авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 | 4 |

Разработка теоретических основ и прикладных методов подготовки летного состава к эксплуатации воздушных судов нового поколения

-- [ Страница 2 ] --

Рис.3. Кривая обученности при освоении пилотами нового типа самолета

В соответствии с ТТО каждой структуре-стратегии соответствует характеристическая кривая, определяющая ее эффективность и универсальность (рис. 4). Согласно правилу инвариантности интегральной эффективности структур–стратегий при обеспечении постоянства основных характеристик учебного процесса интегральная эффективность специалиста при всех возможных структурах-стратегиях постоянна:

, (1)

где:

Qi – эффективность i-й стратегии;

Fj - j-й фактор процесса обучения;

Fji min и Fji max – минимальное и максимальное значение j-го фактора для i-й стратегии, разность которых определяет универсальность i-й стратегии по фактору Fj.

Так как данное правило справедливо при сохранении постоянных средств и методов обучения, то в качестве оценки эффективности и универсальности новых методов и средств обучения может быть использована величина интегральной эффективности.

Рис. 4. Характеристические кривые трех стратегий Sa, Sb, Sc

с различной эффективностью Qi и универсальностью по фактору F

В соответствии с законом трансформации переход или трансформация одной структуры-стратегии в другую может происходить только через общее для обеих структур состояние системы, отображаемое пересечением их характеристических кривых и называемое трансформационной точкой. Она определяет критическое состояние системы, при котором принимается решение о выборе пути дальнейшего развития системы. Благодаря этому появляется возможность проектирования обучения как процесса последовательного освоения взаимосвязанных структур–стратегий.

В настоящее время подготовка ЛС во многом нацелена на освоение конкретных алгоритмов решения определенных задач. Такой путь обучения – от частного к общему, когда в процессе обучения первоначально осваиваются узкоспециализированные стратегии, а в дальнейшем осуществляется переход к общим универсальным стратегиям, можно отнести к программированному обучению. Однако возникающая при таком обучении автоматизация действий может привести к неправильным действиям пилота при решении нестандартных задач, весьма сходных по каким-либо признакам со стандартными и привычными. По этой причине, программированное обучение при подготовке ЛС должно сочетаться с элементами проблемного обучения, направленного на выработку универсальных стратегий, позволяющих в зависимости от конкретных условий работы сформировать специализированную и высокоэффективную стратегию.

Трансформационное обучение позволяет объединить преимущества программированного и проблемного обучения, т.к. оно направлено на формирование за минимальное время необходимого и достаточного набора стратегий путем быстрой трансформации известных стратегий. Для организации процесса обучения строятся графические зависимости, именуемые в ТТО квадриграммами (рис. 5). Квадриграмма носит замкнутый, циклический характер, т.е. переход из любого квадранта к следующему осуществляется с учетом соответствующих передаточных функций.

Рис. 5. Квадриграмма процесса обучения

В квадранте I показана динамика изменения учебной информации E(T), которую можно рассматривать как информационную модель учебной среды. В квадранте II представлен процесс отображения динамики учебной среды обучающимся. Множество возможных стратегий обучения представлено в квадранте III, где показана зависимость эффективности обучения Q от характеристик осваиваемой стратегии. В IV квадранте представлены траектории обучения при различной последовательности осваиваемых стратегий.

С помощью квадриграммы может решаться как прямая задача, заключающаяся в планировании траектории обучения на основании информационной модели и предлагаемых стратегий обучения, так и обратная задача, когда по траектории обучения определяется информационная модель учебной среды.

В третьей главе предложен подход к разработке ММ, позволяющих обеспечить освоение профессиональных компетенций пилота.

Изучение возможностей существующих систем математического моделирования, разработанных в основном для проведения научных исследований, позволяет сделать вывод, что, несмотря на их широкие возможности и высокую степень адекватности, они не могут быть использованы для профессиональной подготовки ЛС из-за сложности настройки, непривычной для пилота формы представления результатов моделирования и, главное, - отсутствия методики применения результатов моделирования в учебном процессе.

