КУРСОВАРОБОТА
Натему:
«Комп’ютернітренажернісистеми»
Виконала:
Студентка 3 курсу35 групи
Фізико-математичногофакультету
Клімова Надія Миколаївна
ЗМІСТ
Вступ
Проектування віртуальних тренажерів.
Використання тренажернихсистем в авіації
Комплексний тренажер екіпажу літака МІГ-29 (ВВС Бірми)
Тренажери суднових холодильних установок і їх окремих вузлів.
Тренажер — «Пульт-табло чергового по станції»
Використання комп’ютернихтренажерів в збройних силах України
Висновок
Список використаноїлітератури
ВСТУП
У сьогоднішніх економічнихумовах, коли навіть дрібний ремонт загрожує перетворитися на нерозв'язну проблему,ціна помилок оперативного персоналу виробництв з складним технологічним устаткуваннямбагато разів зростає. Особливої важливості набуває якісне навчання і постійнапідтримка кваліфікації і готовності персоналу, його протиаварійні тренування.Машинний (комп'ютерний) експеримент дозволяє не тільки сформувати моторно-рефлекторнінавики дій в складних ситуаціях, але і наочно показати фізичну суть процесів,що протікають в устаткуванні, їх взаємну залежність, а також ряд істотних тонкощів,яким, на жаль, не завжди надається значення на практиці. Комп'ютерні моделі можутьтакож надати неоціниму допомогу при аналізі аварій, як з погляду накопиченнястатистики, так і шляхом проведення машинного експерименту по відтворенню аварійноїситуації.
Станринку
Ряд наукових і інженернихколективів країни вже давно працює над застосуванням комп'ютерів в навчанні, у томучислі і в навчанні персоналу різних виробництв. Але ситуація на ринку комп'ютернихтренажерів зберігається: він перенасичений різними екзаменаторами по техніці безпеки;існує велике число тренажерів по оперативних перемиканнях в електричних мережах;а ось тренажерів по котлах, турбінах і іншому складному технологічному устаткуванніяк і раніше мало. Постараємося пояснити таку ситуацію, виходячи з класифікації програмі вартості їх розробки.
Можна виділити наступнітипи комп'ютерних тренажерів:
1.Електронний екзаменатор. Це простий програмний продукт,що реалізовується на всіх видах вітчизняної і зарубіжної обчислювальної техніки.Основна його функція — це заміна живого екзаменатора в строго регламентованих областях(техніка безпеки різних виробництв, правила дорожнього руху і тому подібне). Якправило, такий екзаменатор містить набір квитків з декількох питань, пропонованихщо іспитується у випадковому порядку, і ряду неправильних і однієї правильної відповідіна кожне питання. Залежно від складності екзаменатора, він може забезпечувати такожнаступні можливості:
· показ малюнків в кадрі питання;
· показ мультфільмів (анімація) в кадрі питання;
· аналіз відповіді що іспитується у виглядічисел і формул;
· попереднє навчання (показ правильних відповідей);
· редагування старих і створення нових питань.
Вартістьрозробки подібних екзаменаторів найнижча (прості тренажеритакого класу може написати школяр).
2.Статичні (або логіко-динамічні)тренажери. Найширше в цьому класі поширені тренажерипо оперативних перемиканнях в електричних мережах. Основна особливість полягає втому, що в таких програмах відсутня фізико-математична модель процесів, що відбуваютьсяв устаткуванні, але показується і перевіряється певний порядок дій. Порядок дійзазвичай жорстко задається; у складніших випадках передбачаються розгалуження вланцюжку дій, що забезпечується логічними функціями (логіко-динаміна модель). Головнінедоліки:
· неможливість відхилення навчаного від скількизавгодно складною, але все одно жорстко заданого ланцюжка дій;
· трудність програмування динамічних ефектів(навіть простої зміни свідчень приладів).
Ці недоліки неістотнів жорстко регламентованих оперативних перемиканнях в електричних мережах, але визначаютьнеможливість моделювання складних фізичних процесів в котлах і турбінах. Як правило,розробники таких тренажерів спочатку роблять для себе інструментальні засоби (конструктори),що дозволяють легко намалювати потрібні електричні схеми і задати ланцюжки правильнихдій. Такі конструктори також пропонуються на продаж, але по вищих цінах. Проте,замовникові вигідно набувати конструктор, ніж готовий тренажер. Приклади: «ТОР-2»(ГВЦ Мінпаленерго, м. Москва), «СОКРАТ» («Корона ЛТД», м. Саратов),тренажери Центру підготовки і тренінгу Пермської ГРЕС (Добрянка). Вартістьрозробки залежно від комплектності (готовий тренажер або конструктор) низькаі середня. Прості тренажери цілком може написати студент.
