развития науки, техники и общества» МГТУ ГА, 2003 г.;

• на III международном симпозиуме «Аэрокосмические приборные технологии» АПТ'04, ГУАП, 2004г.;

• на юбилейной Международной научно-практической конференции «Теория и практика имитационного моделирования и создания тренажеров», ПГУ г. Пенза, 2004 г.

Основные результаты работы опубликованы в 11 печатных работах (из них 2 в соавторстве [102], [128], и 9 единолично [87] - [95]), а также 10 рукописных работах - отчетах по НИР, выпущенных в ОАО «МИЭА» [26], [41] - [49].

На защиту диссертационной работы выносится:

1. Принцип построения Электронного средства обучения Пилотажно-навигационного оборудования.

2. Структура имитационной части ЭСО, идентичная для бортового и наземного исполнения.

3. Методика преобразований математических моделей объекта «ПНО -самолет — воздушная среда» для целей имитационного моделирования в ЭСО. Требования к свойствам этих моделей с учетом требований смежных дисциплин (навигации и управления) и ограничений на потребляемые вычислительные ресурсы.

4. Редуцированные математические модели динамики траекторного движения самолета, Пилотажных управляющих систем и Навигационных информационных систем.

5. Разработанное имитационное ПО, методика и результаты тестирования интегрированного программного комплекса «Имитационное ПО — Вычислительная система самолетовождения из состава ПНО» в различных режимах навигации и траекторного управления.

Результаты работы модуля «Имитационная модель САУ при наборе высоты» сравнивались с аналогичными параметрами процесса набора высоты, полученными на стенде полунатурного моделирования МСК-П для отработки пилотажной системы ВСУПТ-334 самолета ТУ-334 (рис. 4.15). В состав стенда входит полная «пилотажная» модель динамики движения объекта [12], аналогичная (2.11)^(2.29), и реальная аппаратура ВСУПТ-334.

Поскольку характеристики указанных самолетов и двигателей имеют существенные различия, здесь можно осуществлять только качественное сравнение процессов.

Анализ показывает, что алгоритмы программного управления (3.89) - (3.93) совместно с разработанной имитационной моделью динамики траекториого движения обеспечивают реализацию виртуального типового режима набора высоты. Они могут быть использованы в ЭСО для воспроизведения режима виртуального управления профилем полета через ПУ САУ.

4.1.6. Тестирование имитационной модели САУ в режиме крейсерского полета. град 8

6 4 2 О

Teta

----j— I

---------- сек

100

200

300

400

500 метр

4000

3000 2000 1000 О

О 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 град

Alfa —— Тапзад Tan рг

-

Ж---—

--'- У' ь : - Н* - | ■ '

-2

50100150. .200 250l300 3SL. . 400 450500 сек

Рис. 4.14 а Параметры набора высоты с постоянной приборной скоростью

Vpr= 163 м/сек Имитационная модель САУ.

Имитационная модель динамики движения в вертикальном канале

0,7 0.6 0.5 0,4

0.3

200

400

ЯНН м

600 800 1000 1200 1400 сек

2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 I 0

-.MfiV^si'J

200

Teta

400

600 800 1000 1200 1400 сек мет

200

400

600

800

1000

1200

1400 сек

Рис. 4.[4 б Параметры набора высоты с постоянным числом М - 0.65 Имитационная модель САУ.

Имитационная модель динамики движения в вертикальном канале

Рис.4.15. Типовой набор высоты. МСК-П. Полная модель объекта ТУ-334. Реальная аппаратура ВСУПТ-334.

Аналогично предыдущему пункту тестирование имитационной модели полета на эшелонах осуществляется при совместном моделировании программного управления в режиме крейсерского полета (см. «Имитационная модель САУ в режиме крейсерского полета», п. 3.4.2) и модели динамики траекторного движения самолета в вертикальной плоскости. По-прежнему используется модель стандартной атмосферы и «Банк данных характеристик самолета и двигателя» [43], [44], [45], [47].

