ПРОЦЕДУРНЫЙ ТРЕНАЖЕР С СИСТЕМОЙ ИНЖЕНЕРНОЙ ПОДДЕРЖКИ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ВОЗДУШНЫХ СУДОВ

Изобретение относится к средствам обучения и инженерной (интеллектуальной) поддержки профессиональной деятельности инженерно-технического состава авиации по вопросам технической эксплуатации воздушных судов. Преимущественной сферой применения данного изобретения является сфера эксплуатации воздушных судов государственной авиации.

В настоящее время для обучения инженерно-технического состава (ИТС) государственной авиации вопросам устройства (конструкции), функционирования, технической эксплуатации, в том числе и технического обслуживания, авиационной техники наиболее широко применяются учебные компьютерные классы с автоматизированными системами обучения или собственно автоматизированные системы обучения с различными функциями и возможностями. Подобные учебные средства для профессиональной деятельности ИТС государственной авиации определены в (1). Однако для всех этих средств характерен один существенный недостаток – они предназначены только для теоретического обучения, то есть для формирования у авиационных специалистов в основном только знаний устройства авиационной техники, ее функционирования и порядка эксплуатации, и не обеспечивают формирования необходимых умений и навыков практических действий по эксплуатации воздушных судов. Для этих целей применяются обычно комплексные или процедурные тренажеры, а также автоматизированные обучающие системы с функциями процедурного тренажера.

Из (2) известна интерактивная автоматизированная система обучения (неопределенной профессиональной направленности) с функциями процедурного тренажера. Однако процедурный тренажер в данной системе представлен только макетом рабочего места управления объектом, что не обеспечивает формирования у обучаемых необходимых умений и навыков технической эксплуатации (обслуживания, ремонта) самого объекта.

Из (3) известна интерактивная автоматизированная система обучения эксплуатации нефтепромыслового оборудования, имеющая также функцию процедурного тренажера. Даже, абстрагируясь от узкого целевого назначения данной системы, можно заметить, что ей свойственен тот же недостаток, что и системе, представленной в (2), а именно – развертывание процедурного тренажера на базе макета рабочего места управления (в данном случае – нефтепромысловым оборудованием). Очевидно, что подобный тренажер не предназначен для решения дидактических задач, связанных с вопросами технической эксплуатации объекта.

Аналогичный недостаток свойственен и модулю процедурного тренажера, входящему в состав интегрированной обучающей среды (неопределенной профессиональной направленности), представленной в (4). Поэтому рассматривать данное средство как близкий аналог предлагаемого изобретения невозможно.

Наиболее близкими к предлагаемому изобретению средствами обучения являются комплексные или процедурные тренажеры воздушных судов.

Так, из (5) известен унифицированный процедурный тренажер летного и технического персонала летательного аппарата. В описании данного изобретения отмечено, что процедурный тренажер выполнен в виде макета кабины летательного аппарата, по крайней мере, с одним программным блоком, обеспечивающим подготовку технического и летного персонала по выполнению процедур контроля и подготовки систем и оборудования летательного аппарата перед выполнением полетного задания.

Данный тренажер однозначно относится к средствам обучения инженерно-технического состава авиации вопросам технической эксплуатации воздушных судов, однако, создание тренажера в облике кабины летательного аппарата существенно ограничивает его возможности по формированию у специалистов инженерно-авиационной службы умений и навыков во всем спектре задач технического обслуживания авиационной техники, в частности осмотровых, заправочных, регулировочных, монтажно-демонтажных и других подобных работ, проводимых на воздушном судне.

