В данной статье представлена разработанная [1, с.21] схема ЭТК с ФЭС для электроснабжения автономного потребителя (рисунок 1).

Рисунок 1 –  Обобщенная схема с независимым соединением АКБ – ФЭС

В состав схемы входят следующие элементы:

В – блок аккумуляторных батарей;

PV – фотоэлектрические модули;

ДВС – двигатель внутреннего сгорания;

Г – генератор;

1,2,3 – ключи переключения;

DC/DC – конвертор напряжения;

AC/DC – инвертор переменного напряжения в постоянной напряжение;

DC/AC – инвертор постоянного напряжения в переменное напряжение;

Control block – блок контроля и управления.

Кроме того в состав схему входят датчики тока и напряжения, ёмкостной фильтр. Такая схема может использоваться при заведомо известных условиях постоянно активной нагрузки. Для выполнения этого условия необходимо проводить комплексный анализ графиков нагрузки потребителей.

Первичным источником электроэнергии в данной схеме являются фотоэлектрические модули, которые имеют постоянное подключение через ключ и конвертор DC/DC с широким входом, который служит для отбора точки максимальной мощности и для согласования параметров напряжения сети и ФЭМ. Мощность ФЭМ выбирается по средней мощности усредненных суточных графиков нагрузки потребителя.

Блок АКБ имеет соединение с ФЭМ и сетью через конвертор DC/DC. АКБ служит для снабжения потребителей в ночные часы, емкость АКБ рассчитывается исходя из его ночного энергопотребления.

ДГУ служит добавочным и резервирующим источником питания, компенсируют часы максимума.

Принцип работы ЭТК заключается в постоянном питании потребителей от ФЭМ в дневные часы, при этом, задача ФЭМ также заключается в зарядке блока АКБ. Как только приходит сигнал о том, что АКБ заряжена, то система управления отключает АКБ от сети, тем самым вся вырабатываемая электроэнергии на ФЭМ идет на питание потребителей. В случае увеличения тока нагрузки из-за подключения большего числа потребителей, либо из-за изменения погодных условий, ДГУ начинает компенсировать провалы напряжения.

Для данной схемы, в зависимости от места расположения объекта, в систему управления закладывается временной интервал подключения к сети АКБ. В случае разрядки АКБ нагрузку также компенсирует ДГУ.

Первое направление – переход от разработки отдельных тренажеров к созданию «тотальных систем», в которых тренажеры являются лишь ее частью. Цель таких систем – обеспечение успешного усвоения курсантами и летчиками полной программы подготовки до определенного уровня летной квалификации. В этом случае есть полный комплекс учебно-методического оборудования: классы для теоретического обучения, тренажеры различной сложности и различного функционального назначения, а также учебно-тренировочные самолеты и вертолеты. Предприятие-подрядчик не только строит и эксплуатирует систему учебно-тренажерного оборудования, но и обеспечивает заказчика преподавателями и инструкторами.

Второе направление предполагает все более широкое применение совершенных тренажеров, позволяющих отрабатывать выполнение всех этапов и режимов полета. Для реализации положительных сторон этой тенденции решаются две проблемы: с целью  достижения высокой точности моделирования создается полный пакет достоверной информации в удобной для моделирования форме и обеспечивается пополнение его вновь поступающей информацией  в течение нескольких первых дней после появления.

Третье направление характеризуется повышенным вниманием к стандартизации и модульности исполнения тренажеров, к созданию сетей, связывающих отдельные тренажеры и другие технические обучающие средства между собой с целью комплексного, взаимосвязанного и взаимообусловленного использования. В технических требованиях учитываются особенности архитектуры и интерфейса вычислительной системы с тем, чтобы можно было свести воедино модули тренажера; предусматривается возможность изготовления отдельных модулей тренажера на различных предприятиях, а затем эти части сопрягать в единой структуре тренажера. Такая концепция построения и использования тренажеров позволяет сократить сроки проектирования, облегчает работы по формированию больших сетей из множества взаимосвязанных тренажеров.

