Главное – наглядность

МиГовская система обучения позволяет готовить технический и летный персонал быстрее и качественнее

Летчик истребителя, как шутят в авиации, является одной из самых дорогих деталей самолета. Действительно, подготовка пилота современного истребителя обходится примерно в 5 млн долларов. В последнее время благодаря новым технологиям стало возможным сократить трудозатраты на его обучение в 1,5-2 раза.

В конце 1990-х – начале 2000-х годов ОКБ им. А. И. Микояна приступило к разработке комплекса технических средств обучения (ТСО) для самолетов семейства МиГ-29. В 2004 году для самолета МиГ-29Б ВВС Мьянмы был поставлен первый такой комплекс. Он получил обозначение ИАСО-29Б: 29Б – это марка истребителя, а ИАСО – интерактивная автоматизированная система обучения. Начиная с этой поставки в компании было образовано специальное подразделение, которое и по сей день занимается разработкой и изготовлением ИАСО. А сама система получила патент и звание лауреата конкурса «Золотая идея».

Не после, а вместе

То, что за создание системы обучения взялся сам разработчик, дало одно неоспоримое преимущество. Раньше изготовлением ТСО занимались разные подрядчики: кто делал плакаты, кто – класс, кто – тренажеры. Заказывал себе все эти средства обучения, естественно, эксплуатант самолетов. Но происходил этот заказ только после ввода в эксплуатацию авиационной техники. В результате тренажеры появлялись иногда лишь через 1,5-2 года после поступления новых машин. Теперь же ОКБ одновременно с самолетом может создавать и поставлять ТСО для него.

Схема создания ТСО работает следующим образом. Первыми в разработку включаются сценаристы из МиГовского подразделения по ТСО. «Они уже в процессе создания самолета начинают формировать сценарии для обучающих программ, которые раскрывают назначение, состав и функционирование самолетных систем и бортового радиоэлектронного оборудования, – рассказывает начальник инженерного центра ОКБ им. А. И. Микояна Александр Терпугов. – Сценаристами в основном выступают инженеры по эксплуатации самолета марки “МиГ”, обладающие большим опытом. Каждый из них по своей специальности готовит сценарий учебного контента, который затем программисты превращают в обучающие программы. Одновременно по заданию сценаристов медиа-группа создает библиотеку фото-, видеосюжетов и анимации, благодаря которым, учебный контент обучающих программ приобретает качество, обеспечивающее высокую степень усвояемости учебного материала».

Затем, когда сценарий разработан, он передается функциональным подразделениям ОКБ, отвечающим за системы: двигателистам, прибористам, вооруженцам. Их задача – контроль сценариев на соответствие конструкторской документации. А дальше, с учетом замечаний, программисты из описательного текста и медиа-библиотеки создают программу обучения. Как только программа готова, сценаристы разрабатывают вопросы для контроля качества усвоения учебного материала.

Параллельно идет изготовление процедурных и комплексного тренажеров. Надо заметить, что прежние производители ТСО, имевшие хорошие наработки в этой области, остались и продолжают работать. Только теперь они стали субподрядчиками ОКБ им. А. И. Микояна.

Отличительная особенность такого подхода – теперь средства ТСО поставляются одновременно с самолетом. Некоторые заказчики даже потребовали предоставлять ТСО до поставки самих самолетов. И это условие «МиГом» было обеспечено благодаря чему привлекательность самолетов марки «МиГ» для инозаказчиков существенно возросла.

Пятиуровневая система

Как отмечают разработчики, ИАСО – это не простой набор тренажеров, компьютеров и учебных программ, а именно система, которая обеспечивает пять уровней обучения. «Сначала идет групповое обучение авиационного персонала, летного и инженерного состава в лекционных классах, – рассказывает Александр Терпугов. – Потом они переходят к индивидуальному обучению на базе учебного компьютерного класса, где каждый обучаемый сидит на своем рабочем месте. После авторизации у курсанта появляется доступ к библиотеке обучающих программ. Учебный контент построен на принципе разбивки самолета на составляющие его элементы. По каждой системе, подсистеме есть свой подраздел. В нем назначение, состав, описание устройства, взаимодействие с другими элементами, техобслуживание, поиск и устранение неисправностей. Для технического состава, по понятным причинам, информация о техническом лице самолета дается глубже, чем для летчиков. Потом по каждой системе идут контрольные вопросы. На третьем уровне – процедурные тренажеры, где формируются практические навыки работы с арматурой кабины, отработка действий в особых случаях, изучение информационно-управляющего поля кабины. На четвертом уровне летчики переходят на комплексный тренажер самолета, где они обучаются навыкам пилотирования и умению решать целевые задачи. Заключительный пятый уровень обеспечивается бортовым учебно-тренировочным режимом, реализованном уже на самолете. После того, как летчики пройдут все четыре уровня они приступят к полетам, где у них появится возможность отрабатывать применение оружия без реальных пусков благодаря работе бортового оборудования в учебно-тренировочном режиме».

