В МАИ придумали улётный тренажер

Сначала меня завели в комнату с полукруглым экраном во всю стену. В центре — тренажёр самолета: садишься в кабину, штурвал на себя — и ты в полёте. Но как только настало время менять крен, ориентироваться в пространстве в поисках взлетно-посадочной полосы, с которой, казалось бы, только что взлетела, меня прошиб холодный пот: а что если я не смогу правильно посадить самолёт? Стыдно ведь уткнуться носом в землю, пусть даже виртуальную. Чтобы привыкнуть к управлению воздушным судном, мне понадобилось совершить три взлёта-посадки, и лишь во время последнего приземления я все-таки села самостоятельно, да и то не на саму полосу, а рядом, на травку...

Что же касается молодых программистов из МАИ, они очень бойко управляются с летными тренажерами, действия доведены до автоматизма.

— Интересно, а когда появился первый тренажёр? — задаю я вопрос декану факультета, профессору Александру Викторовичу ЕФРЕМОВУ.

— Их история берёт истоки еще со времён Первой мировой войны. Представьте кабину с крыльями. Вокруг стояли несколько человек, которые внимательно следили за сидящим в кресле пилотом: как только тот поворачивал рычаг управления влево, все дружно наваливались на макет и наклоняли его влево; когда летчик менял положение штурвала, «самолёт» наклоняли в соответствующую сторону. Таким смешным был первый лётный тренажер. Это потом уже стали появляться автоматические системы, управляющие тренажёром.

Следующая машина, которую мне предложили протестировать, внешне напоминала веселый аттракцион в парке Горького: закрытая кабина, внутри которой визуальную картину взлётного поля и неба создают совмещенные компьютерные мониторы. А ещё специальная гидравлическая система позволяет наклонять самолёт и создавать ощущение ускорения, действующего на лётчика во время полёта.

— Это тренажёр, на котором пилоты отрабатывают ценный навык по дозаправке топливом во время полёта, — поясняет Александр Викторович. — Взлетайте, сейчас все сами поймёте.

Взлетаю, как заправский летчик набираю высоту... Летающий танкер, к шлангу которого я должна пристыковаться специальной штангой, установленной на моем самолёте, чернеет вдали маленькой точкой. Прибавляю газу... Точка все ещё далеко, давлю на педаль скорости почти до отказа.

— Не переусердствуйте, — предупреждает меня Ефремов, — это вам только кажется, что цель далеко, на самом деле вы очень быстро к ней приближаетесь.

Действительно, не успела я дослушать наставника, как танкер уже оказался метрах в ста передо мной, а его шланг с круглой воронкой на конце маячил прямо перед лобовым стеклом. Я, естественно, пролетела мимо, заправка сорвалась... Повторная попытка тоже ни к чему не привела.

— А вот лётчики-снайперы попадают в воронку с первого раза, — добивает меня наставник.

Специальный термин «лётчик-снайпер» появился после войны. Им награждают того, кто достиг высшего мастерства, кто может в полёте рассчитать точность сближения с объектом до миллиметров. Лётчик в процессе дозаправки может потерять несколько килограммов веса. Кстати, сравниться с такими лётчиками могут только члены пилотажных групп, таких как «Витязи» или «Стрижи», которые осуществляют полёт строем.

— Все лётчики тренируются выполнять дозаправку на тренажёрах?

— К сожалению, нет. Существующие в настоящее время системы визуализации не обеспечивают необходимого качества изображения. То, что вы опробовали на себе, кажется совершенством, но даже это цифровое изображение не позволяет лётчику точно оценить расстояние до воронки и скорости ее приближения, ведь оно плоское, а в идеале надо, чтобы было объёмное. Тогда при восприятии будет задействован бинокулярный механизм глаза. Так вот, чтобы лётчик не получал изначально неправильные навыки по дозаправке, тренировки на тренажёрах с проекционной системой визуализации и отменили.

— Получается, что все российские лётчики сейчас учатся дозаправке только в полётах?

— Пока да, но скоро ситуация поменяется. Мы первыми взялись за решение этой проблемы: используя самые современные аппаратные средства и разработав необходимое программное обеспечение, всё-таки создали проект стереоскопической системы визуализации для лётных тренажёров.

Мне показали только часть системы — с виду обычный 3D-кинотеатр, правда, вместо удобного зрительского кресла кресло пилота. Выдали такие же стереоскопические очки, как в кинотеатре. Ощущения были сильные: от надвигающегося заправочного конуса, летящего впереди самолета, мне хотелось отмахнуться, спрятаться.

— Изображение закабинной обстановки, смещаясь влево и вправо с частотой 120 Гц, моделирует картинку за окном так, будто мы видим её в реальности, — поясняет разработчик. — Это позволяет нам оценить точное расстояние до предметов или субъектов. Лётчики чётко чувствуют это расстояние, получают правильный навык и потом в реальном полёте будут уверенно попадать штангой в конус шланга дозаправщика.

Наша новая стереоскопическая система визуализации была впервые в мире представлена зрителям летом 2011 года на МАКСе (Международном авиакосмическом салоне). Дело в том, что наша работа является составной частью большого проекта по созданию тренажёра совместно с корпорацией «МиГ». Посмотреть, как она работает в павильон ОАК (Объединенной авиастроительной корпорации) сбежались все американские лётчики. И вот один из шеф-пилотов военного «Боинга», испытав систему, сказал: «Тренируясь у нас, я получал неправильные навыки и в полёте вынужден был переучиваться. С вашим же тренажером привыкать к работе в реальности не придется, это уже стопроцентное попадание в действительность».

Иностранцы опробовали новый тренажёр с нашей стереоскопической системой визуализации лишь частично. Сегодня идет работа над созданием цилиндрического большого экрана для 3D-изображения, специалисты работают над стыковкой частей изображения.

Кому-то может показаться, что создатели тренажёров только повторяют технологию создателей всевозможных 3D-, 5D- и 7D-кинотеатров. Но это не так.

По словам Александра Ефремова, внешнюю обстановку синтезируют с помощью компьютеров. Это сложнейшая работа, для которой пишется специальный софт — графическая программа, которая помогает выстраивать из элементов любые сцены и проецировать их на экран. Кроме того, отличается и математическая модель самолёта, реализованная на пилотажных стендах и тренажёрах. Такая модель значительно точнее реализует динамику полета самолёта.

— А как ещё можно повысить достоверность ощущения настоящего полёта?

— Для этого тренажёры и пилотажные стенды помимо системы визуализации имеют систему подвижности. Работа таких систем построена на обмане, — рассказывает Александр Викторович. — Пилоту сначала даются начальные ощущения путём быстрого перемещения в какую-нибудь сторону. Затем кабина плавно возвращается в исходное положение. Но зрительный орган и вестибулярный аппарат уже среагировали как надо, они обманулись и «находятся в полете».

Ещё я выяснила, что меня просто пожалели, лишив «удовольствия» испытать настоящую перегрузку. К примеру, военные лётчики во время тренировок надевают специальные костюмы, сильно сжимающие тело, — так имитируют большую перегрузку. По словам разработчиков, с такой наземной техникой лётчикам можно не совершать реальных тренировок — из тренажерного кресла смело отправляться в настоящий полет.

Детище МАИ недавно было продемонстрировано в Объединенных Арабских Эмиратах, где система вызвала большой интерес, но ещё приятней осознавать то, что первый тренажёр нового поколения появится именно у наших военных лётчиков: институт уже создаёт его совместно с корпорацией «МиГ» для самолёта корабельного базирования «МиГ-29К».