- •Под общей редакцией доктора технических наук мееровича г. Ш.
- •Глава 1. Безопасность полетов и задачи обучения экипажей на тренажерах
- •1.1. Авиационный тренажер как обучающее средство
- •1.2. Обобщенная структура авиационных тренажеров и их классификация
- •1.3. Безопасность полета; градации последствий особых ситуаций
- •Количественные критерии оценки последствий особых ситуаций и уровня безопасности полета
- •1.6. Типовая структура подготовки экипажей
- •2.2. Развитие системно-эргономического подхода к
- •2.2. Развитие системно-эргономического подхода к обучению на тренажерах
- •2.3. Типовые функции летной деятельности
- •2.4. Характерные особенности магистральных гражданских самолетов, подлежащие учету при обучении пилотированию
- •2.5. Комплекс знаний, навыков и умений как цель обучения летных экипажей
- •Алгоритмы парирования функциональных отказов и завершения полета
- •Пилотирование по непрерывным программам как многоконтурный эргатический процесс
- •Глава 3. Расчетные случаи как один из системно-эргономических компонентов построения авиационных тренажеров и обучения экипажей
- •Предпосылки применения расчетных случаев и методология анализа «нечетких» множеств
- •Возможные решения задачи построения системы расчетных случаев для проектирования тренажеров и обучения пилотированию в «штатных», «нештатных»
- •Принципы составления системы расчетных случаев для тренажеростроения
- •Схемы формирования перечня функциональных отказов, подлежащих включению в систему предпосылок расчетных случаев
- •3.5. Комбинации отказов и сопутствующих факторов как типовые причины летных происшествий
- •Технические причины, приведшие к нарушениям работоспособности функциональных систем и самолета в целом:
- •Внешние воздействия и неблагоприятные атмосферные условия:
- •Неблагоприятное проявление человеческого фактора:
- •Глава 4. Летательные аппараты как объекты имитационного моделирования в тренажерах
- •4.1. Сущность понятия адекватности авиационных
- •Информационная, динамическая и эргономическая адекватность
- •Основные положения синтеза комплексного авиационного тренажера
- •Глава 4. Летательные аппараты как объекты имитационного моделирования
- •4.4. Принципы построения математической модели динамики полета летательного аппарата
- •4.5. Внешние и атмосферные условия: воздействия на характеристики и имитация в тренажерах
- •4.6. Моделирование систем управления летательным аппаратом
- •4.7. Моделирование полуавтоматических и автоматических
- •4.8. Имитаторы систем управления конфигурацией самолета и других систем
- •4.9. Корректировка математической модели полета по материалам летных испытаний
- •4.10. Моделирование тяги и характеристик расхода топлива
- •4.10. Моделирование тяги и характеристик расхода топлива
- •Глава 5. Моделирование комплексов бортового оборудования
- •Моделирование работы навигационных систем
- •Системы моделирования работы силовых устанок
- •Глава 6. Вычислительные комплексы авиационных тренажеров
- •Микропроцессоры и их использование в вычислительных комплексах авиационных тренажеров
- •Глава 7. Имитация физических факторов для обеспечения информационной адекватности.
- •7.5. Связь иммитатора визуальной обстановки с системами тренажера; некоторые перспективы
- •7.6. Обеспечение акселерационной информации в имитированном полете на тренажере
- •7.7. Кинематическая схема систем подвижности
- •7.8. Структура вычислителей управления подвижностью.
- •7.9. Имитация акустической информации
- •Глава 8. Контроль и управление обучением на тренажере
- •8.1. Тренажер как эргатическая обучающая система и роль инструктора
- •8.2. Краткая характеристика функций инструктора и методических аспектов обучения
- •8.3. Общие характеристики оборудования, используемого инструктором, и направления его развития
- •8.4. Принципы построения и структура рабочего места инструктора
- •5*Очевидно, уход на второй круг в обычном полете (вследствие отсутствия зрительного контакта с впп или больших ошибок) не относится к данным си- туациям.
- •132 Как известно, требования нлг относятся к самолетам именно такой массы Самолеты же с меньшей массой причисляются к легким и на них распространяются требования другого типа.
- •16 Напомним, на в-707 четыре двигателя.
- •22 Область, в которой должны определяться характеристики имитируемого ла, несколько шире разрешенной области полетов.
