Разработка системы отображения информации с элементами виртуальной реальности для выполнения посадки неманевренного самолета, страница 4

-  высокая степень загруженности летного состава,

-  трудности при выполнении посадки в плохих метеоусловиях,

-  низкая точность пилотирования на III фазе посадки (с.м. выше),

-  низкая точность касания самолета полосы,

-  проблемы, связанные пилотированием в непосредственной близости от земли. (обеспечение безопасного полета, характерные изменения динамики самолета и т.д.),

-  и многое другое.

Помимо чисто технических проблем, существует целый ряд проблем связанных с особенностями эксплуатации гражданских судов в непосредственной близости от городов.

-  минимизация действия шумовых нагрузок от пролетающих самолетов на жилые районы,

-  необходимость выбора траекторий посадки, проходящих на максимальном удалении от города, в целях обеспечения безопасности.

Также существуют и экономические проблемы, связанные с минимизацией расхода топлива на этапе посадки.

1.4  Требования к разрабатываемой системе

После рассмотрения основных проблем, которые возникают на этапе посадки можно выделить основные требования к системе для их решения.

1.  Система должна обеспечить значительное повышение точности пилотирования на всех этапах снижения самолета, от схода с эшелона до касания полосы. При этом требования к метеорологическим условиям и видимости должны быть минимальны.

2.  Система должна максимально снизить нагрузку на летный состав за счет минимизации параметров, которые необходимо одновременно отслеживать, а также улучшить динамические характеристики системы «самолет–летчик».

3.  Система должна позволить производить посадку по любым траекториям, не выходящим за пределы эксплуатационных ограничений на самолет. Точность пилотирования, при этом, должна обеспечивать безопасную посадку.

4.  Параметры системы должны минимально зависеть от динамических характеристик самолета, на котором она установлена, что обеспечит возможность внедрения разработки, как на уже эксплуатируемые самолеты различных классов, так и на самолеты разрабатываемые в настоящие время.

1.5  Особенности предлагаемого решения

Вполне очевидно, что применяемая на данный момент система обеспечения захода на посадку самолетов не способна решить все поставленные задачи, и потому предлагаемое решение является принципиально новым.

1.5.1  Повышение точности пилотирования на глиссаде

Для обеспечения точности заданной точности пилотирования было решено использовать систему непосредственного отображения требуемой траектории полета в пространстве.

Основная идеология предложенного метода состоит в том, что летчик видит на пути движения самолета некие «указатели», определяющие требуемую траекторию. В качестве «указателей» были выбраны плоские прямоугольники, расположенные в пространстве таким образом, чтобы из кабины летчик видел трехмерный коридор, по которому должен следовать самолет.

Данный способ указания траектории приводит к тому, что у летчика пропадает необходимость слежения за текущим положением самолета в пространстве, вместо этого он отслеживает рассогласование текущей и требуемой траектории, и устраняет возникающую ошибку.

Отображение траектории пространственными прямоугольниками

Траектории не обязательно являются прямолинейными и выбираются в зависимости от конкретно решаемой задачи, а также  места расположения аэродрома.

Также в целях повышения точности пилотирования и улучшения динамических характеристик замкнутой системы, в пространстве отображается «указатель» в виде шара, координаты которого совпадают с координатами самолета через время Dt, при условии, что управление будет постоянным (прогноз положения самолета).

Введение прогноза позволяет летчику выбирать свои дальнейшие действия, учитывая дополнительную информацию, что приводит к значительному снижению времени запаздывания и увеличивает устойчивость системы.

Также добавление прогноза в предложенном виде позволяет летчику отслеживать ускорение самолета (при наличии ускорения шар будет либо удаляться, либо приближаться), что позволяет значительно точнее выдерживать заданную скорость.