В целом комплекс ИАСО работает по принципу: «Человек вошел – специалист вышел».

Ограниченная роль

«ИАСО позволяет учить летчиков и техников практически без преподавателя, – рассказывает заместитель главного конструктора ОКБ им. А. И. Микояна по техническим средствам обучения и полунатурной отработке БРЭО, доктор технических наук, профессор Андрей Пономаренко. – Преподаватель требуется лишь для формирования начальных настроек системы управления процессом обучения. При этом преподаватель определяет количество и порядок работы с учебным контентом. Они будут разными для обучаемого нулевого уровня, для переучивающегося на новую технику, для восстанавливающего утраченные летные навыки после болезни или большого перерыва. Также преподаватель может в режиме реального времени дистанционно отслеживать ход процесса обучения. Если, например, обучаемые постоянно обращаются к одному и тому же контенту, преподаватель может остановить процесс обучения на всех рабочих местах и дать свои пояснения на электронной доске».

Следующим этапом развития ИАСО может стать, например, организация автоматического «входного контроля» обучаемого: тестирования степени его интеллекта и знаний. Тогда для каждого обучаемого, исходя из его способностей, станет возможным автоматическая настройка блока обучающих программ.

Пятьдесят на пятьдесят

Последнее время нередко идут дискуссии об объеме необходимой подготовки для летчиков, о балансе тренажерной и летной ее составляющей. Современные истребители имеют высокий уровень автоматизации, что не дает летчику совершать грубые ошибки пилотирования. Но вдруг автоматические системы управления самолетом дадут сбой? В любом случае летчик должен управлять самолетом и его системами без ограничений, чтобы обеспечить выполнение полетного задания.

К сожалению, тренажеры не позволяют имитировать воздействие всей гаммы физических факторов полета. Поэтому сейчас во всем мире декларируется, что для качественной подготовки пилот истребителя должен 50 % времени провести на тренажере, а другие 50 % – на настоящем самолете.

Когда очки не помогут

Почему сегодня тренажеры стали столь актуальны для подготовки пилотов истребителей? Раньше тренажеры ведь тоже были. Но тогда они имели недостаточную похожесть на реальный самолет.

Современные тренажеры и обучающие программы в компьютерных классах обеспечивают высокий уровень наглядности учебного контента. Теперь он подается в более удобном зрительном виде. Семимильными шагами развиваются средства визуализации. Широко используются такие компьютерные технологии, как трехмерная графика, виртуальная реальность, дополненная реальность. Вовсю применяются 3D-очки. Все эти технологии и средства улучшают наглядность, следовательно – ускоряют процесс обучения.

Однако и тут есть свои тонкости. Они связаны, в первую очередь, с техническими характеристиками современных средств визуализации. Например, существующие возможности проекторов или 3D-очков не позволяют достоверно отображать далеко расположенные объекты и цели. Их изображения на больших дистанциях оказываются меньше одного пикселя. Так, летчик палубной авиации на расстоянии 5-6 км легко видит авианосец, а современные проекторы могут отобразить корабль только на расстоянии 2-3 км, и то лишь как один пиксель. Или, например, пилот способен заметить истребитель противника на расстоянии около 10 км. А в современных 3D-очках такая цель не отображается, поскольку ее размер опять же меньше одного пикселя. 3D-очки начинают показывать цель такого размера только на расстоянии 3-4 км, когда в реальности летчик уже должен по ней работать.

Еще одна проблема связана с недостаточным быстродействием современных компьютеров. Если на тренажере имитируется посадка на аэродром или авианосец, когда расстояние до поверхности земли или палубы совсем небольшое, вычислительная техника не успевает качественно обсчитывать изображение. «Получается смазанная картинка, которая не столько помогает летчику, сколько вводит его в заблуждение, не позволяя точно определять высоту над палубой или землей, – делится Андрей Пономаренко. – Это создает ложный навык, не позволяет летчикам отрабатывать посадку, так как определить расстояние до земли или палубы не представляется возможным. Поэтому, до сих пор, обучение посадке самолета на тренажере не обеспечивается».

Предполет

При летной подготовке для большей наглядности летчик, получив задание, может теперь заранее посмотреть компьютерную симуляцию: как это будет выглядеть на тренажере или в реальном полете, какая информация будет отражаться на приборах кабины. Инструктор может остановить демонстрацию и объяснить особенности данного задания и то, что отображается на экранах и приборах. Потом летчик идет в тренажерный зал или на аэродром и выполняет задание.

При выполнении задания летчиком на тренажере другие обучаемые могут в соседнем классе в режиме реального времени наблюдать ход полета. И параллельно слушать комментарии инструктора. Тем самым достигается новый уровень наглядности при обучении и разборе полета.

