Инновационные разработки способствуют повышению качества обучения летного состава.

За короткий по историческим меркам срок в России кардинально поменялось положение дел как с практической подготовкой летного и инженерно-технического состава, так и с обеспечением безопасности полетов. По заказу Минобороны предприятия оборонно-промышленного комплекса создали для вертолетчиков учебно-технические комплексы (УТК) нового поколения.

По ступеням безопасности

Анализ мировой статистики авиационных происшествий показывает, что около 80 процентов катастроф обусловлено человеческим фактором. Именно ошибочные действия экипажа приводят к трагическому финалу, порой даже без технического отказа или сбоя в работе какой-либо системы. Порой к катастрофе приводят даже усложнившиеся условия полета из-за ухудшения погоды в сочетании с неподготовленностью летного состава.

Справедливости ради надо отметить, что в статистике авиационных происшествий речь идет не только о фатальных ошибках в воздухе, но и об ошибочных действиях специалистов инженерно-авиационной службы, технического обеспечения при подготовке техники к вылету и ряде других организационных моментах.

Поэтому у нас в стране и за рубежом большое внимание уделяется решению вопроса обеспечения безопасности полетов. В прошлом веке на первом месте стояла необходимость решения задачи по исправности летательных аппаратов. Мировым сообществом были выработаны нормы летной годности, которые устанавливают уровень безопасности полетов. В соответствии с ними сертифицируется авиационная техника.

Своего рода следующей ступенью в данном вопросе стало создание авиастроительными компаниями сертифицированных авиационных учебных центров. В них выполняется теоретическая и практическая переподготовка летного и инженерно-технического состава гражданских авиаперевозчиков.

Имеющиеся программы подготовки и обучения летно-технического состава позволяют эксплуатантам закупаемой техники получить непосредственно от производителя комплекс услуг - теоретическую и практическую подготовку. Материально-техническая база таких учебных центров включает оборудованные учебные классы, стенды, наглядные пособия.

Дальнейшее продвижение по пути обеспечения безопасности полетов мировое сообщество связало с развитием и совершенствованием тренажерной базы, которая в конце прошлого века находилась, образно говоря, в эмбриональном состоянии.

Наша страна сделала большой вклад в развитие тренажеростроения. По большому счету отправной точкой в создании современных тренажеров считаются исследования динамики полетов самолетов Су-27 и МиГ-29, начавшиеся в 1970-х годах в Центральном аэрогидродинамическом институте имени профессора Н.Е. Жуковского (ЦАГИ).

Вычислительные системы тогда представляли собой огромные аналоговые машины, которые занимали залы служебных помещений, размещаемые на общей площади в несколько сотен квадратных метров. Затем в результате стремительного развития компьютерной техники и ее минимизации стало возможным создавать авиационные стенды, так скажем, узконаправленного действия, на которых отрабатывали элементы полета летчики-испытатели конструкторских бюро и заводов-производителей.

С одной стороны, на стендах решались задачи моделирования критических режимов полета, а оборотной стороной этой "медали" были медицинские исследования. Летчиков сначала "качали" по курсу, крену, тангажу, давали боковое смещение. Затем авиаторам задавали задачи, чтобы понять, как соображает голова после таких испытаний.

В те годы отечественные разработчики вышли на острие научно-технического прогресса и по сей день сохраняют свое лидерство. Об этом, в частности, свидетельствуют совместные с англичанами на стендах исследования влияния турбулентности на прицеливание. Параллельно с этим был реализован китайский заказ о создании подвижных пилотажных стендов.

Помимо этого, у нас в стране и за рубежом в ходе различных конгрессно-выставочных мероприятий обсуждались ключевые аспекты авиационного тренажеростроения.

Особая тема - обсуждение различных аспектов современных тренажерных технологий, перспективы их развития с учетом научно-технического прогресса.

Много внимания уделялось анализу путей развития международных и отечественных норм, стандартов, обсуждению процедур сертификации тренажеров и их продвижению на мировой рынок, новым взаимовыгодным формам международной кооперации.