Глава 6. Вычислительные комплексы авиационных тренажеров
ТРЕБОВАНИЯ К ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫМ КОМПЛЕКСАМ
С помощью ЭВМ тренажер реализует принципы имитационного моделирования большого числа процессов, связанных с динамикой полета, пилотированием ЛА, функционированием бортовых систем и воспроизведением информационных потоков различного вида. Поэтому вычислительная система представляет собой наиболее важный компонент тренажера. Функции вычислительной системы не ограничиваются воспроизведением условий полета в широкой области ОУЭ; на нее возлагаются также задачи обеспечения процесса обучения экипажа, выполняемого инструктором, контроль уровня подготовленности. Кроме этих основных задач вычислительная система должна позволять осуществлять автоматизированный контроль состояния АТ при его эксплуатации. Собственные свойства и характеристики вычислительной системы должны позволять легко и быстро реализовывать и доводить весьма обширное математическое обеспечение, а также относительно просто производить модификацию или расширение решаемых задач при возникновении такой необходимости. В связи со всеми сказанными ясно, что эффективность АТ, его обучающие качества, технико-экономические показатели и надежность в очень сильной мере зависят от характеристик вычислительного комплекса.
Первые поколения электронных АТ использовали аналоговые вычислители. Вначале это обеспечило резкий скачок эффективности обучения, существенно повысило качества АТ. Однако развитие JlA, повышение требований к безопасности, а главное появление новых типов бортовых функциональных систем, потребовали значительного расширения возможностей вычислителей. Современные тренажеры базируются на цифровых и цифро-аналоговых (гибридных) вычислительных комплексах. Эти комплексы, как правило, являются многопроцессорными, объединяют несколько ЭВМ в так называемые вычислительные сети. В последнее время началась разработка АТ, базирующихся на микропроцессорах, что позволяет существенно повысить их эффективность.
Вычислительные комплексы должны удовлетворять целому ряду общих и частных требований, вытекающих не только из
функционального назначения тренажеров и технико-экономических соображений, но и учитывающих задачи повышения эффективности разработки и эксплуатации. Не претендуя на исчерпывающую полноту, можно сформулировать следующие требования:
Решение задач имитационного моделирования в реальном (натуральном) масштабе времени с тем, чтобы воспроизвести адекватно все условия, необходимые оператору для выполнения эквивалентных функций пилотирования и управления системами.
Осуществление имитационного моделирования в полном объеме, предусмотренном заданной системой PC.
Имитационное моделирование должно осуществляться одновременно и синхронно во всех компонентах АТ «Зацикливание», «переполнение» и другие вычислительные сбои должны быть исключены.
Вычислительное запаздывание (по отношению к реальному полету), обусловленное процессами, происходящими в ЭВМ, вычислительных сетях и локальных блоках управления, не должно превышать некоей достаточно малой
Решения, контролируемые специальными тестовыми задачами, должны обладать высокой стабильностью и практически не изменяться в течение всего срока эксплуатации АТ.
Надежность ЭВМ и всей вычислительной сети должна быть весьма высокой и дополняться соответствующей хорошей ремонтопригодностью. Должна быть обеспечена программная устойчивость к сбоям и отказам аппаратуры.
Как внутрисетевая система обмена информации, так и внешние связи должны обеспечивать высокую скорость ввода, прохождения и вывода данных для соблюдения общего цикла вычислений. Ориентировочно скорость обмена данных должна быть не менее чем 10 кбит/с.
Вычислительная сеть должна обеспечивать хорошее и легко реализуемое сопряжение с оборудованием АТ и реальными бортовыми системами, включенными в его состав. Сопряжение должно осуществляться путем организации мультиплексных каналов связи.
Вычислительный комплекс АТ должен позволять организовывать высокоразвитую базу данных, включающую не только массивы характеристик ЛА для случаев нормального функционирования и отказов, но и параметры большого числа аэродромов (используемые в СИВВО) и трасс, а также обширные статистические данные об ошибках пилотирования и их последствиях. *
Архитектура и память ЭВМ и вычислительных сетей должны обладать определенными резервами для исключения возможных сбоев в процессе эксплуатации, а также для внесения в дальнейшем необходимых дополнений и модификаций.
