тренажер для парашютной подготовки космонавтов

Формула изобретения

Тренажер для парашютной подготовки космонавтов, содержащий стартовое наземное оборудование, в состав которого включены видеомониторы, соединенные с персональным компьютером, первая наземная видеоустановка, вторая наземная видеоустановка, мультиплексоры, приемно-передающее устройство, причем приемно-передающее устройство через мультиплексоры подключено к персональному компьютеру, индивидуальное оборудование парашютиста размещено в шлеме космонавта, в котором установлены микрофон и наушники, индивидуальное приемно-передающее устройство, видеоглазок, блок датчиков, отличающийся тем, что в состав приемно-передающего устройства стартового наземного оборудования включены каналы видео- аудиозаписи, каналы приема записи индивидуальных медицинских параметров, каналы приема данных о высоте, вертикальной скорости падения, каналы отображения на стекле шлема логических схем, индивидуальное оборудование парашютиста дополнено медицинским поясом, блоком памяти, микроконтроллером, на стекле шлема космонавта установлена система отображения информации, состоящая из блока отображения высоты, скорости и времени свободного падения, блока отображения и сигнализации опасной высоты, прицела, блока отображения черно-красной таблицы или другой логической задачи, узла вызова и сигнализатора, при этом все элементы системы отображения информации через микроконтроллер и индивидуальное приемно-передающее устройство соединены с приемно-передающим устройством стартового наземного оборудования, а блок датчиков подключен к системе отображения информации.

Описание изобретения к патенту

Изобретение предназначено для наземно-воздушного мониторинга по программе специальной парашютной подготовки космонавтов и может найти применение в учебных авиационных организациях для тренировки и отбора личного состава.

Известен тренажер [1] для подготовки и тренировки космонавтов, пилотов, спортсменов, содержащий опорную конструкцию, направляющую, платформу с катками и узлами фиксации пилота для перемещения его внутри направляющей, которая выполнена в виде трубы круглого сечения. Направляющая связана с опорной конструкцией посредством несущих тросов, соединенных лебедками, причем угол наклона нижнего конца направляющей регулируется с помощью винтового подъемника. Данное устройство, выполняя свои функции, не может приблизить условия проведения тренинга к реальным условиям парашютного прыжка, кроме того, устройство не предусматривает съема и обработки информации о психофизическом состоянии обследуемого.

Известен тренажер для подготовки парашютистов [2], содержащий вышку, парашют со страховочно-подъемным устройством и направляющими устройствами, расположенными через равные угловые интервалы по периметру купола парашюта. Направляющее устройство содержит два блока и гибкое звено, связанное с кромкой купола и блоками, один из которых расположен в плоскости кромки купола верхнего исходного положения парашюта, а второй по вертикали в той же плоскости нижнего положения парашюта. Приближая условия тренинга к реальным условиям прыжка, данный тренажер, как и предыдущий, не решает проблемы сбора и обработки информации о показателях здоровья парашютиста во время прыжка.

Наиболее близкой к предлагаемому устройству является авиационная интегральная система объективного контроля [3], состоящая из автоматизированного рабочего места оператора и связанного с ним сетевого оборудования, обеспечивающего программное функционирование автоматизированного рабочего места оператора в локальной вычислительной сети совместно с системами объективного контроля авиационного тренажера и учебно-боевого самолета. В составе изобретения имеется также система регистрации и учета наземной и летной подготовки, система планирования наземной и летной подготовки, система контроля, анализа и оценки уровня подготовки и система учета и анализа уровня технического состояния средств подготовки, связанные с автоматизированным рабочим местом оператора. В функции устройства входит контроль последовательности прохождения подготовки на всех технических средствах обучения, очередность освоения всех задач в соответствии с программой подготовки, оценка готовности каждого летчика к переходу от одного вида подготовки к другому и к освоению более сложных задач. Выполняя свои основные функции, система не способна в режиме реального времени собрать и проанализировать информацию о физиологическом состоянии летчика, пилотирующего учебно-боевой самолет, провести тестирование психологической устойчивости, оперативно менять программу исследований во время полета.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в обеспечении возможности оперативного сбора и обработки информации о психофизическом состоянии парашютиста непосредственно во время прыжка, в гибкости выбора системы тренинга, изменяющейся во время полета.

