Документ 255737

1
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Московский физико-технический институт (государственный университет)»
МФТИ (ГУ)
Кафедра «Физика полета"
«УТВЕРЖДАЮ»
Проректор по учебной работе
Ю.Н. Волков
2012 г.
РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА
по дисциплине: Техника и методика экспериментов на пилотажных стендах
по направлению: 010900 «Прикладные математика и физика»
магистерская программа: 010950 – Баллистика, аэродинамика и процессы управления
ЛА
факультет: ФАЛТ
кафедра “Физика полета“
курс: 5 (магистратура)
семестры: осенний и весенний
Диф. зачёт: 9 и 10 семестр
ВСЕГО ЧАСОВ 110
Программу составил к.т.н. Яшин Юрий Петрович
Программа обсуждена на заседании кафедры «Физика полета»
«____» _______________2012 г.
Заведующий кафедрой
д.ф.–м.н., профессор Чернышев С.Л.
2
1. Задачи и методы экспериментальных исследований динамики и систем
управления ЛА, сущность модельного эксперимента.
Необходимость проведения в на-земных условиях экспериментальных
исследований динамики, устойчивости, управляемости и систем управления ЛА.
Основные направления экспериментальных исследований динамики и систем
управления пилотируемых ЛА
2. Аналоговые вычислительные устройства в системах управления и
моделирования, методы решения линейных и нелинейных задач
динамики полета и систем управления
Аналоговые линейные решающие элементы, множительные устройства,
нелинейные блоки. Методика решения на аналоговых ЭВМ дифференциальных
уравнений движения ЛА, выбор масштабов переменных, определение начальных
условий и возмущений. Составление структурных схем решения, контроль
правильности набора задачи. Методы повышения точности решения задач на
АВМ.
3. Свойства человека как звена системы «человек-машина», законы
восприятия человеком информации.
Cвойства человека – оператора как звена замкнутой системы “самолет-летчик”.
Общие характеристики сенсорных систем человека и процесса восприятия
информации. Основной психофизический закон и его математические выражения
(закон Вебера-Фехнера, формула Стивенса)
4. Основы построения систем визуализации, использующих различные
физические принципы, требования к системам визуализации, законы
формирования изображения
Основные свойства и количественные характеристики зрительного анализатора.
Геометрические законы отображения объектов предметного пространства в
картинную плоскость. Точки схода, линия горизонта, перспектива изображения.
Законы изменения изображения при поступательном и угловом движении ЛА.
Общий состав системы визуализации, Теневые системы визуализации с макетом
местности, законы построения макетов. Решение задачи построения изображения
в системах электронного синтеза Блок-диаграмма алгоритма формирования
изображения Требования к системам визуализации по задачам пилотирования
5. Устройства
отображения
информации
систем
визуализации,
коллимационные системы
Устройства отображения информации систем визуализации. Законы построения
изображения в оптических системах с просветной оптикой. Условие получения
коллимированнного изображения. Коллимационные устройства систем
визуализации: центральные коллиматоры, коллиматоры со светоделительным
стеклом, нецентральные коллиматоры, wide-проекторы.
6. Системы визуализации для моделирования задач целевого применения
Построение системы визуализации со сферическим экраном для моделирования
задач целевого применения: системы “земля-небо”, проекторы цели,
многопроекторные системы
7. Законы восприятия человеком перегрузок и угловых ускорений, их
влияние на пилотирование
3
Закономерности восприятия человеком перегрузок и угловых ускорений ЛА, роль
различных анализаторов в процессе их восприятия. Многосенсорные модели
восприятия. Влияние перегрузок и угловых ускорений на пилотирование.
Диаграмма возможных значений полетных перегрузок для различных типов ЛА
8. Влияние больших перегрузок на физиологическое состояние летчика и
динамику
системы
“самолет-летчик”.
Методы
исследования
деятельности человека при больших перегрузках.
Влияние больших перегрузок на физиологическое состояние человека и динамику
системы “самолет-летчик”. Моделирование больших перегрузок на центрифуге.
Взаимосвязь геометрических и кинематических характеристик центрифуги.
