СПОСОБ УСТАНОВЛЕНИЯ АДЕКВАТНОСТИ СПЕКТРАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК АКУСТИЧЕСКОГО ШУМА В АВИАЦИОННОМ ТРЕНАЖЕРЕ ХАРАКТЕРИСТИКАМ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА Российский патент 1996 года по МПК G09B9/22 

Изобретение относится к авиационному тренажеростроению, а именно к способам моделирования акустических нагрузок системой имитации шума с количественной оценкой адекватности по вероятности качества сходимости акустических воздействий к аналогичным характеристикам летательного аппарата и может быть использовано как при сертификации авиационного тренажера, так и при контроле испытательных режимов АТ в соответствии с программными полетами Л.А. Имитация шума в рабочей зоне АТ представляет существенный элемент моделирования реальных акустических условий полета. Подтверждение в испытаниях тренажера отсутствия несоответствий реальным акустическим условиям является свидетельством адекватности.

Известен способ, заключающийся в воспроизведении в авиационном тренажере шума двигателя и аэродинамических шумов с помощью электронных устройств, обеспечивающий адекватность путем видоизменения спектра шума "на слух" /1/.

Наиболее близким к заявленному способу является способ имитации шума слышимого внутри кабины летательного аппарата /2/. Способ включает воспроизведение и измерение спектра шума в рабочей зоне авиационного тренажера, сравнение с спектральными характеристиками, записанными с помощью звукозаписи в кабине экипажа летательного аппарата и управление тоном для установления адекватности с реальным шумом "на слух" опытным летчиком /2/.

Недостатком указанного способа является то, что формирование акустического шума, измеренного на летательном аппарате, производят на авиационном тренажере в основном по субъективным оценкам качества АТ. Субъективная оценка имитируемого шума зависит от устойчивости к воздействию шума звукового анализатора летного состава, от высоких порогов патологической адаптации к воздействию шума, от понижения восприятия им высоких частот, что не обеспечивает полную количественную достоверную адекватность имитируемого акустического шума нагрузкам, воздействующим на экипаж в эксплуатационных условиях, снижает качество контроля аппаратного моделирования акустического шума в авиационном тренажере и не обеспечивает достоверность сенсорного эффекта.

Изобретение направлено на повышение достоверности сенсорного эффекта при обучении летчика в тренажере, обеспечение акустической информации о работе систем агpегатов ЛА за счет повышения качества контроля имитируемого акустического шума путем оценки вероятностной оценки адекватности составляющих спектра в выбранном диапазоне частот по точности и достоверности относительно спектральных характеристик ЛА.

Сущность изобретения состоит в том, что в заявленном способе установления адекватности акустических характеристик авиационного тренажера характеристикам летательного аппарата, включающем аналогично известному способу воспроизведение и измерение спектра шума в рабочей зоне авиационного тренажера, сравнение с спектральными характеристиками, измеренными в кабине экипажа ЛА, оценку соответствия, согласно изобретению, производят измерения спектральных характеристик акустического шума в полосах частот заданного диапазона, при нескольких запусках АТ формируют массив статистики, для каждой совокупности в полосе частот выявляют усредненные параметры, а затем устанавливают оценку вероятностного соответствия по статистической сходимости с предварительно полученными результатами измерений на летательном аппарате, при этом количественные достоверности статистической сходимости акустических спектральных характеристик авиационного тренажера аналогичных характеристикам летательного аппарата определяют по вероятности

где
P(f) = 1-α(f) достоверность воспроизведения;
α(f) критерий значимости рассогласования оценки и эталона (ЛА);
ε_o заданная погрешность;
m количество измерений на фиксированных частотах;
усредненные спектральные характеристики АТ и ЛА;
Φ_АТ(f) выборочные данные;

и регулируют адекватность уровней шума до расчетных значений в АТ в каждой выбранной полосе частот.

По результатам проведенных объективных измерений спектральных характеристик акустического шума на самолетах при моделировании соответствующих акустических характеристик в авиационном тренажере достигается увеличение точности оценки адекватности звуковых полей реальному самолету по отдельным полосам частотных составляющих акустического спектра, а посредством определения вероятностной сходимости полученных оценок акустических спектральных характеристик с предварительными результатами на ЛА в ходе итерации измерений обеспечивается достоверность воспроизведения спектральных характеристик для достижения сенсорного эффекта.

Технико-экономическая эффективность способа при его внедрении заключается также в повышении информативности о работе самолетных систем, что повышает безопасность полета.