Умная подвижность

Еще один современный тренд – система подвижности для авиационных тренажеров. Но если раньше она ставилась только на комплексные тренажеры, то теперь есть и на некоторых процедурных. Однако и здесь есть свои нюансы. Для подготовки пилотов тяжелой авиации система подвижности, безусловно, полезна. Благодаря ей летчик обучается обрабатывать неинструментальные сигналы и управлять лайнером в условиях вибрации и тряски при полете в сложных метеоусловиях.

Совсем не так обстоит дело с истребителями. Эти самолеты высокоскоростные и высокоманевренные. При полете на них на летчика действуют большие перегрузки. Существующие системы подвижности повторить такие маневры не могут. Соответственно, они не могут передать ощущения реального полета. Опять та же проблема, как и у средств визуализации: система подвижности не обеспечивает передачу летчику неиинструментальных сигналов, то есть не дает ему чувства реального полета. Поэтому на комплексных тренажерах истребителей систему подвижности как правило не ставят. Задача таких тренажеров – обучить пилота работе с арматурой кабины, многофункциональными индикаторами информационно-управляющего поля и органами управления самолетом. А настоящие ощущения от полета, чувство самолета летчик получит только в реальном полете на истребителе.

Однако есть режимы, когда установка системы подвижности очень полезна. Например, при имитации дозаправки в воздухе. В ОКБ им. А. И. Микояна для отработки этого режима изготовлен тренажер со стереосистемой визуализации. В нем кабина самолета с заправочной штангой – реальные, а самолет-танкер с шлангом и конусом заправочной системы – виртуальные. Вот на этом тренажере система подвижности полезна. Ведь во время дозаправки в воздухе нет высокоэнергичных маневров. Такой тренажер с подвижностью обеспечивает практически полную достоверность полета, что подтверждено институтом эргономики.

И для сборки тоже

Благодаря развитию цифровых технологий МиГовские ТСО получили и еще одно новое применение. Теперь 3D-модели, созданные для учебных классов, используются при подготовке рабочих на сборочном производстве. Сотрудник предприятия, где собирают МиГи, может надеть 3D-очки и увидеть самолет в масштабе один к одному. Можно ходить вокруг него, изучая размещение агрегатов и систем в фюзеляже самолета, то есть заглянуть в «нутро» машины. Когда работник подходит в цехе к реальному самолету, он уже готов воспринимать все его пространственные размеры. Он легко определит где находится нужный блок, какие тот имеет реальные габариты, что нужно сделать, чтобы добраться до него.

Сегодня в ИАСО также включен интерактивный комплекс технологических процессов. Он уже используется на Луховицком авиазаводе им. П. А. Воронина. В библиотеку техпроцессов заложены видеоролики с работами, проводимыми на самолете в процессе его сборки. Работники предприятия видят, что и как они должны делать, чтобы потом все это исполнять уже на реальном изделии. Тем самым ТСО охватывают весь комплекс вопросов: изготовление самолета, его обслуживание и эксплуатацию.

Все знания – с собой

Есть такая старая шутка про обучение, которую рассказывают преподаватели. Когда выпускник школы приходит в институт, ему говорят: «Забудь то, чему тебя учили в школе». А потом, после института, когда он молодым специалистом приходит на работу, там ему вновь: «Забудь, чему тебя учили в институте».

Однако особенность процесса обучения на базе ИАСО в том, что здесь не бывает принципа «забудь и учись заново». Библиотека обучающих программ основана на документации главного конструктора по конкретному самолету. Вся эта информация после завершения обучения будет доступна молодому инженеру по эксплуатации. Он сможет ее перекачать на носитель – лэптоп, планшет или смартфон – и использовать в своей работе. «В России пока такой возможности нет из-за требований секретности, – рассказывает Александр Терпугов. – Но для инозаказчиков такая возможность – обычная практика. Там техник может сам создавать собственный контент, который в дальнейшем будет помогать ему в эксплуатации. И может его редактировать в зависимости от опыта своей реальной работы».

В помощь логистике

Комплекс ИАСО является не только обучающей системой, но и важным элементом в общей системе интегрированной логистической поддержки эксплуатации самолетов марки «МиГ». Подразделение ТСО ОКБ им. А. И. Микояна совместно с отделом эксплуатации формируют по самолету электронное дело, электронные формуляры. Такие формуляры ведутся по каждой машине, по каждой системе и каждому изделию на ней. На основании этой информации становится возможным делать планирование обеспечения летной годности парка истребителей, оптимизировать логистику по ведению складского хозяйства. С ее помощью можно вести учет плановых и внеплановых работ, учет отказов и неисправностей, планирование эксплуатации и обслуживания, планирование потребности в запасных частях.