3.Динамічні тренажери. Мають в своїй основі математичнумодель реальних фізичних процесів і тому найбільш корисні для якісного навчання(не навантаження!) персоналу. Зрозуміло, для розрахунку достатньо повної моделікотла потрібно вельми значні машинні ресурси — на IBMРС (навіть 486), та ще в реальному масштабі часу, це навряд чи можливо.Тому модель слід спростити, але так, щоб її поведінка в обумовлених технічним завданнямрамках відповідало реальній системі з певною точністю. Це складне творче завданнядля інженера і науковця. Можна з упевненістю сказати, що вартість розробки такогонаукоємкого продукту в багато разів перевищує ціну, яку згоден сплатити замовник.Так пояснюється відносно невеликою кількістю розробників тренажерів такого класуі відчутна ніша на ринку подібних продуктів. Приклади: наші динамічні тренажериі тренажери, розроблені у ВТІ, МЕІ. Вартість розробки: висока.
4.Пультові тренажери. У них, окрім комп'ютера, присутня апаратначастина (наприклад, копія реального пульта управління котлом). На пульті можутьбути представлені тільки основні прилади і органи управління (спрощений тренажер),управління якою-небудь частиною, окремою установкою (локальний тренажер); нарешті,пульт може бути копією реального пульта управління (повномасштабний тренажер). Комп'ютерв даному випадку замінює реальний керований об'єкт; тут, як правило, потрібна хорошадинамічна модель. Тому до вищенаведеної оцінки динамічних тренажерів доводитьсятакож додати вартість розробки апаратної частини. Приклади: повномасштабний тренажерпо турбіні Т-100 (ТЕЦ-25, м. Москва), а також наш пультовий тренажер по котлу БКЗв УКК Чувашенерго, м. Чебоксари. Вартість розробки: висока і дужевисока.
5.Сучасна комп'ютерна технологія (мультимедіа) дозволяєстворювати діалогові повчальні програми і тренажери, що включають комп'ютерну мультиплікацію,аудіо і відеотехніку. Як мінімум, це підсилить відчуття реальності при роботі зтренажером і відкриє нові можливості в процесі навчання. Вартість розробки:залежно від внутрішньої наукової начинки від середньої до дуже високої. Вартістьнеобхідної комп'ютерної техніки: відносно висока.
Приведена класифікаціядопоможе при вибиранні програмних засобів залежно від завдань і цілей навчання:
· для контролю персоналу по набору певних правил(техніка безпеки і тому подібне) можна використовувати прості екзаменатори;
· для загального ознайомлення з пристроєм інавчання певному порядку дій можна використовувати статичні і логіко-динамічнітренажери;
· для проведення експериментів, вивчення фізичнихоснов і способів функціонування пристроїв, для проблемного навчання, протиаварійнихтренувань і аналізу аварій слід використовувати динамічні тренажери.
Пультові тренажерив основному націлені на ознайомлення персоналу з конкретним устаткуванням і на виробленнявідповідних моторно-рефлекторних реакцій і навиків. Звідси очевидний недолік цьогокласу тренажерів: при змінах (модернізації) устаткування або при переході персоналуна інший вид устаткування тренажер стає безкорисним; тоді як саме комп'ютерний динамічнийтренажер при правильному підході вчить думати, аналізувати протікаючі фізичні процесиі ухвалювати оптимальні рішення. Спосіб управління комп'ютерним тренажером зазвичайвідрізняється від реального, але це не слід вважати недоліком, оскільки він дозволяєабстрагуватися від дрібничок і зосередитися на розумінні суті модельованих явищ.Крім того, ніщо не заважає при необхідності намалювати на дисплеї реальний пульт(навіть помістити його фотографію). Добре зроблений комп'ютерний тренажер можналегко перенастроювати при модернізації устаткування.
Зупинимося докладнішена динамічних тренажерах, як найцікавіших і складніших програмних продуктах. Є дварізні способи виготовлення таких тренажерів. Перший полягає в написанні окремоїпрограми для кожного окремого тренажера, другої, — у використанні спеціального інструментурозробника, який дозволяє в багато разів прискорити розробку. У першому випадкуможливе досягнення красивих спеціальних ефектів, але дуже утруднена модифікаціятренажера. Як правило, програми цього класу (і математичні моделі в них) дуже прості,тому такі локальні тренажери поширеніші (що є показником не якості, а рентабельностіїх виробництва). При використанні конструктора розробником тренажера повинні бутине програміст, а технолог, що володіє апаратом прикладної математики. Загальна властивістьбільшості конструкторів — складання динамічної моделі з «кубиків» — стандартнихелементів, що описують певні об'єкти управління ( прилади) і стандартні математичніоперації, передавальні функції, логіку. Конструктори рідко і не дуже охоче пропонуютьсяна продаж по причинах дуже високої вартості розробки, малого тиражу і, отже, високихцін. З іншого боку, при перспективному плануванні комп'ютеризації підготовки персоналумає сенс піти на підвищені витрати, щоб має можливість редагувати наявні моделіі створювати нові за власним розсудом.
