ТРЕНАЖЕР СПАСАТЕЛЬНОГО ВЕРТОЛЕТА Российский патент 2018 года по МПК G09B9/46 

Изобретение относится к учебно-тренировочным средствам (УТС) по подготовке экипажей поисково-спасательных вертолетов к действиям, необходимым для спасения людей, терпящих бедствие на воде. В ресурсах Internet данные УТС принято называть Helicopter Rescue Training Simulator (HRTS).

Известен спасательный авиационный тренажер (Международная патентная публикация № WO 2010015716 от 11.02.2010, AIR RESCUE SIMULATOR, Int. C1.: G09B 9/46, Applicant: Bergwacht Bayern [DE], включающий макет кабины вертолета (или корпус реального вертолета), который оснащен грузовой лебедкой и подвешен на крановом механизме (например, портальный или козловой кран, кран-балка) над макетами различных объектов (горящие здания, горная местность, водная акватория и т.п.), которые могут быть размещены как в помещении, так и под открытым небом.

Для имитации потоков воздуха, создаваемых несущими винтами вертолета, на верхней стороне макета кабины вертолета установлен цилиндрический каркас с несколькими ветрогенегаторами. Члены экипажа оснащены шлемами с микротелефонными гарнитурами для речевых переговоров по системе связи вертолета. Кроме этого, в авиационном тренажере предусмотрена возможность микширования в каналы связи разнообразных фоновых шумов, таких как шум ветра, шум от работающих двигателей и лопастей винтов вертолета и т.п.

Основным недостатком данного технического решения является необходимость применения кранового механизма для перемещений макета кабины вертолета над поверхностью земли (воды).

Также известен вертолетный тренажер (Патент РФ №2294019 от 20.02.2007 ТРЕНАЖЕР ЭКИПАЖА ВЕРТОЛЕТА С БОРТОПЕРАТОРОМ ВНЕШНЕЙ ПОДВЕСКИ, МПК 2006.01: G09B 9/46, Патентообладатель: ЗАО Центр Научно-Технических Услуг «Динамика» (RU), содержащий кабину 1 пилотов, грузовую 2 кабину, рабочее место 3 инструктора, блок имитации 4 закабинной обстановки для пилотов и блок имитации 5 закабинной обстановки для оператора, вычислительный 6 комплекс, соединенный со всеми вышеперечисленными блоками. Кабина пилотов, грузовая кабина и рабочее место инструктора оборудованы переговорными устройствами, обеспечивающими голосовую связь между пилотами, оператором внешней подвески (ВП) и инструктором тренажера. Кроме того, грузовая кабина тренажера установлена на подвижной платформе, имитирующей акселерационные эффекты, действующие на оператора ВП.

Рабочее место оператора ВП снабжено комплектом оборудования, позволяющим управлять ВП. При этом оператор ВП посредством переговорного устройства осуществляет голосовую связь с летчиками, выполняющими пилотирование вертолета, и через проем боковой двери грузовой кабины на фоне подстилающей поверхности с помощью очков с поляроидными стеклами (дополнительный канал визуализации только для оператора ВП) наблюдает транспортируемый груз.

В данном техническом решении, перемещения макета вертолета над поверхностью воды обеспечиваются (вместо кранового механизма) с помощью динамической смены синтезированных изображений, которые генерируются блоками имитации закабинной обстановки для пилотов и для оператора.

Основными недостатками данного тренажера (относящегося к классу компьютерных тренажеров) является отсутствие возможности работы оператора ВП с реальными физическими объектами (различные грузы или человек, терпящий бедствие на воде), а также возможности создания усложненных условий тренировок, например, путем воздействии на оператора ВП сильным воздушным потоком, имитирующим работу несущих винтов вертолета.

