Рис. 7. Пилотирование вертолета Ми-8 по ПНС

ПНС-А прошло летные испытания на вертолетах различных типов. Разработаны схемы его установки на вертолеты Ми-8, Ми-24, Ми-26, Robinson R-44 (рис. 7). Получена положительная летная оценка, в которой говорится: «Представленный образец автономного пилотажно-навигационного средства (ПНС-А) по своим функциональным возможностям, техническим характеристикам, уровню надежности может быть использован в качестве автономного (дублирующего) пилотажно-навигационного средства на вертолетах любых типов. ПНС-А позволит оказать действенную практическую помощь экипажам в подготовке и решении типовых задач днем и ночью, в облаках и при ограниченной видимости».

В прошлом году московская компания ТеКнол представляла свою продукцию на Международном авиакосмическом салоне «Авиасвит-XXI» в Киеве и получила высокую оценку — диплом авиасалона. В августе 2005 года ООО ТеКнол будет участвовать в Московском международном авиакосмическом салоне МАКС-2005.

Владимир ВОРОНОВ, канд. техн. наук ООО ТеКнол, www.teknol.ru

В поисках золотой середины

Сегодня трудно представить себе жизнь нашей страны без вертолетов (хотя история их развития и насчитывает немногим более 50 лет): винтокрылая авиация вносит весомую лепту в экономику, она способна выполнять самые разнообразные виды авиаработ. На каждом этапе развития вертолетной техники решались свои задачи, соизмеряемые с уровнем общего технического развития и потребностей практического применения винтокрылых машин. В настоящее время одной из наиболее актуальных задач является создание сбалансированного и эффективного распределения обязанностей между летчиком современного вертолета и его системой управления, его бортовым комплексом.

Летчики, имеющие опыт пилотирования и самолета, и вертолета, отмечают, что управление вертолетом (по причине его неустойчивости) требует большего внимания и более высокого уровня сенсомоторных навыков. При пилотировании вертолета 40 % времени летчик выполняет движения одновременно не одним, а двумя органами управления, и до 23 % — тремя. Полет вертолетов строем, на предельно малой высоте, выполнение поисково-спасательных и траловых работ, подцепка и укладка грузов требуют от летчика постоянной работы тремя органами управления. Это ведет к быстрой утомляемости и, как следствие, к тому, что воздействия пилота на органы управления вертолета становятся менее дозированными и недостаточно координированными.

В настоящее время при пилотировании вертолета используются три вида управления: ручное, полуавтоматическое и автоматическое. Ручное управление было и остается «главным» видом управления и используется на наиболее трудных (и по этой причине неавтоматизированных) режимах полета, а также при отказах. Сложность ручного управления обусловлена большим объемом информации, который летчику нужно успеть обработать за очень короткое время.

Ми-8МТКО

Для облегчения пилотирования широко применяется полуавтоматическое управление. В этом случае у летчика появляется дополнительный источник информации — командный (или директорный) прибор и управление вертолетом существенно упрощается. Есть и минус: полуавтоматическое управление заставляет летчика чаще и дольше фиксировать внимание (взгляд) на командном приборе.

Совместные работы, проведенные специалистами Института авиационной и космической медицины и Государственного летно-испытательного центра им. В.П. Чкалова, показывают, что использование директорных приборов, во-первых, меняет структуру распределения внимания летчика, а во-вторых, снижает возможность контролировать показания дополнительных приборов, фиксирующих режим полета и определяющих пространственную ориентировку, особенно необходимую при отсутствии видимости или в условиях ограниченной видимости закабинного пространства.

Автоматическое управление вертолетом значительно упрощает задачу пилота, высвобождает его внимание для выполнения других задач. Прицельные пилотажно-навигационные комплексы обеспечивают автоматизацию большинства режимов полета (висение, полет по маршруту с сохранением заданных высоты и скорости полета и т. д.).

В настоящее время развивается тенденция дальнейшей автоматизации процесса управления вертолетом, происходит усложнение информационно-управляющего поля кабины экипажа, и если в этом случае не изменить методологию построения эргатической системы «летчик — вертолет — среда» (ЭС Л-В-С), то возможно снижение безопасности полета, увеличение уровня нервно-эмоционального напряжения (НЭН) и нагрузки на экипаж.

В работах ведущих специалистов в области летного труда отражается тот факт, что при усложнении техники и условий ее применения роль человеческого фактора в системах автоматического управления только увеличивается. Это факт нашел свое подтверждение в летной практике, в частности, при проведении государственных испытаний вертолетов Ка-50 и Ми-28А, решающих типовые задачи на высотах 1025 метров в дневных условиях, и вертолетов Ми-24ПН и Ми-8МТКО, чья задача — решение типовых задач ночью на предельно малых высотах.

Наиболее сложными аспектами процесса автоматизации являются не только технические (возникающие при создании автоматических систем), но и психофизиологические трудности, неизбежно появляющиеся при решении вопросов взаимодействия летчика со средствами автоматизации. Для современных и перспективных вертолетов круглосуточного действия вопрос взаимодействия является одним из самых важных, определяющих эффективность функционирования эргатической системы «летчик — вертолет — среда».

Автоматизация процесса управления означает, что технические системы должны интегрировать разрозненные сигналы и представлять летчику отчасти переработанную информацию, а также выполнять функцию управления вертолетом на тех режимах полета, на которых человек просто не в состоянии работать с заданной точностью. В этом смысле летчик в системе управления вертолетом является не просто отдельной системой, а активным ее звеном, определяющим ее «целеустремленность» и управляющим событиями.

Повышение надежности работы технических звеньев системы чрезвычайно дорого, в то время как летчик помогает повышению общей надежности системы за счет способности предупреждать отказы, заменять отказавшие приборы, парировать возможные опасные последствия их неисправности и т. д.

Однако проблема дублирования остается наиболее критичной и малоисследованной областью проектирования вертолетов. В результате недооценки отмеченных в актах по государственным испытаниям недостатков вертолеты приходят на дальнейшие летные испытания с рядом проблем. Как показали исследования, при пилотировании на предельно малой высоте в условиях низкой освещенности отмечаются:

— полная загруженность внимания летчика процессом управления;

— недостаток времени, переходящий в его дефицит при любых незначительных осложнениях;

Ми-28Н

Кабина вертолета Ми-8МТКО

— повышенная нервно-эмоциональная напряженность, вызванная высокой ответственностью за принятие решения на выполнение управляющего действия;

— сложность сенсомоторной структуры действий;

— повышенная концентрация внимания, связанная непосредственно с управлением и слежением.

Работа полностью автоматизированной системы далеко не идеальна, она не достигает уровня, заданного требованиями безопасности и надежности в ГОСТе В 20570-88, которые включают в себя 37 показателей. В случае отказов автоматики возможна стрессовая реакция летчика, приводящая к запоздалым или неверным решениям, действиям по типу проб и ошибок, импульсивным реакциям, задержке в восприятии важных сигналов. Эффективность системы «человек — вертолет» в таких условиях снижается.