Вертолёт, 2005 № 01

Рис. 5. Пилотажно-навигационные экраны ПНС

Рис. 6. Изображение на дисплее рельефа местности; предупреждение о возможном столкновении с землей

Для отображения параметров полета в ПНС-А используется «образная индикация». На дисплее создается образ полета в виде хорошо понятных летчику 2- и 3-мерных графических образов, обеспечивающих устойчивую пространственную ориентировку (рис. 4).

Главной особенностью образной индикации является переход от директорного управления, когда летчик по показаниям приборов парирует через органы управления уже совершившиеся ошибки ориентации ЛА, к ориентации вектора скорости в пространстве в желаемом направлении через результирующую силу, индицируемую на дисплее ПНС-А в виде вектора. Учет в программном обеспечении ПНС-А устойчивости и управляемости конкретного типа ЛА и высокие характеристики системы КомпаНав-2 в определении параметров полета гарантируют высокую точность пилотирования и своевременное предупреждение пилота о возможном выходе летательного аппарата за пределы эксплуатационных ограничений.

Применительно к пилотированию вертолета это означает, что летчик, следуя индикации ПНС-А, может с минимальными усилиями и затратами внимания эффективно парировать внешние возмущения. То есть здесь-то современная техника и берет на себя часть функций по управлению вертолетом при совершении сложных операций, таких, например, как подцепка и укладка грузов, траловые работы, тушение пожаров, патрулирование, и выполнении типовых задач по маршруту с посадкой на оборудованные и необорудованные площадки.

При полете в сложных метеоусловиях (СМУ) по заранее проложенному маршруту ПНС-А обеспечивает приведение летательного аппарата в заданную точку и в заданное время, делая возможным инструментальный полет в условиях недостаточной или даже нулевой видимости. Имея собственные датчики координатного и пространственного положения, ПНС-А, по сути, становится резервным или дублирующим комплексом, наличие которого на борту делает возможным эксплуатацию вертолета в сложных метеоусловиях и ночью (рис. 5).

По статистике столкновение с подстилающей поверхностью — одна из главных причин фатальных авиационных происшествий.

Ведущие мировые производители (Gamin, Bendix King) выводят на экраны своих EFIS (Electronic Flight Information System) графическое представление рельефа местности в виде трехмерной проекции или цветного плана (рис. 6). Функция предупреждения о столкновении с поверхностью является важнейшей составляющей обеспечения безопасности полета.

Пилотажно-навигационное средство отображает на экране дисплея трехмерный рельеф подстилающей поверхности, делая возможным инструментальный полет с огибанием рельефа и обходом препятствий. Функция предупреждения реализована в виде линии безопасной высоты — мажоранты, определяемой автоматически, в соответствии с рельефом и параметрами полета.

В процессе полета ПНС-А выполняет функцию эксплуатационного накопителя. Все выходные данные системы КомпаНав-2 регистрируются и могут быть подвергнуты анализу после полета: восстановлена траектория (в плане и по высоте), построены графики изменения основных параметров полета. Наконец, ПНС-А позволяет «проиграть» весь полет, провести его визуальную реконструкцию, оценить качество работы летчика, увидеть ошибки пилотирования.

Описанные выше свойства пилотажнонавигационного средства позволяют применять его для выполнения заданий, связанных с полетами на малых и предельно малых высотах в равнинной и горной местности и над районами городской застройки. ПНС-А обеспечивает инструментальный полет без визуальных ориентиров днем и ночью, в простых и сложных метеоусловиях. Важно отметить, что, обладая всеми свойствами штатных пилотажных приборов, эта система не конкурирует с сертифицированным оборудованием и не заменяет его. В то же время ПНС-А позволяет расширить функциональные возможности вертолета, снизить нагрузку на летчика, обеспечив большую степень безопасности при выполнении сложных операций.

Рис. 7. Пилотирование вертолета Ми-8 по ПНС

ПНС-А прошло летные испытания на вертолетах различных типов. Разработаны схемы его установки на вертолеты Ми-8, Ми-24, Ми-26, Robinson R-44 (рис. 7). Получена положительная летная оценка, в которой говорится: «Представленный образец автономного пилотажно-навигационного средства (ПНС-А) по своим функциональным возможностям, техническим характеристикам, уровню надежности может быть использован в качестве автономного (дублирующего) пилотажно-навигационного средства на вертолетах любых типов. ПНС-А позволит оказать действенную практическую помощь экипажам в подготовке и решении типовых задач днем и ночью, в облаках и при ограниченной видимости».

В прошлом году московская компания ТеКнол представляла свою продукцию на Международном авиакосмическом салоне «Авиасвит-XXI» в Киеве и получила высокую оценку — диплом авиасалона. В августе 2005 года ООО ТеКнол будет участвовать в Московском международном авиакосмическом салоне МАКС-2005.

Владимир ВОРОНОВ, канд. техн. наук ООО ТеКнол, www.teknol.ru

В поисках золотой середины

Сегодня трудно представить себе жизнь нашей страны без вертолетов (хотя история их развития и насчитывает немногим более 50 лет): винтокрылая авиация вносит весомую лепту в экономику, она способна выполнять самые разнообразные виды авиаработ. На каждом этапе развития вертолетной техники решались свои задачи, соизмеряемые с уровнем общего технического развития и потребностей практического применения винтокрылых машин. В настоящее время одной из наиболее актуальных задач является создание сбалансированного и эффективного распределения обязанностей между летчиком современного вертолета и его системой управления, его бортовым комплексом.

Летчики, имеющие опыт пилотирования и самолета, и вертолета, отмечают, что управление вертолетом (по причине его неустойчивости) требует большего внимания и более высокого уровня сенсомоторных навыков. При пилотировании вертолета 40 % времени летчик выполняет движения одновременно не одним, а двумя органами управления, и до 23 % — тремя. Полет вертолетов строем, на предельно малой высоте, выполнение поисково-спасательных и траловых работ, подцепка и укладка грузов требуют от летчика постоянной работы тремя органами управления. Это ведет к быстрой утомляемости и, как следствие, к тому, что воздействия пилота на органы управления вертолета становятся менее дозированными и недостаточно координированными.

В настоящее время при пилотировании вертолета используются три вида управления: ручное, полуавтоматическое и автоматическое. Ручное управление было и остается «главным» видом управления и используется на наиболее трудных (и по этой причине неавтоматизированных) режимах полета, а также при отказах. Сложность ручного управления обусловлена большим объемом информации, который летчику нужно успеть обработать за очень короткое время.

Ми-8МТКО

Для облегчения пилотирования широко применяется полуавтоматическое управление. В этом случае у летчика появляется дополнительный источник информации — командный (или директорный) прибор и управление вертолетом существенно упрощается. Есть и минус: полуавтоматическое управление заставляет летчика чаще и дольше фиксировать внимание (взгляд) на командном приборе.

Совместные работы, проведенные специалистами Института авиационной и космической медицины и Государственного летно-испытательного центра им. В.П. Чкалова, показывают, что использование директорных приборов, во-первых, меняет структуру распределения внимания летчика, а во-вторых, снижает возможность контролировать показания дополнительных приборов, фиксирующих режим полета и определяющих пространственную ориентировку, особенно необходимую при отсутствии видимости или в условиях ограниченной видимости закабинного пространства.