КР

Тестируется режим двухканального управления &зад — &пр + ^ $ и

Зруд ~ друд пр + ^руд (3-98) совместно с имитационной моделью движения центра масс при тангажном САУ.

Результаты тестирования приведены в Приложении 3. Анализ показывает, что предлагаемые алгоритмы программного управления в режиме крейсерского полета совместно с моделью динамики траекторного движения самолета обеспечивают имитацию виртуального полета на эшелонах и могут быть использованы в ЭСО ПНО.

Как в виртуальных режимах набора высоты, так и в крейсерском режиме разработанная имитационная модель динамики траекторного движения самолета не только обеспечивает выполнение задаваемого профиля полета, но и имитирует изменение оставшегося количества топлива на борту.

4.2 Реализация и тестирование имитационных моделей информационных систем пилотажно-навигационного оборудования

Процесс разработки и отладки программного обеспечения имитаторов информационных систем содержит все уже упоминавшиеся в начале раздела этапы разработки, отладки и тестирования ПО. Однако здесь доказательство пригодности разработанных моделей измерительных систем в наибольшей степени относится к принимаемым моделям ошибок этих систем.

Ниже приведены как некоторые нетривиальные результаты тестирования имитаторов навигационных измерительных систем, так и экспериментальные доказательства приемлемости тех или иных принятых упрощений для их использования в имитационном ПО учебно-тренировочного средства.

4.2.1. Тестирование модели Бесплатформенной инерциальной системы модели БИНС).

Проверка вычисления так называемых «идеальных» параметров вектора измерения ^бинс 1 (3-12), (3.13), (3.14), без учета ошибок измерений AZБинс } (3.19), производится обычными способами, как и тестирование любого программного обеспечения, и здесь не рассматривается. С точки зрения приемлемости имитационных моделей для ЭСО покажем результаты тестирования модели ошибок БИНС (3.20) - (3.21).

Автономно имитационная модель ошибок БИНС тестировалась на траекториях полета четырех типов: по прямой, а именно по меридиану на Север, tnojiema =1 — 1,5 часа; по маршруту, рассмотренному в п.4.1.3 (рис. 4.4), tn0Jiema — 1 час ; по протяженному маршруту от Москвы в направлении Анадыря (в восточном направлении), tn0Jiema =10 часов;

При этом поведение ошибок БИНС имитационной модели сравнивалось с поведением ошибок БИНС достаточно полных моделей, принятых как в «ДИНО» МСК ВСС-70 (полет по траектории рис. 4.4), так и в работе [35] при полете по протяженному маршруту. Модель ошибок БИНС, принятая в «ДИНО» [122], представлена в Приложении 3.

При моделировании на МСК были приняты следующие параметры БИНС:

• дрейфы гироскопов vx = vy = vz = 0.016 гр/ча ;

2 2

• ошибки акселерометров Аах = Аау= 0.0001 м/сек , Aaz = 0.001 м/сек ;

• ошибки ориентации математической платформы а = 0.3 мин, /? = —0.2 мин;

• начальные ошибки по скоростям 5V\(0) = 5V2(0) = 3.5 м/сек , SVj = 0;

• начальные ошибки по координатам Scpg = дЯд = 5 мин, dSg = —Змин.

Параметры модели погрешности БИНС в имитационном ПО соответствуют:

• дрейфы гироскопов V/ =V2 =0.016 гр/ча ;

• ошибки по скоростям 5Vj = SV® = 3.5 м/сек;

• начальные ошибки по координатам 5(рд = 0.015град = 0.9 мин ,

SAq = 0.015 град/cos <p,Ss = Змин = const. На рис. 4.16, 4.17 представлены погрешности БИНС по скоростям 5Vi, 5V2 и координатам 8(р и SX, зарегистрированные с выхода «ДИНО» в режиме МСК, и с выхода БЦВМ в режиме «Имитация» при полете под управлением ВСС по маршруту, рассмотренному ранее (рис. 4.4).

