cahtНаучный вестник МГТУ ГАCivil Aviation High Technologies2079-06192542-0119Moscow State Technical University of Civil Aviation (MSTU CA)10.26467/2079-0619-2021-24-6-42-53caht-1900Research ArticleАВИАЦИОННАЯ И РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКАЯ ТЕХНИКАAVIATION, ROCKET AND SPACE TECHNOLOGYИспользование авиасимулятора X-Plane и среды моделирования SimInTech в учебном процессе при проведении практического занятия «Обработка полетной информации»The use of the X-Plane flight simulator and SimInTech environment in the educational process during the practical lesson "Flight data processing"КнязевА. С.KnyazevA. S.

Князев Алексей Сергеевич, кандидат технических наук, старший преподаватель

г. Краснодар

Alexey S. Knyazev, Сandidate of Technical Sciences, Senior Lecturer

Krasnodar

knyazev.aleksei.87@gmail.comКраснодарское высшее военное авиационное училище летчиковРоссияKrasnodar Air Force Institute for PilotsRussian Federation2021271220212464253Copyright © Князев А.С., 20212021Князев А.С.Knyazev A.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://avia.mstuca.ru/jour/article/view/1900

При проведении учебных занятий в авиационном вузе целесообразно демонстрировать образцы авиационной техники, отдельные элементы систем и агрегатов или использовать специализированные стенды и плакаты. Однако при проведении занятий дистанционно не все эти материалы могут быть использованы, так как не всегда есть возможность показать их в динамике и обеспечить тем самым формирование полного представления обучающихся об изучаемом объекте. В статье рассматривается пример использования авиасимулятора в учебном процессе в качестве средства визуализации авиационной техники при проведении практического занятия «Обработка полетной информации». Визуальное восприятие материалов объективного контроля не дает полного представления о динамике полета воздушного судна, его пространственном положении при выполнении различных элементов пилотажа, поэтому необходима демонстрация выполнения элементов полета с одновременным отображением параметров полета в графическом виде. С этой целью используется авиасимулятор X-Plane, для взаимодействия с которым в среде SimInTech разработан проект, реализующий обмен данными для управления полетом модели воздушного судна и регистрацию параметрической информации с целью ее дальнейшего анализа. Описаны схемы имитации работы бортовых устройств регистрации. Описаны пути решения поставленных задач. Указана возможность использования разработанных проектов при дистанционном обучении авиационных специалистов, а также внедрения полученных результатов в учебный процесс авиационных вузов.

During training sessions at an aviation university, it is advisable to demonstrate samples of aviation equipment, individual elements of systems and assemblies, or use specialized stands and posters. However, when conducting classes remotely, not all of these materials can be used, since it is not always possible to show them in dynamics and thus ensure the formation of a clear idea of students about the object being studied. The article considers an example of using a flight simulator in the educational process as a means of visualizing aviation equipment during a practical lesson "Flight data processing". Visual perception of the materials of objective control does not give a complete understanding of the dynamics of the aircraft flight, its attitude while executing pilotage and aerobatics elements, therefore, it is necessary to demonstrate the performance of flight elements with the simultaneous display of flight parameters in a graphical form. For this purpose, the X-Plane flight simulator is used, for interaction with which a project has been developed in the SimInTech environment that implements data exchange for flight control of an aircraft model and registration of parametric information for its further analysis. Schemes for simulating the operation of on-board recording devices are described. The ways of solving the tasks are described. The possibility of using the developed projects for remote training of aviation specialists, as well as the implementation of the results obtained in the educational process of aviation universities, is indicated.