Привиборі конструктора слід враховувати:
· набір стандартних елементів і можливістьйого розширення;
· можливі режими роботи і розв'язування завдання(показ правильних дій, сценарії аварійних ситуацій, оцінка навчаного);
· якість і ергономічні характеристики інтерфейсу(зручність роботи) розробника і навчаного.
Ряд колективів використовують(і пропонують на продаж) конструктори динамічних тренажерів більш менш прийнятноїякості. Наш конструктор виконаний за об'єктно-орієнтованою технологією і забезпечуєзручний графічний інтерфейс як для навчання, так і для розроблення. Моделі складаютьсяіз стандартних об'єктів, кожен з яких має своє зображення, механізм управління іспосіб моделювання. Набір елементів за бажанням замовника легко може бути розширений.Закінчена модель є набором з декількох вікон, об'єднаних один з одним за ієрархічнимпринципом (головна мнемосхема — мнемосхеми окремих вузлів, панелі захисту, сигналізаціїі ін.), або за принципом циклічного списку. У кожен окремий момент на екрані можебути видно одне або декілька вікон. Частину вікон з керованими об'єктами (вентилі,насоси, ключі, прилади, блоки захисту, сигналізація, повідомлення, кнопки для переходув інші вікна) складають інтерфейс навчання. Управління моделлю так само легко здійснюєтьсяяк за допомогою миші, так і з клавіатури. У недоступних для навчання вікнах розробникзбирає динамічну модель, маючи для цього багатий набір стандартних елементів (вузли,зв'язки, формули, спеціальні функції). На відміну від інших конструкторів, тут значноспрощено складання моделей складних мереж трубопроводів і арматури. Для цього доситьописати цю мережу у вигляді графа з вузлів і зв'язків типу «труба» з певноюпровідністю. Простота і універсальність обертаються деякими обмеженнями (наприклад,один цикл розрахунок моделі котла або турбіни, що складається з декількох сотенькерованих елементів і до 2000 елементів моделі, на IBMPC/AT 286 вимагає близько 1 секунди, що збільшує динамічну помилкумоделювання швидкопротікаючих процесів).
Сценарії складаютьсяз мультфільму правильних дій і з трьох списків кадрів: а) аварійні події, коментарі;б) вказівки операторові, перевірки обов'язкових дій; у) перевірки заборонених дій.У режимі ІСПИТ за пропуск обов'язкових дій і за здійснення заборонених дій нараховуєтьсявказаний в сценарії штраф.
ПРОЕКТУВАННЯВІРТУАЛЬНИХ ТРЕНАЖЕРІВ
Створеннятак званих Віртуальних тренажерів — новий шлях при вирішенні проблеми організаціїнавчальних лабораторій по вивченню складної вимірювальної апаратури і приладів.Ця проблема особливо актуальна при вивченні медичної техніки із-за високої вартостіпристроїв. Основна гідність застосування Віртуальних тренажерів в тому, що можнастворювати системи, що не існують в реальності. Тобто системи, що складаються зелементів, які недоступні в даний момент для з'єднання, знаходяться в різних частинахкраїни або тільки за кордоном.
Віртуальні тренажери можуть використовуватися як в учбовому процесі (при проведеннілабораторних робіт або для здійснення теоретичного допуску до них), так і для самостійногонавчання студентів.Види віртуальних тренажерів
Згідновиконуваним функціям Віртуальні тренажери можна розділити на групи:
1. Навчаючі знаньтренажери — Електронні підручники (ЕУ). За рахунок широкого використання засобівмультимедіа (графіки, анімації, звуку) істотно підвищується ефективність навчання.Сучасні технології дозволяють легко доповнювати присутні в ЕУ математичні формули«спливаючими» підказками, а графічні ілюстрації — контекстними поясненнями.
2. Контролюючітренажери — програми тестування, призначені для перевірки знань студента по темахлабораторних робіт. Вони можуть застосовуватися для самопідготовки або для отриманнятеоретичного допуску до роботи. До складу тестів можна включати питання, що дозволяютьвстановити ступінь готовності студента до осмисленої роботи з тренажером. Для посиленняконтролюючого ефекту результати проходження тестів оцінюються в балах, студентовіповідомляється кількість пройдених тестів і сума штрафних балів. Для мінімізаціївгадування відповідей в програмі блокується вивід на екран інформації з результатомкожного окремого тесту.