Должна быть обеспечена надежная защита всего вычисли тельного комплекса, исключающая возможность несанкционированного использования, искажения, нарушения или уничтожения каких, либо элементов или всего программно-математического обеспечения или информационного содержания.
Архитектура и программно-математическое обеспечение вычислительного комплекса должны обладать иерархической структурой и быть построены по модульному принципу. Должна быть обеспечена возможность параллельной разработки и автономных испытаний отдельных модулей, блоков и агрегатов, а также достаточно простое их сопряжение в единое целое.
Вычислительный комплекс должен обладать развитым интерфейсом, реализующим диалоговый режим работы программистов и эксплуатантов. В его состав должно входить достаточное число цифро-алфавитных и графических дисплеев, используемых как на стадии разработки программного обеспечения, так и при эксплуатации. Эти же дисплеи удобно использовать при испытаниях АТ.
В вычислительном комплексе должны использоваться языки высокого уровня. Должны быть обеспечены как возможность внедрения новых прогрессивных языков, так и совместимость с языками предшествующих поколений.
Используемые ЭВМ должны обладать высокоразвитыми библиотеками рациональных общих и сервисных программ, ориентированных на решение всех типовых задач моделирования, контроля, информационного обмена и управления, возникающих при работе АТ и его систем.
Желательно обеспечить с помощью развитого интерфейса, сервисных программ и т. п. легкость программирования, позволяющую в значительной мере использовать программистов средней квалификации. Должны быть обеспечены простота контроля и наглядность хода решения, идентификация и выделение ошибок или сбоев.
Должна быть обеспечена непрерывность работы тренажера в несколько смен в течение длительного цикла эксплуатации.
Габариты и потребные площади ЭВМ и вычислительных сетей должны быть весьма невелики, с тем чтобы облегчить размещение АТ и его агрегатов.
ТИПЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ комплексов
Поскольку аналоговые (применявшиеся достаточно длительный период времени), цифровые и цифро-аналоговые вычислительные комплексы в различной мере удовлетворяют перечисленным требованиям, целесообразно провести их краткий сравнительный анализ. В разд. 6.5 будут рассмотрены также особенности микропроцессорных систем.
Большая часть аналоговых вычислительных систем в тренажерах представляет собой комбинацию аналоговых функциональных блоков и устройств непрерывного действия, выполняющих элементар-
ные математические операции (сложение, умножение, интегрирование и т. д.) Благодаря аналоговому принципу работы и параллельному способу вычислений вычислительное запаздывание очень мало; результат математических операций в таких устройствах получается почти сразу же после ввода исходных данных и изменяется непрерывно по мере изменения этих данных. Высокая скорость вычислений аналоговых вычислительных устройств позволяет моделировать в тренажере движения летательного аппарата и работу бортовых систем в реальном (натуральном) масштабе времени, обеспечивать при этом передачу результатов вычисления на указатели приборов и в оборудование тренажера. Вычислительный комплекс подобного тренажера состоял из аналоговых вычислительных машин (АВМ), согласующих устройств между АВМ и оборудованием АТ, а также многочисленных связей.
Аналоговые вычислительные машины отличаются простотой структурной схемы; они удобны в обслуживании и эксплуатации. Однако им присущ ряд серьезных недостатков. Главными из них являются: низкая точность, нестабильность решений, отсутствие развитой памяти, практическая невозможность организации разветвленной базы данных. С помощью АВМ нельзя организовать синтез изображения. Эти системы не обладают интерфейсом, что сильно затрудняет их подготовку к работе.
Несмотря на значительные успехи в развитии АВМ, их применение в тренажеростроении прекратилось за рубежом еще во второй половине 70-х годов.
Цифровой вычислитель или цифровая вычислительная машина (ЦВМ) является устройством дискретного действия с программным управлением. Современные ЦВМ могут выполнять сотни тысяч и миллионы арифметических операций в секунду с величинами, представленными в цифровой форме.
Характерной особенностью ЦВМ является возможность выполнения определенной последовательности операций в соответствии с заранее заданной программой вычислений. С одной стороны, эта программа зависит от характеристик ЦВМ, принятого численного метода решения задачи и требуемой точности ее решения, с другой — от сервисных программ. Программирование задачи в ЦВМ осуществляется на специальном языке, позволяющем описывать вычислительный процесс. Чем выше уровень языка, тем короче цикл.