авиасимуляторX-PlaneSimInTechбортовое устройство регистрациипараметрическая полетная информацияflight simulatorX-PlaneSimInTechFDRflight data recorderparametric flight informationReferencesКозин Н.А., Епанчин М.И., Кахановский Д.В. Авиационный симулятор как достойная альтернатива тренажной подготовки летного состава // Научные чтения им. проф. Н.Е. Жуковского: сборник научных статей VII Международной научно-практической конференции. Краснодар, 20–22 декабря 2016 г. Министерство обороны Российской Федерации, КВВАУЛ им. Героя Советского Союза А.К. Серова. Краснодар: Издательский дом – Юг, 2017. С. 41–45.Kozin, N.A., Epanchin, M.I. and Kaxanovskiy, D.V. (2017). Aviatsionnyy simulyator kak dostoynaya alternativa trenazhnoy podgotovki letnogo sostava [Aviation simulator as a worthy alternative to flight crew training]. Nauchnyye chteniya im. prof. N.Ye. Zhukovskogo: sbornik nauchnykh statey VII Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii [Proceedings of scientific readings to them. prof. NOT. Zhukovsky: VII International Scientific and Practical Conference]. Krasnodar: Izdatelskiy Dom – Yug, p. 41–45. (in Russian)Князев А.С. Совместное использование авиасимулятора X-Plane 9 и программной среды C++Builder 6 для разработки и исследования систем автоматического управления летательных аппаратов // II Всероссийская научно-практическая конференция «АВИАТОР»: сборник научных статей. Воронеж, 11–13 февраля 2015 г. Воронеж: ВУНЦ ВВС «ВВА», 2015. Т. 2. С. 81–85.Knyazev, A.S. (2015). Sovmestnoye ispolzovaniye aviasimulyatora X-Plane 9 i programmnoy sredy C++Builder 6 dlya razrabotki i issledovaniya sistem avtomaticheskogo upravleniya letatelnykh apparatov [Joint use of the X-Plane 9 flight simulator and the C++ Builder 6 software environment for the development and research of automatic aircraft control systems]. II Vserossiyskaya nauchno-prakticheskaya konferentsiya «AVIATOR»: sbornik nauchnykh statey [Proceedings of the Second All-Russian scientific and practical conference "AVIATOR"]. Voronezh: VUNTs VVS "VVA", vol. 2, p. 81–85. (in Russian)Князев А.С. Использование авиасимулятора в учебном процессе при проведении группового занятия «Режимы работы САУ» // Межвузовский сборник научных трудов. Краснодар: КВВАУЛ им. Героя Советского Союза А.К. Серова, 2020. Вып. 24. С. 164–169.Knyazev, A.S. (2020). Using the flight simulator in the educational process during the group lesson «modes of acs operation». Mezhvuzovskiy sbornik nauchnykh trudov. Krasnodar: KVVAUL, issue 24, p. 164–169. (in Russian)Князев А.С. Использование авиасимулятора в качестве современного средства визуализации в учебном процессе авиационного вуза // Инновационные технологии в образовательном процессе: сборник материалов ХХI Всероссийской заочной научно-практической конференции. Краснодар, 27–28 мая 2020 г. КВВАУЛ им. Героя Советского Союза А.К. Серова, 2020. С. 57–62.Knyazev, A.S. (2020). Using a flight simulator as a modern visualization tool in the educational process of an aviation university. Innovatsionnyye tekhnologii v obrazovatelnom protsesse: sbornik materialov ХХI Vserossiyskoy zaochnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii [Innovative technologies in the educational process: proceedings of the XXI All-Russian correspondence scientific and practical conference]. Krasnodar: KVVAUL im. Geroya Sovetskogo Soyuza A.K. Serova, p. 57–62. (in Russian)Nowakowski H., Makarewicz J. Flight simulation devices in pilot air training // Scientific Journal of Silesian University of Technology. Series Transport. 