Интерактивно-демонстрационный экспонат “Автомат перекоса»

Описание

Наименование

Интерактивно-демонстрационный экспонат “Автомат перекоса» (далее – Экспонат).

Задача / Проблема

Задача — в игровой форме познакомить школьников средних и старших классов с особенностями  управления   летательным аппаратом, таким как вертолёт, а также с возникающими при этом сложностями. Рассказать о принципах работы вертолётного винта и особенностях маневрирования вертолётом. Продемонстрировать основные узловые агрегаты автомата перекоса, играющего первостепенную роль в пилотировании вертолёта. Познакомить с органами управления, располагающимися в кабине пилота.

Задача решается следующими способами:

1. Наглядным изучением автомата перекоса (как его составных частей, так и агрегата в целом), особенностей его работы при движении и маневрировании посредством наблюдения за физическим объектом, а также путём получения информации, выводимой на экран;
2. Изучением особенностей органов управления пилотируемого вертолёта;
3. Посредством игры, воспроизводимой на экране и синхронизированной с управлением автоматом перекоса на экспонате.

Актуальность

Экспонат входит в состав комплекса экспонатов, призванных познакомить учеников средних и старших классов школы с историей создания летательных аппаратов, их особенностями, с основами конструирования, с устройством и работой специфических узловых агрегатов и с основами управления летательными аппаратами.

Экспонат относится к подгруппам “Основы пилотирования” и “Узловые агрегаты”. Экспонат знакомит с принципом работы вертолётного винта и особенностями маневрирования вертолётом. Знание узловых составных частей винта вертолёта необходимо для  максимально точных расчётов его лётных характеристик, а наличие в составе экспоната органов управления, максимально приближенных к оригинальным, даст практический навык в его пилотировании.

Экспонат дает возможность ознакомиться с конструкцией автомата перекоса, получить справочную информацию о его предназначение в пилотировании вертолёта, а также приобрести навык взаимодействия с органами управления  пилотирования вертолета.

Описание

Экспонат представляет собой напольную конструкцию. На передней панели экспоната располагаются элементы управления:

1. Рычаг “шаг-газ”, предназначенный для создания имитации процесса  взлёта и посадки вертолёта. Его необходимо тянуть либо на себя, либо от себя . Поднимая рычаг «шаг-газ», пилот увеличивает общий шаг (угол атаки лопастей) несущего винта, тем самым увеличивая тягу. В случае резкого увеличения шага реактивный момент винта изменяется, и вертолет стремится изменить курс. 
2. Педали ножного управления. Управление педалями перенесено на переднюю стенку экспоната и выполняется руками. Данные педали функционируют аналогично реальным и работают по принципу трапеции, а именно: при нажатии ладонью на правую или левую педаль противоположная педаль приподнимается. Это необходимо для создания имитации  разворота вертолёта  вокруг своей оси в выбранную сторону в зависимости от нажатой педали;
3. Рукоять управления (гашетка). Расположена между ручкой “шаг-газ” и педалями. Гашетка имеет несколько степеней свободы (вперёд, назад, вправо и влево) и предназначена для создания имитации процесса маневрирования вертолётом.

В верхней части конструкции экспоната располагается:

— масштабная модель винта вертолёта в сборе  со всеми исполнительными механизмами (несущий винт, лопасти, подвижное кольцо автомата перекоса, неподвижное кольцо автомата перекоса, втулки для управления кольцом автомата перекоса, втулки для управления общим шагом).

Основным исполнительным механизмом винта вертолета является узел автомата перекоса, который обеспечивает управление вертикальным перемещением вертолета, а также его наклоном по крену и тангажу; для этого автомат периодически изменяет угол установки каждой лопасти винта в зависимости от того, где лопасть оказывается в определенный момент времени в ходе вращения винта как единого целого.

Каждая из лопастей несущего винта представляет собой небольшое крыло, создающее подъемную силу за счёт набегающего потока воздуха.

В целях соблюдения техники безопасности винт вертолёта закрыт прозрачным защитным кожухом, размеры которого дают возможность винту отклоняться на максимальные углы относительно начальной вертикали

— экран, на котором воспроизводится обучающий видеоролик и игровая симуляция.

Обучающий ролик является демонстрационно-познавательным. С его помощью  посетители смогут получить знания об органах управления вертолётом с отображением результатов взаимодействия с ними, а именно — за что отвечает поворот рычага в ту или иную сторону, нажатие  на левую или  правую педаль, отклонение гашетки вперёд, назад, влево или вправо. При этом все действия синхронизируются с макетом и узлы макета работают в автоматическом режиме.

Игровая симуляция — длится не более 5 минут, запуск игры производится с кнопки на ручке управления — гашетке. Во время симуляции полета необходимо, используя органы управления, пролететь через светящиеся круги, набрав как можно больше очков. Если посетитель не успевает посадить вертолёт до истечения контрольного времени, вертолет садится на автопилоте. При этом макет будет работать согласно сигналам от узлов управления.

Принцип работы (пользовательское взаимодействие).

1. Экспонат должен быть включен до начала первого взаимодействия с ним посетителей;
2. В режиме ожидания на экране будет воспроизводиться обучающий видеоролик.
3. Для начала взаимодействия посетитель должен занять импровизированное место пилота[1] [2]  перед элементами управления экспонатом (вертолётом);
4. Для перехода в режим “игровая симуляция” нужно нажать на гашетку;
5. Следующим шагом взаимодействия с экспонатом является самостоятельное пилотирование. В режиме самостоятельного пилотирования посетитель проходит мини-игру по  имитации  управления вертолётом;
6. По завершении самостоятельного полёта (по завершении времени, отведённого на самостоятельный полёт), пилоту будет представлен результат его полёта с демонстрацией ошибок.

Назначение

Экспонат позволит наглядно продемонстрировать работу автомата перекоса при разных углах крена и тангажа. Показать его назначение при пилотирование вертолета, а также   оценить уникальность такого конструктивного решения, нашедшего массовое применение при проектировании и изготовлении вертолётов.

Функциональные возможности

1. Включение/выключение. Запуск режима ожидания.
2. Управление виртуальным  полётом при помощи элементов управления.
3. Отображение работы агрегатов и механизмов аппарата перекоса. 
4. Включение подсветки.
5. Регуляторы скорости вращения, крена и тангажа.

Сроки исполнения

Срок выполнения 6 месяцев.

Габариты

Комплектация

• Монитор 65” —  1 шт.
• Тумба — 1 шт.
• Функциональный макет автомата перекоса — 1 шт.
• Узлы управления автоматоматом перекоса комплект — 1 шт.
• Исполнительные механизмы комплект — 1 шт.
• Защитный кожух — 1 шт.
• Щит управления — 1 шт.
• Ручки управления комплект — 1 шт.