На фиг. 1 приведены спектры звукового давления, полученные в ЛА в тренажере с учетом субъективной оценки (2) и после выполнения материальных операций по регулированию адекватности уровней шума (1) до расчетных значений в АТ в каждой выбранной полосе частот.

Пример реализации способа установления адекватности спектральных характеристик авиационного шума в авиационном тренажере характеристикам летательного аппарата включает следующие операции:
измерение в кабине экипажа летательного аппарата спектров шума и представление их в виде обобщенных спектров S_ла(f);
воспроизведение и измерение спектра шума в рабочей зоне АТ в полосах частот заданного диапазона при нескольких запусках АТ;
итерация акустических характеристик в АТ до уровня заданной адекватности.

Формируют массив статистики в АТ для каждой совокупности в полосе частот, выявляют усредненные параметры, а затем устанавливают оценку вероятностного соответствия по статистической сходимости с предварительно полученными результатами на летательном аппарате, для чего показатель адекватности ΔL выбирается в зависимости от требуемого качества имитации, который во многом определяет элементной базой имитационной звуковой системы и соответствующей погрешностью ε_o.

Например, рассмотрены спектры шума, измеренные в кабине экипажа самолета и в тренажере КТС-ТУ4154 S_ла, Φ_АТ.

При вычислительных операциях уровни звукового давления в дБ в выбранных полосах частот представляется в Па
Па н/м²
Показатель адекватности ΔL определяют при сравнении спектральных характеристик в каждой фиксированной частоте
,
отсюда
При выборе показателя адекватности по техническому заданию ΔL_o = 3,0 дБ погрешность составит

В таблице приведен расчет значимости рассогласования спектральных характеристик в зависимости от получаемых в экспериментах погрешностях при различных количествах измерений m 1, 2, 3, где ΔL = 3 дБ следует рассматривать в качестве эталона, заданного по техническому заданию.

Критерий значимости рассогласования спектральных характеристик в каждой выбранной полосе частот приведен как

Значимость рассогласования акустических характеристик АТ относительно ЛА (см. табл.)
оценку достоверностей статистической сходимости акустических спектральных характеристик АТ относительно ЛА определяют по вероятности ρ ≅ 1-α(f)
На фиг. 1 приведены спектры звукового давления, полученные в ЛА, в тренажере с учетом субъективной оценки и после выполнения операции по регулированию адекватности уровней шума до расчетных значений в АТ в каждой выбранной полосе частот заданного диапазона.

Использование: в области авиационного тренажеростроения при моделировании акустических нагрузок системой имитации шума с количественной оценкой адекватности по вероятности качества сходимости акустических воздействий к аналогичным характеристикам летательного аппарата для сертификации авиационного тренажера, контроль его испытательных режимов в соответствии с программными полетами летательного аппарата. Сущность изобретения: способ включает в себя оценку вероятностного соответствия измерений спектральных характеристик акустического шума, имитируемого в авиационном тренажере при нескольких запусках, производимых в полосах частот заданного диапазона. При этом формируют массив статистики, для каждой совокупности в полосе частот выявляют усредненные параметры, а затем устанавливают по показателю адекватности, значимости рассогласования, вероятность сходимости спектральных характеристик авиационного тренажера с предварительно полученными результатами измерений на летательном аппарате. 1 ил.

Способ установления адекватности спектральных характеристик акустического шума в авиационном тренажере характеристикам летательного аппарата, включающий воспроизведение и изменение спектра шума в рабочей зоне авиационного тренажера, сравнение с спектральными характеристиками, измеренными в кабине экипажа летательного аппарата, оценку соответствия, отличающийся тем, что производят измерения спектральных характеристик акустического шума в полосах частот заданного диапазона, при нескольких запусках авиационного тренажера формируют массив статистики, для каждой совокупности в полосе частот выявляют усредненные параметры, затем устанавливают оценку вероятностного соответствия по статистической сходимости с предварительно полученными результатами измерений на летательном аппарате, при этом количественные достоверности статистической сходимости акустических спектральных характеристик авиационного тренажера, аналогичные характеристикам летательного аппарата, определяют по вероятности

;
P(f) = 1-α(f) достоверность воспроизведения;
α(f) критерий значимости рассогласованных оценки и эталона летательного аппарата на фиксированной частоте;
ε_o заданная погрешность;
m количество измерений на фиксированных частотах;
усредненные спектральные характеристики авиационного тренажера и летательного аппарата;
Φ_АТ(f) выборочные данные;
статистика, полученная в процессе итерации.