страница 10. Сборник тезисов докладов
 Скачать 3.87 Mb.
|
|
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОМПЛЕКСА ПОЛУНАТУРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ КПМ-В ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ НАПРЯЖЕННОСТИ ПИЛОТА-ОПЕРАТОРА С.А.Мартынов, В.Г.Матюшенко, П.С.Сизов, О.С.Титков (ФГУП «ГосНИИАС») Н.С. Матухнова (ФГБОУ «МГУ») Предполагается использование КПМ-В в качестве экспериментальной базы при проведении исследований психофизиологической напряженности (ПФН) пилота-оператора в процессе выполнения различного рода и назначения полетных заданий. Программное обеспечение КПМ-В и его широкоугольная реалистичная система визуализации закабинного пространства позволяет исследовать поставленную проблему в широком спектре тактических ситуаций, метеоусловий и времени суток. [1] Для мониторинга организма оператора в функциональную структуру КПМ-В интегрируются датчики объективного медико-биологического и физиологического контроля в виде носимого «умного» бытового спортивного IT-гаджет-трекера, фиксирующего параметры сердечного ритма (СР), энергозатраты и сигнализирующего уровни рабочих нагрузок и удаленных ИК- 60 камеры для фиксации изменений температурных полей лица человека и видеокамеры для фиксации изменений рабочей позы. Еще одной доработкой КПМ-В является система регистрации интенсивности приложения рабочих усилий к РУД, РУС и педалям при управлении ЛА. Регистрация показаний датчиков объективного контроля состояния оператора производится в едином времени локальной компьютерной сети КПМ и синхронизировано с регистрацией траекторных параметров, что позволяет показатели психофизиологической напряженности (ПФН) оператора и траекторных изменений исследовать на характер их отношений и тесноту связей с целью установить причинно-следственную ситуацию. Во время «полетов» оператору будут предлагаться разного типа нагрузочные тесты, в т.ч. Струп-тесты для моделирования стрессовых состояний при работе с информационными потоками по причине когнитивного диссонанса. Отмеченные доработки КПМ-В позволяют проводить многофакторный мониторинг состояния оператора и оценивать его ПФН, чтобы можно было судить об ее уровне на основании объективных экспериментальных данных контроля [2]. Для обработки, анализа и представления результатов мониторинга ПФС оператора используется ПО, рекомендованное Европейской и Североамериканской кардиологической ассоциацией, а также ПО ThermalCam Researcher Pro компании FLIR Systems при работе с ИК-изображениями лица человека. В качестве операторов-пилотов будут использованы работники отд. 0300, имеющие опыт полетов на КПМ-В. К настоящему времени разработана программа «летных испытаний» завершается интеграция в структуру КПМ-В отмеченных выше датчиков объективного контроля оператора, ведутся тестовые «полеты» с регистрацией параметров организма оператора. Работа выполняется при поддержке РФФИ (проект № 20-08-00915) ЛИТЕРАТУРА 1. КПМ-В – руководство по технической эксплуатации. АО «ЦНТУ «Динамика». 2010. 2. Матухнова Н.С., Сизов П.С., Титков О.С. «Модель множественной регрессии вариабельности сердечного ритма как показателя напряженности оператора динамической ЧМС», настоящий Сборник тезисов. 61 ОБРАЗ ПОЛЕТА И ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В КАЧЕСТВЕ ПАТТЕРН- ФАКТОРА ПРИ УПРАВЛЕНИИ ЛА П.С.Сизов, О.С. Титков (ФГУП «ГосНИИАС») Н.С.