3. Навчаючі вміннятренажери — мультимедійні анімаційні імітатори, призначені для імітації зміни станівфізичного устаткування (приладів, пристроїв) за різних умов, створюючи ілюзію дійз фізичною апаратурою. Основною їх особливістю є максимально повне відтворення зовнішньоговигляду фізичних пристроїв (передніх панелей, шкал, стрілок і інших елементів показуючихі реєструючих приладів) і елементів управління ними (кнопок, тумблерів, перемикачів),а також рухи окремих елементів відповідно до дій користувача на основі створенняанімаційних об'єктів і складних сцен. Студент дістає можливість детально розглянутитехнічний пристрій, ознайомитися з його деталями, а також виконати обмежений набірдій, пов'язаних з розбиранням або настройкою приладу.
Слід зазначити,що повноцінна Віртуальна лабораторія повинна обов'язково включати тренажери всіхперерахованих видів.Основні принципи розробкивіртуальних тренажерів
Для ефективноговіртуального тренажера необхідно створити зручне для користувача середовище, в якомукористувач зможе легко орієнтуватися, зосередивши свою увагу на учбовому матеріалі,питаннях тестів і порядку роботи, а не на управлінні програмою тренажера.
На підставінаявного досвіду можна виділити декілька основних правил при розробці ЕУ:
1. Обов'язкове використання фреймів. Діленняобласті екрану на декілька самостійних вікон дозволяє вирішити завдання навіації,спростити користувачеві пошук потрібної інформації, ефективніше організувати діалог(контекстні підказки, зауваження, допомога). Бажано, щоб структура фреймів не міняласязначно в ході роботи, оскільки мигання фреймів на екрані буде втомлювати користувачаі заплутає його.
2. Необхідно, по можливості, зменшити прокрутку.Краще розбити матеріал на розділи, для проглядання кожного розділу користувач неповинен витрачати багато часу. Ілюстрації, фотографії, анімаційні кліпи повиннібути такого розміру, щоб цілком уміщатися на екрані.
3. Читання великої кількості тексту з екранустомлює очі, тому текст можна продублювати звуком. Особливо зручно це по відношеннюдо эл.схемам: замість того, щоб перебігати очима з малюнка на опис, користувач може вивчатисхему, слухаючи пояснення до неї.
В Тверськомудержавному технічному університеті розроблена Віртуальна лабораторія, що включаєелектронний підручник, програму тестування і мультимедійний віртуальний тренажер-імітатор.Програма може бути використана для проведення лабораторних робіт і перевірки знаньстудентів, але більшою мірою орієнтована на самостійну роботу студентів.
Віртуальнийтренажер має два режими роботи: знайомство із стендом і виконання роботи. При розробцітренажера використовувалися фотографії реального стенду. За допомогою редакторатривимірних сцен 3D STUDIOMAX фотографіям доданий об'ємі створена велика кількість анімаційних кліпів рухів елементів стенду. Слід зазначити,що стенд має обмежену кількість рухомих елементів. Це різні стрілки, відмітки шкал,рукоятки, кнопки, тумблери, перемикачі. Решта устаткування нерухома і в програмітренажера виконує роль фону. Рухомі елементи упроваджувалися на цьому фоні в тривимірнісцени і для них створювалися сценарії анімації.
При виконанніроботи на віртуальному тренажері користувачеві надана така ж свобода дій, як і прироботі з реальним стендом. Користувач не обмежений жорсткою послідовністю дій. Утренажері не реалізована функціональна залежність між рухами елементів, для фіксаціїстанів використовуються цифрові коди. Вони приховані від користувача і міняютьсяпо ходу його дій. Зміни кодів примушує рухомі елементи стенду приймати заздалегідьвідомі положення. Існує набір станів рухомих елементів стенду, цифрові коди дляцих станів жорстко визначені і постійно контролюються, проміжні стани стенду неперевіряються. Таким чином, користувач може досягати бажаних результатів різнимишляхами. Наприклад, порядок включення і виключення двох незалежних пристроїв немає значення і користувачеві дозволяється проводити ці операції в довільному порядку.При цьому якщо користувач істотно порушує порядок роботи, так, що на реальному стендіробота не могла б виконуватися, то віртуальний стенд також не працює. Деякі діїкористувача можуть викликати так звану «нештатну ситуацію» (моделюєтьсяаварія, поломка устаткування), вони спричиняють за собою покарання користувача.Можливість моделювання подібних нештатних ситуацій — одне з достоїнств віртуальнихтренажерів, оскільки на реальному дорогому устаткуванні подібні дії студента недопускаються.