Из материалов (6) известен процедурный тренажер, входящий в комплекс учебно-тренировочных средств, созданный ЦНТУ «Динамика» и предназначенный для самолета Су-24M. Положениями (7) рекламируется комплексный тренажер самолета Су-33, созданный этой же фирмой. Оба тренажера (процедурный для Су-24М и комплексный для Су-33), по данным указанных источников, предназначены для подготовки (обучения) летного и инженерно-технического состава. Однако оба этих тренажера созданы на основе имитации рабочих мест (кабины) членов экипажа, поэтому подготовка специалистов инженерно-авиационной службы на этих тренажерах ограничивается только вопросами, связанными с работой с органами управления, расположенными в кабине самолета, а это составляет очень малую часть технической эксплуатации воздушных судов. Поэтому говорить о таких тренажерах, как о целевых тренажерах технической эксплуатации воздушных судов, нельзя.

Из (8) известна автоматизированная система обучения АСО-Ка-52, среди возможностей которой по подготовке специалистов инженерно-технического состава обозначены проверка и настройка бортового оборудования, а также техническое обслуживание вертолета. Эти возможности реализуются на «программном» (как указано в материалах) тренажере, представляющем собой виртуальную кабину экипажа, позволяющую отрабатывать вопросы летной и технической эксплуатации всех вертолетных систем.

Основываясь на этих данных, такой тренажер можно считать наиболее близких аналогом процедурного тренажера технической эксплуатации воздушных судов, представляемого в данном описании. Однако полным аналогом предлагаемого изобретения его считать нельзя, поскольку тренажер, представленный в (8), не позволяет отрабатывать все задачи технического облуживания (например, осмотровые, заправочные, монтажно-демонтажные и т.п.). Кроме того, в составе АСО-Ка-52 отсутствует система инженерной (информационной) поддержки практической деятельности инженерно-технического состава по технической эксплуатации вертолетов.

Следует отметить, что системы информационной (интеллектуальной) поддержки профессиональной деятельности авиационных специалистов не являются новыми для теории и практики.

Так, из (9) известен способ интеллектуальной поддержки деятельности экипажа летательного аппарата, заключающийся в автоматизированном формировании и предоставлении экипажу информации о необходимых действиях в особой ситуации. Специфика данного способа (автоматизированное формирование и предоставление экипажу информации на основе оценки постоянно меняющейся обстановки) не применима в данном изобретении.

Из (10) известна система интеллектуальной поддержки командира корабля. Данная система основана на предоставлении командиру корабля информации, обеспечивающей оперативность принятия им управленческих решений, поэтому она, по сути, является системой интеллектуальной поддержки принятия решений, что принципиально отличает ее от входящей в предлагаемое изобретение системы инженерной поддержки деятельности инженерно-технического состава авиации по технической эксплуатации воздушных судов.

Наиболее близким аналогом по идее построения процедурного тренажера с системой инженерной (информационной) поддержки деятельности инженерно-технического состава авиации по технической эксплуатации воздушных судов является способ представления информации инженерно-техническому составу при обслуживании авиационной техники, представленный в (11). Такой способ предполагает предоставление специалистам в ходе выполнения работ по обслуживанию авиационной техники необходимой информации в виде некоторой логической последовательности пиктограмм, символов и текста при доминирующем значении пиктограмм в содержании информации. Позитивной в данном способе можно считать только саму идею предоставления специалистам необходимой информации непосредственно при выполнении работ на авиационной технике, ее же кодирование пиктограммами – совершенно нерациональным. Кроме того, авторами способа не предложены какие-либо средства представления информации пользователям, что ставит вопрос о возможности его реализации на практике. Исходя из этого, указанный в (11) способ не применялся при разработке системы инженерной (информационной) поддержки деятельности инженерно-технического состава авиации по технической эксплуатации воздушных судов как элемента процедурного тренажера.

