Создаётся новое поколение тренажёров

image_print

Инновационные разработки способствуют повышению качества обучения лётного состава.

Полёты в высокогорье – экзамен по лётному мастерству.

За короткий по историческим меркам срок в России кардинально поменялось положение дел как с практической подготовкой лётного и инженерно-технического состава, так и с обеспечением безопасности полётов. По заказу Минобороны предприятия оборонно-промышленного комплекса создали для вертолётчиков учебно-технические комплексы (УТК) нового поколения.

По ступеням безопасности
Анализ мировой статистики авиационных происшествий показывает, что около 80 процентов катастроф обусловлено человеческим фактором. Именно ошибочные действия экипажа приводят к трагическому финалу, порой даже без технического отказа или сбоя в работе какой-либо системы. Порой к катастрофе приводят даже усложнившиеся условия полёта из-за ухудшения погоды в сочетании с неподготовленностью лётного состава.
Справедливости ради надо отметить, что в статистике авиационных происшествий речь идёт не только о фатальных ошибках в воздухе, но и об ошибочных действиях специалистов инженерно-авиационной службы, технического обеспечения при подготовке техники к вылету и ряде других организационных моментах.
Поэтому у нас в стране и за рубежом большое внимание уделяется решению вопроса обеспечения безопасности полётов. В прошлом веке на первом месте стояла необходимость решения задачи по исправности летательных аппаратов. Мировым сообществом были выработаны нормы лётной годности, которые устанавливают уровень безопасности полётов. В соответствии с ними сертифицируется авиационная техника.
Своего рода следующей ступенью в данном вопросе стало создание авиастроительными компаниями сертифицированных авиационных учебных центров. В них выполняется теоретическая и практическая переподготовка лётного и инженерно-технического состава гражданских авиаперевозчиков.
Имеющиеся программы подготовки и обучения лётно-технического состава позволяют эксплуатантам закупаемой техники получить непосредственно от производителя комплекс услуг – теоретическую и практическую подготовку. Материально-техническая база таких учебных центров включает оборудованные учебные классы, стенды, наглядные пособия.
Дальнейшее продвижение по пути обеспечения безопасности полётов мировое сообщество связало с развитием и совершенствованием тренажёрной базы, которая в конце прошлого века находилась, образно говоря, в эмбриональном состоянии.
Наша страна сделала большой вклад в развитие тренажёростроения. По большому счёту отправной точкой в создании современных тренажёров считаются исследования динамики полётов самолётов Су-27 и МиГ-29, начавшиеся в 1970-х годах в Центральном аэрогидродинамическом институте имени профессора Н.Е. Жуковского (ЦАГИ).
Вычислительные системы тогда представляли собой огромные аналоговые машины, которые занимали залы служебных помещений, размещаемые на общей площади в несколько сотен квадратных метров. Затем в результате стремительного развития компьютерной техники и её минимизации стало возможным создавать авиационные стенды, так скажем, узконаправленного действия, на которых отрабатывали элементы полёта лётчики-испытатели конструкторских бюро и заводов-производителей.
С одной стороны, на стендах решались задачи моделирования критических режимов полёта, а оборотной стороной этой «медали» были медицинские исследования. Лётчиков сначала «качали» по курсу, крену, тангажу, давали боковое смещение. Затем авиаторам задавали задачи, чтобы понять, как соображает голова после таких испытаний.
В те годы отечественные разработчики вышли на острие научно-технического прогресса и по сей день сохраняют своё лидерство. Об этом, в частности, свидетельствуют совместные с англичанами на стендах исследования влияния турбулентности на прицеливание. Параллельно с этим был реализован китайский заказ о создании подвижных пилотажных стендов.
Помимо этого, у нас в стране и за рубежом в ходе различных конгрессно-выставочных мероприятий обсуждались ключевые аспекты авиационного тренажёростроения.
Особая тема – обсуждение различных аспектов современных тренажёрных технологий, перспективы их развития с учётом научно-технического прогресса.
Много внимания уделялось анализу путей развития международных и отечественных норм, стандартов, обсуждению процедур сертификации тренажёров и их продвижению на мировой рынок, новым взаимовыгодным формам международной кооперации.
Всё это в итоге подвигло мировых специалистов на разработку единого мирового стандарта в области тренажёростроения. По оценкам экспертов, разработка стандарта ICAO 9625 по авиационным тренажёрам была ориентирована на перенос центра тяжести в подготовке лётного состава с реального воздушного судна на тренажёр.
При этом на международных конференциях неоднократно высказывались слова благодарности в адрес ЦАГИ за участие в создании международной нормативной базы по авиационным тренажёрам и большой вклад в разработку ICAO 9625.
Зарубежные производители тренажёрной техники, в частности компании CAE и Thales, изначально проявили большой интерес к мероприятиям такой тематики. Однако надо отметить, что большинство западных концернов и компаний рассматривали Россию как рыночную нишу для продвижения своего товара. Российским партнёрам они отводили роль исполнителя «крупногабаритной отвёрточной сборки» и обслуживающего персонала. Западные фирмы не изъявляли желания принимать участие в проектах, которые в той или иной степени могли бы привести к созданию конкурентоспособного партнёра.
По оценкам экспертов, российским компаниям де-факто негласно предлагалось выбрать, на чьей стороне они будут участвовать в конкурентной борьбе и какому западному производителю приносить прибыль. Всё это подавалось в красивых обёртках о полноценной интеграции России в мировой рынок производителей современных тренажёрных систем.
Как ни парадоксально, но крест на реализации этих планов поставили санкции западноевропейских государств. К тому же у российских специалистов ещё в начале века имелся свой взгляд на перспективы отечественного тренажёростроения.
Например, в 1989 году был создан Центр научно-технических услуг (ЦНТУ) «Динамика». Забегая вперёд, стоит отметить, что компания в интересах Минобороны выполнила ряд знаковых контрактов. С другой стороны, именно военное ведомство стало локомотивом и своего рода основным финансистом нового сегмента в отечественной промышленности. Центр стал головным исполнителем специфических госзаказов, а сформированная под его управлением кооперация своевременно осуществляет полный технологический цикл разработки, производства и послепродажного обслуживания авиационных тренажёров всех уровней сложности для любых типов современных самолётов и вертолётов.
Авиационный тренажёр – техническое средство для освоения лётным составом в наземных условиях образцов авиационной техники, повышения квалификации, исследований, подготовки к полётам и тренировки.