В отличие от аналоговых систем, предназначенных, как правило, для моделирования динамических процессов, цифровые вычислительные устройства и построенные на их основе вычислительные сети позволяют решать все задачи имитационного моделирования, вплоть до синтеза визуальной обстановки. Цифровые вычислительные комплексы позволяют полностью удовлетворять указанным выше требованиям. Точность и стабильность решения намного выше, чем у АВМ.
Поэтому применение ЦВМ привело к существенному повышению точности воспроизведения летных характеристик имитируемогоЛА.
Применение в тренажерах цифровых вычислительных уст рой сто позволяет повысить степень реального отображения полета самолета и открывает широкие возможности для воспроизведения летных характеристик в любых условиях, в том числе и при возникновении отказов и неисправностей оборудования. Однако результаты вычисления параметров в ЦВМ тренажера непосредственно использовать в системах, предназначенных для работы с операторами, нельзя, так как они представлены в виде машинного кода (машинного слова; обычно из 8; 16 и 32 двоичных знаков), а не в виде сигналов, применяемых в реальных приборах. Поэтому для передачи результатов решения ЦВМ на приборы и оборудование тренажера необходимо использовать специальные переходные блоки или устройства связи. Структура таких блоков и устройств связи определяется составом и принципами действия используемого в тренажере приборного и бортового оборудования. Вычислительный комплекс тренажера в этом случае должен содержать ЦВМ с периферийным оборудованием и устройства связи ЦВМ с объектами (УСО) При этом часть простейших вычислительных функций может быть возложена и на УСО, что позволяет скомплектовать более удобный цифро-аналоговый вычислительный комплекс тренажера.
Цифро-аналоговый вычислитель (ЦАВ) в классическом понимании представляет комбинированную вычислительную машину, в которой машинные переменные представляются как в дискретной (цифровой), так и в непрерывной (аналоговой) формах. Основу ЦАВ составляют цифровые и аналоговые вычислительные устройства, служащие для выполнения математических и логических операций с преобразованием машинных переменных из одной формы в другую. При построении ЦАВ стремятся использовать достоинства аналоговых и цифровых вычислительных машин. В настоящее время известно несколько способов представления машинных переменных, которым соответствуют различные принципы разделения схемы вычислителя на аналоговую и цифровую части. Кроме того, существует несколько возможностей подключения дополнительных систем к ЭВМ, например для модернизации тренажера или изменения характеристик имитируемого самолета.
Наиболее рациональной структурой вычислительного комплекса тренажера является агрегатный или модульный принцип его построения, обеспечивающий унификацию имитаторов, их полную автономность, удобство в работе и наращивание функциональных возможностей. Базовый вычислитель — один или несколько — тренажера при агрегатном принципе независимо от типа (АВМ, ЦВМ, ЦАВ) в большинстве случаев выполняет функции решения алгоритмов многочисленных имитаторов — динамики полета летательного аппарата, работы силовой установки, системы визуализации, системы подвижности и т. д. Программное обеспечение вычислительного комплекса также осуществляется по модульному принципу.
Устройства связи с объектами осуществляют необходимые связи и преобразования выходных сигналов для обеспечения работы
бортового и приборного оборудования. Если в качестве имитатора бортовой системы используется ее полунатурная модель, то УСО осуществляет только функции имитации бортового измерительного устройства.
В современных тренажерах может использоваться как реальное, так и модифицированное бортовое оборудование. В тех случаях, когда принцип действия бортовых систем несовместим с принципом действия используемых вычислительных средств (например, манометрических пилотажных приборов), то строятся отдельные имитаторы.
Отмеченные особенности структуры вычислительного комплекса с агрегатным принципом построения делают его, в частности, более гибким при организации тренировок даже в случае отказов одной или нескольких подсистем тренажера.
ОСОБЕННОСТИ ЦИФРОВЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ
Цифровые вычислители тренажера, по существу, являются сложными вычислительными комплексами (ЦВК). Структура ЦВК для удовлетворения предъявляемых к ним требований с учетом удобства эксплуатации должна предусматривать:
устройства сопряжения с внешними источниками информации;
каналы связи и преобразователи;
системы аппаратного контроля;
оперативную и постоянную память достаточно большой емкости;
счетчики реального времени;
систему прерывания, обеспечивающую при появлении соответствующего сигнала от внешних и внутренних источников прекращение решения текущей задачи обучения и переход к решению другой с запоминанием прерванной задачи.