Таким образом, установлено, что в известных автоматизированных системах обучения не предусмотрено моделирования большинства процессов технического обслуживания и ремонта воздушных судов, поэтому такие средства не могут считаться тренажерами их технической эксплуатации. Известные средства информационной (интеллектуальной) поддержки не обеспечивают предоставление инженерно-техническому составу необходимой информации по порядку выполнения работ на авиационной технике непосредственно на рабочих местах. Все это свидетельствует о том, что близких аналогов предлагаемому изобретению как в целом, так и по составляющим ее элементам не найдено.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в создании комплекса средств и программных продуктов, обеспечивающих формирование, совершенствование и проверку у инженерно-технического состава авиации знаний, умений и навыков практического выполнения работ на авиационной технике по ее техническому обслуживанию, а также информационную поддержку деятельности специалистов инженерно-авиационной службы при непосредственном выполнении различных (оперативного и периодического обслуживания, регламентных и ремонтных) работ на авиационной технике.

Данная задача решена путем формирования облика комплекса современных средств автоматизации с соответствующим программным обеспечением, функционирующих в единой информационной среде и представляющих собой процедурный тренажер с системой инженерной (информационной) поддержки практической деятельности инженерно-технического состава по технической эксплуатации воздушных судов.

Основу процедурного тренажера с системой инженерной (информационной) поддержки составят тренажный комплекс специалистов инженерно-авиационной службы и система инженерной (информационной) поддержки их практической деятельности по технической эксплуатации воздушных судов.

Тренажный комплекс специалистов инженерно-авиационной службы по технической эксплуатации воздушных судов будет представлен современной вычислительной техникой и программными продуктами, включающими одно автоматизированное рабочее место инструктора (АРМИ) и от трех до десяти (возможны другие варианты) виртуальных автоматизированных рабочих мест обучаемых (АРМО), развертываемых на базе персональных компьютеров и оснащенных соответствующим сетевым оборудованием и программным обеспечением общего и специального назначения. При этом процессор, на базе которого будет развернуто АРМИ, одновременно будет выполнять функции сетевого сервера. Связь между АРМИ и АРМО будет осуществляться по локальной проводной (оптиковолоконной) сети.

Программное обеспечение (ПО) общего назначения составят общеизвестные и повсеместно применяемые операционная система и система управления базой данных.

Программное обеспечение специального назначения будет представлено автоматизированной системой тренажной подготовки (АСТП), включающей программное обеспечение АРМИ и АРМО, автоматизированные учебные процедуры (АУП) и базу данных информационного обеспечения технической эксплуатации воздушных судов.

Основу АСТП составит комплект автоматизированных учебных процедур (АУП) выполнения работ по технической эксплуатации воздушного судна. Все АУП будут представлены интерактивными технологическими картами выполнения соответствующих работ (оперативных видов подготовки, работ периодического обслуживания, монтажно-демонтажных работ, обслуживания при хранении и транспортировании) на авиационной технике с необходимыми дидактическими эффектами – текстовым сопровождением, аудиокомментариями, графическими и видеоизображениями. Исходя из этого, в основу построения интерфейса виртуальных автоматизированных рабочих мест обучаемых будет положен формат реальных технологических карт проведения работ на авиационной технике по ее технической эксплуатации и имитация рабочих мест специалистов инженерно-авиационной службы на основе 3D-моделей воздушного судна, оборудования его кабины, основных узлов и агрегатов.

Основу базы данных информационного обеспечения технической эксплуатации воздушного судна составят интерактивные электронные технические руководства, включающие визуализированные положения Руководства по технической эксплуатации, Регламента технического обслуживания, Руководства по летной эксплуатации, Руководства по войсковому ремонту данного типа воздушного судна, а также положения нормативных документов, регламентирующих общие вопросы технической эксплуатации воздушных судов государственной авиации.

В целом информация по имитации рабочих мест специалистов (технологические карты выполнения работ, 3D-модели воздушного судна и его оборудования), а также справочная информация по устройству воздушного судна, функционированию его систем, применяемым средствам технического обслуживания, представленная в различных форматах (текстовом, графическом, аудиокомментариев), составит базу данных информационного обеспечения технической эксплуатации воздушного судна.

Средства тренажного комплекса будут размещаться в соответствующем помещении (учебном классе) эксплуатирующей организации (авиационной части).

