Тренажер планериста Советский патент 1984 года по МПК G09B9/08 

Изобретение относится к тренировочным устройствам, в частности для наземного обучения дельтапланеристов, и может быть использовано пилотами для обработки летных навыков управления легкими планерами

Известно устройство для наземного обучения планеристов, содержащее стрелу, шарнирно соединенную со стойкой. На одном конце стрелы установлен постоянный противовес, а на другом - рама, к которой крепится тренировочный планер 1.

Известен авиационный тренажер, содержащий основание, к которому прикреплена рама с противовесами. На раме закреплена стрела, на одном конце которой размещен объект исследований, на втором смонтированы подвижные грузы, перемещаемые в заданное с пульта управления положение по направляющей балке электродвигателем 2.

Недостатком тренажера является то, что центр тяжести грузов противовесов перемещается только по оси стрелы, что создает однообразный характер изменения крутящего момента стрелы при ее повороте.

Целью изобретения является расщирение дидактических возможностей тренажера путем создания разнообразного характера изменения крутящего момента стрелы.

Поставленная цель достигается тем, что в тренажер планериста, содержащий подъемную стрелу, шарнирно связанную с вертикальной мачтой и с объектом тренировки, последовательно включенные пульт управления приводами и первый двигатель, кинематически связанный через ходовой винт с направляющей балкой, введены кинематически связанные второй двигатель и винтовой раскос, а также аутриггер и страховочная растяжка, одними концами связанные с винтовым раскосом, а другими концами - жестко связанные с соответствующими участками подъемной стрелы, щарнирно связанной с направляющей балкой, вход второго электродвигателя соединен с вторым выходом пульта управления приводами.

На фиг. 1 изображена функциональная схема тренажера; на фиг. 2 - кинематическая схема; на фиг. 3 - характеристики крутящих моментов, действующих на подъемную стрелу.

Тренажер планериста содержит (фиг. 1) вертикальную мачту 1, подъемную стрелу 2, направляющую балку 3, противовес 4, закрепленный подвижно на направляющей балке 3, аутриггер 5, жестко соединенный с подъемной стрелой 2 у ее основания, винтовой раскос 6 с электродвигателем 7, образующие кинематический блок, одним концом шарнирно прикрепленный к концу направляющей балки 3, а другим - к вершине аутриггера- 5, страховочно канатную растяжку 8, оттянутую на концевую часть подъемной стрелы 2, электродвигатель 9 с ходовым винтом 10 для перемещения противовеса 4, отдельные шарниры с одним, двумя и тремя степенями свободы - соответственно 11-«, пульт 14 для управления электродвигателями винтового раскоса и противовеса, объект тренировки 15.

Тренажер планериста работает следующим образом.

На трехосном щарнире 13 крепится объект 15 тренировки, например дельтаплан с пилотом. Из пульта 14 управления задается такое положение противовеса 4, при котором стрела 2 с направляющей балкой 3 находилась бы в сбалансированном состоянии. Угловым и линейным положениями противовеса 4 задается необходимый характер результирующего крутящего стрелу 2 момента. На кинематической схеме тренажера (фиг. 2) показаны действующие силы на стрелу 2 и балку 3. Эти силы создают крутящие моменты разных знаков. Суммарный крутящий 0 момент выразим соотношением

М Рло(со5«(- Рдр 1 cos (л-i-y), где М -суммарный крутящий стрелу 2 момент;

Рд - вес дельтаплана и пилота; Л - плечо стрелы 2; Рлр-вес противовеса 4; I - плечо противовеса; If - угол между горизонталью и стрелы и линией, проходящей через ось вращения стрелы и центр тя0жести А противовеса 4.

Разделим обе стороны уравнения (1) на величину Рд L и обозначим

Mi COS (fl(+t)

На фиг. 3 представлены графики суммарного крутящего мом-ента М/Мо в зависимости от угла сх положения стрелы при -некоторых характерных значениях Мо и углах ; кривая 16 - Мо 0,5 иУ 0; кривая 17 - Мо 1; Y 30°; кривая 18 - Мо 1; Т -30°; кривая 19 - Мс, 0,5, . 30°; кривая 20 - Мо 0,5,Т -30°; кривая 21 - 5 Мо 1,5, 5Г 30°; кривая 22 - Mi 1,5, f -30°.

Как видно из графиков, при К . О (кривая 10 суммарный момент представляет собой отрезок косинусоиды, где максимум достигается только при л О, а минимум при Л 90°. При разных положениях противовеса косинусоиды отличаются только амплитудой и знаком. Поднимая или опуская центр тяжести противовеса выше или ниже оси подъемной стрелы, существенно меняется 5 характер суммарного крутящего момента относительно момента при У 0; можно достичь максимального значения крутящего момента при заданном угле (кривая 19),

или сбалансировать систему в заданном угле Л (кривая 18, 20, 21 в точках пересечения оси л), или задать требуемый характер изменения суммарного крутящего момента.

Практически винтовой раскос 6 должен дать возможность изменять угол сгиба в пределах (-30)°- (+30)°. При размахе крыла дельтаплана около 10 м оптимальная длина подъемной стрелы 8 м, а направляющей балки 2-2,5 м.

По сравнению с базовым тренажером, имеющим стабильное положение центра тяжести противовеса относительно подъемной стрелы, предлагаемый тренажер имеет возможность во время тренировки менять положение противовеса в направлении стрелы

и в вертикальной плоскости. Это позволяет тренеру задать желаемый характер крутящего момента стрелы (фиг. 3) и наиболее эффективно имитировать реальные условия полета, т.е. динамику воздущной среды и различные приемы пилотирования на конкретном дельтаплане.

Отклонение центра тяжести противовеса от оси стрелы в вертикальной плоскости по проведенным расчетам и данным опытной проверки позволяет создать широкий диапазон режимов тренировки. Кроме того, на предлагаемом тренажере можно провести испытания дельтапланов любого класса, определить их аэродинамические параметры, обеспечивая полную безопасность.

ТРЕНАЖЕР ПЛАНЕРИСТА, содержащий подъемную стрелу, шарнирно связанную с вертикальной мачтой и с объектом тренировки, последовательно включенные пульт управления приводами и первый двигатель, кинематически связанный через ходовой винт с направляющей балкой, отличающийся тем, что, с целью расширения дидактических возможностей тренажера, в него введены кинематически связанные второй двигатель и винтовой раскос, а также аутриггер и страховочная растяжка, одними концами связанные с винтовым раскосом, а другими концами - жестко связанные с соответствующими участками подъемной стрелы, шарнирно связанной с направляющей балкой, вход второго электродвигателя соединен с вторым выходом пульта управления приводами.

OS

0,4

/5

02

7о

7

-0.2

/

Ч

SO

W

го

М