Наиболее близким по исполнению аналогом (по совокупности существенных признаков и связей между ними), обеспечивающим достаточно безопасный тренинг и принятым в качестве прототипа предлагаемого изобретения, является тренажер для подготовки оператора лебедки спасательного вертолета (Европейская патентная публикация № JP 2000305446 от 02.11.2000 патента Японии «HOIST TRAINING DEVICE», Int. C1.: G09B 9/00, G09B 9/46, Applicant: Mitsubishi Precision Co Ltd. [JP]), включающий (см. Фиг. 1 заявляемого изобретения) макет кабины вертолета 106 с оператором грузовой лебедки 107 и пультом управления лебедкой 108, а также с пилотом-инструктором 112 за пультом контроля и управления 113; бассейн 101 с муляжом тонущего человека 102 (601) и моделирующий компьютер 114 (602).

Над входным-выходным боковым проемом в макете кабины вертолета 106 размещена грузовая лебедка, включающая подъемное спасательное устройство 111 на тросе ПО и электроталь 109, которая соединена с помощью кабеля с пультом управления лебедкой 108 (эта связь на фигурах патента Японии «HOIST TRAINING DEVICE» - не показана, но она следует из описания функционирования тренажера), а также ветрогенератор 115, имитирующий воздушный поток от несущих винтов вертолета, соединенный с помощью кабеля с моделирующим компьютером 114 (602) - эта связь на фигурах патента также - не показана, но следует из описания функционирования тренажера.

В рассматриваемом тренажере, при отработке процедур спасательной операции по подъему из воды человека, терпящего бедствие, при имитации перемещений вертолета над поверхностью воды в бассейне, вместо перемещений отсека вертолета 106 (как правило, с помощью кранового механизма) - осуществляется соответствующее «противоположное» перемещение муляжа тонущего человека 102 (601) на поверхности воды в бассейне по голосовым командам оператора грузовой лебедки 107 пилоту-инструктору 112 по одному из следующих двух вариантов.

1-й вариант. Пилот-инструктор 112 с помощью пульта контроля и управления 113 и моделирующего компьютера 114 осуществляет управление электромеханической системой, состоящей из тросов 103а, 103в, и 103с, блоков 104а, 104в и 104с и приводных электродвигателей 105а, 105в и 105с и обеспечивающей необходимое перемещение муляжа тонущего человека 102 на поверхности воды в бассейне (см. Фиг. 1а).

2-й вариант. Пилот-инструктор 112 с помощью пульта контроля и управления 113, моделирующего компьютера 602 и радиопередатчика 603 осуществляет непосредственное управление муляжом тонущего человека 601, в котором встроены радиоприемник с антенной, управляющий контроллер, источник сжатого воздуха и воздушно-реактивный двигатель с комплектом управляемых электромагнитных клапанов и воздушных сопел, обеспечивающих необходимое перемещение этого муляжа на поверхности воды в бассейне (см. Фиг. 1б).

К недостаткам данного тренажера можно отнести:

- достаточно высокую сложность моделирования процесса перемещения муляжа тонущего человека на поверхности воды в бассейне;

- некоторое несоответствие реальности операций по набросу и «закреплению» на муляже тонущего человека подъемного спасательного устройства, представляющего собой эластичное кольцо на тросе, отчасти способствующее привитию отдельных элементов ложных навыков;

- отсутствие возможности воздействия на обучаемых мощными фоновыми шумами, моделирующими акустическую обстановку от работающих двигателей и лопастей винтов вертолета;

- отсутствие возможности создания усложненных условий тренировок (морское волнение и сопутствующий ветер, ночное время суток);

- отсутствие возможности наблюдения за действиями обучаемых.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей тренажера спасательного вертолета.