Созданы УТК с тренажёрами высшей категории сложности на динамической платформе для подготовки на вертолёты Ансат-У, Ка-226В, Ми-8АМТШ, Ми-8МТВ-5-1, Ми-26 и Ми-28Н

Специалисты условно делят авиационные тренажёры на несколько групп. Основными считаются процедурные и комплексные.
Процедурные тренажёры появились ещё на заре авиации и представляли собой обычный летательный аппарат, в большинстве случаев не допущенный к выполнению полётов на нём. В настоящее время процедурные тренажёры – это полноценные макеты кабин летательных аппаратов с имитаторами кресел членов экипажа и органов управления.
Их назначение – ознакомление обучаемых экипажей с информационно-управляющим полем воздушного судна, а также обеспечение формирования и отработки первоначальных навыков навигации, эксплуатации систем и оборудования летательного аппарата в соответствии с его назначением.
Такие тренажёры позволяют проводить как индивидуальную подготовку каждого члена экипажа по его функциональным обязанностям, так и подготовку в составе экипажа.
Группа комплексных тренажёров предназначена для подготовки экипажа в полном объёме функцио­нальных обязанностей его членов по лётной эксплуатации воздушного судна по предназначению, связанных с пилотированием, навигацией и боевым применением.
Необходимо пояснить, что, как показывает практика, экипаж довольно часто неправильно оценивает ситуацию, недостаточно быстро реагирует на её нештатное развитие. Проблема обусловлена тем, что необходимо воспринять, переработать большой объём информации и в кратчайшее время принять правильное решение.
Эксперты отмечают, что получение на тренажёре навыков, необходимых в полёте, возможно только в том случае, если развитие особой ситуации на тренажёре моделируется правильно. Только тогда отработанные навыки помогут экипажу правильно действовать в полёте. В противном случае эти знания будут вредны.
Наиболее важными составными частями тренажёра, обеспечивающими приобретение правильных навыков пилотирования, служат математическая модель движения летательного аппарата и система визуализации. В техническом плане именно эти два элемента в совокупности обеспечивают адекватное отражение движения летательного аппарата. Чем адекватнее модель по отношению к реальному объекту, а визуализация наиболее правдоподобна, тем эффективнее тренировки.
Вехи вертолётного тренажёростроения
В начале 2000-х годов наиболее полно позицию Минобороны и положение дел с авиатренажёрами обозначил журналистам генерал-полковник Анатолий Ноговицын, находясь в должности заместителя главнокомандующего ВВС России:
– Тренажёры, находящиеся сейчас в ВВС, выработали свой ресурс, они позволяют отрабатывать не более 15–20 процентов необходимых задач обучения, не говоря уже об отработке навыков действий в чрезвычайных ситуациях, – отметил он. – Назрела необходимость создания в ВВС учебно-тренировочных центров (УТЦ), которые на первом этапе можно было бы развернуть на базе существующих тренажёрных комплексов в Военно-воздушной академии имени Ю.А. Гагарина, двух центров обучения и переучивания лётного состава ВВС и армейской авиации.
Проведённые в ВВС исследования показали, что создание таких УТЦ позволит существенно повысить качество наземной подготовки всего личного состава, количество тренинга выполняемых задач курса боевой подготовки, а также значительно снизить расходы на проведение боевой подготовки ВВС.
– В перспективе мы настаиваем, что новые образцы боевой техники должны поступать на вооружение в комплексе с необходимой учебно-материальной базой, в том числе и тренажёрной, которая должна финансироваться не по остаточному, а по опережающему принципу, – отметил тогда Анатолий Ноговицын.
Если наработки конца прошлого века по тренажёрной тематике самолётов обеспечили российским разработчикам-производителям прочные позиции на мировом рынке, то с вертолётными тренажёрами научно-практическая база, мягко говоря, находилась на почти нулевом уровне.

