Отдельные системы тренажерных комплексов
Имитация изображения внешней визуальной обстановки в оптических средствах визуального наблюдения ТПК «Союз» и МКС.
Важнейшим звеном системы имитации внешней визуальной обстановки всех комплексных и специализированных тренажеров, разработанных и изготовленных специалистами ООО «Авиаком», являются системы и устройства формирования изображения внешней визуальной обстановки в оптических средствах наблюдения, находящихся на борту транспортного пилотируемого корабля (ТПК) «Союз» и международной космической станции (МКС).
Системы воспроизведения внешней визуальной обстановки, как правило, состоят из:
- устройства формирования видимого изображения моделируемой визуальной обстановки (УФИ);
- устройства оптического сопряжения (УОС);
- оптического прибора или средства визуального наблюдения
В качестве УФИ используются современные видеопроекторы и мониторы, которые отображают сформированное системой компьютерной генерации изображений (СКГИ) изображение визуальной обстановки (ВО).
УОС представляет собой оптическую систему, обеспечивающую передачу оптического изображения сопряжения с УФИ в поля зрения оптического средства наблюдения (прибор или иллюминатор).
Оптические приборы наблюдения обычно выполнены в тренажерном исполнении. При этом они полностью сохраняют внешний вид и методику работы штатного средства наблюдения.
В состав комплексных и специализированных тренажеров ТПК «Союз» входят следующие приборы и средства визуального наблюдения:
- Визир специальный космонавта ВСК-4Т (тренажерный вариант) - многоканальный оптический прибор для визуального контроля ручного режима управления кораблем при сближении, стыковке и ориентации корабля по местной вертикали относительно Земли.
Прибор имеет два канала наблюдения изображения. Центральный канал диаметром 135 мм. имеет оптическое увеличение 0,7Х и поле зрения 15 градусов. Он используется при сближении и стыковке корабля.
Периферийный канал состоит из восьми одинаковых и симметрично распределенных вокруг оси оптических систем. Оптическое увеличение каждой системы 0,1х, общее поле зрения 175 градусов. Этот канал служит для выполнения режима ориентации корабля по бегу подстилающей поверхности и ориентации по местной вертикали относительно Земли;
В тренажерах внешняя визуальная обстановка в визире ВСК-4 создается следующим образом. Видеопроектор, являющийся устройством формирования изображения, с помощью оптической системы сопряжения преобразует и проецирует изображение моделируемой визуальной обстановки на входные экраны оптической системы тренажерного варианта визира. Пройдя через оптическую систему визира, это изображение наблюдается космонавтом в полях зрения визира.
- Визир пилота ВП-2 (штатный вариант) - коллимационный прицел с полем зрения 15 градусов. Он предназначен для определения направления на наблюдаемый ориентир относительно координат корабля с целью географической привязки наблюдаемых на Земле объектов и для визуального определения расстояния до объектов, наблюдаемых в космическом пространстве в иллюминаторе корабля;
Изображение внешней визуальной обстановки (изображение Земли и звездного неба) в поле зрения визира ВП-2, установленного на иллюминаторе, создается с помощью зеркального коллиматора.
- Иллюминаторы правый и левый в СА (спускаемом аппарате) и блистер в БО (бытовом отсеке) предназначены для наблюдения внекабинного пространства с целью визуальной оценки пространственного положения корабля.
Изображение ВО в полях зрения иллюминаторов строится с помощью зеркального коллиматора. Поле зрения коллиматора 28х43 градуса.
- Лазерный дальномер ЛДИ-11 (тренажерный вариант), установлен на блистере БО тренажера «Дон-СоюзТМА». Он предназначен для обнаружения МКС на фоне изображения внекабинного пространства и измерения дальности до станции от 200 м до 3200 м.
Оптическая система прибора представляет собой зрительную трубу с увеличением 7Х и полем зрения около 7 градусов.
Внутри корпуса прибора на его оптической оси установлен лазерный излучатель, фотоприемное устройство отраженного от МКС лазерного излучения и электронная система, измеряющая время прохождения этого излучения.
В поле зрения блистера с помощью зеркального коллиматора создается коллимированное изображение. Изображение на входе коллиматора формируется в двух оптических каналах фона и «цели» (канал изображения МКС), лежащих на одной оптической оси. Канал «цели», в свою очередь, имеет устройство формирования видимого глазом изображения МКС и невидимого глазом ИК изображения МКС, которые оптически совмещены. Задача оператора состоит в совмещении перекрестия прицела ЛДИ-11 с видимым изображением МКС и выдачи команды на измерение текущего значения дальности до МКС. При этом ИК-изображение воспринимается фотоприемным устройством с индикаций значения этой дальности до МКС.
На борту МКС кроме иллюминаторов установлены приборы визуального наблюдения ВШТВ (визир широркоугольный с точной вертикалью) и ПВП (панкратический визир переносной) «Пума».
Прибор ВШТВ предназначен для обзора наблюдаемого внекабинного пространства в пределах полусферы. Он служит для визуального контроля ориентации корабля по курсу, крену и тангажу, а также для осуществления визуального поиска и наблюдения наземных ориентиров и звезд до +1.
Прибор ПВП («ПУМА») – оптический панкратический визир переносной предназначен для наблюдения удаленных предметов, определения их углового положения в системе координат МКС с целью выполнения геометрической привязки наблюдаемых на Земле объектов, а также для определения вектора направления на цель в заданной системе координат. Прибор имеет переменное увеличение от 1,5 до 15 крат и поле зрения от 40 до 4 угловых градусов.
Оптические системы имитации изображения в полях зрения этих приборов содержат в качестве УФИ видеопроектор (ВШТВ) и монитор (ПВП). Приборы визуального наблюдения ВШТВ и ПВП выполнены в тренажерном исполнении. Их оптические системы доработаны таким образом, что позволяют, сохраняя выходные оптические характеристики штатных приборов, наблюдать изображение на экране УФИ, находящееся вблизи них.
Прибор ОД-5 является основным оптическим прибором визуального поиска, обнаружения и исследования наземных ориентиров и специальных объектов (целей). Выполнение этих задач достигается за счет возможности дискретного увеличения оптической системы прибора до 160 крат. Этот прибор установлен на борту МКС.
Специализированный имитатор визуальной обстановки предназначенный для выполнения режимов работы космонавта в скафандре во внекабинном пространстве – «Выход - 2»
Система отображения внешней визуальной обстановки этого тренажера состоит из яркостного видеопроектора и экрана размером 3м Х 4м. На экране создается изображение обследуемой наружной поверхности ТПК «Союз», МКС на фоне изображения подстилающей поверхности Земли и звездного неба.