По мере приближения к коммерческой эксплуатации электрических воздушных судов вертикального взлёта и посадки (eVTOL) разработчики всё чаще используют тренажёрам для преодоления проблем, затрагивающих подготовку пилотов, проектирование и разработку летательных аппаратов.
В процессе подготовки пилотов широкое использование тренажёров необходимо для устранения ключевых ограничений eVTOL. Наиболее заметны отсутствие двойного управления для обучения пилотированию и ограничения по дальности полёта, связанные с аккумуляторными батареями, что затрудняет, если не делает невозможным, накопление необходимого для получения квалификации налёта. Эти ограничения были учтены в окончательной версии Специального федерального авиационного регламента (SFAR) FAA для летательных аппаратов с тягой, который позволяет пилотам eVTOL проходить гораздо большую часть обучения на тренажёрах, чем это разрешено в рамках обычных программ подготовки пилотов самолётов или вертолётов.
Помимо подготовки пилотов, разработчики активно используют инженерные тренажёры для моделирования сложных режимов полёта, таких как переход от режима висения с использованием тяги к крейсерскому полёту с использованием крыла, чтобы снизить риски при проектировании воздушных судов до начала производства прототипов и уменьшить вероятность дорогостоящих доработок на более поздних этапах программы.
Тренажёры Joby
Среди стартапов, занимающихся разработкой eVTOL, компания Joby Aviation продвинулась дальше всех в использовании тренажёров для своей программы подготовки пилотов. Модель S4 компании воплощает в себе многие проблемы обучения, для решения которых был разработан SFAR. eVTOL имеет одно место пилота без двойного управления и был разработан для коротких миссий, что затрудняет выполнение длительных тренировочных полётов, даже если бы было место инструктора. Эти характеристики не оставили Joby иного выбора, кроме как в значительной степени полагаться на тренажёры.
«У нас нет двойного управления, поэтому вы не можете проводить обучение в самолёте и не можете перевозить в инструктора, который не проводит обучение, потому что тогда он считается пассажиром, а для перевозки пассажира необходимо иметь соответствующую сертификацию», - сказал главный операционный директор Joby Бонни Сими в интервью Aviation Week Business & Commercial Aviation. «Вот почему необходим тренажёр, и правила фактически требуют, чтобы для соблюдения Part 135 тренажёр был уровня C (полнопилотажный авиационный тренажёр)».
Сими говорит, что Joby с самого начала понимала, что разработка тренажёра станет одним из самых трудоёмких этапов всей программы eVTOL. Компания начала внутреннее планирование в 2020 году, выпустила запрос предложений в 2021 году и в конечном итоге в 2022 году выбрала CAE в качестве своего партнёра. Обе компании совместно разрабатывают тренажёры: CAE предоставляет оборудование – симулятор, подвижные платформы, системы генерации изображений и рабочие места инструкторов, а Joby поставляет модели летательных аппаратов и законы управления полётом.
В январе компания Joby получила первый из двух тренажёров CAE, которые будут установлены в её учебном центре для пилотов в Марине, штат Калифорния. Оба тренажёра основаны на семействе вертолётных тренажёров CAE серии 3000 и оснащены системами визуализации с углами обзора 300 x 130 градусов, использующими высокоточные генераторы изображений CAE Prodigy. Первым был поставлен тренажер 7-го уровня, а следующим станет полнопилотажный тренажер уровня C. По словам Сими, около 90-95% обучения можно пройти на 7-м уровне, но «несколько манёвров» можно выполнить только на уровне C.
Компания добавляет, что тренажёры также могут воспроизводить городскую обстановку, что крайне важно, учитывая проблемы, связанные с турбулентностью, вызванной зданиями, и непредсказуемыми погодными условиями на малых высотах. «Можно имитировать погодные условия, которые очень сложно воспроизвести в реальном мире, за исключением редких случаев», - говорит Сими. «Определённый ветер, дующий вокруг определённого здания под определённым углом – то, чего вы можете не встретить в реальной жизни в течение года, – но мы можем тренироваться снова и снова... Представьте это как цифровой двойник не только самолёта, но и цифровой двойник окружающей среды».
Совместное предприятие Eve
Как и Joby, компания Eve Air Mobility сотрудничает с CAE для разработки тренажёров в рамках совместного предприятия Embraer-CAE Training Services. В начале февраля компания объявила о своей первой покупке полнопилотажного тренажёра уровня C.
В отличие от разработчиков eVTOL, которые уже проводят испытания пилотируемых прототипов, компания Eve всё ещё находится на этапе, когда моделирование играет ключевую роль как в разработке летательных аппаратов, так и в проектировании человеко-машинного интерфейса. Во время недавней экскурсии по основным предприятиям Eve в Сан-Жозе-дус-Кампус и Гавиао-Пейшото (Бразилия) руководители компании неоднократно подчёркивали, что помимо устройств для подготовки пилотов, тренажёры всё шире используются в качестве инженерных инструментов
«Симулятор, который вы видите здесь, полностью программный в контуре управления», - объяснил технический директор Eve Луис Валентини во время экскурсии. «А то, что мы называем «железной птицей», работает по принципу аппаратного обеспечения в контуре управления. Мы используем поэтапный процесс. По мере продвижения мы увеличиваем сложность и зрелость тестирования, чтобы нам не приходилось доходить до стадии прототипа, а затем говорить: «О нет, это не работает. Давайте вернемся к началу».
Руководители Eve подчеркнули, что инженерный тренажёр не предназначен для использования в качестве сертифицированного учебного устройства. Вместо этого он используется для проверки моделей, уточнения законов управления и исследования режимов полёта, таких как переход от режима висения к крейсерскому полёту, которые трудно смоделировать.
В ходе демонстрации тренажёра руководители компании неоднократно подчёркивали важность простоты. Они акцентировали внимание на том, как конструкция кабины и законы управления призваны снизить нагрузку на пилота и избежать ловушек, связанных с недостатком навыков, особенно с учётом того, что Eve стремится привлечь пилотов как с опытом полётов на самолётах, так и на вертолётах. Эта философия отражена в разработанной компанией схеме управления, которая использует единый контроллер для управления всеми осями, не позволяя пилотам выходить за пределы безопасных режимов работы.
Источник: Aviation Week