Платформа виртуальности – основа реальных лётных навыков.

С начала 2000-х годов специалисты ЦНТУ «Динамика» начали активные работы по вертолётным тренажёрам. В кратчайшие сроки были решены практически все основные технологические проблемы по этой тематике. Были разработаны адекватные модели динамики полёта наиболее массовых семейств вертолётов и освоены процедуры их верификации. К числу успешных решений эксперты относят разработанные отечественные технологии производства проекционно-экранных систем визуализации с широкими полями обзора и высоким уровнем детализации подстилающей поверхности, созданные программные средства визуализации внекабинной обстановки для режимов ночного видения. Именно эти технологические достижения позволили успешно реализовать целый ряд крупных проектов по производству тренажёров для экипажей вертолётов Минобороны.
В 2007 году по итогам государственных испытаний тренажёр ­ПТ-24П был признан победителем в тендере Минобороны на поставку для ВВС комплексного тренажёра экипажа вертолёта Ми-24П. Вскоре военное ведомство объявило о намерении закупить партию тренажёров для СВВАУЛ, Центра подготовки и переучивания лётного состава армейской авиации в Торжке, а также ряда вертолётных частей.
ПТ-24П обеспечивает обучение, тренировку и оценку уровня подготовки экипажа по выполнению полного спектра пилотажных задач днём и ночью, в том числе и боевых задач днём с использованием штатных систем бортового вооружения. Главная особенность новинки состоит в том, что обе кабины скомпонованы так же, как на реальном вертолёте, что позволяет экипажу отрабатывать применение авиационных средств поражения в полном объёме и в реальном интерьере кабин.

Тренажёр с динамической платформой позволяет отрабатывать свыше 90 процентов задач обучения экипажа

