«Электронный инструктор» для первоначального обучения пилотированию
24.04.2011
При всей очевидности факта, что эффективность и безопасность летного обучения напрямую связаны с проведением углубленных разборов полетов (по записям параметров движения) и тренажами на компьютерах, в летных школах это слабо практикуется. Но при этом имеются все технические предпосылки для этого в виде микромеханических датчиков, приемников спутниковой навигации, «летающих компьютеров» и программного обеспечения к ним.
Собственно, технология «Электронного инструктора», собранного из указанных «подручных» компонентов не впервые гостит в журнале «Вертолетная индустрия». Сегодня речь пойдет об эффективности использования этой технологии при первоначальном обучении пилотированию.
Напомним, что «Электронный инструктор» («ЭИ») – малогабаритная пилотажно-навигационная система (созданная на основе микромеханических датчиков, приемника спутниковой навигации «ГЛОНАСС + GPS» и планшетного компьютера) c «образной индикацией» в виде 3-D/2-D графических образов полета.
Для того, чтобы ясно представить возможности «ЭИ», сформулируем некоторые недостатки существующей методики обучения пилотированию и способы их устранения.
1. Существуют «нечеткие» (с технической точки зрения) понятия инженерной психологии, такие как «образ полета» или «концептуальная модель полета», которые курсант в процессе пилотирования якобы имеет в своей голове. В существующей методике обучения качество теоретической подготовки слабо влияет на процесс обучению технике пилотирования (из-за этого в некоторых летных школах она значительно сокращена и не предшествует полетам, а практически совмещена с ними).
Предлагается при углубленном изучении теории пилотирования использовать конкретные графические образы полета, такие как силуэт ЛА в пространстве, результирующая сила, действующая на ЛА на вираже и другие,уже известные из теоретических дисциплин и имеющие вполне определенный физический смысл. Эти же графические образы реализованы в «ЭИ».
Таким образом, хорошее знание теории впоследствии (при тренажах и полетах), повлияет на процесс обучения «осознанному» управлению ЛА. В основу предлагаемого подхода закладываются сенсомоторные способности курсанта по манипулированию графическими образами полета, которые должны были проверяться в процессе отбора кандидатов в курсанты на компьютерном тренажере.
2. Некоторые современные тренажеры в процессе подготовки могут привить курсантам неправильные навыки (из-за неточных математических моделей движения ЛА, плохой визуализации, неправильного моделирования акселерационных ощущений, несоответствия психологической нагрузки), как по распределению внимания, так и по управлению ЛА (особенно это актуально для вертолетов, как наиболее динамически сложных объектов управления). В последствии это приводит к тому, что приходится длительное время переучиваться в реальных полетах.
Предлагается использовать компьютерный тренажер для отработки у курсанта непосредственно умений «осознанного» управления ЛА по «ЭИ» с учетом перекрестных связей в каналах управления и ознакомления со штатной «цифро-шкальной» индикацией, а уже привитие устойчивых моторных навыков пилотирования оставить на реальные полеты. Предлагается также осуществлять углубленный разбор уже выполненных полетов (с визуализацией закабинного пространства) для выявления тенденций в совершении ошибочных действий. И именно здесь может быть использовано главное преимущество «ЭИ».
3. При существующей методике обучения с использованием совместного управления ЛА инструктор прививает курсанту «свои» (соответствующие его сенсомоторным способностям) моторные навыки пилотирования, от которых курсанту потом приходится длительное время избавляться и находить свой собственный «летный почерк».
Проблема усугубляется тем, что в настоящее время для обучения часто используются ЛА, не отвечающие требованиям, предъявляемым к учебным ЛА (по устойчивости и управляемости, приборному оборудованию). Это значительно осложняет процесс обучения, так как эти ЛА «не прощают» курсанту даже небольших ошибок в технике пилотирования, что в конечном итоге не позволяет курсанту длительное время перейти к самостоятельному пилотированию и существенно снижают безопасность самого процесса обучения.
Предлагается инструктору с первого полета сразу передать управление курсанту, который на основе полученных на тренажере умений, начнет самостоятельно пилотировать ЛА по «ЭИ».
Роль инструктора сводится к рациональному управлению процессом обучения, демонстрацией элементов полета (с записью задаваемых «эталонных» траекторий полета для повторения их курсантом), подсказкам (например, по распределению внимания) и вмешательством в управление только в целях обеспечения безопасности полета при грубых ошибках курсанта.
4. Основной используемый в настоящее время принцип обучения это «делай как я». При этом нет никакой гарантии, что инструктор сам не может ошибиться, и что эту ошибку ему не привил его инструктор (т.е. со временем может произойти накопление ошибок).
Предлагается отказаться от субъективных способов обучения и перейти к объективным способам, которые заложены в самой «образной индикации» «ЭИ» (в ней реализованы принципы преследующего слежения с прогнозированием). Процесс пилотирования рассматривается как процесс точного наведения вектора скорости ЛА в задаваемую (выбираемую) точку пространства с выдерживанием его задаваемого (желаемого) модуля. В случае полета по заданной траектории оптимальные (рациональные) точка наведения и модуль скорости рассчитываются и выдаются пилоту на индикацию для их отработки (по типу директорного управления).
Кроме того, на борту имеется база данных «эталонных» траекторий, которые инструктор выдает курсанту для реализации в полете (в соответствии с утвержденной программой обучения). При этом, конечно, не исключается формирование самим инструктором траекторий в конкретных условиях полета (которые могут отсутствовать в базе данных «эталонных» траекторий).
5. В настоящее время имеет место «перекос», как в сторону приобретения «хорошего» тренажера (о «плохом» вообще не стоит говорить), так и вообще не использования тренажера, а использование только относительного дешевого в эксплуатации ЛА.
Предлагается использовать «ЭИ», как на земле в качестве компьютерного тренажера и для разбора полетов, так и в воздухе, в качестве электронного планшета и эксплуатационного накопителя полетной информации. Исследования показали, что после освоения «ЭИ» (привития навыков правильного распределения внимания) он требует не более 30% от общих резервов внимания пилота. Ожидается, что такой подход уменьшит количество часов налета курсанта до его самостоятельного вылета за счет эффективного перехода от теории к практике.
В целях обеспечения безопасности полетов большое значение имеет способность пилота пилотировать ЛА вне визуально (по приборам), так как всегда существует вероятность непреднамеренного попадания в сложные метеоусловия. Не исключается возможность постоянного использования «ЭИ» в качестве системы пассивного обеспечения безопасности полетов с постоянными тренировками пилотирования по нему в ПМУ, чтобы воспользоваться им при непреднамеренном попадании в СМУ.
Сущность новой методики обучения пилотированию заключается в том, что процесс обучения строится на основе наземной тренажной подготовки с глубоким предварительным изучением теории пилотирования и последующих плавных переходов от приборного пилотирования ЛА по «ЭИ» к визуальному, и далее к пилотированию по штатным электромеханическим приборам. Таким образом, параллельно существует две информационные модели полета: «ЭИ» и закабинное пространство, «ЭИ» и штатное приборное оборудование с постепенным (по мере обучения курсанта) уменьшением отвлечения внимания курсанта на «ЭИ» и в итоге – полным отказом от использования «ЭИ» в полете.