Другие методы имитации воздействия больших перегрузок, моделирование
состояния невесомости
9. Способы повышения работоспособности летчика в условиях действия
больших перегрузок
Методы и средства повышения работоспособности летчика в условиях
воздействия больших перегрузок. Противоперегрузочное защитное снаряжение:
противоперегрузочные и высотно-компенсирующие костюмы, системы дыхания
под избыточным давлением кислорода, кресло изменяемой геометрии. Боковая
ручка управления как способ повышения точности пилотирования при больших
перегрузках. Методы учета влияния перегрузок при построении систем
управления маневренных самолетов
10.Воспроизведение перегрузок и угловых ускорений на пилотажных
стендах с подвижной кабиной. Основные методы моделирования
перегрузок и угловых ускорений. Законы управления механизмом
подвижности по различным степеням свободы
Основные принципы воспроизведения перегрузок и угловых ускорений на
пилотажных стендах с подвижной кабиной. Фильтры высоких и низких частот, их
применение в системах подвижности. Зависимые и независимые степени свободы
подвижной кабины, управление механизмом подвижности кабины в независимых
и зависимых степенях свободы. Использование угловых степеней свободы для
моделирования низкочастотных составляющих линейных перегрузок в зависимых
степенях свободы
11.Механизмы подвижности синергетического типа, законы их управления,
обеспечение геометрической безопасности
Конструкции механизмов подвижности пилотажных стендов и тренажеров.
Построение диаграммы воспроизводимых перегрузок с учетом конструктивных
ограничений механизма подвижности. Законы
управления
механизмом
подвижности кабины синергетического типа. Условия геометрической
безопасности механизмов подвижности кабины пилотажных стендов и
тренажеров
12.Роль усилий на рычагах управления в управляемости ЛА
Моделирование усилий на рычагах управления пилотажных стендов.
Активные рычаги управления
Роль усилий на рычагах управления и их перемещений в управляемости ЛА.
Критерии выбора оптимальной чувствительности управления и характеристик
4
загрузки рычагов управления. Критерий подобия для оценки влияния типа и
характерис-тик загрузки рычагов управления на управляемость ЛА. Методика
моделирования усилий на рычагах управления ЛА. Универсальная система
загрузки рычагов управления. Активные рычаги управления.
13.Роль усилий на рычагах управления в управляемости ЛА
Моделирование усилий на рычагах управления пилотажных стендов.
Активные рычаги управления
Выбор расчетных режимов полета и задач пилотирования для оценки
характеристик устойчивости и управляемости самолетов. Методы оценки
характеристик
устойчивости
и
управляемости
самолетов,
критерии
управляемости.
14.Шкалы пилотажных оценок, принципы их построения и методика
использования
Использование субъективного мнения летчика для оценки пилотажных
характеристик самолетов. Шкалы пилотажных оценок, принципы их построения,
методика использования шкал. Примеры шкал, используемых в исследованиях
характеристик устойчивости и управляемости: шкала Купера-Харпера, шкала
PIOR. Статистические свойства пилотажных оценок, определение итоговой
оценки по результатам серии экспериментов
15.Методы статистической обработки результатов экспериментов, законы
распределения, доверительные интервалы
Методика статистической обработки объективных результатов небольших серий
экспериментов. Определение оценок математического ожидания и среднего
квадратического отклонения исследуемых параметров, оценка законов
распределения, доверительных интервалов, определение статистической
значимости результатов
16.Методы исследования свойств летчика как звена системы самолетлетчик.
Методы идентификации модели действий летчика как звена системы самолетлетчик. управления. Использование самонастраивающейся модели заданной
структуры, получение описывающей функции действий летчика и ремнанты
спектральными методами.
17.Методы и средства исследования систем управления и их элементов в
задачах пилотирования
Методы и средства исследования характеристик и отработки элементов систем
управления. Устройства для моделирования аэродинамических шарнирных
моментов, жесткости, люфтов, сухого трения и инерционности проводки
управления. Методика проведения экспериментов с реальными блоками систем
управления
18.Особенности моделирования критических режимов полета на
пилотажных стендах.
Особенности аэродинамических характеристик и движения самолета на
критических режимах полета. Виды и типовые сценарии сваливания самолета при
выходе на критические режимы. Требования к моделям движения ЛА на
5
критических режимах. Моделирование критических
пилотажных стендах с подвижной кабиной.
режимов
полета
на