Файл: Системы автоматического и директорного управления самолетом..pdf

при работе летчика по авиагоризонту). Это особенно важно, когда летчик действует в условиях дефицита времени.

Характерная зависимость времени выполнения человеком первого действия при обработке информации (переключение тумблеров при загорании определенных сигнальных ламп — ранг сложности задачи соответствует моронической дедукции) от ко­ личества сигналов [9] приведена на рис. 1.4. Верхняя кривая на этом рисунке соответствует времени реакции при наличии допол-

нительного дискретного регулирования по еще одному прибору. Как в первом, так и во втором случаях приведенные зависимости аналитически аппроксимируются выражением

где t — время первого действия;

п— количество сигналов;

а= 0,057;

b — постоянная составляющая. 0,92 — для первого случая. 1,33 — для второго.

Одной из характерных особенностей человека является его способность специально настраиваться на восприятие определен­ ных (аварийных) сигналов, в том числе и маловероятных. Фак­ тор значимости сигнала приводит к увеличению скорости вос­ приятия информации и как следствие этого — к снижению вре­ мени реакции человека (рис. 1.5) на эти сигналы [7].

Дефицит времени является одним из основных факторов, при­ водящих к появлению ошибок летчика.

15

Ошибки, допускаемые летчиком при пилотировании само­ лета, обычно подразделяются на:

—ошибки по времени выполнения действия;

—ошибки самих действий;

—грубые ошибки типа «промаха».

Первой группой ошибок является невыполнение или несвое­ временное выполнение операции, причем полностью невыполнен­ ная операция рассматривается как отказ в системе. Ко второй группе ошибок относится неточность чтения показаний при­ боров, неточность суммирования и т. п. К третьей относятся гру­ бые ошибки, связанные с замещением одних действий другими.

В работе [9] приведен анализ грубых ошибок летчика при инструментальном пилотировании. Наибольшее число ошибок —■

этап приема информации. Более подробный анализ ошибок при­

16

логических условии, участвующих в решении задачи, и фактора

В некоторых ситуациях, когда летчик большую часть времени исключен из контура управления самолетом, например, при авто­

значительно легче справляется с 1временной неопределенностью, чем с альтернативной. Это объясняется тем, что для решения последней требуется оперативное мышление.

Время «переключения» летчика

При полете самолета с управлением отг'С’АУ оеновжая .родь_ летчика сводится к выполнению второй рперйцйй ‘ Процесса I

управления — к контролю за ходом стабилизации заданного ре­ жима полета. Переход к автоматической стабилизации задан­ ного режима полета означает для летчика переход от сенсорно­ моторной к сенсорно-мыслительной деятельности. Внедрение средств автоматизации приводит к дополнительному увеличению количества индикаторов, обеспечивающих летчику возможность контроля как за ходом полета, так и за состоянием средств автоматики. Вследствие необходимости наблюдения за большим числом приборов при автоматическом управлении самолетом деятельность летчика при выполнении второй операции сущест­ венно усложнилась, особенно при возникновении неисправно­ стей в приборном оборудовании. Это обуславливается внезап­ ностью развития таких ситуаций, высокой скоростью изменения параметров движения самолета и, как правило, отсутствием стереотипа действий летчика вследствие малой вероятности воз­ никновения таких ситуаций. Все это способствует повышению психологической напряженности летчика, приводит к увеличе­ нию вероятности выполнения ошибочных действий. В книге [lj отмечается, что отсутствие информации об отказе приборов мо­ жет не просто осложнить работу летчика, но и создать предпо­ сылки к летному происшествию.

Поэтому рассмотрим подробнее деятельность летчика при осуществлении им контроля за ходом автоматической стабили­ зации режима полета самолета в случае отказа САУ. Эту дея­ тельность условно можно разбить на ряд последовательно вы­ полняемых операций:

1)хранение в памяти критериев оценки правильности проте­ кания полета самолета на данном режиме;

2)непрерывное сопоставление текущей информации о проте­ кании полета с критериями оценки (считывание и осмысливание показаний приборов);

3)определение причины, вызвавшей изменение нормального протекания полета самолета, и принятие решения о локализации этой причины;

4)локализация причины, вызвавшей нарушение нормального хода полета (например, отключения САУ);

5)оценка сложившейся ситуации и принятие решения о целе­ направленном вмешательстве в процесс управления самолетом;

6)перемещение рычага управления на основе принятого решения;

7)контроль за результатами перемещения рычага управ­

ления.

Нетрудно заметить, что выполнение 2, 3, 5 и 7-й операций требует оперативного мышления летчика, что связано с сущест­ венными затратами времени, а в данных ситуациях фактор вре­ мени играет важную роль. Следует заметить, что кроме указан­ ных операций летчик, беря управление в свои руки, должен «прочувствовать» самолет, т. е. дать несколько небольших проб­

18

ных движений рулями. Эта операция также вносит определен­ ное запаздывание. Время, необходимое летчику на осуществле­ ние всех перечисленных операций, обозначим через ^пер. Вели­ чина ^пер в основном определяется квалификацией летчика, его темпераментом, состоянием и многими другими факторами. По­ этому она различна не только для разных летчиков, но и для одного и того же летчика в разных условиях.

Практика показала, что величина £ПеР в большой степени

летчик более внимателен и напряжен, чем при полетах на боль­ ших высотах. Поэтому в настоящее время принято на основании статистических данных полагать, что:

^пеР.тш= 2 с для режимов на малых высотах полета; *neP.min = 5 с для режимов на больших высотах полета.

При наличии предупреждающей сигнализации (как световой, так и звуковой) можно снизить время «переключения» летчика с одного режима работы на другой до величины порядка fneP = = 1 с. Однако при проектировании САУ следует использовать

вкачестве расчетных величин ^ПеР = 2-^5 с.

Вслучае, если на каком-либо режиме полета самолета время «переключения» летчика должно быть меньше £nep.min, то на этом режиме необходимо или полностью автоматизировать весь про­ цесс контроля за правильностью хода полета или по крайней мере понизить посредством автоматических устройств ранги сложности выполнения 2, 3, 5 и 7-й операций до рангов дедук­ тивных решений.

Понижение рангов логической сложности 2, 3 и 7-й операций процесса контроля может быть обеспечено введением специаль­ ного комплекса устройств (блоков контроля), измеряющих неко­ торые параметры процесса управления или движения самолета, производящих обработку этих замеров по определенным алго­ ритмам с целью получения показателей правильности хода про­ цесса управления самолетом посредством САУ.

Понижение ранга сложности выполнения 5-й операции может быть достигнуто применением командной (директорной) инфор­ мации для вывода самолета или в исходный режим полета или на какой-либо другой возможный режим.

1.2. УРАВНЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ САМОЛЕТА НА ЗАДАННОЙ ТРАЕКТОРИИ. ОГРАНИЧЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ САМОЛЕТА

Исследование стабилизации самолета на заданной траекто­ рии возможно проводить, используя линейные дифференциаль­ ные уравнения возмущенного движения, полученные варьирова­ нием полных уравнений относительно прямолинейного равномер­

19