На рис. 4.18 представлены погрешности с выхода модели БИНС из [35] (но с нулевыми начальными условиями 5V\(0) = 8V2(0) = 0. м/сек, S(pg = 8Яд = Sgq =0.) при

Рис. 4.16

Погрешности модели БИНС в ДИНО МСК ВСС-70 при полете по короткому маршруту

Рис. 4.17

Погрешности модели БИНС алгоритма "Имитация" ВСС-70 при полете по короткому маршруту, ИЭВМ во . ост г.о . оо ПО . ОСТ v Xrtxwl г 1 ю . оо Х,[г1эад1

ЭО , оо SCJ.OO 70 . ОО 9D.OO НО - О 1ЭИ . О 130.0 L70 .о

Рис. 4.18. Траектория длительного полета от Москвы в Восточном направлении. Погрешности полной модели БИМС по скоростям и координатам. t. полете по протяженному маршруту в Восточном направлении. На рис. 4.19 представлены ошибки имитационной модели БИНС на близкой траектории, полученные на ИЭВМ (с прежними параметрами модели ошибок). В этих экспериментах нет управления от ВСС. Маршрут задается сочетанием прямолинейных участков и разворотов путем включения в управляющем диспетчере моделирующей программы сигнала уза$ определенной величины на определенных временных интервалах.

Сравнительный анализ поведения полных моделей из [35], [122] и принятых в данной работе (3.20) - (3.21) показывает следующее:

• характер поведения скоростных погрешностей SVi и 5V2 одинаков, различие заключается в амплитуде Шулеровских колебаний, которые при полной модели являются функцией времени и траектории полета;

• характер поведения погрешностей координат Sep, SA также близки к полной модели; здесь разница в величине и зависимости от времени и траектории полета более существенна, но сохраняется общая тенденция нарастания средней (по модулю) величины по времени.

• указанные различия существенно сказываются на длительных полетах и слабо заметны на 1.5 - 2-х часовых полетах.

Полнота моделей, учет большого числа факторов, влияющих на результирующую точность БИНС, используемые в [35], [122], необходимы для целей синтеза алгоритмов коррекции (фильтрации, оценивания), проверки и отладки бортового ПО КОИ на этапах математического моделирования и полунатурного моделирования на МСК в условиях, приближенных к реальному полету.

При использовании в имитационных моделях БИНС ошибок в предлагаемом виде бортовые алгоритмы фильтрации (КОИ) работают в менее жестких, чем реальный полет, условиях. Однако рассмотренные зависимости (3.20) - (3.21) воспроизводят основные физические свойства ошибок реальной БИНС, а именно наличие в них Шулеровских колебаний. Тем самым создается виртуальная среда, близкая к реальной с точки зрения демонстрации работы алгоритмов оценивания (фильтрации) и коррекции в учебно-тренировочных целях.

4.2.2. Тестирование модели Системы воздушных сигналов (модели СВС). Поскольку результаты тестирования основных зависимостей вычисления параметров вектора измерения СВС уже приведены в разделе 4.1.4 (тестирование модели стан

Ттек ш

0,25

-л

-—-——•—,—- * ^

-— dFi ■dLa

35000

-0,05

Ттек

Рис. 4.19. Погрешности имитационной модели БИНС при длительном полете в

Восточном направлении. дартной атмосферы), здесь приведем результаты тестирования параметров «Барокоррек-ции», т.е. вычисления относительных высот Н0мн1СВС и ^ опт 2 С ВС (текущей высоты полета самолета относительно уровня моря и уровня аэродрома).

1. Авиационные приборы и навигационные системы. Под ред. Бабича О.А. М.: Изд. ВВИА им. проф. Жуковского Н.Е., 1981,647с.

2. Агаджанов П.А., Воробьев В.Г., Кузнецов А., Маркович Е.Д. Автоматизация самолетовождения и управление воздушным движением. М.: Транспорт, 1980, 357с.

3. Аэромеханика самолета. Под ред. Бочкарева А.Ф. М.: Машиностроение, 1977,415с.