Матухнова (ФГБОУ «МГУ») Образ полета является концептуальной моделью, выработанной у пилотов в процессе обучения, тренировок и профессиональной деятельности при эксплуатации авиационной техники. Образ полета позволяет замену сложного на более простое в форме его прототипа (шаблона, паттерна), что обеспечивает более простое и быстрое принятие ситуационного решения и принятие соответствующих управлений. [1] Преимуществом подмены на прототип (паттерн) является то, что она (подмена) происходит на поведенческом неосознанном уровне, не отслеживается и не корректируется сознанием, отчего существенно ускоряется процесс принятия решения и последующая его реализация на уровне подсознания. При этом мозг только следит, как это происходит автоматически, что является большим преимуществом особенно при необходимости изменить цель управления в критических ситуациях, когда нечетко определены их параметры и существует дефицит времени. Выработанный и дающий успешные результаты паттерн обычно используется человеком вновь и вновь, что характеризует паттерн как эффективную технологию, которой располагает организм человека. При этом напряженность и энергетические затраты систем регуляции организма могут оставаться на невысоких уровнях. [2] В работе предложена формализованная балансная модель образа полета, используемая в качестве паттерн-фактора. В ней используется вполне определенное балансное соотношение неинструментальных и инструментальных факторов полета, что характерно для сформированного у пилота образа полета. При возникновении новой полетной ситуации с изменением цели управления пилот начинает подвергаться воздействию иной структуры факторов полета, отличной от паттерной, на величину структурных сдвигов, и будет вынужден реагировать на эти сдвиги и использовать соответствующие управления, чтобы вывести динамическую систему в новый установившийся режим с иным балансным соотношением факторов полета. Интенсивность и эффективность управлений будет выбираться оператором исходя из уровня структурных сдвигов и при неопределенности из- за того, что он не в состоянии определять истинные значения факторов полета, и при формировании нового образа полета будет действовать по уровню доступных для него оценок полетных параметров. Здесь можно говорить о задаче минимизации нормы разности истинных значений факторов полета и их оценок за счет реализации оптимальных 62 управлений, позволяющих реализовать образ полета, удовлетворяющий ощущениям пилота. Предлагаемая модель использует технологию паттерн-фактора, позволяющую получать оценки влияния соотношения неинструментальных и инструментальных воздействий факторов полета на пилота и эффектов сдвигов в их структуре, чтобы упростить выбор оптимальных управлений и сформировать адекватный образ полета при изменениях цели управлений в особых случаях полета и критических ситуациях. В таких случаях преимущество получает хорошо подготовленный пилот, использующий в решении задач управления «чувство самолета» и проприоцепцию выработанных у него при формировании образа полета в качестве паттерн-фактора. Работа выполняется при поддержке РФФИ (проект № 20-08-00915). ЛИТЕРАТУРА 1. Титков О.С., Костин Е.Ю., Корниенко В.Н. Формирование образа полета у экипажа на стадии наземной отработки авиационного комплекса: Труды ГосНИИАС. Сер. «Информационные технологии в разработке сложных систем», 2005, вып. 1(13). 2. Титков О.С., Сизов П.С., Матухнова Н.С. Эвристики человека в моделях принятия решения: Труды ГОСНИИАС. Сер. «Вопросы авионики», 2017, вып. 2(31). МЕТОД КОМПЛЕКСИРОВАНИЯ БОРТОВОЙ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ СТАНЦИИ ПИЛОТИРУЕМОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА И БОРТОВЫХ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СТАНЦИЙ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ВРЕМЕНИ ЗАДЕРЖКИ НА СРАБАТЫВАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКИ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ О.В. Ермолин (ЦНИИ ВВС), С.М. Мужичек, А.А. Скрынников (ФГУП «ГосНИИАС») Предлагаемый метод относится к радиолокации, в частности к методам комплексирования бортовой радиолокационной станции пилотируемого летательного аппарата и бортовых радиолокационных станций беспилотных летательных аппаратов при определении времени задержки на срабатывание полезной нагрузки беспилотных летательных аппаратов, и может быть использован для эффективного использования полезной нагрузки беспилотных летательных аппаратов. 