Все это в итоге подвигло мировых специалистов на разработку единого мирового стандарта в области тренажеростроения. По оценкам экспертов, разработка стандарта ICAO 9625 по авиационным тренажерам была ориентирована на перенос центра тяжести в подготовке летного состава с реального воздушного судна на тренажер.

При этом на международных конференциях неоднократно высказывались слова благодарности в адрес ЦАГИ за участие в создании международной нормативной базы по авиационным тренажерам и большой вклад в разработку ICAO 9625.

Зарубежные производители тренажерной техники, в частности компании CAE и Thales, изначально проявили большой интерес к мероприятиям такой тематики. Однако надо отметить, что большинство западных концернов и компаний рассматривали Россию как рыночную нишу для продвижения своего товара. Российским партнерам они отводили роль исполнителя "крупногабаритной отверточной сборки" и обслуживающего персонала. Западные фирмы не изъявляли желания принимать участие в проектах, которые в той или иной степени могли бы привести к созданию конкурентоспособного партнера.

По оценкам экспертов, российским компаниям де-факто негласно предлагалось выбрать, на чьей стороне они будут участвовать в конкурентной борьбе и какому западному производителю приносить прибыль. Все это подавалось в красивых обертках о полноценной интеграции России в мировой рынок производителей современных тренажерных систем.

Как ни парадоксально, но крест на реализации этих планов поставили санкции западноевропейских государств. К тому же у российских специалистов еще в начале века имелся свой взгляд на перспективы отечественного тренажеростроения.

Например, в 1989 году был создан Центр научно-технических услуг (ЦНТУ) "Динамика". Забегая вперед, стоит отметить, что компания в интересах Минобороны выполнила ряд знаковых контрактов. С другой стороны, именно военное ведомство стало локомотивом и своего рода основным финансистом нового сегмента в отечественной промышленности. Центр стал головным исполнителем специфических госзаказов, а сформированная под его управлением кооперация своевременно осуществляет полный технологический цикл разработки, производства и послепродажного обслуживания авиационных тренажеров всех уровней сложности для любых типов современных самолетов и вертолетов.

Авиационный тренажер - техническое средство для освоения летным составом в наземных условиях образцов авиационной техники, повышения квалификации, исследований, подготовки к полетам и тренировки.

Специалисты условно делят авиационные тренажеры на несколько групп. Основными считаются процедурные и комплексные.

Процедурные тренажеры появились еще на заре авиации и представляли собой обычный летательный аппарат, в большинстве случаев не допущенный к выполнению полетов на нем. В настоящее время процедурные тренажеры - это полноценные макеты кабин летательных аппаратов с имитаторами кресел членов экипажа и органов управления.

Их назначение - ознакомление обучаемых экипажей с информационно-управляющим полем воздушного судна, а также обеспечение формирования и отработки первоначальных навыков навигации, эксплуатации систем и оборудования летательного аппарата в соответствии с его назначением.

Такие тренажеры позволяют проводить как индивидуальную подготовку каждого члена экипажа по его функциональным обязанностям, так и подготовку в составе экипажа.

Группа комплексных тренажеров предназначена для подготовки экипажа в полном объеме функциональных обязанностей его членов по летной эксплуатации воздушного судна по предназначению, связанных с пилотированием, навигацией и боевым применением.

Необходимо пояснить, что, как показывает практика, экипаж довольно часто неправильно оценивает ситуацию, недостаточно быстро реагирует на ее нештатное развитие. Проблема обусловлена тем, что необходимо воспринять, переработать большой объем информации и в кратчайшее время принять правильное решение.

Эксперты отмечают, что получение на тренажере навыков, необходимых в полете, возможно только в том случае, если развитие особой ситуации на тренажере моделируется правильно. Только тогда отработанные навыки помогут экипажу правильно действовать в полете. В противном случае эти знания будут вредны.

Наиболее важными составными частями тренажера, обеспечивающими приобретение правильных навыков пилотирования, служат математическая модель движения летательного аппарата и система визуализации. В техническом плане именно эти два элемента в совокупности обеспечивают адекватное отражение движения летательного аппарата. Чем адекватнее модель по отношению к реальному объекту, а визуализация наиболее правдоподобна, тем эффективнее тренировки.