4. Аэромеханика самолета. Под ред. Бочкарева А.Ф. М.: Машиностроение, 1985, 357с.

5. Бабич О.А. Обработка информации в навигационных комплексах. М.: Машиностроение, 1991,511с.

6. Белогородский Л. Автоматизация управления посадкой самолета. М.: Транспорт, 1972, 350с.

7. Беляевский Л.С, Новиков B.C., Олянюк П.В. Основы радионавигации. М.: Транспорт, 1982,287с.

8. Боднер А.А., Закиров Р.А., Смирнова И.И. Авиационные тренажеры. М.: Машиностроение, 1978,192с.

9. Боднер В.А. Системы управления летательными аппаратами. М.: Машиностроение, 1973, 503с.

10. Бортовые системы управления полетом. Под ред. Байбородина Ю.В. М.: Транспорт, 1975, 336с.

11. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся ВТУЗов. М.: Наука, 1981,718с.

12. Буков В.Н. Пилотажные и навигационные системы. Часть 2. Пилотажные системы, (материалы лекций). М.: Изд. ВВИА им. проф. Жуковского Н.Е., 1986,233с.

13. Бюшгенс Г.С, Студнев Р.В. Динамика самолета. Пространственное движение. М.: Машиностроение, 1983, 319с.

14. Василинин В.Н. Автоматизированное вождение тяжелых самолетов. М.: Воениздат МОСССР, 1973,199с.

15. Викторов В.В., Зеленухин А.И., Бутылин В.И. и др. Основные принципы создания системы интегрированной логистической поддержки эксплуатации самолетов ОКБ Сухого. // Общероссийский научно-технический журнал «Полет», М.: Машиностроение, 2004, с.70-73.

16. Воробьев В.Г., Кузнецов СВ. Автоматическое управление полетом самолетов. М.: Транспорт, 1995,448с.

17. Воробьев В.Г., Зыль В.П., Кузнецов СВ. Основы теории технической эксплуатации пилотажно-навигационного оборудования. М.: Транспорт, 1999, 335с

18. Глобальная спутниковая радионавигационная система ГЛОНАСС Под ред. Хари- сова В.Н., Петрова А.И., Болдина В.А. М.: ИПРЖР, 1999, 399с.

19. Голованов Н.А., Утяцкий А.Г., Невская И.Р., Казанцев Б.И. и др. Математическое описание типового моделирующего стендового комплекса для отработки пилотажного оборудования. Отчет по НИР 1871, Книга 4. М.: МИЭА, 1985, 86с.

20. Голованов Н.А., Зайцева Н.А., Кочнева Е.В. Двухступенчатый субоптимальный фильтр для обеспечения полетов на малых скоростях. // Авиакосмическое приборостроение. № 5/2002. М.: 0 0 0 изд. Научтехиздат, 2002, с.25-30.

21. Голованов Н.А., Зайцева Н.А., Кочнева Е.В,, Ткачева Т.П. Двухступенчатый фильтр для решения задачи «висение». // Авиакосмическое приборостроение. № 5/2002. М.: 0 0 0 изд. Научтехиздат, 2002, с.31-35.

22. Горбатенко А., Макашев Э.М., Полушкин Ю.Ф., Шефтель Л.В. Механика полета (инженерный справочник). М.: Машиностроение, 1969,419с.

23. Горбунов Д.А., Мамаев В.Я., Петров К.К. Электронное учебное пособие для подготовки оператора-навигатора. // Сборник трудов Международного симпозиума «Аэрокосмические приборные технологии», С-П.: ГУАП, 2004, с.78-79.

24. ГОСТ 21036-75. Система "человек-машина". Тренажеры. Термины и определения. - М,: Изд-во стандартов, 1975,7с.

25. ГОСТ 20058-80 - 86. Динамика летательных аппаратов в атмосфере. Термины, определения и обозначения, М.: Изд-во стандартов, 1981, 51с.