63 Новизна метода заключается в том, что дополнительнона борту каждого из беспилотных летательных аппаратов рассчитывают посредством бортовой РЛС БЛА по аналогии с пилотируемым ЛА массив значений эффективной площади рассеяния воздушного объекта σ и измеренный с ними массив значений угла горизонтального ракурса воздушного объекта ϕ, находят минимальное и максимальное значения углов горизонтального ракурса ϕ min и ϕ max , определяют диапазон изменения угла горизонтального ракурса Δϕ=[ϕ min , ϕ max ], затем определяют среднее значение эффективной площади рассеяния воздушного объекта в измеренном диапазоне углов горизонтального ракурса Δϕ, передают результаты вычислений по каналам радиокоррекции (радиосвязи) на борт пилотируемого летательного аппарата где как определенное в бортовой радиолокационной станции пилотируемого летательного аппарата среднее значение эффективной площади рассеяния воздушного объекта, так и сформированные и переданные беспилотными летательными аппаратами средние значения эффективной площади рассеяния воздушного объекта, поступают на вход многоканального вычислителя (фильтра) на выходе которого формируется уточненное среднее значение (оценка) эффективной площади рассеяния воздушного объекта σ, уточненное среднее значение эффективной площади рассеяния воздушного объекта σ передают на борт беспилотных летательных аппаратов, используют текущее значение горизонтального ракурса воздушного объекта ϕ и уточненное значение размерности воздушного объекта («большая», «средняя», «малая») для вычисления на борту беспилотных летательных аппаратов значения времени задержки для срабатывание их полезной нагрузки. Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант № 18-08-00060). Секция «МАТЕМАТИЧЕСКОЕ И ПОЛУНАТУРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ АВИАЦИОННОГО ВООРУЖЕНИЯ» ГРАФИЧЕСКИЙ ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКИЙ ИНТЕРФЕЙС ДЛЯ РАБОТЫ С КОМПЬЮТЕРНЫМИ МОДЕЛЯМИ М.Н. Правидло, П.А. Бирюков, Д.Ю. Тищенко, М.С. Мацера (АО «ГосМКБ «Вымпел» им. И.И. Торопова») Разработанный графический пользовательский интерфейс (ГПИ) предназначен для повышения эффективности работы с существующими и вновь создаваемыми компьютерными моделями (КМ). ГПИ является универсальным инструментом, не встраивается в ММ и может использоваться с ММ, реализованными на любом языке программирования в рамках ОС 64 семейства Windows 7 и выше. Универсальность ГПИ обеспечивается следующей структурой моделирующей системы (Рисунок 1): 1. ММ — автономное приложение (основной расчётный алгоритм), которое управляется консольными командами, считывает файлы исходных данных и сохраняет результаты в файлы результатов; 2. ГПИ — графическое оконное приложение с развитым пользовательским интерфейсом (Рисунок 2), построенное в системе Windows Presentation Foundation, которое работает с файлами исходных данных, файлами результатов и управляет запуском КМ. Ключевые достоинства ГПИ: наглядность представления и удобство корректировки исходных данных; повышение надёжности вычислений в КМ за счёт снижения риска опечаток и ошибок в исходных данных; наглядность представления и удобство оценки результатов; автоматизация создания исходных данных для множества вариантов; автоматизация счёта множества вариантов и обработки результатов; универсальность формата исходных данных «wpDATA», не зависящего от языка программирования, используемого в КМ. ЛИТЕРАТУРА 1. Натан А. WPF 4. Подробное руководство. - Пер. с англ. - СПб.: Символ-Плюс, 2011. - 880 с., ил. 2. Эндрю Троелсен, Филипп Джепикс. Язык программирования C# 7 и платформы .NET и .NET Core. 8-е изд. : Пер. с англ. – СПб. : ООО “Диалектика”. 2018 – 1328 с. : ил. – Парал. тит. англ. 3. Фридл Дж. Регулярные выражения. 3-е изд. – СПб. : Питер, 2018 – 608 с. : ил. ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ АЛГОРИТМОВ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ АПРИОРНЫХ ДАННЫХ ПО АВИАЦИОННЫМ УПРАВЛЯЕМЫМ РАКЕТАМ В АНАЛИТИЧЕСКИЙ ВИД ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В МОДЕЛИРУЮЩИХ ИХ АВТОНОМНУЮ РАБОТУ СИСТЕМАХ М.Н. Правидло, В.А. Мынкин (АО «ГосМКБ «Вымпел» им. И.И. Торопова») Совершенствование моделирующих систем наряду с постоянно расширяющейся номенклатурой задач, предписанных современным авиационным управляемым ракетам (АУР), в отдельных аспектах требует 65 наличия параметризации их цифровых двойников и экономии машинного ресурса моделями исследовательских суперкомпьютерных комплексов и бортовых систем. Разработан способ введения параметризации в такие модели с эффектом значительного сокращения машинного времени, затрачиваемого на процессы моделирования, заключающийся в алгоритмическом преобразовании многомерных массивов априорных данных АУР в стандартизованный формульный вид, имеющий необходимую корреляцию с возможными условиями эксплуатации. Результат выполненной научно-практической работы позволил выработать общие подходы к автономной аппроксимации некоторых характеристик для всестороннего применения в НИОКР и, тем самым, существенно расширить исследовательские возможности. Кроме того, улучшен фактор сходимости результатов за счёт упрощённого доведения моделей по результатам испытаний АУР [1] и для учёта отдельных её модификаций, а также за счёт исключения влияния различий в применяемых математических методах. В перспективе дальнейшего развития качества моделирования рассматривается использование в моделях функций, описывающих земную атмосферу [2] с учётом широты/долготы земного позиционирования и времени года, для обеспечения наиболее точных значений чисел Маха, Рейнольдса и скоростного напора, также существенно влияющих на результаты расчёта лётно-баллистических характеристик АУР. ЛИТЕРАТУРА 1. А.В. Андрюшин, В.А. Мынкин, Методика уточнения отдельных характеристик летательных аппаратов по результатам внешнетраекторных и бортовых измерений. // НТК «Методы и средства повышения эффективности лётных испытаний» на базе ИМХ ФГУП «ГосНИИАС», г. Ахтубинск, 2012г. 2. Глобальная Справочная Модель Атмосферы на высотах от 0 до 100 километров для баллистического обеспечения ракетно-космической практики, МО РФ, РВСН, ГК «РОСКОСМОС», ФГУП «ЦЭОНКИ», Изд.: 4 ЦНИИ МО РФ. Одобрено НТС ВПК РФ от 24.01.2017г. МЕТОД СОСТАВЛЕНИЯ УРАВНЕНИЙ ДВИЖЕНИЯ ГИБКОГО КОЛЬЦА ПРИ НЕГОЛОНОМНЫХ ОГРАНИЧЕНИЯХ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ВОЛНОВОГО ТВЕРДОТЕЛЬНОГО ГИРОСКОПА В.М. Котлов (ФГУП «ГосНИИАС») Работа представляет собой разработку метода составления уравнений движения гибкого кольца для создания волнового твердотельного гироскопа (ВТГ) при ограничениях на кинетические переменные. Составление уравнений динамики твердого тела при неголономных ограничениях не охватывается классическими методами Лагранжа и 66 Гамильтона, и решается в работе Журавлева В.Ф. и Климова Д.М. "Волновой твердотельный гироскоп" путем учета кинематических связей в нелинейном виде с помощью множителей Лагранжа. Уравнения движения гибкого кольца, в соответствии с принципом стационарного действия Гамильтона, получают из условия равенства нулю вариации от суммы функции Лагранжа со слагаемым, учитывающим кинематические связи в нелинейном виде. Задача осложняется тем, составление уравнений движения требует нахождения в явном виде выражение множителя Лагранжа, что сводится к решению нелинейной задачи, а проводить линеаризацию составляющих запрещает принцип стационарного действия Гамильтона до получения искомых уравнений движения. Известно, что учет кинематических связей в нелинейном виде относится в теоретической механике к нерешенным задачам, более того, есть мнение, что такие связи не существует физически. Совокупность этих особенностей в задаче движения гибкого кольца привело к тому, что до настоящего времени преодолеть эти затруднения в инженерных трудах не удалось, что осложняет процесс проектирования и создания ВТГ до настоящего времени. Предлагаемый в рассматриваемой работе метод решает поставленную задачу при условии введения следующих новых положений: - учет кинематических связей, введенный в работе "Волновой твердотельный гироскоп” /1/ в нелинейной форме, представлен в эквивалентном линейном виде; - применен видоизменный метод Даламбера, полученный российским ученым Сусловым Г.