Вехи вертолетного тренажеростроения

В начале 2000-х годов наиболее полно позицию Минобороны и положение дел с авиатренажерами обозначил журналистам генерал-полковник Анатолий Ноговицын, находясь в должности заместителя главнокомандующего ВВС России:

- Тренажеры, находящиеся сейчас в ВВС, выработали свой ресурс, они позволяют отрабатывать не более 15-20 процентов необходимых задач обучения, не говоря уже об отработке навыков действий в чрезвычайных ситуациях, - отметил он. - Назрела необходимость создания в ВВС учебно-тренировочных центров (УТЦ), которые на первом этапе можно было бы развернуть на базе существующих тренажерных комплексов в Военно-воздушной академии имени Ю.А. Гагарина, двух центров обучения и переучивания летного состава ВВС и армейской авиации.

Проведенные в ВВС исследования показали, что создание таких УТЦ позволит существенно повысить качество наземной подготовки всего личного состава, количество тренинга выполняемых задач курса боевой подготовки, а также значительно снизить расходы на проведение боевой подготовки ВВС.
- В перспективе мы настаиваем, что новые образцы боевой техники должны поступать на вооружение в комплексе с необходимой учебно-материальной базой, в том числе и тренажерной, которая должна финансироваться не по остаточному, а по опережающему принципу, - отметил тогда Анатолий Ноговицын.

Если наработки конца прошлого века по тренажерной тематике самолетов обеспечили российским разработчикам-производителям прочные позиции на мировом рынке, то с вертолетными тренажерами научно-практическая база, мягко говоря, находилась на почти нулевом уровне.

С начала 2000-х годов специалисты ЦНТУ "Динамика" начали активные работы по вертолетным тренажерам. В кратчайшие сроки были решены практически все основные технологические проблемы по этой тематике. Были разработаны адекватные модели динамики полета наиболее массовых семейств вертолетов и освоены процедуры их верификации. К числу успешных решений эксперты относят разработанные отечественные технологии производства проекционно-экранных систем визуализации с широкими полями обзора и высоким уровнем детализации подстилающей поверхности, созданные программные средства визуализации внекабинной обстановки для режимов ночного видения. Именно эти технологические достижения позволили успешно реализовать целый ряд крупных проектов по производству тренажеров для экипажей вертолетов Минобороны.
В 2007 году по итогам государственных испытаний тренажер ПТ-24П был признан победителем в тендере Минобороны на поставку для ВВС комплексного тренажера экипажа вертолета Ми-24П. Вскоре военное ведомство объявило о намерении закупить партию тренажеров для СВВАУЛ, Центра подготовки и переучивания летного состава армейской авиации в Торжке, а также ряда вертолетных частей.

ПТ-24П обеспечивает обучение, тренировку и оценку уровня подготовки экипажа по выполнению полного спектра пилотажных задач днем и ночью, в том числе и боевых задач днем с использованием штатных систем бортового вооружения. Главная особенность новинки состоит в том, что обе кабины скомпонованы так же, как на реальном вертолете, что позволяет экипажу отрабатывать применение авиационных средств поражения в полном объеме и в реальном интерьере кабин.

Тренажер позволяет отрабатывать около 90 процентов задач обучения экипажа. Его система визуализации на основе трехмерной геодезической базы обеспечивает максимально реалистичное изображение поверхности, а программа управления позволяет с высокой точностью воспроизводить практически все элементы полета на Ми-24П.

После этого начались работы по совершенствованию технических средств обучения (ТСО) и созданию учебно-тренировочных комплексов (УТК) нового поколения.

В период с 2010 по 2018 год в ЦНТУ "Динамика" по контракту с Минобороны был создан целый ряд УТК, в состав которых входили комплексные тренажеры на неподвижном основании.

Следующим шагом стало создание вертолетных тренажеров высшей категории сложности на динамической платформе. Впервые они появились в составе УТК в 2018 году. Первой ласточкой стал комплекс для подготовки на вертолете Ка-27М.

По мнению экспертов, это обусловлено тем, что из-за аэродинамических особенностей соосных вертолетов моделирование их динамического движения имеет более простой функционал.