Тренажёр позволяет отрабатывать около 90 процентов задач обучения экипажа. Его система визуализации на основе трёхмерной геодезической базы обеспечивает максимально реалистичное изображение поверхности, а программа управления позволяет с высокой точностью воспроизводить практически все элементы полёта на Ми-24П.
После этого начались работы по совершенствованию технических средств обучения (ТСО) и созданию учебно-тренировочных комплексов (УТК) нового поколения.
В период с 2010 по 2018 год в ЦНТУ «Динамика» по контракту с Минобороны был создан целый ряд УТК, в состав которых входили комплексные тренажёры на неподвижном основании.
Следующим шагом стало создание вертолётных тренажёров высшей категории сложности на динамической платформе. Впервые они появились в составе УТК в 2018 году. Первой ласточкой стал комплекс для подготовки на вертолёте Ка-27М.
По мнению экспертов, это обусловлено тем, что из-за аэродинамических особенностей соосных вертолётов моделирование их динамического движения имеет более простой функционал.
Тренажёр, оснащённый системой подвижности, позволяет экипажу не только получить практически полный комплекс акселерационных ощущений, присущих реальному полёту, но и отработать целый ряд специфических задач обучения. Прежде всего это выработка и совершенствование навыков техники пилотирования на режиме висения и при перемещениях у земли и над водной поверхностью. Не менее важна и отработка действий в условиях, требующих точного маневрирования, в том числе выполнение безопасной посадки на палубу авианесущего корабля в условиях качки. Кроме того, тренажёр на подвижном основании отличает более реалистичное воспроизведение управления в таких нештатных ситуациях, как отказы двигателей и бортовых систем, полёт в условиях турбулентности, отказы системы управления.
Государственные испытания, в ходе которых проверялись все характеристики УТК-Ка-27М на соответствие требованиям технического задания, проводились опытнейшими лётчиками, штурманами и инженерами ГЛИЦ Мин­обороны имени В.П. Чкалова.
Осенью 2018 года решением управления авиационной техники и вооружения Департамента Минобороны по обеспечению ГОЗ утверждены акты межведомственной комиссии по рассмотрению рабочей конструкторской документации опытных образцов, разработанных в рамках ОКР «Подвижность-ВМФ», с присвоением РКД литеры «О1» для организации серийного производства УТК.
Параллельно с этим шли работы и по другим аналогичным проектам. В итоге в рамках ОКР, начало которой относится к 2015 году, сконструированы 30 опытных образцов авиационных ТСО различного уровня сложности, некоторые из которых создавались в России впервые. В частности, впервые были созданы опытные образцы УТК с тренажёрами высшей категории сложности на динамической платформе для подготовки на вертолёты Ансат-У, Ка-226В,
Ми-8АМТШ, Ми-8МТВ-5-1, Ми-26 и Ми-28Н.
При разработке ключевых компонентов ТСО использовались перспективные технические решения и технологии, позволившие существенно повысить их обучающий потенциал. В первую очередь это высокоадекватные верифицированные математические модели движения вертолёта; электромеханические системы подвижности нового поколения, относящиеся на сегодняшний день к наилучшим решениям в своём классе; системы визуализации с высоким качеством изображения; технологии виртуальной реальности, эффективные силовые конструкции, практически целиком выполненные из композиционных материалов.
В состав опытных образцов УТК вертолётов Ми-28Н, ­Ми-8АМТШ и Ми-8МТВ-5-1 входят комплексный тренажёр с системой подвижности, тренажёр авиационного наводчика, комплекс моделирования тактической обстановки и автоматизированные обучающие системы (АОС) для теоретической подготовки лётного и инженерно-технического состава. В составе опытных образцов УТК вертолётов Ми-26, Ка-226В и Ансат-У – комплексный тренажёр с системой подвижности и АОС для теоретической подготовки. Тренажёр экипажа вертолёта Ми-26 имеет важную дополнительную опцию – возможность отработки навыков действий при работе с грузом на внешней подвеске.
Все разработанные продукты могут функционировать как в составе учебно-тренировочных комплексов, так и автономно, в качестве самостоятельных ТСО.
Участники кооперации отмечают, что полученные результаты, помимо всего прочего, – это итог совместной работы со специалистами ВКС, Департамента по обеспечению гособоронзаказа, ГЛИЦ и других структур Минобороны.
Возможность отработки навыков действий экипажа днём и ночью, в простых и сложных метеоусловиях, отработки действий в особых случаях полёта обеспечивает уникальные методические возможности тренажёра, что делает его важным средством подготовки лётчиков с целью повышения безопасности полётов и эффективности применения вертолёта.
По данным ЦНИИ ВВС Мин­обороны, реализация в рамках ОКР всего комплекса перспективных технологий построения авиационных тренажёров позволила повысить уровень их учебного потенциала по отношению к существующим современным аналогам не менее чем на 55 процентов. Значение показателя учебного потенциала тренажёров (относительный уровень освоения задач боевой подготовки) на всей совокупности осваиваемых типовых задач может достигнуть значений, которые обеспечивают прирост уровня натренированности лётных экипажей, эквивалентный увеличению реального налёта на вертолёте дополнительно на 70 процентов.
В результате военное ведомство впервые получит новейшее обучающее оборудование для эффективной подготовки личного состава армейской авиации по широкому кругу задач.

Юрий АВДЕЕВ, «Красная звезда»