26. ГОСТ 26387-84. Система «Человек - машина». Термины и определения. М.: Изд-во стандартов, 1985, бс.

27. ГОСТ 4401-81. Атмосфера стандартная. Параметры. М.: Изд-во стандартов, 1981, 179с.

28. Грошев В.В., Зайцева Н.А. и др. Под общей редакцией Голованова Н.А. Синтез алгоритмов навигации интегрированной спутниковой навигационной системы. Научно-технический отчет. Часть I. М.:, АООТ МИЭА, 1997, 108с.

29. Гуськов Ю.П., Загайнов Г.И. Управление полетом самолетов. М.: Машиностроение, 1980,214с.

30. Динамика самолета как объекта управления. Учебное пособие. Под ред. Сурина В.П. М.: Изд МАИ им. Орджоникидзе, 1983,61с.

31. Зыль В.П., Кузнецов СВ., Комаров В.Ю., Перегудов Г.Е. Применение технологий мультимедиа для изучения авиационного оборудования // Современные научно-технические проблемы ГА: Тезисы докладов МНТК / М.: МГТУ ГА, 1996, с.119.

32. Зыль В.П., Перегудов Г.Е., Комаров В.Ю., Гусев А.А., Барраза А.Л. и др. Разработка компьютерных технологий обучения инженерно-технического состава для ТоиР авионики ВС ГА. // Научный вестник МГТУ ГА №3, серия Авионика. М.: МГТУ ГА, 1998,0.37-46.

33. Ким Ю.В., Пеняева B.C., Невская И.Р. Методика математического моделирования задач траекторного управления ПНК. Отчет по НИР 1304, 1306. Per. № 214-4-18-87. М.: МИЭА, 1987, 65с.

34. Ким Ю.В., Пеняева B.C., Невская И.Р., Русинова И.С, Родионова М.А. и др. Автоматическое траекторное управление тяжелыми самолетами. Аналитический обзор. Отчет по НИР 1306. 6ВНТ0. 013-214-87 М.: МИЭА, 1987,226с.

35. Ким Ю.В., Пеняева B.C., Невская И.Р., Шахова Т.Г. Описание пакета прикладных программ моделирования траекторного движения в вертикальной плоскости. Отчет по НИР 1304. Per. № 214-2-36-87. М.: МИЭА, 1987, 63с.

36. Ким Ю.В., Пеняева B.C., Невская И.Р., Воинова Н.И. Исследование траекторного движения самолета для обеспечения задач автоматического самолетовождения в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Отчет по НИР 1306 Per. № 943-4-45-

38. Ким Ю.В., Пеняева B.C., Невская И.Р., Войкова Н.И. Математическое моделирование задач траекторного управления ПНК. Отчет по НИР. Тема 1306. Per. № 940-3-233-88. М.: МИЭА, 1988, 65с.

39. Ким Ю.В., Пеняева B.C., Невская И.Р., Шахова Т.Г., Каратыгинская В.В. Разработка пакета прикладных программ «Траектория». Отчет по НИР 1304, Per. № 943-4-43-88. М.: МИЭА, 1988, 29с.

40. Ким Ю.В., Пеняева B.C., Невская И.Р., Русинова И.С. Исследование алгоритма ТВЗ в замкнутом контуре траекторного управления. Отчет по НИР, Per. № 943-4-57-89. М.: МИЭА, 1989,23с.

41. Ким Ю.В., Пеняева B.C., Невская И.Р. и др. Описание алгоритма «Подыгрыш» НВС ПНПК-77. Техническая записка по НИР 2423. Per. № 943-4-61-89. М.: МИЭА, 1989, 50с.

42. Ким Ю.В., Пеняева B.C., Невская И.Р., Шахова Т.Г. Моделирование типового режима набора высоты с использованием алгоритма программного движения центра масс. Техническая записка по НИР 2423. Per. № 943-4-50-89. М.: МИЭА, 1989, 26с.

43. Кирст М.А. Навигационная кибернетика полета. М.: Военное издательство МО, 1971,182с.