Четвертое направление – повышение внимания к формированию баз данных. Использование в тренажерах неполных и недостаточно достоверных баз данных приводят к низкому качеству тренировок, неоправданно высокой сложности и дороговизне тренажеров и большой стоимости их жизненного цикла.

В последнее время делается упор не на оттачивание индивидуального мастерства пилотов, а на подготовку экипажа в целом, а также на обучение экипажей с линейной ориентацией. Кратко этот метод можно охарактеризовать как программу летного обучения в линейной (рейсовой) обстановке, предусматривающей участие всего экипажа в решении полетных ситуаций, ведущих к авиационным происшествиям, с основным упором на мобилизацию человеческих ресурсов. Конечная цель метода состоит в недопущении ошибок, связанных с человеческим фактором, путем эффективного контролирования ресурсов. При этом предусматривается обеспечение  выявления и исправления ошибок в случае их совершения, в результате чего уменьшается вероятность угрозы безопасности полета в целом.

В системе летной подготовки большое значение уделяется и роли инструкторов. Существуют  методы, которые могут способствовать повышению летного мастерства путем усиления роли инструктора (трансакциональный анализ). Широко внедряются методы автоматизированного и адаптивного обучения на базе отработанных учебных программ.

Анализ номенклатуры тренажеров показывает, что тренажерный парк планомерно модернизируется в соответствии с созданием новых функциональных модулей и, в первую очередь, с вычислительными системами, имитаторами визуальной обстановки и имитаторами акселерационной обстановки.  Возможность указанной модернизации обусловлена модульностью конструкции и программно-математического обеспечения, позволяющей избежать большей части затрат на разработку и модернизацию тренажеров. Конечной целью использования модульного подхода являются сокращение затрат на разработку, повышение надежности и гибкости, т.е. в конечном счете, соображения экономического плана.

Тренажеры могут поставляться в различной комплектации: с подвижной кабиной или стационарной, с имитатором  визуальной обстановки или без него. Основными частями такого тренажера являются: кабина экипажа, вычислительная система и рабочее место инструктора с электронным терминалом, обеспечивающим управление процессом обучения и контроль над ним. Большим достоинством описанной концепции является возможность изготавливать на различных предприятиях такие макромодули, как динамическая платформа, система визуализации, составные части вычислительной системы. Комплексирование же из них конкретной конфигурации тренажера может осуществляться на предприятии – поставщике изделия в целом. Наибольшая потенциальная опасность при реализации модульного подхода заключается в желании выбрать узкоспециализированный подход, который определяет некую архитектуру ЭВМ, жестко устанавливает структуру интерфейса, диктует использование специального языка программирования или нацеливает на решение других узких вопросов. Кроме того, если модули выделены и стандартизированы неправильно, способность промышленности внедрять технические новинки будет снижена.

Длительное время на выбор структуры тренажера доминирующее влияние оказывала архитектура управляющей цифровой вычислительной системы и ее вычислительная мощность, в связи с чем распределение этой мощности между потребителями  находилось в противоречии с основными критериями технического уровня тренажеров, такими как обучающие качества, надежность, сроки разработки и освоение тренажеров в серии, уровень унификации и возможность модернизации. Дефицит вычислительных мощностей приводил к тому, что каждый потребитель завышал свою потребность, что приводило к увеличению количества вычислительных комплексов в системе со всеми вытекающими отрицательными последствиями. Для решения этой проблемы была внедрена распределенная вычислительная системы на базе функциональных микропроцессоров при параллельной их работе и применении рефлективной памяти: вопрос о распределении мощностей сам собой отпадает; возможно простое наращивания количества микропроцессоров по потребности. Основными преимуществами модульного исполнения тренажеров являются гибкость применения, возможность независимой разработки и простота модернизации. Модульный подход не предполагает обязательной стандартизации аппаратного обеспечения – главным является стандартизация интерфейсов функциональных модулей.