Более перспективным направлением решения этой задачи является разработка комплекса ММ на основе летных тренажеров. Такой подход позволяет создать комплекс компьютерных средств обучения на базе единой ММ, что обеспечивает адекватность результатов моделирования для каждого учебного модуля. Такой подход к разработке компьютерных обучающих систем получил название «top down» («сверху вниз»).

В диссертационной работе обоснована необходимость разработки для решения учебных задач комплекса ММ, обеспечивающих различную «глубину моделирования», под которой понимается степень детализации объекта и число моделируемых элементов. Разработана, архитектура и структура ММ для решения учебных задач (рис. 6).

В основе ММ динамики полета самолета лежит система дифференциальных уравнений движения самолета с постоянной полетной массой, что вполне допустимо для самолетов ГА из-за весьма малой скорости изменения массы:

,

. (2)

,

,

где m – масса ВС, t – текущее время, Vk – вектор земной скорости, Fi – векторы всех сил, I – моменты инерции самолета, – вектор угловой скорости вращения самолета, Mi – векторы всех моментов, X вектор положения центра масс; – вектор угловой ориентации самолета.

Рис. 6. Структура математической модели динамики полета

Для моделирования управления составляется «сценарий полёта», реализуемый на трех уровнях:

  • верхний уровень, на котором выполняется априорное формирование стратегии управления, исходя из конечной цели и условий полета для всего спектра ожидаемых полетных ситуаций;
  • средний уровень, на котором происходит распознавание конкретной полетной ситуации и выбор соответствующей тактики управления объектом;
  • нижний уровень, на котором выполняется многошаговый процесс реализации тактики управления.

Для реализации тактики управления использована модель пилота, задающая отклонения органов управления ВС в зависимости от целей пилотирования с имитацией эффекта запаздывания и зон нечувствительности по нескольким наблюдаемым параметрам движения. Приращение управляющего воздействия на каждом j-ом шаге интегрирования представляется линейной величиной, зависящей от наблюдаемых параметров:

, (3)

где – коэффициент усиления, и – наблюдаемое и целевое значения отслеживаемого i-го параметра.

Для реализации возможности имитации «пилотирования» ВС в процессе решения учебных задач разработана ММ с реализацией дискретно-непрерывного управления на заданном шаге наблюдения.

Проведены исследования по обоснованию допустимых упрощений ММ. В частности, при разработке ММ взлета самолета показана необходимость учета интерференции горизонтального оперения и струй реактивных двигателей, оказывающей существенное влияние на величину момента тангажа самолета (рис. 7). На рисунке показано, что без учета этого вида аэродинамической интерференции не обеспечивается даже качественное совпадение изменения угла тангажа в процессе взлета.

Рис. 7. Влияние интерференции горизонтального оперения и струй реактивных двигателей на изменение в процессе взлета приборной скорости и угла тангажа

Также показана необходимость учета продольного вращательного движения самолета при моделировании взлета. Пренебрежение этой составляющей движения при разработке ММ взлета самолета приводит к погрешности при расчете дистанций продолженного и прерванного взлета, величина которой может достигать 10% (рис. 8).

Результаты моделирования взлетных характеристик самолета Ту-204 при выполнении нормального, продолженного и прерванного взлета в условиях различного сочетания эксплуатационных факторов и параметров состояния внешней среды позволяют сформировать у обучающихся обоснованные представления о причинах введения эксплуатационных ограничений (рис. 9).

Рис. 8. Результаты моделирования прерванного и продолженного взлета с использованием математической модели продольного движения самолета как твердого тела (сплошная линия) и как материальной точки (пунктирная линия)

Рис. 9. Изменение высоты, приборной и вертикальной скорости при выполнении нормального и продолженного взлета

В четвертой главе рассмотрены проблемы реализации контрольно-коррекционной функции, которой при обучении с использованием АОС должно уделяться гораздо больше внимания, чем при использовании традиционных методов обучения. Это связано с тем, что обучение с использованием АОС предъявляет целый ряд новых требований как к организации и методике обучения, так и к самому обучающемуся.