Тренажер, оснащенный системой подвижности, позволяет экипажу не только получить практически полный комплекс акселерационных ощущений, присущих реальному полету, но и отработать целый ряд специфических задач обучения. Прежде всего это выработка и совершенствование навыков техники пилотирования на режиме висения и при перемещениях у земли и над водной поверхностью. Не менее важна и отработка действий в условиях, требующих точного маневрирования, в том числе выполнение безопасной посадки на палубу авианесущего корабля в условиях качки. Кроме того, тренажер на подвижном основании отличает более реалистичное воспроизведение управления в таких нештатных ситуациях, как отказы двигателей и бортовых систем, полет в условиях турбулентности, отказы системы управления.

Государственные испытания, в ходе которых проверялись все характеристики УТК-Ка-27М на соответствие требованиям технического задания, проводились опытнейшими летчиками, штурманами и инженерами ГЛИЦ Минобороны имени В.П. Чкалова.

Осенью 2018 года решением управления авиационной техники и вооружения Департамента Минобороны по обеспечению ГОЗ утверждены акты межведомственной комиссии по рассмотрению рабочей конструкторской документации опытных образцов, разработанных в рамках ОКР "Подвижность-ВМФ", с присвоением РКД литеры "О1" для организации серийного производства УТК.

Параллельно с этим шли работы и по другим аналогичным проектам. В итоге в рамках ОКР, начало которой относится к 2015 году, сконструированы 30 опытных образцов авиационных ТСО различного уровня сложности, некоторые из которых создавались в России впервые. В частности, впервые были созданы опытные образцы УТК с тренажерами высшей категории сложности на динамической платформе для подготовки на вертолеты Ансат-У, Ка-226В, Ми-8АМТШ, Ми-8МТВ-5-1, Ми-26 и Ми-28Н.

При разработке ключевых компонентов ТСО использовались перспективные технические решения и технологии, позволившие существенно повысить их обучающий потенциал. В первую очередь это высокоадекватные верифицированные математические модели движения вертолета; электромеханические системы подвижности нового поколения, относящиеся на сегодняшний день к наилучшим решениям в своем классе; системы визуализации с высоким качеством изображения; технологии виртуальной реальности, эффективные силовые конструкции, практически целиком выполненные из композиционных материалов.

В состав опытных образцов УТК вертолетов Ми-28Н, Ми-8АМТШ и Ми-8МТВ-5-1 входят комплексный тренажер с системой подвижности, тренажер авиационного наводчика, комплекс моделирования тактической обстановки и автоматизированные обучающие системы (АОС) для теоретической подготовки летного и инженерно-технического состава. В составе опытных образцов УТК вертолетов Ми-26, Ка-226В и Ансат-У - комплексный тренажер с системой подвижности и АОС для теоретической подготовки. Тренажер экипажа вертолета Ми-26 имеет важную дополнительную опцию - возможность отработки навыков действий при работе с грузом на внешней подвеске.

Все разработанные продукты могут функционировать как в составе учебно-тренировочных комплексов, так и автономно, в качестве самостоятельных ТСО.

Участники кооперации отмечают, что полученные результаты, помимо всего прочего, - это итог совместной работы со специалистами ВКС, Департамента по обеспечению гособоронзаказа, ГЛИЦ и других структур Минобороны.

Возможность отработки навыков действий экипажа днем и ночью, в простых и сложных метеоусловиях, отработки действий в особых случаях полета обеспечивает уникальные методические возможности тренажера, что делает его важным средством подготовки летчиков с целью повышения безопасности полетов и эффективности применения вертолета.

По данным ЦНИИ ВВС Минобороны, реализация в рамках ОКР всего комплекса перспективных технологий построения авиационных тренажеров позволила повысить уровень их учебного потенциала по отношению к существующим современным аналогам не менее чем на 55 процентов. Значение показателя учебного потенциала тренажеров (относительный уровень освоения задач боевой подготовки) на всей совокупности осваиваемых типовых задач может достигнуть значений, которые обеспечивают прирост уровня натренированности летных экипажей, эквивалентный увеличению реального налета на вертолете дополнительно на 70 процентов.

В результате военное ведомство впервые получит новейшее обучающее оборудование для эффективной подготовки личного состава армейской авиации по широкому кругу задач....