Такой результат достигается за счет того, что тренажер для парашютной подготовки космонавтов, содержащий стартовое наземное оборудование, в состав которого включены видеомониторы, соединенные с персональным компьютером, первая наземная видеоустановка, вторая наземная видеоустановка, мультиплексоры, приемно-передающее устройство, причем приемно-передающее устройство через мультиплексоры подключены к персональному компьютеру, индивидуальное оборудование парашютиста размещено в шлеме космонавта, в котором установлены микрофон и наушники, индивидуальное приемопередающее устройство, видеоглазок, блок датчиков дополнен тем, что в состав приемно-передающего устройства стартового наземного оборудования включены каналы видеоаудиозаписи, каналы приема записи индивидуальных медицинских параметров, каналы приема данных о высоте, вертикальной скорости падения, каналы отображения на стекле шлема логических схем, индивидуальное оборудование парашютиста дополнено медицинским поясом, блоком памяти, микроконтроллером, на стекле шлема космонавта установлена система отображения информации, состоящая из блока отображения высоты, скорости и времени свободного падения, блока отображения и сигнализации опасной высоты, прицела, блока отображения черно-красной таблицы или другой логической задачи, узла вызова и сигнализатора, при этом все элементы системы отображения информации через микроконтроллер и индивидуальное приемопередающее устройство соединены с приемно-передающим устройством стартового наземного оборудования, а блок датчиков подключен к системе отображения информации.

На фиг.1 представлена функциональная схема тренажера, на фиг.2 - основные элементы прозрачного стекла шлема парашютиста.

Для фиг.1 и 2 введены следующие обозначения: 1 - стартовое наземное оборудование, в состав которого включены видеомониторы 2, позволяющие визуально наблюдать, анализировать ситуацию во время прыжка (их число не менее числа одновременно совершающих прыжок парашютистов) и получающие информацию от персонального компьютера 3, назначение которого - сбор, обработка и хранение поступающей информации, а также формирование логической задачи для каждого испытуемого. В состав тренажера введено приемно-передающее устройство 4 с каналами видеоаудиозаписи 5, каналами приема записи индивидуальных медицинских параметров 6, каналами приема данных о высоте, вертикальной скорости падения 7 и каналами отображения по заданию психолога на стекле шлема логических схем 8. Все каналы через мультиплексоры 9 (по количеству испытуемых) подключены к компьютеру 3. Кроме этого в состав стартового наземного оборудования включена первая наземная видеоустановка 10, оснащенная телеобъективом, что позволяет наблюдать и записывать информацию о ходе воздушных испытаний на магнитный или иной носитель. Для осуществления видеозаписи на этапе снижения предусмотрена вторая наземная видеоустановка 11, что позволяет производить съем информации о ходе приземления. В состав индивидуального оборудования 12 парашютиста включен медицинский пояс 13, собирающий и передающий через выделенный радиоканал на приемно-передающее устройство 4 стартового наземного оборудования 1 информацию о самочувствии парашютиста (частоту пульса, давление, кардиограмму). К индивидуальному оборудованию 12 парашютиста отнесен шлем космонавта 14, в котором установлены микрофон 15 и наушники 16, обеспечивающие через индивидуальное приемно-передающее устройство 17 прямую и обратную связь со стартовым наземным оборудованием 1. Видеоглазок 18, передающий на стартовое наземное оборудование 1 видеоинформацию о ходе полета и также подключенный к индивидуальному приемно-передающему устройству 17, размещен на шлеме космонавта 14. В шлеме космонавта 14 расположен блок памяти 19, собирающий всю оперативную информацию о ходе полета. На стекле 20 шлема космонавта 14 установлена система отображения информации 21 в составе:

- блока отображения высоты, скорости и времени свободного падения 22;

- блока отображения и сигнализации опасной высоты 23;

- прицела 24, позволяющего во время полета произвести ориентацию головы парашютиста на требуемую точку;

- блока отображения черно-красной таблицы 25 или другой логической задачи, позволяющей проверить психологическое состояние парашютиста;

- узла вызова 26, являющегося индикатором обращения оператора стартового наземного оборудования 1 к конкретному парашютисту;

- сигнализатора 27, подтверждающего установления связи с оператором.

