براي مصارف مختلف و متنوع مهندسي شامل طراحي، توصيف عملکرد سيستم ها، محدوديت هاي عملياتي، آناليز ايمني، برنامه ريزي براي آزمايش هاي پروازي و پيش بيني نتايج تست پرواز مورد استفاده قرار مي گيرند. در اين نوع شبيه سازها دو زمان در انجام محاسبات و عملکرد سيستم وجود دارد يکي زمان حقيقي و ديگري زمان واقعي، زمان حقيقي ممکن است از زمان واقعي کمتر و يا بيشتر باشد که اين زمان ها اهميت چنداني در اين گونه شبيه ساز ها ندارند. مثلاً در شبيه ساز تحليلي مدل آيروديناميک هواپيما مي توان از مدلي استفاده كرد که ضرايب ديناميکي هواپيما در ارتفاعات و سرعت هاي مختلف را با دقت بسيار زيادي محاسبه نمايد و اصولاً اين يکي از مزاياي شبيه ساز در اين نوع مي باشد که به زمان وابسته نبوده و مستقل از آن است و همين امر کيفيت بسيار بالايي به اين گونه شبيه ساز ها مي بخشد. در فرايند ساخت اين گونه شبيه ساز از شيوه هاي طراحي با رايانه به منظور کمک به ارزيابي ساختارها و هم چنين از شبکه هاي بسيار ريز براي محاسبه آناليز ديناميک سيال بال هواپيما يا ويژگيهاي اصلي موتور بهره گيري شده است. اصلي ترين دليل اينکه شبيه سازها در زمان حقيقي مورد محاسبه طراح درست کار نمي کنند آن است که شبيه سازها همگي از پيچيدگي مدل همراه با طبيعت متمرکز آناليز برخوردار مي باشند در طراحي، سازندگان ممکن است از تعدادي از اين نوع شبيه سازها براي ظاهر كردن خصوصيات اصلي يک شبيه ساز ديگر استفاده نمايندو مهندسان نيز در طراحي خود با به کارگيري تعداد زيادي شبيه ساز به خصوصيات مختلفي از سيستم برسند ودر اين طراحي خود را پيش از ساخت بهينه کرده و يا طراحي قديمي را ارتقاء بخشند.
ب_ شبيه سازي مهندسي هم زمان18
اين نوع شبيه سازي به عنوان اصلي ترين تست آيروديناميکي پرواز مورد استفاده قرار مي گيرد و اکثر کارخانه هاي هواپيما سازي محصولات پرنده خود را با اين شيوه مورد آزمايش قرار داده و از حيث زمان و هزينه بيشترين سود را براي تيم تست دارد و نيز قابل استفاده براي هر نوع کارکرد حياتي سيستم ها در تست هاي پروازي مي باشد. قرار گرفتن تمامي خصوصيات و پارامترها در اين نوع شبيه ساز آن را بسيار گران ساخته است و نيازمند نظريه فني و استادانه مي باشد. فاکتورهايي که در اين نوع شبيه ساز بايستي مد نظر قرار گيرند عبارتند از: زمان اجرا، پيچيدگي مدل، پارامترهاي مورد نظر در کابين خلبان ( خصوصيات اصلي کابين )، متحرک يا ثابت بودن شبيه ساز، درجات آزادي و امکانات شبيه ساز بصري .
اين شبيه ساز داراي سه بخش بوده که شامل حس فيزيکي، ديدن و پردازش اطلاعات مي باشند. حس فيزيکي مربوط به خلبان ها مي باشد، وحس ديدن مربوط به مشاهده و ديدن اطلاعات مي باشد که از طريق نشان دهنده ها و يا بيرون از کابين در اختيار خلبان قرار مي گيرد و پردازش که اصلي ترين بخش نيز مي باشد ارزش مدل به کا رفته شده را مشخص مي سازد به طوري که در شبيه سازي که داراي هواپيما، محيط و حس ديدن باشد شاهد يک فناوري نمونه و بسيار سودمند هستيم. البته بسته به نوع بهره گيري ازشبيه ساز اين مشخصات ممکن است فزوني يا کاهش داشته باشند واين نوع از شبيه سازها براي مصارف ويژه اي به کار گرفته شوند، زيرا وجود سيستم هاي چند گانه در اين نوع شبيه ساز باعث برهم ريختگي حواس خلبان شده و هر چند با مدل واقعي تفاوتي ندارد ولي در آموزش ديده يک پروسه به خصوص پايين آمدن ضريب دقت خلبان شده و عملاً آموزش را با موفقيت به انجام نخواهد رسانيد .