ВИКОРИСТАННЯТРЕНАЖЕРНИХ СИСТЕМВ АВІАЦІЇ
У сучасному світі існує чимало професій, які характеризуютьсяпоєднанням праці підвищеної складності й особливої відповідальності за наслідкивиконання завдання. Особливо це стосується професії льотчика. Особливості діяльностільотного складу, робота на межі людських можливостей, наявність емоціогенних чинниківвизначають головну проблему – професійної надійності пілота.Якщо в 30-х роках з винильотного складу сталося 35-40%аварій та катастроф, то в 50-хрр. ця цифра становила 55%, у 70-х – 60-65%, у 80-90 рр. – 70-75%, у 2000р. – 92%.
За статистичними даними, в авіації 80-85%аварій і катастроф відбуваються з вини людини. Тільки за 3 місяці 2004 долі у світісталося 13 аварій і катастроф (у тому числі 10 – з вини пілотів),в яких загинуло 124 людини. У Військово-повітряніх Силах (ВПС) людський чинник найбільшвиражений, бо льотна діяльність пілота, як правило, постійно відбувається в екстремальнихумовах.
Встановлено, що професійна надійністьльотного складу в екстремальних умовах залежить від рівня знань, навичок і уміньособистості в управлінні повітряним судном, високого рівня мотивації, оперативногомислення, емоційної стійкості, розподілу і перемикання уваги й інших професійноважливих якостей. Саме ці взаємопов`язані якості є основою професійної надійностіпілотів, що забезпечують безпеку польотів за людським чинником.
Дослідження (Д.В. Гандер, В.О. Пономаренко,Р.М. Макаров та інші) показали, що професійна діяльність пілота при управлінні повітрянимсудном пов'язана з великим нервово-емоційним напруженням, особливо через вплив екстремальнихчинників. Навіть незначна втрата стійкості організму до негативних впливів середовища може призвести до трагічних наслідків.
Аналіз аварійності показує, що в основіпомилкових дій пілотів лежать невміння: працювати в перевантаженому інформаційномуполі в умовах ліміту і дефіциту часу; будувати концептуальну модель образу польотув нештатних ситуаціях; створювати і реалізовувати образ діяльності при моделюваннінестандартних елементів польоту.
У другій половині ХХ століття було виконано величезну кількість робіт з проблеми людського чинника. Створеннянауково-дослідного випробного інституту авіаційної і космічної медицини в 50-х рокахХХ століття в СРСР, а також подібних центрів,авіаційних шкіл і лабораторій при університетах США та в інших країнах дозволилорозробити науково-теоретичну базу для рішення медико-біологічних проблем, ергономіки,психології і психофізіології льотної праці, авіаційної та інженерної психології.Віконані дослідження стали підгрунтям для розробки перспективних літаків і навчально-тренувальнихзасобів, у тому числі – електронних комплексних тренажернихсистем, які відіграють особливу роль у формуванні професійної надійності льотногоскладу.
Дослідження сучасних вчених (К.К. Платонов,В.Г. Кузнєцов, Ю.В. Воронцов, І.В. Жарикова, Є.І. Шерешев, Р.М. Макаров та інші)показали, що тренажери є не лише ефективним засобом формування професійно важливихякостей пілота, але й засобом прогнозування професійної надійності пілота в польоті.
КОМПЛЕКСНИЙ ТРЕНАЖЕР ЕКІПАЖУ ЛІТАКАМІГ-29 (ВВС БІРМИ)
Розглянемо один ізавіаційнихтренажерів,якийсимулюєроботу військовоголітакаМІГ-29.
Комплексний тренажердля літака МІГ-29, створений фахівцями ЦНТУ «Динаміка»,поставлений ВВС Бірми. Тренажер призначений для навчання і тренування льотного складупо різних видах льотної і бойової підготовки, а також привчаннястійких навиків в роботі з устаткуванням кабіни при вирішенні наступних завдань:
· підготовка і перевірка устаткування кабіниперед вильотом;
· запуск, прогрівши, випробування двигунів;
· рулювання, заняття початкового положеннядля зльоту з різних злітних дистанцій;
· зліт з бетонною БВПП;
· виконання маршрутних польотів з використаннямпілотажно-навіаційного комплексу в різних метеоумовах;
· виконання польотів на пілотаж;
· взаємодія з наземним оператором;
· захід і виконання посадки в різний час доби;
· виконання польотів з використанням дублюючихприладів;
· відпрацювання дій в особливих випадках інештатних ситуаціях на різних етапах польоту;
· перехоплення повітряних цілей під час проходженнябою на середніх і малих відстаннях;
· проведення ближнього маневреного бою з використаннямсистеми целеспрямуванняі застосуванням ракет з візуальною імітацією процесу;
· поразка візуально видимих наземних (морських)цілей при застосуванні штатних варіантів озброєння і різних режимів роботи СУВ звізуальним відображенням всіх етапів застосування зброї.