Функционирование тренажного комплекса будет построено на моделировании отдельных процессов технической эксплуатации конкретного типа воздушного судна. Тренировки инженерно-технического состава на данном тренажере будут заключаться в детальном изучении и отработке действий по технической эксплуатации воздушного судна в виртуальной среде – на фоне 3D-моделей конструкции вертолета, его систем и оборудования, инструментов и приспособлений, а также на фоне изображений средств наземного обслуживания общего и специального назначения.

Основными режимами работы тренажного комплекса будут:

ознакомление или изучение специалистами порядка действий (выполнения конкретных работ) по технической эксплуатации воздушного судна;

упражнение или тренировка специалистов в выполнении действий (конкретных работ) по технической эксплуатации воздушного судна;

проверка и оценка умений и навыков специалистов в выполнении работ по технической эксплуатации воздушного судна.

Устройство тренажного комплекса предполагает возможность организации его информационного взаимодействия с существующими в эксплуатирующих организациях средствами теоретической подготовки инженерно-технического состава (учебными компьютерными классами, автоматизированными системами обучения), что позволит на рабочих местах тренажера решать задачи теоретического изучения инженерно-техническим составом или углубления им знаний конструкции воздушного судна, устройства и функционирования его систем и агрегатов, основ летной и технической эксплуатации.

Система инженерной (информационной) поддержки деятельности инженерно-технического состава по технической эксплуатации воздушного судна в структуре процедурного тренажера будет представлена комплексом средств информационной поддержки (предоставления информации) и программных продуктов общего и специального назначения.

Средствами информационной поддержки (предоставления информации) будут служить до десяти (возможны другие варианты) портативных АРМ специалистов и практическое руководство по технической эксплуатации воздушного судна.

Портативные АРМ специалистов будут созданы на базе защищенных планшетных компьютеров с интерактивными дисплеями и оснащены программным обеспечением общего и специального назначения. Эти средства будут передаваться непосредственно на рабочие места специалистов (на площадки технического обслуживания воздушных судов) и работать в автономном режиме.

Программное обеспечение общего назначения портативных АРМ специалистов составят те же операционная система и СУБД, которые будут применены в тренажном комплексе.

В состав специального программного обеспечения войдут программное обеспечение автоматизированного рабочего места (АРМ) специалиста, автоматизированные процедуры и база данных информационного обеспечения технической эксплуатации воздушного судна. При этом базу данных информационного обеспечения и автоматизированные процедуры технической эксплуатации воздушного судна составят те же информационные продукты, которые используются в тренажном комплексе.

Осуществление системой функций инженерной (информационной) поддержки деятельности инженерно-технического состава по технической эксплуатации воздушного судна будет заключаться в выдаче специалисту на экран планшетного компьютера (портативного АРМ) всей необходимой информации по содержанию, порядку и правилам выполнения конкретных работ на авиационной технике по ее эксплуатации (подготовке, обслуживанию, ремонту и т.п.). Такая информация будет представлена интерактивными технологическими картами выполнения работ на авиационной технике с соответствующими подкреплениями текстовой, графической и видеоинформацией. Построением интерфейса системы будет обеспечена возможность получения специалистом непосредственно на рабочем месте (на стремянке, в отсеке воздушного судна) в реальном времени информации не только по содержанию, порядку, правилам выполнения работы, перечню и порядку использования применяемых средств и инструмента, но и необходимой справочной информации, касающейся устройства воздушного судна, функционирования его систем и агрегатов и др.

Кроме того, при выполнении специалистом ИАС работ на авиационной технике по ее техническому обслуживанию имеющийся в его распоряжении планшетный компьютер может быть использован для фотофиксации объекта деятельности до и после выполнения на нем соответствующих действий и, таким образом, обеспечить объективный контроль качества выполнения работ по технической эксплуатации воздушного судна, что весьма значимо для практики.