44. Козарук В.В., Ребо Я.Ю. Навигационные эргатические комплексы, М.: Машиностроение, 1986, 287с.

45. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1974,831с.

46. Кочнева Е.В. Об одном способе сглаживания скоростной информации данных с н е . // XXIX Гагаринские чтения. Международная молодежная научная конференция. Тезисы докладов, том 3. М.: МАТИ, 2003, с.48.

47. Красовский А.А. Системы автоматического управления полетом пилотируемых летательных аппаратов. М.: Изд. ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, 1971, 498с.

48. Красовский А.А. Системы управления полетом и их аналитическое конструирование. М.: Наука, 1973, 558с.

49. Красовский А.А., Буков В.Н., Шендрик B.C. Универсальные алгоритмы оптимального управления непрерывными процессами. М.: Наука, 1977,270с.

50. Красовский А.А., Белоглазов И.Н., Чигин Г.П. Теория корреляционно- экстремальных систем. М.: Наука, 1979, 447с.

51. Красовский А.А., Лебедев А.В,, Невструев В.В. Теоретические основы пилотажно- навигационных комплексов. Изд. ВВИА им. проф. Жуковского Н.Е., 1981, 372с.

52. Красовский А.А. Декомпозиция и синтез субоптимальных адаптивных систем. // Известия АН СССР. Техническая кибернетика. 1984. № 2, с. 157-165.

53. Красовский А.А. Математическое моделирование и компьютерные системы обучения и тренажа. М,: Изд. ВВИА им. Жуковского, 1989, 255с.

54. Красовский А.А., Лопатин В.И., Наумов А.И., Самолаев Ю.Н. Авиационные тренажеры. М.: Изд. ВВИА им. Жуковского, 1992, 320с.

55. Красовский А.А. Основы теории авиационных тренажеров. М.: Машиностроение, 1995,303с.

56. Крельберг М.Д. Выбор параметров автопилота угла наклона траектории. // Аэрокосмическое приборостроения России. Серия 2. Авионика. Выпуск 3. Санк-Петербург, 1999,с.88-101.

57. Кринецкий Е.И., Александровская Л.И. Летные испытания систем управления летательными аппаратами. М.: Машиностроение, 1975,192с.

58. Крюков СП., Ким Ю.В. Введение в прикладную теорию инерциальной навигации. М.:МИЭА, 1987,113с.

59. KT-I78B. Требования к программному обеспечению бортовой аппаратуры и систем при сертификации авиационной техники, М.; Межгосударственный Авиационный Комитет, Авиационный регистр, 2003.

60. КТ-200А Обработка аэронавигационных данных. Квалификационные требования (проект). М.: Межгосударственный Авиационный Комитет. Авиационный регистр, 2004.

61. Кузнецов СВ., Перегудов Г.Е., Комаров В.Ю. Анализ состояния развития авиационных эксплуатационных тренажеров и их классификация // Совершенствование авиационного оборудования: межвуз. Сб. Научн. Тр. / М.: МГТУ ГА, 1996.

62. Кузнецов СВ., Зыль В.П., Перегудов Г.Е., Комаров В.Ю. Применение технологий мультимедиа для изучения авиационного оборудования. Назл1ный вестник МГТУ ГА,М.: 1997,45-54с.

63. Кузнецов СВ. Анализ структуры современных комплексов и систем авионики воздушных судов гражданской авиации. // Научный вестник МГТУ ГА №3, серия Авионика. М.: МГТУ ГА, 1998.

64. Кузнецов СВ., Зыль В.П. Новые концепция и методология подготовки и переподготовки инженерно-технического состава гражданской авиации по авионике современных типов ВС // Научный вестник МГТУ ГА №3, серия Авионика. М.: МГТУ ГА, 1998,с.27-36.

65. Кузнецов СВ., Гусев А.А., Ражин Д.А. и др. Разработка компьютеризированного учебника по автоматическому управлению полетом самолетов. // Современные научно-технические проблемы ГА: Тезисы докладов МНТК / М.: МГТУ ГА, 1999, C.168.