Завдякивикористанню новітніх комп'ютерних технологій склад устаткування тренажера в порівнянніз тренажерами попереднього покоління скоротився до наступних модулів:
· кабіна;
· стійка електроживлення;
· обчислювальний комплекс;
· імітатор візуальної обстановки;
· робоче місце інструктора;
· маслонасоснаястанція;
· допоміжний тренажер.
Кабінатренажера виконана на основі носової частини фюзеляжу реального літака і оснащенаповним комплектом приладів, важелів, пультів і табло. Використана штатна системазавантаження важелів управління.
Системавізуалізації:
· система комп'ютерного синтезу зображенняпозакабінної обстановки, створена на базі могутніх IBM комп'ютеріві графічних прискорювачів GeForce(дозвіл 1248 х 1024, частота зміни кадрів не менше 30 кадрів в секунду);
· проекційний тракт, що складається з шестипроекторів, блоків зшивання зображень фірми 3D-perception іциліндрового натяжного екрану; завдяки використанню цього устаткування і спеціальногоПО досягаються кути поля зору FOV (120°Hx 60°V)при забезпеченні злитої і неперервності зображень у всіх шести каналах.
Індикаторна лобовому склі представлений в центральному каналі у вигляді геометричного і інформаційногоаналога штатного зразка. Завдяки спеціальному програмному забезпеченню і ретельномуюстируванню системи цілеспрямування (НСЦ) вдалося добитися функціонування штатноїсистеми в тренажерному середовищі.
Допоміжнийтренажер призначений для попередньої підготовки льотного складу в режимі автономноївід основної кабіни роботи, а також для імітації дій другого літака при спільнійроботі з основною кабіною (польотах «в парі»).
До складудопоміжного тренажера входять:
· монтажна стійка;
· монітори для імітації приладової дошки іпозакабінного оточення;
· двомашинний обчислювальний комплекс.
В процесівиходу програмного забезпечення тренажера брали участь льотчики МА ВМФ, ВВС, ЛІІі РСК МіГ. По відгуках льотчиків, на тренажері вдалося добитися адекватності динамічноїмоделі літака і його озброєння реальному пристрою, а також хорошої якості системивізуалізації. Це дозволяє відпрацьовувати на тренажері всі режими пілотування ібойового застосування аж до таких складних, як «штопор» і «звалювання».
Споживчапотужність: ~ 20 кВт; модуль електроживлення тренажера під'єднується до промисловоїмережі (50 Гц, 220 В, 380 В).
Тренажеруспішно пройшов Державні Випробування ГЛІЦ ВВС.
Тренажерстворений в кооперації з РСК «МіГ», ЦАГИ, ГОСНІІАС.
Кабінатренажера має вигляд:
/>
/>Кабінаінструктора:
ТРЕНАЖЕРИСУДНОВИХ ХОЛОДИЛЬНИХ УСТАНОВОК І ЇХ ОКРЕМИХ ВУЗЛІВ
Крім авіаціїтренажеричасто застосовуютьсяі у інших областях, наприкладв атомній енергетицічив різноманітнихрефрежераторнихустановках. Розглянемо викоританняподібнихтренажерівдля навчання роботина суднових холодильнихустановках.
Тренажерна підготовкафахівців знайшла застосування в авіації, судноводінні, ракетно-космічній техніці,тобто в тих областях, де навчання на справжньому об'єкті зв'язане з великими витратами,а часом і з небезпекою виникнення аварійних ситуацій. В значній мірі ці обставинизаймають велике місце в підготовці експлуатуючого персоналу суднових холодильнихустановок, що є об'єктами підвищеної небезпеки. Застосування тренажерів, тобто об'єктів,в тому або іншому ступені відтворюючих справжній об'єкт експлуатації, дозволяє персоналу,що навчається, отримати навики експлуатації і найбільш ефективного використанняустаткування, що дає можливість надалі, в умовах нормальної експлуатації уникнутибагатьох ускладнень і аварійних ситуацій, особливо при експлуатації СХУ. Холодильніустановки відносяться до об'єктів підвищеної небезпеки, помилки в експлуатації якихможуть привести до катастрофічних наслідків і загибелі експлуатуючого персоналуустановки і членів екіпажу рефрижераторного корабля.
Ці обставинивимагають певних підходів при розробці тренажерної техніки, виходячи з поступовостівивчення і освоєння процесів експлуатації і вдосконалення навиків відповідно доускладнення завдань експлуатації на кожному послідовному рівні.
В зв'язкуз цим, стосовно суднових холодильних установок, доцільна розробка тренажерів, відповіднихрізним завданням експлуатації у міру їх ускладнення.
