ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ (TUM) ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПОЛЕТОВ, ДЛЯ ПОДГОТОВКИ ПИЛОТОВ ВЕРТОЛЕТОВ

Полеты на море, в горных районах или вблизи небоскребов чрезвычайно рискованны для пилотов вертолетов. Турбулентные воздушные потоки вблизи нефтяных вышек, кораблей, скал и высотных зданий могут вывести вертолет из равновесия и привести к катастрофе. Чтобы обеспечить пилотам оптимальную подготовку к этим сложным условиям, инженеры Мюнхенского технического университета (TUM) разрабатывают новое программное обеспечение для моделирования Полетной обстановки.

Новое программное обеспечение для моделирования Полетной обстановки, разрабатываемое Мюнхенским техническим университетом, направлено на лучшее моделирование турбулентного воздушного потока вблизи судов, зданий и других крупных объектов.

Обеспечение пилотов вертолетов наилучшей подготовкой к экстремальным ситуациям-вот цель нового программного обеспечения для моделирования, разрабатываемого исследователями, работающими на кафедре вертолетной техники ТУМ. Впервые вычислительный анализ в реальном времени будет реализован как для гидромеханики, так и для динамики полета. “До сих пор летные тренажеры не адекватно отражали реальность полета в непосредственной близости от крупных объектов”, — говорит доктор Юрген Рауледер. “Проблема в том, что, когда речь идет о ветровых условиях и реакции вертолета, существующие программы следуют жесткому шаблону. Это означает, что локальные вариации и изменяющиеся условия не принимаются во внимание – если только вся среда потока не известна заранее.”

Но именно непредвиденные воздушные потоки могут быть самыми коварными: например, движущийся корабль вызывает воздушную турбулентность и внезапные локальные сдвиги скорости ветра, известные специалистам как “корабельные воздушные волны».” Она постоянно меняется под действием волн и флуктуирующих условий притока. Кроме того, турбулентность возникает вблизи палубы, мостика и других судовых конструкций. Когда вертолет приближается к кораблю, возникает интерференция между этими воздушными потоками и потоком, создаваемым роторами. Условия вблизи горного склона или рядом с высокими зданиями столь же сложны. Во всех этих случаях на летные характеристики вертолета оказывают влияние сложные и накладывающиеся друг на друга аэродинамические эффекты.

Стресс для пилотов и машин

Работа с такими ситуациями требует больших навыков и практики, которые в настоящее время могут быть приобретены только путем обучения на рабочем месте. Например, чтобы стать мастером посадки на корабль в штормовом море, студент-пилот должен десятки раз повторить эту сложную ситуацию с опытным летным инструктором. Это единственный способ получить необходимый опыт, чтобы компенсировать сложное взаимодействие воздушных потоков за счет идеально синхронизированных регулировок шага лопастей несущего винта.

“Обычное обучение дорого, рискованно и очень стрессово для студентов-пилотов. Это также накладывает большие требования на самолет: поскольку первые попытки обычно заканчиваются довольно жесткими посадками, амортизаторы и шасси сильно бьются”, — объясняет Рауледер.

Поля течения и динамика полета все в одном

В настоящее время его команда разработала программу моделирования, которая сочетает в себе механику потока и динамику полета в реальном времени: “Численная модель чрезвычайно гибка и не зависит от сохраненных данных о потоке. Нам нужно только войти во внешние условия, такие как топография, глобальные скорости ветра и тип вертолета. Во время моделирования наши алгоритмы используют эти данные для непрерывного вычисления поля взаимодействующего потока в текущем местоположении виртуального вертолета”, — объясняет инженер.

Новая программа также позволяет пилотам мгновенно “почувствовать” воздействие местных воздушных потоков на вертолет. Это позволяет им опробовать эффекты своих управляющих движений в свободной от стресса ситуации: идеальная подготовка к мягкой посадке, которая легка на самолете. Потенциал этого метода вызвал международный интерес, в том числе со стороны Управления военно-морских исследований США, которое выделяет финансирование под эгидой своей программы фундаментальных исследований.

Окончательный тест для летных тренажеров: реальность

Исследователи TUM успешно проверили новое моделирование в реальном времени с помощью установленных эталонных моделей. Все, что осталось сделать, — это самый большой тест из всех: проверка реальности. Чтобы выяснить, действительно ли виртуальные модели отражают условия на море, инженеры сотрудничают с исследователями из Военно-морской академии США, Университета Джорджа Вашингтона и Университета Мэриленда.

Специалисты в Вашингтоне измерили воздушные потоки на корабле с помощью сотен датчиков. Для проверки динамики полета команда TUM также будет использовать полетные данные, собранные Немецким аэрокосмическим центром (DLR). “Валидация моделей и тестирование нашей имитационной среды опытными пилотами в нашем исследовательском симуляторе чрезвычайно важны для наших разработок”, — говорит Рауледер. “Только так мы можем гарантировать, что тренажерная подготовка обеспечит ученикам-пилотам оптимальную подготовку к сложным полетам.”

 

Источник: https://verticalmag.com/press-releases/new-simulation-software-aims-improve-helicopter-pilot-training/

Search this website