Поставленная цель достигается тем, что в тренажер спасательного вертолета, содержащий макет кабины вертолета с пультом управления лебедкой; бассейн и моделирующий компьютер; над входным-выходным боковым проемом в макете кабины вертолета размещена грузовая лебедка, включающая подъемное спасательное устройство на тросе и электроталь, которая соединена с помощью кабеля с пультом управления лебедкой, а также первый ветрогенератор, имитирующий воздушный поток от несущих винтов вертолета, соединенный с помощью кабеля с моделирующим компьютером, введены видеокамера, фара-искатель, прожектор, акустический динамик и волногенератор, а на бортике бассейна установлен второй и третий ветрогенераторы; моделирующий компьютер с помощью соответствующих кабелей подключен к видеокамере, акустическому динамику, второму и третьему ветрогенераторам и волногенератору.

Причем, видеокамера, фара-искатель, прожектор и акустический динамик входят в состав макета кабины вертолета, а волногенератор - в состав бассейна.

Сущность изобретения состоит в том, что в предлагаемом тренажере спасательного вертолета для максимального приближения условий тренировок к реальным, в состав макета кабины вертолета введены акустический динамик для имитации шумов, сопровождающих работу двигателей и лопастей винтов вертолета, фара-искатель и прожектор для использования в ночных тренировках, в бассейне размещен волногенератор, имитирующий морское волнение, а на бортике бассейна установлены дополнительные ветрогенераторы, создающие сопутствующий ветер необходимой силы.

Сущность изобретения поясняется графическими материалами.

На Фиг. 1 представлено изображение двух основных фигур прототипа (Европейская патентная публикация № JP 2000305446 от 02.11.2000 патента Японии «HOIST TRAINING DEVICE»).

На Фиг. 2 представлена функционально-структурная схема предлагаемого тренажера спасательного вертолета.

В Приложении к описанию изобретения сведены Рисунки 1-3.

На Рисунке 1 приведено фото волногенератора типа «Волновой шар» в бассейне.

На Рисунке 2 приведено фото ветрогенераторов на бортике бассейна.

На Рисунке 3 приведен общий вид одной из практических реализаций тренажера спасательного вертолета фирмы «Survival Systems Limited» (Канада).

Согласно Фиг. 2 тренажер спасательного вертолета содержит макет кабины вертолета, включающий пульт управления лебедкой, грузовую лебедку, состоящую из подъемного спасательного устройства на тросе и электротали, видеокамеру, фару-искатель, прожектор, акустический динамик, первый ветрогенератор; бассейн с волногенератором; второй и третий ветрогенераторы и моделирующий компьютер.

Пульт управления лебедкой соединен с помощью кабеля с электроталью, а моделирующий компьютер с помощью соответствующих кабелей подключен к видеокамере, акустическому динамику, первому, второму и третьему ветрогенераторам и волногенератору.

Предлагаемый тренажер спасательного вертолета используется по прямому назначению следующим образом.

Перед началом тренировки, обучаемые занимают свои рабочие места (бортинженер и фельдшер - в макете кабины вертолета; человек, терпящий бедствие на воде - в бассейне), а инструктор за терминалами (мониторы и органы управления) моделирующего компьютера.

Далее бортинженер с помощью пульта управления лебедкой осуществляет спуск подъемного спасательного устройства на тросе (например, ковш-сидение или универсальное сидение) в воду бассейна. Человек, терпящий бедствие на воде, подплывает к подъемному спасательному устройству и «закрепляется» на нем, после чего бортинженер осуществляет подъем спасаемого человека из воды на борт «вертолета» (макета кабины вертолета).

В случае если у человека, терпящего бедствие на воде, по внешним (визуальным) признакам потеря сил или он находится в бессознательном состоянии, бортинженер осуществляет спуск к поверхности воды в подъемном спасательном устройстве фельдшера, который «прикрепляет» этого человека к себе. После этого, бортинженер осуществляет подъем спасаемого человека вместе с фельдшером в подъемном спасательном устройстве на борт «вертолета».