Виходячиз викладеного, представляється доцільною розробка тренажерів СХУ різних типів, щозабезпечують початкову підготовку експлуатуючого персоналу (рефмашиністів), вирішенняскладних експлуатаційних завдань (підготовку рефмехаників) і вирішення завдань аналізуі оптимізації експлуатації стосовно конкретних змінних умов для різної промисловоїі кліматичної обставини.
Додатководо вказаних типів тренажерів доцільна розробка тренажерів для вивчення фізичнихявищ, що відбуваються в основних вузлах суднової холодильної установки: у генератораххолоду — холодильних машинах різних типів, споживачах холоду різних типів і елементахгенераторів і споживачів холоду.
Програманавчання фахівців в області суднової холодильної техніки передбачає підготовку фахівцівнижчої ланки — рефрижераторних машиністів і вищої ланки — рефрижераторних механіків.Рефрижераторні машиністи повинні добре знати пристрій СХУ, уміти вести нормальнуексплуатацію, визначати аварійні ситуації і знаходити виходи з них.
Рефрижераторнімеханіки керують роботою рефрижераторних машиністів, погоджують роботу холодильнихустановок з технологічною службою, визначають оптимальні параметри холодильно-технологічногоустаткування, прогнозують режими роботи і ефект устаткування в різних умовах.
Для вирішенняцих основних завдань необхідно мати тренажери різних типів, що дозволяють забезпечитипослідовний перехід від простіших завдань до складніших.
ТРЕНАЖЕР — «ПУЛЬТ-ТАБЛОЧЕРГОВОГО ПО СТАНЦІЇ»
Розглянемо щеодин приклад застосуваннякомпютернихтренажерів– тренажер, призначенийдля навчання татренуваннядиспетчерів.
Тренажер призначенийдля навчання і тренування диспетчерів, начальників станцій, чергових по станціїі що вчаться і студентів залізничних спеціальностей управління роботою з.д. станціїсереднього класу і контролю за поїздовою обстановкою на станції. Застосування даноготренажера дозволяє істотно підвищити безпеку руху і якість роботи персоналу станціїза рахунок збільшення досвіду роботи, зокрема, і в нештатних ситуаціях, що моделюютьсятренажером.
Тренажер представляєкомп'ютерну систему, в яку входять:
· головний комп'ютер, керівник роботою тренажера,що реалізовує вибраний сценарій тренування, що формує 3D-графичнепредставлення обстановки на станції;
· пульт-табло, в яке входить від 200 до 500активних і пасивних осередків, що є елементами управління і індикації;
· пристрої графічного відображення, як якіможуть застосовуватися від одного до трьох моніторів або плазмових панелей;
· інструментальний комп'ютер, призначений длястворення в САПРе опису конкретної станції.
Основні відмінностіданого тренажера від подібних :
· можливість динамічної конфігурації пульт-табло.Для кожного тренування можна зібрати, як з кубиків, пульт-табло потрібної конфігурації,наприклад, для конкретної станції. В цьому випадку, можна проводити тренування персоналув обстановці, максимально наближеної до умов реальної роботи;
· 3D-графікадозволяє візуально спостерігати поїздову обстановку на станції, щотакож максимально наближає тренування до реального життя;
· наявність спеціалізованої САПР для створеннянеобхідної конфігурації пульт-табло.
Осередки пульт-табловиконані на основі мікроконтролерів Atmelсерії AVR підключаютьсядо головного комп'ютера через інтерфейс RS232C.Застосування спеціальних осередків-шлюзів дозволяє підключати до 1022 осередків,що дозволяє макетувати станції середнього класу з путнім розвитком практично будь-якоїскладності. Ще однією особливістю тренажера є можливість його роботи як в автономномурежимі, коли все «життя» станції моделює головний комп'ютер, так і у складі«Віртуальної залізниці» (ВЖД), підключаючись через Internetз'єднання до сервера ВЖД. Це дозволяє одночасно проводити загальнітренування необмеженої кількості персоналу, що знаходяться на необмеженій відстані,що особливо привабливо для Російських залізниць, що мають протяжність сотні кілометрів(в межах однієї дороги).
Загальний вигляд пульта
/>
ВИКОРИСТАННЯ КОМП’ЮТЕРНИХ ТРЕНАЖЕРІВ В ЗБРОЙНИХ СИЛАХ УКРАЇНИ
Вважається, щосучаснітренажериможутьзабезпечитидо 70% усьогопроцесунавчанняна складній техніці.Тренажери здатні напрацювати майбутнім спеціалістам сталі навички поводження зіскладною технікою, уникнути поломок техніки при неправильних діях учнів, економитипаливо та боєприпаси, а головне – відпрацьовувати дії при позаштатних ситуаціях,які практично неможливо відтворити на звичайному полігоні. Так, наприклад,українськірозробникитренажеру гвинтокрилуможутьімітувати аварійнупосадку при непрацюючомудвигуні.В реальних умовах подібні навчання закінчувались би переважно аваріями. Крім того,сучасні тренажери бойової техніки здатні доволі точно відтворювати умови конкретноїгеографічної місцевості, в тому числі тієї, де неможливо провести реальні навчання.