Для реализации контрольно-коррекционной функции при подготовке ЛС ИКАО рекомендует использование тестов, соотнесенных с критериями, позволяющими обеспечить непрерывное и объективное оценивание процесса обучения в соответствии с заданными нормативами.

Представленные в диссертационной работе результаты исследований существующих систем тестового контроля качества профессиональной подготовки ЛС позволяют сделать вывод, что они не в полной мере соответствуют требованиям компетентностного подхода к обучению. Основными направлениями работы по их совершенствованию являются определение перечня профессиональных компетенций и контроль всех их составляющих с использованием объективных количественных критериев.

В качестве примера реализации предлагаемого подхода рассмотрен элемент профессиональной компетенции «Выполнение разбега при взлете». Цель подготовки по этому элементу, установленная для первого уровня подготовки пилотов по программе MPL «Основные навыки пилотирования», включает пять вспомогательных целей:

  • применение режима взлетной тяги;
  • выдерживание направления движения самолета;
  • обеспечение путевого управления;
  • слежение за показаниями приборов контроля работы двигателя;
  • управление факторами угрозы и ошибок.

Последняя вспомогательная цель предполагает следующие контрмеры:

  1. Проверка положения и установка параметров ВС.
  2. Использование карт аэропорта и рулежных дорожек.
  3. Обеспечение понимания и четкого повторения диспетчерских разрешений.
  4. Отклонение элеронов против ветра (при боковом ветре).
  5. Недопущение чрезмерной загрузки переднего колеса.
  6. Обеспечение путевого управления.
  7. Недопущение незавершенности в выполнении задач; эффективная приоритизация задач.

Так как каждый уровень подготовки предполагает освоение соответствующих профессиональных компетенций, контроль должен охватывать все их составляющие. Для организации такого контроля в дополнение к целям и навыкам, представленным в документах ИКАО, возникает необходимость разработки требований к знаниям, обеспечивающим достижение заданных целей.

Для отражения соответствия между знаниями и навыками предлагается использовать таблицу, в строках которой указываются требования к знаниям, в столбцах – к навыкам. В ячейке на пересечении i-й строки и j-го столбца записывается единица, если для формирования j-го навыка требуется i-е знание (таблица 1).

Таблица 1

Требования к знаниям Вспомогательные цели
1 2 3 4 5
1. Влияние на длину разбега режима работы двигателей, взлетной массы, скорости и направления ветра, состояния поверхности ВПП и т.д. 1 1
2. Нормирование скоростей VR и Vотр 1
3. Особенности продольной и боковой балансировки самолета при движении по ВПП 1 1
4. Особенности управляемости самолета при движении по ВПП 1 1
5. Боковые силы и моменты, возникающие при изменении режима работы двигателя 1 1 1
6. Контроль режимов работы двигателя 1 1
7. Характерные ошибки при выполнении разбега и способы их устранения 1

Использование подобных таблиц позволит упростить переход от существующей в настоящее время структуры теоретической подготовки, основанной на изучении отдельных учебных дисциплин, к модульной структуре, когда в основу курса подготовки положены рекомендации по летной эксплуатации ВС.

С учетом компетентностного подхода к обучению и основных положений ТТО предложены следующие критерии для определения уровня обученности пилота:

  1. Оценка освоения обучающимся заданной стратегии действий.
  2. Условие достижения состояния обученности, когда мера обученности Y превышает заданное пороговое значение Yпор:
Y(n) Yпор. (4)
  1. Условие достижения плато на кривой обученности, когда изменение меры обученности на одном шаге обучения не превышает заданной величины:
Y(n+1) - Y(n) Y. (5)


Pages:     | 1 || 3 | 4 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.