Типовая структурная схема ЦВК тренажера включает: цифровые вычислители, органы управления, аналоговые системы моделирования, системы отображения информации, устройства связи с реальными объектами, периферийные пульты, периферийные табло информации, устройства управления периферийными пультами и табло, процессоры, оперативную память, внешнюю память, пульт управления, устройства ввода-вывода, устройства вывода и регистрации, таймер, устройства связи с другими ЭВМ и системами реального оборудования, пульты инструктора.
Ядро ЦВК тренажера составляет процессор с различным на: бором элементов оперативной и внешней памяти. Важной особенностью схемы является наличие значительного числа периферийного оборудования со специальными блоками связи. Необходимо отметить также наличие специализированных устройств связи с другими ЭВМ и системами реального оборудования имитируемого ЛА. Логическая связь между взаимодействующими частями
ЦВК и интерфейсом выполняется либо с помощью специальных схем сопряжения, либо с использованием мультиплексных селекторных каналов ввода-вывода информации.
Процессор в общем случае состоит из арифметического устройства и ряда дополнительных устройств — управления, выдачи приема информации, а также контроля ее достоверности. Оперативная память системы выполняется на оперативных запоминавших устройствах, а внешняя память —на магнитных барабанных дисках или лентах. Селекторный канал в системе обычного тип» обеспечивает прием и передачу информации (в данный момент времени) между оперативной и внешней памятью только по одному из каналов ввода-вывода. Другие же каналы, пока не закончена связь с одним из периферийных устройств, должны без. действовать или выполнять вспомогательные операции, не связанные е информационной магистралью.
Мультиплексный канал допускает попеременное использование его несколькими параллельно работающими периферийными устройствами. Передача информации между периферийными устройствами и оперативной памятью вычислительной системы выполняется с помощью сравнительно кратковременных сеансов связи, в течение которых передается небольшая порция информации.
К периферийному оборудованию вычислительной системы могут дополнительно относиться устройства ввода-вывода на перфоленту, устройства печати, вводно-выводные устройства на базе телетайпа, блоки аппаратуры типа «Консул» и перфораторы, а также станции индикации символьной и графической информации, коммутаторы аналоговых сигналов, комплекс ввода-вывода дискретной информации и таймер. Присутствие в структуре ЦВК тренажера специального датчика времени — таймера — обязательно, поскольку в системе осуществляется решение задач обучения и тренировки летного состава в реальном масштабе времени.
В процессе работы ЦВК используется информация двух типов: программа решения и исходные данные. Программа определяет последовательность выполняемых машиной операций. Процесс решения разбивается на операции, каждая из которых осуществляется по определенной команде. Время выполнения одной команды называется тактом работы вычислительной машины. Исходные же данные определяют начальные условия задачи и ход ее решения. Носителями информаций, с помощью которых в ЦВМ предыдущих поколений вводились программа решения и исходные тайные, наиболее часто являлись перфокарты и перфоленты.
Вопрос об использовании конкретного типа ЦВМ в составе вычислительного комплекса или системы тренажера осуществляется а основании оценки основных параметров, характеризующих технический уровень и эффективность применения вычислительной машины. Оценка производится также на основании анализа общей атематической модели ЛА с учетом характерных параметров ЦВМ.
Таковыми являются следующие показатели:
Быстродействие основных блоков.
Состав запоминающих устройств (ЗУ), их емкость и время обращения к ним. Емкость ЗУ определяется количеством машинных слов, либо количеством двоичных цифр, которые могут одновременно в них храниться.
Состав и быстродействие устройств ввода и вывода информации.
Разрядность, определяемая максимальным количеством цифр которые могут храниться в одной ячейке ЗУ и восприниматься во всех цепях машины в виде единой кодовой группы.
Адресность - команд — количество адресов в команде, по которым можно обращаться к различным устройствам для получения или отсылки информации.
Состав операций, выполняемых машиной (набор команд).
Перечисленные параметры характеризуют эффективность ЦВМ
по которой можно оценить степень пригодности ее к решению поставленной задачи и соответствие предъявляемым требованиям.