Сьогодні в Україніє 81 танковий тренажер, з них лише 2 сучасних тренажери танку Т-64 (знаходятьсяу Харківському інституті танкових військ та Львівській політехніці), решта практичноповністю вичерпали ресурс, застаріли фізично та морально.
Є 20 тренажерів різнихлітаків, з яких працездатні лише 13. Більшість з них випущено понад 20 років тому,самі “свіжі” – 1990 року. Важка ситуація й з тренажерами у військово-морських силах.Але українські розробники серйозно взялися за тренажери і можуть дійсно зробитипрорив у цьому напрямку. Міністерство оборони поки що не в змозі фінансувати роботиз розробки тренажерів, тож підприємства це здійснюють власним коштом. Сьогодні наукраїнському ринку військових навчально-тренувальних засобів працює біля десяткаорганізацій. Серед них Харківське конструкторське бюро машинобудування ім.Морозова,Львівський недержавний концерн “МАТС” Інститут автоматизованих систем, Центр критичнихтехнологій “Мікротек” тощо. Україна вже затвердилась у світі як танкова держава,тож і українські тренажери бронетанкової техніки вже купуються різними країнами– за неофіційною інформацією їх постачають у Пакистан Ємен, Мьянму та деякі країниСНД. А тепер Україна може статі постачальником й авіаційних тренажерів. Так, концерн“МАТС” пропонує міністерству оборони програму виготовлення 16 тренажерів четвертогопокоління винищувача Міг-29 вартістю 35 млн. доларів, тобто біля 2,2 млн. за кожнийтренажер. Для порівняння російський подібний тренажер коштує 3,5 млн. В Українірозроблені унікальні тренажерні комплекси для навчання пілотів різних гелікоптерівз повноцінною імітацією коливань кабіни та можливістю відтворення най різних позаштатнихситуацій (зокрема, посадки з непрацюючим двигуном). Незабаром можна буде організуватищось на зразок асоціацій вітчизняних виробників тренажерів. Подібна організаціяіснує, наприклад в США. Там ця асоціація розробляє єдині стандарти, сприяє налагодженнюспівпраці між різними виробниками (а у нас багато хто вимушений повторювати тойсамий довгий шлях, які вже пройшли інші), допомагає спільно лобіювати вітчизняніінтереси.
ВИСНОВОК
Отже, як бачимо безкомп’ютерних тренажерних систем, якими вони б не були, чи це звичайні електронніекзаменатори, чи надзвичайно дорогі (мільйони і десятки мільйонів доларів), складніпо своїй конструкції пультові тренажери не можна в жодному разі обійтися там, деє підвищена небезпека і значна відповідальність за виконану роботу. В сучасномусвіті, який стає все більше залежним від техніки вони відіграють основну роль унавчанні персоналу. Без них навчання як таке певним особливим професіям було б взагалінеможливим. Тренажери допомагають готувати професійний персонал, що вміло може справлятисяв своїй роботі, вони передбачають виникнення позаштатних ситуацій, і відповідноперсонал можна навчити майстерно і злагоджено діяти саме в таких ситуаціях, коликожен крок може бути фатальним. До таких позаштатних ситуацій відносять наприкладаварії на нафтопереробних, хімічних та ін. заводах, атомних електростанціях чи теплоцентралях,приземлення гелікоптера на непрацюючому двигуні і т.д. такі тренування фізично простонеможливо провести в реальних умовах, а люди до них повинні бути готові, інакшеколи вони стануться, то наслідки можуть бути досить негативними. Із розвитком нашогосуспільства, створенням нових машин, нових станцій, заводів, тренажеробудуваннювідводиться досить важливе місце. Ця галузь в нашій країні тільки починає зароджуватись,і має пройти всі етапи, які пройшла ця галузь в розвинутих країнах.
СПИСОКВИКОРИСТАНОЇЛІТЕРАТУРИ
1. http://disser.com.ua
2. http://observer.sd.org.ua/
3. http://www.transas.ru/products/simulators/
4. Автореф. дис…канд.пед.наук: 13.00.02 / Ю.В. Щербина; Укр. інженер.-пед. акад.— Х., 2004. — 20 с. — укp.
5. Автореф.дис… канд. пед. наук: 13.00.02 / О.М. Керницький; Укр. інж.-пед. акад. — Х., 2005.— 19 с.: рис. — укp.