К. /5/ для систем с неинтегрируемыми связями. Подход Суслова Г.К. дает в явном виде множители Лагранжа, с которыми происходит учет кинематических связей; - использована связь между подходом Суслова Г.К. и внешней дифференциальной формой, введенной Э. Картаном /7/ как интегральный инвариант динамики второго порядка. Дополнительным обстоятельством, переводящим применение разработанного метода из области научного знания в плоскость инженерной практики, является его программная реализация в цифровой системе аналитических преобразований типа MatLab. ЛИТЕРАТУРА 1. Журавлев В.Ф., Климов Д.М. Волновой твердотельный гироскоп. - М:Наука, 1985. 2.Журавлев В.Ф. ,Климов Д.М. Прикладные методы в теории колебаний. - М:Наука,1988 3.Журавлев В.Ф. Основы теоретической механики. -М:Физматлит,2001 4.Эльсгольц Л.Э. Дифференциальные уравнения и вариационное исчисление. -М: Наука,1965 5.Суслов Г.К. Теоретическая механика. -М:Л: ГИТТЛ, 1946. 6.Добронравов В.В. Основы аналитической механики. -М:Высшая 67 школа,1976 7.Э.Картан Интегральные инварианты. -М:Л: ГИТТЛ, 1940 ПОМЕХОЗАЩИЩЕННОСТИ БКУ С РАДИОТЕХНИЧЕСКИМИ СИСТЕМАМИ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ БПЛА МЕТОДАМИ ПНМ В УСЛОВИЯХ РЭП И.А. Терехин, Е.С. Конаныхин (ФГУП «ГосНИИАС») Широкое использование в системе оконечного наведения БПЛА радиотехнических средств привело к интенсивной разработке вероятным противником аппаратуры радиопротиводействия (РПД). Состоящие на вооружении бортовые станции помех вероятного противника перекрывают большие диапазоны частот. Уже в начале 60-х годов в ВМС стали активно использовать помехопостановщики (ПП), для противодействия РЛ системам БПЛА. На сегодняшний день ПП начали использовать «интеллектуальные помехи» (ИП). ПП с ИП может подавлять РЛС или создавать ложные помехи. Она состоит из высокотехнологичных датчиков на корпусе корабля. В зависимости от обстановки, корабль имеет множество вариантов, как «обмануть» БПЛА. Система может задавить РЛС мощным радиоэлектронным сигналом, поставить дезориентирующие помехи, которые создадут множество ложных целей, аналогичных отметкам настоящего корабля, тепловые ловушки, создающие инфракрасные помехи, а также уводящие помехи. Активные маскирующие помехи создают на входе приемника, подавляемого РЭС фон, который затрудняет обнаружение полезных сигналов, их распознавание и определение параметров. Помехи искажают формы полезного сигнала и изменяют его основные параметры, подавляют полезный сигнал помехой в нелинейных элементах приемника, перегружают приемник и системы обработки данных, маскируют полезный сигнал помехами, имитируют полезные сигналы за счет формирования ложных сигналов. При разработке современных систем вооружений класса «воздух- поверхность», необходимо учитывать возможные воздействия систем радиопротиводействия противника, актуальнейшей задачей на этапе разработки становится оценка помехозащищенности разрабатываемых средств. Одним из наиболее экономных и эффективных методов исследований является полунатурное моделирования. В докладе представлены возможные варианты воздействия на РТС и РЛСКН БПЛА активных и пассивных помех вероятного противника, их виды и энергетические характеристики. Рассматриваются научно-технические проблемы при полунатурном моделировании, а также варианты их решения. |