Практическое руководство по технической эксплуатации воздушного судна (как одно из средств предоставления информации в данной системе) будет представлено альбомом схем отдельных процедур технической эксплуатации воздушного судна, которые будут представлять собой бумажные копии АУП (технологических карт выполнения работ), применяемых в тренажном комплексе, с соответствующим подкреплением зрительной информацией в текстовом и графическом форматах.

Практическое руководство (альбом схем) по технической эксплуатации воздушного судна в системе информационной поддержки будет выполнять функцию дублера портативного АРМ специалиста на случаи сбоев в работе автоматизированных средств или затруднений специалиста в их использовании.

Предлагаемое изобретение направлено на создание и применение впервые на практике процедурного тренажера для инженерно-технического состава авиации с системой инженерной (информационной) поддержки деятельности специалистов, предназначенного для формирования и проверки у них умений и навыков во всем спектре работ по технической эксплуатации воздушных судов, а также для информационной поддержки их действий при практическом выполнении работ на авиационной технике.

Основным техническим результатом от реализации данного изобретения будет расширение возможностей существующих средств обучения инженерно-технического состава авиации, а также повышение уровня профессиональной подготовки инженерно-технического состава в вопросах технической эксплуатации воздушных судов, обеспечение безошибочности его действий при практическом выполнении работ на авиационной технике.

Существенными признаками, характеризующими данное изобретение, являются:

1) процедурный тренажер состоит из тренажного комплекса инженерно-технического состава, оснащенного автоматизированной системой тренажной подготовки (АСТП) и размещаемого в соответствующем помещении (учебном классе), и системы инженерной (информационной) поддержки практической деятельности специалистов инженерно-авиационной службы по технической эксплуатации воздушных судов, развертываемой непосредственно в местах технической эксплуатации (на площадках технического обслуживания) воздушных судов;

2) автоматизированные рабочие места обучаемых в тренажном комплексе создаются на базе персональных компьютеров путем имитации их реальных рабочих мест на основе 3D-моделей воздушного судна, оборудования его кабины, основных узлов и агрегатов, а также интерактивных технологических карт выполнения работ по его технической эксплуатации;

3) основу АСТП тренажного комплекса образует комплект автоматизированных учебных процедур технической эксплуатации воздушного судна, представленных интерактивными технологическими картами выполнения соответствующих работ на авиационной технике с необходимыми дидактическими эффектами – текстовым сопровождением, аудиокомментариями, графическими и видеоизображениями;

4) систему инженерной (информационной) поддержки технической эксплуатации воздушных судов образуют портативные АРМ специалистов с соответствующим программным и информационным обеспечением и практическое руководство (альбом схем) по технической эксплуатации воздушного судна;

5) портативные АРМ специалистов, создаваемые на базе защищенных планшетных компьютеров с соответствующим программным и информационным обеспечением, передаются непосредственно на рабочие места специалистов (к воздушному судну), работают в автономном режиме и обеспечивают предоставление специалисту в реальном времени любой необходимой информации по содержанию, порядку, правилам выполнения работ, используемым средствам и инструментам, а также справочной информации в текстовом и графическом формате.

Изобретение иллюстрируется прилагаемым чертежом (фиг.1), на котором изображена структурная схема процедурного тренажера для инженерно-технического состава с системой инженерной поддержки технической эксплуатации воздушных судов.

Осуществление изобретения.

Создание процедурного тренажера с системой инженерной (информационной) поддержки технической эксплуатации воздушных судов заключается преимущественно в разработке программного обеспечения автоматизированных рабочих мест тренажного комплекса (АРМИ и АРМО) и системы инженерной (информационной) поддержки, что сводится к созданию 3D-моделей конструкции конкретного типа воздушного судна, оборудования его кабины, основных узлов и агрегатов, а также к разработке автоматизированных учебных процедур его технической эксплуатации, основанных на создании интерактивных технологических карт выполнения соответствующих работ на авиационной технике с необходимыми дидактическими эффектами. Для осуществления полноценной работы процедурного тренажера разрабатывается программное обеспечение общего и специального назначения. При этом разработка программного обеспечения (ПО) специального назначения сводится к созданию автоматизированной системы тренажной подготовки (АСТП), включающей программное обеспечение АРМИ и АРМО, комплект автоматизированных процедур и базу данных информационного обеспечения технической эксплуатации воздушного судна.