Все элементы системы отображения информации 20 через микроконтроллер 28 (назначение которого - управление отдельными узлами и блоками) и через индивидуальное приемно-передающее устройство 17 соединены с приемно-передающим устройством 4 стартового наземного оборудования 1 и через него - с персональным компьютером 3. Сигналы на блок отображения высоты, скорости и времени свободного падения 21 поступают от блока датчиков 29.

Устройство работает следующим образом. До начала прыжка стартовое наземное оборудование 1 приводится в состояние готовности. Проверяется функционирование приемно-передающего устройства 4 и его взаимосвязь с индивидуальным приемно-передающим устройством 17 каждого парашютиста, через медицинский пояс 13 записываются показатели работы организма обследуемых до прыжка. После начала прыжка начинается сбор и обработка информации о ходе прыжка путем анализа данных медицинского пояса 13 и всех данных, фиксируемых системой отображения информации 21. При этом сигналы собираются с микроконтроллера 28 и медицинского пояса 13, а затем через индивидуальное приемно-передающее устройство 17 передаются по радиоканалу в приемно-передающее устройство 4. Дальнейшая обработка происходит стартовым наземным оборудованием 1 с участием персонального компьютера 3. Во время прыжка с целью исследования психологического состояния парашютиста на стекле шлема 14 космонавта в блоке отображения черно-красной таблицы 25 высвечивается логическая задача, решение которой позволяет судить об уровне подготовки обследуемых, тренировать их внимание. Решение задачи голосом через микрофон 15 передается на землю и там анализируется. Выбор сложности поставленной задачи, учет правильности ответа и времени на решение задачи ведет персональный компьютер с участием профессионального психолога, способного скорректировать условия задачи, внести коррективу в проведение исследования. Для установления связи со стартовым наземным оборудованием 1 в этом и других случаях используются узел вызова 26 и сигнализатор 27, обеспечивающие синхронизацию работы оператора и парашютиста. Общение со стартовым наземным оборудованием происходит голосом (микрофон 15 и наушники 16) и обменом телеметрической информацией отдатчиков и систем. Во время спуска происходит видеозапись прыжка с земли (первая наземная видеоустановка 10) и в воздухе (видеоглазок 18). При подлете к земле и во время приземления видеоинформацию о ситуации собирает вторая наземная видеоустановка 11. Блок памяти 19, собирающий показатели работы парашютиста во время полета, фиксирует сигналы индивидуального оборудования 12 парашютиста, которые исследуются после окончания прыжка. Подробный анализ собранной информации после прыжка позволяет скорректировать программу тренировки, оценить степень подготовленности космонавта к выполнению сложных заданий и его реакцию на возникновение нештатных ситуаций. Все это повышает степень подготовленности и личного состава к выполнению парашютной составляющей программы полета.

Использование предлагаемого устройства позволяет обеспечить возможность оперативного сбора и обработки информации о психофизическом состоянии парашютиста непосредственно во время прыжка и выбрать систему тренинга, изменяющуюся во время полета.

Источники информации

1. Патент Российской Федерации №2010752. Тренажер. Устинов Б.С. Информационный бюллетень "Открытия, изобретения, промышленные образцы и товарные знаки".

2. Патент Российской Федерации №2097278. Тренажер для подготовки парашютистов. Шаньшеров А.П. Информационный бюллетень "Открытия, изобретения, промышленные образцы и товарные знаки".

3. Патент Российской Федерации №2247431. Авиационная интегральная система объективного контроля. Демченко О.Ф., Попович К.Ф., Школин В.П. и др. Информационный бюллетень "Открытия, изобретения, промышленные образцы и товарные знаки".