Винахід відноситься до галузі управління динамічними стендами - тренажерами для навчання пілотів і космонавтів і проведення експериментів з метою дослідження впливу перевантажень на людину в польоті, як спосіб, що дозволяє імітувати перевантаження, що діють на організм пілота важкого літального апарату (тла) з урахуванням реакції вестибулярної системи. Метою винаходу є наближення імітують перевантажень до реальних умов польоту літального апарату за рахунок створення більш повної імітації перевантажень з урахуванням реакцій вестибулярної системи людини. Спосіб заснований на впливі на пілота сил, створюваних рухливими елементами центрифуги, такими як консоль 1, карданний підвіс на кінці консолі 2, кабіна 3 в кардановом підвісі і крісло з рухомою станиною 5. Новим у способі є те, що перевантаження в будь-якій точці організму пілота тла, що представляє собою композицію квазістаціонарних перевантаження, перевантаження через малого повороту тла і перевантаження з швидкозмінних прискоренням, імітують за допомогою окремо керованих вищевказаних елементів центрифуги, включаючи платформу всередині ка іни з встановленим на ній кріслом. 2 мул.
Винахід відноситься до управління динамічними стендами-тренажерами для навчання пілотів і космонавтів і проведення експериментів з метою дослідження впливу перевантажень на організм людини в польоті.
Мета винаходу наближення імітують перевантажень до реальних умов польоту літального апарату за рахунок створення більш повної імітації перевантажень з урахуванням реакцій вестибулярної системи людини.
На фіг. 1 зображена кінематична схема стенду-тренажера, на якому реалізується спосіб; на фіг. 2 структурна схема способу.
Під тла розуміється клас літальних апаратів, в процесі польоту яких величина вектора перевантаження центру мас тла не перевищує двох-трьох одиниць. Наявність обмежень по перевантаженню накладає обмеження на маневрені властивості тла, кутові прискорення тла (порядку декількох градусів в 1 з за 1 с. В процесі руху тла спостерігаються порівняно швидко мінливі руху навколо центру мас тла з постійною часу руху порядку декількох секунд і повільно мінливі квазістаціонарних руху центру мас тла з постійною часу руху більше хвилини. Для опису цих рухів введені квазістаціонарний тригранник і пов'язаний з тла тригранник. у разі польоту тла в Спок йної атмосфері квазістаціонарний тригранник відрізняється від траекторного на балансувальні кути атаки o і швидкісного крену jc o. а пов'язаний тригранник виходить з квазістаціонарного поворотом на малі кути х1 sin o + jc cos o. x 2 cos o - jc sin o. x3 де. jc збільшення кутів атаки o + і швидкісного крену jc jc o + jc. кут ковзання. Тоді рух тла можна розглядати як композицію двох рухів: квазістаціонарного руху квазістаціонарного тригранника і відносного руху пов'язаного тригранника щодо квазістаціонарного. Вектор перевантаження n в будь-якій точці корпусу пілота, нерухомого щодо кабіни тла, можна з точністю до порогів чутливості механорецепторів представити у вигляді n + X + R + W де матриця-стовпець проекцій вектора квазістаціонарних перевантаження в розрахунковій точці кабіни тла на осі квазістаціонарного тригранника, Х кососімметріческіх матриця, відповідна вектору малого повороту х (х1, х2, х3) тла щодо квазістаціонарного тригранника; W матриця-стовпець проекцій вектора швидкоплинні прискорення розрахункової точки на осі пов'язаного з тла тригранника; R кососімметріческіх матриця, відповідна радіус-вектору r розглянутої точки на осі пов'язаного тригранника, початок якого збігається з розрахунковою точкою, ().
Таким чином, перевантаження, що діють на людський організм при русі тла, є функціями дев'яти змінних параметрів, які є координатами вектора n квазістаціонарних перевантаження, вектора х малого повороту і вектора W швидкоплинні прискорення, тобто перевантаження n в будь-якій точці організму являє собою композицію квазістаціонарних перевантаження. перевантаження х через малого повороту тла і перевантаження з швидкозмінних прискоренням W. Вісім з цих дев'яти змінних параметрів можна імітувати з урахуванням реакції вестибулярної системи на стенді-тренажері (см.фіг.1).