Каждый функциональный модуль (МФ) представляет собой конструктивно-законченное изделие, реализующее определенную функцию тренажера – обучение пилотов, бортинженеров, операторов. Другого рода модули – модули полетной информации (МПИ), к которым относятся такие устройства как имитатор визуальной обстановки, имитатор акселерационных эффектов движения, имитатор системы управления, имитатор акустических шумов в кабине  экипажа, рабочее место инструктора (РМИ). Интерфейс должен позволять легко объединять любое число модулей в комплексный или специализированный тренажер или тренажер с ограниченным числом модулей полетной информации, например, без имитатора визуальной обстановки (пилотажный тренажер для отработки слепого полета) или без имитатора акселерационных эффектов (штурманский тренажер или тренажер бортинженера). Стандартизованный интерфейс, программное и аппаратное обеспечение, устройства управления и отображения информации входят в состав функциональных модулей и модулей полетной информации.  Физический уровень функциональных модулей должен обеспечивать такие условия, при которых изменения на одном уровне не влекут за собой изменения на другом. Модульный подход требует дополнительной обработки данных для приведения их в совместимую форму. Но это стоит того, ибо присущая модульному принципу гибкость компенсирует эти дополнительные затраты на обработку данных и перепрограммирование. Выбор физической связи модулей между собой является основой всего модульного подхода. Эти связи должны быть унифицированными, долгосрочными, гибкими и совершенствуемыми. При правильной структуре модулей должны быть стандартизованы только устройства сопряжения, а внутри модулей должна быть полная свобода совершенствования. Внедрение модульности требует четкой координации работ по определению функций модулей и интерфейса, а также осуществлению их проверки и сертификации. Например, типичный тренажер кабинных процедур состоит из 4 модулей: кабины экипажа, рабочего места инструктора, упрощенных модулей аэродинамики полета и силовой установки. В более сложный тренажер, кроме кабины экипажа и рабочего места инструктора, должны входить полные модули аэродинамики и силовой установки, модули системы визуализации, акселерационных эффектов, самолетных и атмосферных шумов. Для оператора бортовых систем обычно создается специализированный тренажер на базе модуля кабины и  имитаторов бортовых систем, дополненный упрощенными модулями аэродинамики и силовой установки, а также модулем специализированного рабочего места инструктора. Естественно, в составе комплексного тренажера будут все модули, которые входят в специализированные тренажёры. При этом упрощенные модули аэродинамики и силовой установки заменятся  полными модулями. Отдельный функциональный модуль тренажера при этом можно разрабатывать как законченное изделие, представляющее собой основу специализированного тренажера (летчика, бортинженера, штурмана, оператора). Одновременно предусматривается возможность применения этого модуля в составе комплексного тренажера.

Для объединения тренажерных модулей в комплексный тренажер необходимо определить функциональные связи, т.е. состав и структуру массивов информации, которыми должны обмениваться между собой тренажерные модули. Устройства сопряжения должны быть стандартизированы.

Функциональные модули, а также  такие модули полетной информации,  как имитатор системы управления, имитатор динамики полета, имитатор акселерационных воздействий и имитатор визуальной обстановки целесообразно реализовывать в одном вычислительном комплексе. Связи между модулями ИДП, ИСУ, ИНО, РМИ, СВД должны сохраняться как унифицированные для всех типов тренажеров. Количество вычислительных комплексов, используемых в каждом модуле, не должно менять структуру связей с другими модулями. Если резерва в данном устройстве коммутации (УК) больше нет, то вводимые дополнительно вычислительные комплексы должны связываться с основным вычислителем модуля с помощью автономных средств (например, с помощью дополнительного внутримодульного устройства коммутации). Однако следует помнить, что нормальное функционирование тренажера (информационная и динамическая адекватность модели) может достигаться только при условии правильного формирования полетной информации, необходимой для получения полноценных профессиональных навыков. Это условие может быть выполнено при учете психофизиологии летного труда при создании функциональных модулей, формирующих полетную информацию.