УСТРОЙСТВА СВЯЗИ
Устройства связи в тренажере обеспечивают односторонний и двухсторонний обмен информации между вычислителем и системами тренажера — имитаторами систем управления, системами отображения информации, системами физических факторов полета, системами моделирования с реальным оборудованием и др.
В тренажере с аналоговым вычислителем устройства связи выполняют также некоторые вычислительные функции и их порой бывает трудно выделить из вычислительного комплекса, особенно если на имитируемом Л А основная часть бортового оборудования по своему принципу действия является аналоговой. В таких тренажерах связь между многими системами моделирования осуществляется через датчики сигналов (потенциометры, вращающиеся трансформаторы, сельсины и др.), которые устанавливаются на выходном редукторе серводвигателя следящей системы для преобразования напряжения операционного усилителя или интегратора счетно-решающей схемы в угол поворота. Учитывая ограниченные возможности выходных редукторов серводвигателей следящих систем счетно-решающих блоков, (например, вычисляющих такие параметры, как истинная V и индикаторная VH скорости, высота Ну число Му скоростей напор qy параметр qV2, углы тангажа v, крена у у рыскания ф, атаки а, отклонения рычага управления двигателей бд и др.), в устройствах связи устанавливаются схемы вторичной обработки параметров на постоянном или переменном токе. Конструктивно эти схемы могут размещаться в блоках счетно-решающих устройств тех систем, для которых они предназначены. Так, в системе моделирования работы силовой установки блоки счетнорешающих устройств, наряду со схемами вторичной отработки отклонения рычага управления двигателем бд, включают также и
системы отработки параметров Н и М, а в телевизионных системах моделирования визуальной обстановки электромеханическая часть содержит схемы отработки параметров Vy Щ щАо, у и Ц
При использовании реального оборудования имитируемого JIA в системах моделирования тренажера роль устройств связи, по существу, сводится к воспроизведению измерителей бортовых датчиков. Имитаторы бортовых датчиков применяются при моделировании систем воздушных сигналов, систем автоматического управления, навигационных комплексов и т. п., где в основном удается без существенных изменений использовать реальное бортовое оборудование. В устройствах связи этих систем происходит преобразование линейного сигнала вычислителя тренажера с помощью достаточно простых функциональных преобразователей.
Модификация или изменение оборудования реальной системы ЛА заключается в приспособлении ее электрической схемы для работы в тренажере. Если же использовать реальное оборудование не удается, то создается соответствующий имитатор, входящий в состав устройства связи. На устройства связи в таких моделирующих системах возлагаются также и функции воспроизведения отказов и неисправностей реального оборудования.
Следует отметить, что быстрое развитие аналоговой вычислительной техники и особенно последние достижения в области микроминиатюризации дают возможность конструктивно разрабатывать компактные устройства связи, что позволяет использовать законченные модули и сократить коммутационные связи с тренажерах с аналоговым или цифро-аналоговым вычислителями.
В отличие от тренажеров с АВМ, где устройства связи структурно могут совпадать с вычислительным комплексом, в тренажерах с ЦВМ устройство связи с объектоМ конструктивно представляет собой автономное устройство. Это объясняется тем, что принципы действия ЦВМ тренажера и используемого в тренажере оборудования — реального (бортового) модифицированного или имитируемого — не совместимы между собой. Состав и конструкция У СО зависит от наличия штатных устройств ввода- вывода ЦВМ аналоговой и дискретной информации.
Логическая структура УСО, обеспечивающего ввод аналоговой и дискретной информации от систем тренажера, в общем виде может быть представлена следующим образом. Входная аналоговая информация от различных датчиков поступает на коммутаторы каналов. На входы первого коммутатора поступает информация с выходов датчиков, сигналы которых требуют согласования со входом и параметрами аналого-цифрового преобразователя (АЦП). Это согласование, а также и фильтрация (если необходимо) выполняются специальными усилителями-преобразователями (УП).
После нормирования входные сигналы с УП направляются на второй коммутатор. На вход этого же коммутатора поступают сигналы, параметры которых не требуют согласования
с параметрами АЦП. Работа канала ввода информации АЦП осуществляется с помощью дешифраторов по сигналам устройств управления ЦВМ.