2018. No. 98. P. 111–118. DOI: 10.20858/sjsutst.2018.98.11Nowakowski, H. and Makarewicz, J. (2018). Flight simulation devices in pilot air training. Scientific Journal of Silesian University of Technology. Series Transport, no. 98, p. 111–118. DOI: 10.20858/sjsutst.2018.98.11Ruiz S., Aguado C., Moreno R. A teaching experience using a flight simulator: educational simulation in practice // Journal of Technology and Science Education (JOTSE). 2014. Vol. 4, no. 3. P. 181–200. DOI: 10.3926/jotse.129Ruiz, S., Aguado, C. and Moreno, R. (2014). A teaching experience using a flight simulator: educational simulation in practice. Journal of Technology and Science Education (JOTSE), vol. 4, no. 3, p. 181–200. DOI: 10.3926/jotse.129Князев А.С. Совместное использование авиасимулятора X-Plane и среды SimInTech для исследования работы авиационных систем [Электронный ресурс] // Труды МАИ. 2021. № 117. 19 с. DOI: 10.34759/trd-2021-117-15 (дата обращения: 12.02.2021).Knyazev, A.S. (2021). Joint use of the X-Plane flight simulator and the SimInTech environment to study the operation of aviation systems. Trudy MAI, no. 117, 19 p. DOI: 10.34759/trd2021-117-15 (accessed: 12.02.2021). (in Russian)de Castro D.F. Simulation scheme for quadricopter control with LabView and X-Plane / D.F. de Castro, I.A.A. Prado, P.F.S.M. Goncalves, D.A. dos Santos, L.C.S. Goes [Электронный ресурс] // Proceeding Series of the Brazilian Society of Computational and Applied Mathematics, 2013. Vol. 1, no. 1. DOI:10.5540/03.2013.001.01.0149 (дата обращения: 31.01.2021).de Castro, D.F., Prado, I.A.A., Goncalves, P.F.S.M., dos Santos, D.A. and Goes, L.C.S. (2013). Simulation scheme for quadricopter control with LabView and X-Plane. Proceeding Series of the Brazilian Society of Computational and Applied Mathematics, vol. 1, no. 1. DOI: 10.5540/03.2013.001.01.0149 (accessed: 31.01.2021).Shin H.G. Implementation of an integrated test bed for avionics system development / H.G. Shin, M.C. Park, J.S. Jun, Y.H. Moon, S.W. Ha, in Kim T. et al. (eds) // Software Engineering, Business Continuity, and Education. ASEA 2011. Communications in Computer and Information Science. Springer, Berlin, Heidelberg, 2011. Vol. 257. P. 416–423. DOI: 10.1007/978-3-642-27207-3_46Shin, H.G., Park, M.C., Jun, J.S., Moon, Y.H. and Ha, S.W. (2011). Implementation of an integrated test bed for avionics system development. In Kim T. et al. (eds) Software Engineering, Business Continuity, and Education. ASEA 2011. Communications in Computer and Information Science. Springer, Berlin, Heidelberg, vol. 257, p. 416–423. DOI: 10.1007/978-3-642-27207-3_46Staack I. Towards a complete co-simulation model integration including HMI aspects / I. Staack, J. Schminder, O. Shahid, R. Braun // Proceedings of the 10th Aerospace Technology Congress. Stockholm, Sweden, 8–9 October 2019. P. 112–119. DOI: 10.3384/ecp19162012Staack, I., Schminder, J., Shahid, O. and Braun, R. (2019). Towards a complete cosimulation model integration including HMI aspects. Proceedings of the 10th Aerospace Technology Congress, p. 112–119. DOI: 10.3384/ecp19162012Mairaj A., Baba A.I., Javaid A.Y. Application specific drone simulators: recent advances and challenges // Simulation Modelling Practice and Theory. 