Стенд-тренажер містить окремо керовані консоль центрифуги 1, карданний підвіс на кінці консолі 2 з довжиною l кабіни в кардановом підвісі 3, платформу 4 всередині кабіни і крісло на платформі з рухомою спинкою 5. Кінематична схема стенду-тренажера має шість ступенів свободи: обертання консолі в горизонтальній площині одна ступінь; повороти внутрішнього і зовнішнього кілець карданова підвісу щодо своїх осей два ступені; поворот кабіни щодо своєї осі одна ступінь; зворотно-поступальний переміщення платформи уздовж вертикальної осі кабіни одна ступінь; зворотно-поступальний переміщення спинки крісла уздовж поздовжньої осі кабіни одна ступінь. Передбачається, що приладова дошка тла і телеекрани 6 для візуальної імітації встановлені разом з кріслом на платформі.
Для проведення імітації за пропонованим способом необхідна інформація (див. Фіг.2) з математичної моделі тла про квазістаціонарних перевантаження, векторі малого повороту і перевантаження розрахункової точки. Використовуючи цю інформацію і формулу, необхідно подавати на шість виконавчих механізмів вісім керуючих сигналів: суму двох сигналів на кожне кільце карданова підвісу (див. Фіг. 2) і по одному сигналу на інші виконавчі механізми. Наявність двох сигналів для кожного кільця карданова підвісу пов'язано з тим, що кутове прискорення кабіни в разі квазістаціонарного руху не повинна перевищувати порогів чутливості півколових каналів вестибулярної системи, а додаткові повороти кілець на малі кути відбуваються тоді, коли кутові прискорення тла перевищують ці пороги чутливості. Таким чином, рух карданова підвісу, так само, як і рух тла, є композицією двох рухів: квазістаціонарного і відносного. Каріолісовимі силами інерції при цьому, якщо l 20 м, n | 2-3, можна знехтувати.
СПОСІБ ІМІТАЦІЇ перевантажень, ЩО ДІЮТЬ НА ОРГАНІЗМ ЛЮДИНИ В ПОЛЬОТІ, заснований на впливі на пілота сил, створюваних рухливими елементами центрифуги, такими як консоль, карданний підвіс і крісло з рухомою спинкою, що відрізняється тим, що, з метою наближення імітують перевантажень до реальних умов польоту літального апарату за рахунок створення більш повної імітації перевантажень з урахуванням реакцій вестибулярної системи людини, перевантаження n в будь-якій точці організму пілота, що представляє собою композицію квазістаціонарних перегр вузькі перевантаження через малого повороту X і літального апарату і перевантаження з швидкозмінних прискоренням W, імітують за допомогою окремо керованих рухомих елементів центрифуги таким чином, що величину квазістаціонарних перевантаження імітують обертанням консолі з такою кутовий швидкістю, щоб модуль суми векторів центростремительного і дотичного прискорень і вектора (-g) збігався з твором де g - вектор прискорення вільного падіння, орієнтацію вектора квазістаціонарних перевантаження імітують поворотами кілець Кардано ва підвісу навколо своїх осей, домагаючись збігу орієнтації вектора - суми перерахованих вище векторів в системі координат кабіни - з орієнтацією вектора кути малого повороту x1. x2. x3 імітують, повертаючи кабіну і кільця карданова підвісу навколо своїх осей на малі, порядку одиниць градусів, кути, відстежуючи кутове прискорення тоді, коли вони перевищують поріг чутливості вестибулярної системи, складові Wy. Wx вектора швидкозмінних прискорень W імітують зворотно-поступальними переміщеннями платформи і спинки крісла, відстежуючи зміни Wy. Wx в ті моменти, коли вони змінюють знак.