ج- شبيه ساز سخت افزاري در حلقه19
اين نوع شبيه ساز فراتر از شبيه ساز نوع گذشته مي باشد و ويژگي آن اين است که اجزاءحقيقي هواپيما در بدنه اين نوع شبيه ساز به کار گرفته شده است و از مدل رايانه اي استفاده نشده است . مهمترين جزء اين نوع شبيه ساز سيستم کنترلي آن است که به لحاظ قرابتي که با مدل اصلي دارد تأثيرات متقابل آن بر ديگر اجزاء سيستم کاملاً حقيقي و واقعي در نظر گرفته مي شود. کارايي ويژه اين شبيه ساز در آموزش خلبانان طراحي تست هاي پروازي، ارزيابي فلايت کنترل هواپيما و … مي باشد. ناظرين NASAدر هواپيماي F-18 در خصوص زاويه حمله از اين نوع شبيه ساز استفاده بي شماري برده اند. در صورتي که قبل از اين از شبيه سازهاي حالات مختلف و مخلوطي از شبيه سازها استفاده مي گرديد. در اين شبيه ساز همانند چيزي که ما در هواپيما شاهد آن هستيم يک سري فعال کننده مدل هاي آنالوگي حرکت هواپيما را مدل سازي مي کنند که همين مهم باعث افزايش کارايي سيستم و نزديک تر شدن آن به حالت حقيقي مي گردد .
پيچيده ترين بخش ساخت اين شبيه ساز هماهنگي است که بايد بين بخش سخت افزاري و نرم افزاري آن برقرارگردد که بدين منظور در آن از ماژول هاي مختلف آنالوگ به ديجيتال A/D بهره گيري فراواني به عمل آمده است. سرعت عملکردي که در اين سيستم براي رسيدن به زمان حقيقي مطرح مي باشد يکي از مهمترين بخش هاي طراحي مي باشد. اگر سيستمي در هواپيما با يک بسامد 50 هرتز کار مي کند بايستي در شبيه ساز نيز با همين بسامد يا ضريبي از آن کار نمايد تا از ناهماهنگي بين اجزاء مختلف آن جلوگيري گردد. ممکن است طراحان براي رسيدن به يک فرکانس آن را در يک ضريب کسري ضرب نمايند ولي به هر صورت آنچه در خروجي ظاهر مي گردد چيزي است که همگي اجزاء را در يک زمان کاملاً حقيقي به هم نزديک کرده و يک هماهنگي بين آنها به وجود مي آورد. و اين سيستم يک سيستم واقعي است يعني هر آنچه در هواپيما اتفاق مي افتد در اين سيستم نيز اجرا مي گردد .
د – شبيه سازي پرنده آهنين20
اين شبيه ساز مانند پوسته هواپيما کاملاً همانند يک هواپيماي واقعي است. به جاي شاسي و قالب اصلي هواپيما دراين شبيه ساز از يک نوع قالب صلب استفاده مي گردد. وتمامي اجزاء برروي اين قالب نصب مي گردند ولي ترتيب اتصال و نحوه قرارگرفتن همانند هواپيما مي باشد. علت اصلي يک چنين طراحي، بررسي چگونگي عملکرد اجزاء مختلف يک هواپيماي واقعي مي باشد. به همين دليل است در مراحل پاياني ساخت و طراحي يک هواپيما اين نوع شبيه ساز مورد استفاده قرار مي گيرد حتي ممکن است اين نوع شبيه ساز براي قسمت آيروديناميک و يا موتور هواپيما مدل سازي شده باشد. البته استثناء نيز وجود دارد مثلا در شبيه سازي بوئينگ 777، ژنراتورهاي هواپيماي واقعي از موتورهاي غول پيکر آن گرفته شده و به سيمولاتور متصل مي گردد، که به اين علت باعث کامل تر شدن آن و رسيدن به يک مدل کاملا حقيقي مي شود. اين نوع شبيه ساز داراي ارزش به سزائي براي تيم هاي طراحي است گر چه براي قسمت آيروديناميک پروازي داراي محدوديت هايي مي باشد.
ه – شبيه ساز نوع در پرواز21
شبيه ساز نوع بالا گران بوده و براي بررسي ديناميک پرواز مورد استفاده قرار مي گيرد و مزاياي بسيار زيادي نسبت به پرنده آهنين دارد. همه شبيه سازهايي که راجع به آنان بحث شد داراي پايه متصل به زمين هستند. حتي مواردي هم که داراي کيت حرکتي مي باشند پايه هايي براي اتصال به زمين دارند که همين امر باعث کاهش کارايي و دور شدن شبيه ساز از مدل حقيقي آن مي گردد . ليکن در اين شبيه ساز خلبان مي تواند همانند مدل واقعي از زمين کنده شده و به پرواز کاملاً واقعي بپردازد. مهمترين خصوصيت اين شبيه ساز آن است که قادر به ايجاد حس پرواز در خلبان مي باشد وبه خلبان اين باور را انتقال مي دهد که واقعاً در پرواز است و حالا بايد پروسه هاي اصلي پرواز را دنبال کند تا مأموريت اصلي انجام شود. همين امر باعث افزايش کارايي اين نوع شبيه ساز در بررسي کيفيت هاي پروازي نامطلوب يا P.I.O22مي گردد و قادر است به خوبي عکس العمل هاي خلبان را در پرواز نشان دهد. بزرگترين نقص در اين نوع شبيه ساز آن است که در آن نمي توان از رايانه هايي که به طور واقعي پرواز را کنترل مي کنند استفاده برد و هم چنين آيروديناميک هواپيما توسط مدل عرضه مي گردد .سال ها روي اين مسئله کار شده است و در اين خصوص مؤسسه مکانيک سيالات در کشور آلمان تکنو لوژي هاي پيشرفته تست سيستم هاي هواپيما را به راه انداخته که به آن مختصراً 23ATTAمي گويند. اين سيستم اولين ماشين تست پروازي براي مشخص كردن و تعيين اعتبار تکنولوژيهاي مختلف مانند کنترل پرواز، هدايت ناوبري اثرات متقابل انسان و ماشين مي باشد.