66. Кузнецов СВ. Об отражении в проектах федеральных авиационных правил концепции подготовки и переподготовки инженерно-технического персонала гражданской авиации по авионике. // Научный вестник МГТУ ГА №48, серия Авионика. М.: МГТУ ГА, 2002, с. 10-17.

67. Кузнецов СВ., Зыль В.П. Состояние и прогноз оснащения авионикой парка магистральных пассажирских самолетов российских авиакомпаний. // Научный вестник МГТУ ГА №48, серия Авионика. М.: МГТУ ГА, 2002, с.7-9.

68. Кузнецов СВ., Осипцов А.В., Перегудов Г.Е. Виртуальное моделирование систем и комплексов авионики. // Научный вестник МГТУ ГА №48, серия Авионика. М.: МГТУ ГА, 2002, с.65-71.

69. Лигум Т.И. Аэродинамика и динамика полета турбореактивных самолетов. М.: Транспорт, 1979,319с.

70. Лигум Т.И., Скрипниченко Ю., Шишмарев А.В. Аэродинамика самолета ТУ- 154Б. М.: Транспорт, 1985, 263с.

71. Лимарь Оценка адекватности информационных моделей, используемых в авиационных тренажерах. // Научные чтения по авиации, посвященные памяти Н.Е.Жуковского. Тезисы докладов. М.: ВВИА им. проф. Жуковского, 2003, с.47.

72. Мамаев В.Я. Оценка знаний на основе эталона в компьютерном тренажере оператора-навигатора. // Сборник трудов Международного симпозиума «Аэрокосмические приборные технологии», С-П.: ГУАП, 2004, с.77-78.

73. Михалев И.А., Окоемов Б.Н., Чикулаев М.С Системы автоматического управления самолетом. М.: Машиностроение, 1987, 239с.

74. Морозов В.П. Курс сфероидической геодезии, М.: Недра, 1979, 299с.

75. Невская И.Р. Алгоритм имитационного моделирования в БЦВМ. // Международная научно-техническая конференция «Гражданская авиация на рубеже веков». Тезисы. М.:МГТУ ГА, 2001,0.136.

76. Невская И.Р. Алгоритм имитационного моделирования в БЦВМ. // Научный вестник МГТУ ГА №48, серия Авионика. М.: МГТУ ГА, 2002, с.72-77.

77. Невская И.Р. Алгоритмическое обеспечение имитатора траекторного движения самолета в электронном средстве обучения вычислительной системы самолетовождения. // Научный вестник МГТУ ГА № 71, серия Авионика и электротехника. М.: МГТУ ГА, 2003, с.90-96.

78. Невская И.Р. Аспекты разработки электронного средства обучения вычислительной системы самолетовождения. // Сборник трудов Международного симпозиз^а «Аэрокосмические приборные технологии», С-П.: ГУАП, 2004, с.56-59.

79. Невская И.Р. Имитационная модель режима набора высоты в электронном средстве обучения вычислительной системы самолетовождения. // Научный вестник МГТУ ГА № 89, серия Авионика и электротехника. М.: МГТУ ГА, 2005 с.97-103.

80. Общеевропейские нормы летной годности - стандарт 1А (JAR-STD 1 А), р.26.

81. Общеевропейские нормы летной годности - стандарт 2А (JAR-STD 2А), р. 14.

82. Общеевропейские нормы летной годности - стандарт ЗА (JAR-STD ЗА), р. 16.

83. Общеевропейские нормы летной годности - стандарт 4А (JAR-STD 4А), р. 16.

84. Осипцов А.В. Применение технологий E-LEARNING в электронном средстве «Курс обучения ВСУП-85». // Сборник трудов Международного симпозиума «Аэрокосмические приборные технологии», С-П.: ГУАП, 2004, с.59-61.

85. Осипцов А.В., Невская И.Р. Международные стандарты компьютерного моделирования и электронной технической документации авионики. // Научный вестник МГТУ ГА № 71, серия Авионика и электротехника. М.: МГТУ ГА, 2003, с.85-89.