На основе разработанных информационных и программных продуктов, применения современных компьютерных средств создаются необходимые функциональные элементы процедурного тренажера (фиг.1):

тренажный комплекс (1), включающий технические средства (3), состоящие из одного АРМО (6) и нескольких АРМИ (7); ПО общего назначения (4) и ПО специального назначения (5), представляющее собой АСТП и состоящее из ПО (8)АРМИ и АРМО, комплекта автоматизированных учебных процедур (9) и базы данных информационного обеспечения (10) технической эксплуатации воздушного судна;

система инженерной (информационной) поддержки (2) практической деятельности специалистов по технической эксплуатации, включающая средства предоставления информации (11), состоящие из нескольких портативных АРМ (12) специалистов и практического руководства (альбома схем) (13) технической эксплуатации воздушного судна, а также ПО общего назначения (4) и ПО специального назначения (14), включающее ПО (15) портативных АРМ, автоматизированные процедуры (9) и базу данных информационного обеспечения (10) технической эксплуатации воздушного судна.

Элементы тренажного комплекса (1) размещаются в соответствующем помещении (учебном классе), а элементы системы (2) инженерной поддержки – непосредственно на площадке технического обслуживания воздушных судов.

При необходимости устанавливается информационная взаимосвязь тренажного комплекса (1) с существующими у эксплуатанта другими автоматизированными средствами (16) обучения инженерно-технического состава.

После развертывания функциональных элементов процедурного тренажера на установленных позициях производится его эксплуатация по назначению.

Тренировки специалистов в выполнении работ по технической эксплуатации воздушного судна проводятся на автоматизированных рабочих местах (7) под руководством инструктора обучения с его АРМИ (6). Для проведения тренировок и проверки сформированности у специалистов необходимых умений и навыков применяется АСТП (5), основу которой составляют автоматизированные учебные процедуры (9) выполнения работ по технической эксплуатации воздушного судна.

При практическом выполнении специалистами работ по технической эксплуатации воздушного судна они снабжаются портативными средствами (12) информационной поддержки, представляющими собой автономно функционирующие защищенные планшетные компьютеры. С помощью средств (12) и практического руководства (13) специалисты перед началом работ при необходимости могут подробно ознакомиться с содержанием, порядком, правилами выполнения предстоящих работ, применяемыми инструментами и приспособлениями, а в ходе работ – вызвать на экран планшета (12) любую необходимую информацию из базы данных (10) по выполняемой из перечня (9) процедуре, а также зафиксировать (путем фотографирования) состояние объекта деятельности (узла, агрегата) до и после выполнения на нем процедур технического обслуживания.

1. Энциклопедия «Оружие и технологии России. XXI век». Том 18. «Тренажеры и технические средства обучения». –http://arsenalrus.ru/contents.php?id=62#4_4

2. RU 2004117329 A, 09.06.2004.

3. RU 96278 U1, 26.03.2010.

4.RU 106422 U1, 11.11.2010.

5. Учебно-тренировочный комплекс для подготовки летного состава вертолета Ка-52. Автоматизированная система обучения АСО-Ка-52. – http://www.dinamika-avia.ru/mcenter/forum/detail.php?id=1761

6. RU 2279141 С1, 15.11.2004.

7. Процедурный тренажер, входящий в комплекс учебно-тренировочных средств для самолета Су-24M. – http://www.aex.ru/news/2011/1/26/82104/

8. Создан тренажер для Су-33. – http://aviations.ru/2011/12/07/sozdan-trenazher-dlya-su-33/

9. RU 2018966 С1, 20.02.1992.

10. RU 96106462 А, 02.04.1996.

11. RU 2004134049 А, 22.11.2004.