2-2-6-4) ويژگيهاي شبيه‌ساز پرواز
شبيه‌ساز يك هواپيما ثابت و با مدل‌هاي رياضي طراحي‌شده و داراي تجهيزات سخت‌افزاري مانند چند رايانه، نمايشگر، نشانگرهاي مختلف، دسته، يوك (فرمان هواپيما)، پدال، تراتل (دسته گاز هواپيما) است. تا هنگامي كه خلبان پشت آن سيستم مي‌نشيند تمام شرايط پرواز واقعي براي او شبيه‌سازي شود. در اين روش ازچند رايانه صنعتي متداول بازار استفاده شده است كه براي هر يك از اين رايانه‌ها وظايف و كارهايي تعريف شده است. مثلاً شبيه‌سازي آلات دقيق به يك رايانه، دريافت و تفسير اطلاعات به صورت ديجيتال به يك رايانه و هم چنين نشان دادن نماي حركت بيروني مانند پستي و بلندي‌ها و موانع نيز به رايانه ديگري داده مي‌شود. تمام اين مدل‌سازي‌ها به يك شبكه مادر متصل مي‌شود. هسته مركزي اين شبيه‌ساز، رايانه اي است كه مي‌تواند معادلات رياضي را حل كند بنابراين مهم‌ترين كار براي طراحي چنين ايده‌اي تهيه مدل رياضي صحيحي است زيرا اگر نقصي در مدل رياضي وجود داشته باشد، رايانه نمي‌تواند آن شبيه‌سازي را به خوبي به انجام برساند. طي براوردي که از ارتش امريکا به دست آمده است آموزش شبيه ساز257 ميليون دلار در هر سال براي ارتش صرفه جويي داشته است که با وجود 131 شبيه ساز به هر کدام 96/1 ميليون دلار اختصاص مي يابد اين امر اهميت شبيه سازها را در کاهش هزينه هاي آموزش پرواز نشان مي دهد با توجه به مطالب بالا نمي توان جايگزيني براي شبيه سازهاي پروازي در آينده پيش بيني كرد و تنها جايگزين آن مي تواند پروازهاي حقيقي باشد که ضمن داشتن ضايعات نيروي انساني و تجهيزاتي، هزينه بالايي نيز در بردارند. شبيه سازها با توجه به انواع آنها هر يک از تکنولوژي کليدي به شرح ذيل برخوردارند:
1-سخت افزاري 2- نرم افزاري 3- مدل سازي 4 – آيروديناميک 5 – ابزار و روش اندازه گيري پارامتر هايي که در شرايط مختلف روي کارايي هواپيما تأثير دارند ( مهمترين مورد 6- واقعيات مجازي 7- معادلات پروازي؛ اين در حالي است که امريکايي ها توانسته اند تا به آن حد به واقعيت مجازي نزديک شوند که شبيه ساز D را بسازند. اين شبيه ساز قادر است در ارزيابي هاي خلبان براي گرفتن مدرک خلباني مانند هواپيما مورد استفاده قرار گيرد. بنابراين پيش بيني مي شود در آينده براي گرفتن مدرک خلباني در تمام هواپيماها از شبيه ساز استفاده گردد. در کشور مانيز با توجه به موقعيت ژئوپلتيکي آن وهم چنين نقشي که در بين کشورهاي اسلامي و منطقه دارد. مي بايستي اين فناوري را تعقيب كرد. و با توجه به شرايط آب و هوايي خاص درجه حرارت بالا و كوهستاني بودن آن باعث مي گردد بعضي از آموزش ها در شرايط ويژه اجرا گردد. (مثلاً تعدادي از بالگردها و هواپيماها در بخش آموزش تابستاني از ساعت 11-15 مشكل دارند. بالگرد 206)
2-2-6-5) فناوري شبيه ساز و كاربردهاي آن در صنعت هوايي
كلمه انگليسي SIMULATORبه فارسي شبيه ساز ترجمه شده است. در صنعت حمل ونقل هواپيمايي سنگين آموزش كاركنان پروازي فقط با استفاده از شبيه سازي همان هواپيما امكان پذير است. کارشناس حمل ونقل هوايي در يادداشت خود كاركردهاي شبيه ساز را تشريح ميكند. شبيه سازهاي پيشرفته امروزي توسط شركتهاي هواپيمايي به كارخانجات سازنده دقيقاً مطابق شكل و قرار گرفتن سوييچها و نشان دهنده ها

دسته بندی : No category

دیدگاهتان را بنویسید