2019. Vol. 94. P. 100–117. DOI: 10.1016/j.simpat.2019.01.004Mairaj, A., Baba, A.I. and Javaid, A.Y. (2019). Application specific drone simulators: recent advances and challenges. Simulation Modelling Practice and Theory, vol. 94, p. 100–117. DOI: 10.1016/j.simpat.2019.01.004Lombardo C., Miller I., Wallace J. Studying the interaction of UAS and human pilots using the X-Plane flight simulator // International Conference on Unmanned Aircraft Systems (ICUAS), 2016. P. 557–561. DOI: 10.1109/ICUAS.2016.7502545Lombardo, C., Miller, I. and Wallace, J. (2016). Studying the interaction of UAS and human pilots using the X-Plane flight simulator. International Conference on Unmanned Aircraft Systems (ICUAS), p. 557–561. DOI: 10.1109/ICUAS.2016.7502545Jalovecký R., Bystřický R. On-line analysis of data from the simulator X-plane in MATLAB // International Conference on Military Technologies (ICMT). Czech Republic, Brno, 31 May – 2 June 2017. P. 592–597. DOI: 10.1109/MILTECHS.2017.7988826Jalovecký, R. and Bystřický, R. (2017). On-line analysis of data from the simulator X-plane in MATLAB. International Conference on Military Technologies (ICMT). Czech Republic, Brno, p. 592–597. DOI: 10.1109/MILTECHS.2017.7988826Cameron B. Development and implementation of cost-effective flight simulator technologies / B. Cameron, H. Rajaee, B. Jung, R.G. Langlois // Proceedings of the 3rd International Conference on Control, Dynamic Systems, and Robotics (CDSR’16). Canada, Ottawa, 9–10 May 2016. No. 126. P. 1–8. DOI: 10.11159/cdsr16.126Cameron, B., Rajaee, H., Jung, B. and Langlois, R.G. (2016). Development and implementation of cost-effective flight simulator technologies. Proceedings of the 3rd International Conference on Control, Dynamic Systems, and Robotics (CDSR’16). Canada, Ottawa, no. 126, p. 1–8. DOI: 10.11159/cdsr16.126Смагин Д.И. Моделирование системы кондиционирования воздуха перспективного пассажирского самолета в программном комплексе SimInTech / Д.И. Смагин, К.И. Старостин, Р.С. Савельев, Т.А. Кобринец, А.А. Сатин, А.В. Суворов, Н.И. Молодушная, А.В. Цыплаков, П.И. Медведев // Computational nanotechnology. 2018. № 3. С. 24–31.Smagin, D.I., Starostin, K.I., Savelyev, R.S., Kobrinets, T.A., Satin, A.A., Suvorov, A.V., Moloduchnaya, N.I., Tsyplakov, A.V. and Medvedev, P.I. (2018). Simulation of air conditioning system perspective of a passenger plane in the software package simintech. Computational nanotechnology, no. 3, p. 24–31. (in Russian)Булгаков В.В., Каравашкина Е.О., Кулабухов В.С. Стенд математического моделирования алгоритмов управления летательными аппаратами на основе авиасимулятора X-Plane // Перспективные направления развития бортового оборудования гражданских воздушных судов: материалы докладов 4-й Международной научно-практической конференции. Жуковский, 20 июля 2017 г. Москва: ГОСНИИАС, 2017. С. 46–50.Bulgakov, V.V., Karavashkina, E.O. and Kulabuxov, V.S. (2017). Stend matematicheskogo modelirovaniya algoritmov upravleniya letatelnymi apparatami na osnove aviasimulyatora X-Plane [Stand for mathematical modeling of aircraft control algorithms based on the X-Plane flight simulator]. Perspektivnyye napravleniya razvitiya bortovogo oborudovaniya grazhdanskikh vozdushnykh sudov: materialy dokladov 4-y Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii [Perspective directions of development of onboard equipment of civil aircraft: proceedings of the 4th International Scientific and Practical Conference]. Moscow: GOSNIIAS, p. 46–50. (in Russian)Пирогов П.Д. Некоторые аспекты создания авиасимуляторов // Информационные технологии в управлении и экономике. 2016. № 2 (05). С. 30–42.Pirogov, P.D. (2016). Some aspects of the simulation. Information technologies in management and economics, no. 2 (05), p. 30–42. (in Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.