Как работает подвижная платформа авиатренажера?

Как работает подвижная платформа авиатренажера?

Многие видели расположенные под тренажерами цилиндры, объединенные в некое подобие пирамиды. Ног в такой конструкции целых шесть и именуется она “гексапод”, где приставка “гексо-” происходит от древнегреческого слова hex (шесть).

Уже значительно позже древних греков, ученые Гью и Стюарт приложили свои усилия к созданию концепции механической платформы, объединяющей три или шесть ног, имеющей в настоящее время множкство различный применений.

Расскажем подробнее про шесть цилиндров соединенных попарно шарнирными узлами, где три нижних узла жестко крепятся к плоскому основанию, а верхние три объединены единой площадкой.

картинка платформы

Цилиндры имеют различные технические параметры и механическую конструкцию. Общим сходством является возможность менять свою длину между шарнирами.

Различные варианты изменений длин цилиндров позволяют отклонять верхнюю площадку от нейтрального положения, обеспечивая три поступательных и три вращательных направления. Каждое из направлений именуется “степенью свободы” и определяет тип конструкции подвижной платформы. Внимательному читателю понятно, что нижнее основание платформы всегда остается на месте, а верхняя площадка перемещается.

Платформа с шестью ногами названа именем ученых “Платформа Гью-Стюарта” и имеет шесть степеней свободы.

В зависимости от области применения, конструкционно цилиндры подвижной платформы могут быть гидравлическими, пневматическими или электрическими. Платформы различаются размерами, грузоподъемностью, скоростью, точностью и многими другими параметрами, определяемыми областью применения.

Подвижные платформы получили широкое применение в аттракционах и тренажерных комплексах как средство дополненной реальности. Помимо визуальной информации от происходящего, участник получает физические ощущения перегрузок схожие с аналогичными в реальности. Будучи расположенным внутри тренажера, человек ощущает воздействия создаваемые отклонениями верхней площадки платформы и отождествляет их с виртуальной действительностью.

Основой создания иллюзий любого перемещения в тренажерах является инерция пилота относительно кресла самолета, а если иначе, различие сил инерции действующих на участника его средство передвижения. Сразу нужно отметить, что тут имеется некоторое упрощение, используемое для доходчивости изложения. В случае с тренажером самолета, мы рассматриваем три аспекта: “куда движется самолет”, “куда движется тушка пилота”, что при этом делает подвижная платформа.

В результате контролируемого компьютером изменения длины штоков цилиндров, верхняя платформа создает соответствующие ускорения передаваемые на кресло пилота. В большинстве случаев, как и при полете в настоящем самолете, этих перемещений вполне достаточно для относительно правдоподобного ощущения незначительных перегрузок. При этом, никакие наземные технические решения не позволяют передать невесомость продолжительностью более долей секунд. Как правило, используется некоторая обманная технология, позволяющая сделать похожими физические ощущения. Вероятно, что после прорыва в области преодоления гравитации и управления оной, такое станет возможным.

Подвижная платформа создает ускорения ровно во временной промежуток, когда цилиндр изменяет свою длину. Для создания продолжительных эффектов применяется длительное отклонение платформы, принимаемое вестибулярным аппаратом человека за фактическую перегрузку, хотя на самом деле, участник просто не совсем ровно сидит в кресле.

Итак, дорогой любознательный читатель, давайте разберемся как же все устроено на самом деле.

Разбег

Самолет находится в начале полосы, увеличивает тягу двигателей и начинает разгон. Пилоты и пассажиры стремятся остаться на точке старта, но самолет начинает их интенсивно двигать вперед по линии своего разгона. Событие происходит на земле, без перемещения вверх или вниз, поэтому пилотов и пассажиров лишь вдавливает в спинки кресел. Отклоняем кабину назад, оставляя изображение окружающего мира внутри кабины в горизонтальной плоскости.

Взлет

Достигнув скорости отрыва, самолет продолжает увеличивать скорость, при этом отрывается от земли. Платформа добавляет уже наклон фюзеляжа (мы же вверх летим) и совершает движение вверх. Как правило, набор высоты происходит с постоянной вертикальной скоростью, что можно сравнить с движением в лифте. Пассажир чувствует моменты начала и окончания подъема.

Набор высоты

Как правило пилоты и пассажиры не чувствуют незначительные изменения путевой скорости. Известно, что на этапе набора высоты особенно тревожно чувствуют себя аэрофобы, которые прислушиваются к звуку двигателей. Случается, что уменьшение громкости их работы совпадает с незначительной отрицательной перегрузкой, иными словами легкой долей невесомости. Не совсем на ремне повисли, но самолет немного как бы просел. Нужно отметить, что платформа обрабатывает такую ситуацию и вот в чем тут секрет. Набор высоты не всегда происходит равномерно, иногда ступеньками и с шаговым ростом скорости. На рисунке видно, что достигнув установленной высоты и скорости, тяга двигателей убавляется, самолет переходит в горизонтальный полет, а пилот с пассажирами продолжают по инерции лететь вверх. В самолете, как и в тренажере, кресло начинает давить слабее и кажется, что оно проваливается.

Турбулентность, закрылки, шасси, тормоз на земле

Помимо основных этапов полетов важно не забывать о мелочах. Даже на стоянке на земле самолет не остается совершенно недвижим в ветреную погоду. При порывах ветра киль самолета является большим парусом и определяет незначительные колебания фюзеляжа. Движение по аэродрому сопряжено с неровностями поверхности рулежных дорожек и разворотов, торможением и троганием с места. В зависимости от ситуации, это могут быть запрограммированные эффекты или расчетные в реальном времени. Для их реализации используются все шесть степеней свободы платформы.

Зоны турбулентности (воздушные ямы) связаны с изменением подъемной силой крыла и являются вертикальными, знакопеременными перемещениями. В некоторых случаях, возможна незначительная боковая болтанка. Как отмечалось выше, длительные ускорения тут невозможны по техническим причинам.

К отдельным эффектам можно отнести вибрации связанные с использованием воздушных тормозов, выпуску механизации крыла, шасси.

Снижение, пробег, боковой ветер

Снижение, как и взлет, осуществляется ступеньками и содержит в себе все аналогичные движения платформы. При посадке ярко выражены многие эффекты, при этом добавляются два новых: момент касания земли отрабатывается как резкое движение платформы вверх, после чего интенсивный наклон вперед, соответствующий торможению. Довольно часто при пробеге по полосе, пилоты корректируют осевую линию, что выражается в заметных движениях вправо и влево. Наиболее ярко выражен этот эффект в носовой и хвостовой частях самолета.