86. Остославский И.В., Стражева И.В. Динамика полета. Траектории летательных аппаратов. М. Машиностроение, 1969,499с.

87. Остославский И.В., Стражева И.В. Динамика полета. Устойчивость и управляемость летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1965,467с.

88. Перегудов Т.Е., Кузнецов СВ. Методические аспекты разработки электронных тренажеров авионики. // Научный вестник МГТУ ГА № 71, серия Авионика и электротехника. М.: МГТУ ГА, 2003, C.74-8D.

89. Перегудов Г.Е., Осипцов А.В. Практические аспекты разработки электронных тренажеров авионики. // Научный вестник МГТУ ГА № 71, серия Авионика и электротехника. М.: МГТУ ГА, 2003, с.81-84.

90. Развитие авиационной науки и техники в СССР. Историко-технические очерки. М.: Наука, 1980., 49бс.

91. Расчет и анализ движения летательньк аппаратов. Инженерный справочник. М.: Машиностроение, 1971,352с.

92. Склянский Ф.И. Динамика полета и управляемость тяжелых реактивных самолетов. М.: Машиностроение, 1976,207с.

93. Соловьев Ю.А. Системы спутниковой навигации. М.: ЭКО-ТРЕНДЗ, 2000, 267с.

94. Соловьев Ю.А. Спутниковая навигация и ее приложения. М.: ЭКО-ТРЕНДЗ, 2003,325с.

95. Сосновский А.А., Хаймович И.А. Авиационная радионавигация М,: Транспорт, 1980,255с.

96. Сосновский А.А., Хаймович И.А. Радиотехнические средства ближней навигации и посадки летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1975, 199с.

97. Справочник авиационного штурмана. Под редакцией генерал-майора авиации Соколова В.И. М.: Воениздат МО СССР, 1957,415с.

98. Сурин В.П., Зорина О.П., Мальцев Ю.И. и др. Оптимизация траекторий полета по сложному профилю. Программный комплекс. Отчет по НИР. Книга 1. Тема 51610-106 «В». М.: МАИ, кафедра 106.1988, 82с.

99. Техническое задание на программирование алгоритма «Имитация» в ЦВМ 80-404-01 ВСС-70, М.: МИЭА, 1997.

100. Техническое задание на программирование математического имитатора «Динамика» МСК-Н. М.: МИЭА, 1997.

101. Техническое задание на разработку Вычислительной системы самолетоволс- дения самолета Ан-148. Москва, Киев, 2003 г.

102. Харин Е.Г. Комплексная обработка информации навигационных систем летательных аппаратов. М.: изд. МАИ, 2002,259с.

103. Хиврич И.Г., Миронов Н.Ф., Белкин A.M. Воздушная навигация. М.: Транспорт, 1984, 328с.

104. Черный М.А., Кораблин В.И. Самолетовождение. М.: Транспорт, 1973, 367с.

105. Чугунов О.Д., Невская И.Р., Воронин А.Н. и др. Теоретико - экспериментальный метод оптимизации систем директорного управления летательными аппаратами. // Эргатические системы управления. Киев: Наукова думка, 1974, с.50-68.

106. Шаламов А.С. К вопросу о логистике и интегрированной логистической поддержке. // Научный вестник МГТУ ГА № 71, серия Авионика и электротехника. М.: МГТУ ГА, 2003, с.21-28.

107. Шишкин В.В. Принципы модернизации комплексных тренажеров экипажей летательных аппаратов. // Научный вестник МГТУ ГА №48, серия Авионика. М.: МГТУ ГА, 2002, с.48-56.

108. Шишкин В.Г. Проблемы безопасности полетов на тяжелых самолетах (человеческий фактор). Иваново: Ивановская газета, 2002, 224с.

109. Энциклопедический словарь. Том 3. Гос. Научное издательство «Большая советская энциклопедия». М.: 1956, 744с.