Для усложнения условий тренировки инструктор имеет возможность с помощью моделирующего компьютера включить в работу первый ветрогенератор (для имитации воздушного потока от несущих винтов вертолета) и акустический динамик (для имитации шумов, сопровождающих работу двигателей и лопастей винтов вертолета), а для максимального приближения условий тренировки к реальным - волногенератор в бассейне (см. Рисунок 1 в Приложении к описанию изобретения) и второй и третий ветрогенераторы на бортике бассейна (см. Рисунок 2 в Приложении к описанию изобретения), которые обеспечивают создание в бассейне необходимых уровней волнения воды и силы ветра.

При имитации ночных условий, когда осуществляется затемнение помещения тренажера, бортинженер и фельдшер для поиска и освещения человека, терпящего бедствие на воде, имеют возможность воспользоваться фарой-искателем и прожектором.

С помощью видеокамеры, передающей изображение на монитор моделирующего компьютера, инструктор имеет возможность наблюдать за действиями бортинженера и фельдшера, а также осуществить запись хода тренировки в устройстве внешней памяти моделирующего компьютера.

Таким образом, в тренажере спасательного вертолета осуществляется подготовка как бортинженеров и фельдшеров поисково-спасательного вертолета типа Ка-27пс, так и обучаемых, терпящих бедствие на воде.

Промышленная применимость изобретения определяется тем, что предлагаемый тренажер спасательного вертолета может быть изготовлен на базе известных комплектующих изделий и технологического оборудования.

Общий вид предлагаемого тренажера спасательного вертолета, планируемый Заявителем к практической реализации в ряде Российских специализированных учебных центрах спасения, приведен на Рисунке 3 в Приложении к описанию изобретения.

Предлагаемый тренажер предназначен для осуществления эффективной практической подготовки:

- летного состава морской авиации ВМФ МО РФ;

- воздушных десантников и морских пехотинцев;

- летного состава Гражданской Авиации РФ;

- курсантов морских учебных заведений и водного транспорта;

- персонала нефтяных и газодобывающих морских платформ;

- экипажей и пассажиров любых летательных аппаратов, совершающих дневные и ночные перелеты над водной поверхностью.

На основании изложенного и по результатам проведенного патентно-информационного поиска считаем, что предлагаемый тренажер спасательного вертолета отвечает критериям «Новизна», «Изобретательский уровень» и «Промышленная применимость» и может быть защищен патентом РФ на изобретение.

Изобретение относится к учебно-тренировочным средствам (УТС) по подготовке экипажей поисково-спасательных вертолетов к действиям, необходимым для спасения людей, терпящих бедствие на воде. Тренажер спасательного вертолета содержит макет кабины вертолета и бассейн. Макет кабины вертолета включает в себя включающий пульт управления лебедкой, акустический динамик для имитации шумов, сопровождающих работу двигателей и лопастей винтов вертолета, фара-искатель и прожектор для использования в ночных тренировках. В бассейне размещен волногенератор, имитирующий морское волнение, а на бортике бассейна установлены ветрогенераторы, создающие сопутствующий ветер необходимой силы. Техническим результатом является улучшение подготовки экипажа. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Тренажер спасательного вертолета, содержащий макет кабины вертолета с пультом управления лебедкой; бассейн и моделирующий компьютер; над входным-выходным боковым проемом в макете кабины вертолета размещена грузовая лебедка, включающая подъемное спасательное устройство на тросе и электроталь, которая соединена с помощью кабеля с пультом управления лебедкой, а также первый ветрогенератор, имитирующий воздушный поток от несущих винтов вертолета, соединенный с помощью кабеля с моделирующим компьютером, отличающийся тем, что в него введены видеокамера, фара-искатель, прожектор, акустический динамик и волногенератор, а на бортике бассейна установлен второй и третий ветрогенераторы; моделирующий компьютер с помощью соответствующих кабелей подключен к видеокамере, акустическому динамику, второму и третьему ветрогенераторам и волногенератору.

2. Тренажер по п. 1, отличающийся тем, что видеокамера, фара-искатель, прожектор и акустический динамик входят в состав макета кабины вертолета, а волногенератор - в состав бассейна.