Преобразование аналоговой информации в цифровую выполняется в АЦП. Обычно в состав УСО управляющих машин вход один — два АЦП. Их многоканальность обеспечивается включении коммутаторов каналов.
Сигналы от цифровых и дискретных датчиков поступав в машину через третий коммутатор. Сигналы Дискретных датчиков, имеющие двоичный характер, формируются в специальные «слова» и в таком виде поступают в вычислитель ную часть машины. Сигналы аварийного состояния тренажер включаются на вход блока прерывания программ (БПП). При их поступлении вырабатывается сигнал остановки машины.
Характерная особенность выходной части УСО — использование цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП) в каждом из каналов формирования аналоговых сигналов. При этом ЦАП обеспечивают не только преобразование вводимой в них информации, но и ее запоминание на период времени между двумя циклами преобразования.
Выбор канала преобразования осуществляется по команде из устройства управления машины с помощью дешифратора и коммутатора каналов (КК). Для формирования дискретных сигналов в системах тренажера используются буферный регистр (БР) и блок формирования дискретных сигналов (БФДС). Управляющее устройство координирует работу блоков УСО, получая соответствующие сигналы из вычислительной части машины.
Кроме рассмотренных структур УСО для ввода и вывода информации в тренажерах с ЦВМ нашли также применение преобразователи «код — напряжение постоянного тока — угол», «код — угол» и «код параллельный — код последовательный». Преобразователь «код — напряжение постоянного тока — угол» предусматривает использование преобразователя «код — постоянное напряжение» или «код — постоянный ток», на входы которых поступает цифровая информация с модуля коммутаторов блока управления машины. Выходное напряжение (или ток) преобразователя может быть подано на имитаторы или другое оборудование систем тренажера; различия зависят от того, какие сигналы необходимы для их работы.
Для систем моделирования могут быть использованы датчики, устанавливаемые на валу серводвигателя следящей системы преобразователя. Такая схема удобна для согласования и стыковки реального оборудования в случаях, когда необходимо сохранить реальные связи между системами имитируемого ЛА. Данная схема достаточно проста и аналогична схеме связи аналогового вычислителя с оборудованием тренажера. Однако точность работы такого устройства ограничена.
Преобразователь «код — угол» обладает более высокой разреша-
-ющей способностью, так как в нем применяется параллельный машинный код, который преобразуется соответствующей схемой В обратной связи следящей системы стоит синусно-косинусный вращающийся трансформатор. Такая схема используется для обеспечения стыковки оборудования тренажера, когда необходимо сохранение реальных бортовых связей; но она сложнее рассмотренной выше и поэтому требует постоянного внимания при эксплуатации тренажера со стороны обслуживающего персонала. Во многих случаях возможно непосредственное использование напряжения переменного тока с преобразователем для обеспечения работы кабинного оборудования тренажера.
Преобразователь «код параллельный — код п осл е д о в а т е л ь н ы й » применяется для обеспечения связи бортовой ЦВМ (БЦВМ) имитируемого ЛА с базовой ЦВМ тренажера в случаях, когда обе машины имеют разные коды (допустим в БЦВМ — последовательный, а в ЦВМ тренажера — параллельный). При использовании БЦВМ в структурной схеме тренажера сохраняются реальные связи на борту имитируемого ЛА.
Новые конструктивные особенности современных тренажеров, основанные на достижениях вычислительной техники, предусматривают связь ЦВМ с аппаратурой, установленной в кабине экипажа на подвижной платформе. Эта связь осуществляется при помощи мультиплексной линии передачи информации в цифровой форме. Вместо системы многожильных кабелей, которые применялись ранее в тренажерах для связи кабины экипажа с ЭВМ и пультами инструкторов, используется распределительная система, которая передает смещенные по времени цифровые сигналы, дополненные кодами для дешифрирования и распределения по адресам. Рядом со стойкими базовой ЦВМ тренажера для этой цели устанавливается одна стойка ввода-вывода информации, а в стойках, размещенных на подвижной платформе, имеются субконтролеры для дешифрирования и распределения информации. Преимуществами такого принципа связи базовой ЦВМ с кабиной тренажера считается простота сопряжения ЦВМ, гибкость в использовании информации и возможность передавать по одной линии связи множество сигналов, следующих в случайном порядке. Такая система связи может работать с высокой надежностью и может быть построена на базе стандартных элементов.
