PL224929B1

PL224929B1 - Flight simulator

Info

Publication number: PL224929B1
Application number: PL405888A
Authority: PL
Inventors: Piotr Długiewicz
Original assignee: Aero Poznań Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością
Priority date: 2013-11-04
Filing date: 2013-11-04
Publication date: 2017-02-28
Also published as: PL405888A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest symulator lotu, mający zastosowanie w procesie szkolenia pilotów przed szkoleniem w samolocie lub do kontroli reakcji pilota, z uwzględnieniem cech psychofizycznych ucznia - pilota.The subject of the invention is a flight simulator that can be used in the process of training pilots before training in an airplane or to control the pilot's reaction, taking into account the psychophysical features of the student - pilot.

Podniesienie jakości szkolenia lotniczego ma obecnie kluczowe znaczenie dla wzrostu poziomu bezpieczeństwa lotniczego na świecie. Przy obecnym zaawansowaniu techniki lotniczej, w układzie człowiek-maszyna (w tym przypadku pilot-samolot) najsłabszym ogniwem okazuje się człowiek. Według różnych badań i analiz czynnikowi ludzkiemu przypisuje się odpowiedzialność za 70-90% wypadków lotnictwa cywilnego i wojskowego. W szczególności należy podkreślić, że obecnie ze względu m.in. na brak lub nieoptymalne szkolenie pilotów General Aviation, liczba wypadków śmiertelnych w lotnictwie ogólnym jest ponad 10 razy większa niż w lotnictwie komunikacyjnym. Dlatego optymalizacja szkolenia wznawiającego i doskonalącego pilotów General Aviation, w warunkach zróżnicowania poziomów wejściowych na szkolenie, nieregularności i ograniczeń czasowych ma potencjalnie bardzo istotny wpływ na podniesienie poziomu bezpieczeństwa lotnictwa ogólnego oraz ograniczenia następstw wypadków lotniczych - ofiary śmiertelne, utrata zdolności do pracy, utrata aktywów lotniczych. W związku z czym, wspomaganie procesu decyzyjnego w diagnostyce stanu psychofizycznego pilota podczas szkolenia znajdzie odzwierciedlenie w aspekcie ekonomicznym i bezpieczeństwa lotniczego w sektorze General Aviation.Increasing the quality of aviation training is currently of key importance to increasing the level of aviation safety in the world. With the current advancement of aviation technology, in the human-machine system (in this case, the pilot-plane), the weakest link is the human. According to various studies and analyzes, the human factor is responsible for 70-90% of civil and military aviation accidents. In particular, it should be emphasized that currently due to, inter alia, Due to the lack of or sub-optimal training of General Aviation pilots, the number of fatal accidents in general aviation is more than 10 times higher than in communication aviation. Therefore, the optimization of General Aviation pilots refresher and improvement training, in the conditions of different entry levels for training, irregularities and time constraints, has a potentially very significant impact on increasing the level of general aviation safety and reducing the consequences of air accidents - fatalities, loss of work ability, loss of aviation assets . Therefore, supporting the decision-making process in the diagnosis of the psychophysical state of the pilot during the training will be reflected in the economic aspect and aviation safety in the General Aviation sector.

Dzisiejsze szkolenie lotnicze, którego zasady zostały opracowane na początku drugiej połowy XX wieku opiera się na wykonywaniu pojedynczych zadań lub ich prostych sekwencji w formie m anewrów, których opanowanie i zaliczenie jest konieczne do uzyskania uprawnienia. Metoda ta, jakkolwiek określa wymaganą jakość wykonania, nie uwzględnia nakładów (wysiłku) pilota włożonego w jego wykonanie, takich jak liczba koniecznych powtórzeń do osiągnięcia wymaganej jakości, czy obciążenie pracą umysłową lub fizyczną podczas ich wykonywania. Oznacza to, że w przypadku niektórych pilotów, pomimo uzyskania przez nich zaliczenia, ewentualna rezerwa zasobów, jakimi dysponuje pilot jest bardzo niewielka i w przypadku wystąpienia dodatkowych czynników (awarii, pogodowych) może zostać przekroczona, doprowadzając do wypadku lotniczego.Today's aviation training, the principles of which were developed at the beginning of the second half of the twentieth century, is based on the performance of single tasks or their simple sequences in the form of maneuvers, the mastering and passing of which is necessary to obtain the certificate. This method, although it determines the required quality of performance, does not take into account the pilot expenditure (effort) put into its performance, such as the number of repetitions necessary to achieve the required quality, or the mental or physical workload during their performance. This means that in the case of some pilots, despite obtaining a pass, the possible reserve of resources at the pilot's disposal is very small and in the event of additional factors (failures, weather conditions) may be exceeded, leading to an air accident.

Ponadto współczesne szkolenie lotnicze, niezależnie od rodzaju lotnictwa (prywatne, korporacyjne, liniowe czy wojskowe) wiąże się z bardzo wysokimi kosztami. Dlatego istotne jest osiąganie możliwie najlepszych wyników szkolenia w najkrótszym czasie. W tym celu krytyczny jest prawidłowy dobór obciążeń treningowych. Z powodu braku odpowiednich narzędzi, proces ten opiera się obecnie wyłącznie na subiektywnej ocenie instruktora i jego doświadczeniu, powodując, że jest on daleki od doskonałości.In addition, modern aviation training, regardless of the type of aviation (private, corporate, line or military) is associated with very high costs. Therefore, it is important to achieve the best possible training results in the shortest possible time. For this purpose, the correct selection of training loads is critical. Due to the lack of appropriate tools, the process is currently based solely on the subjective judgment of the instructor and his experience, rendering him far from perfect.

Pomiar obciążenia zadaniowego jest powszechnie stosowany w badaniach eksperymentalnych, m.in. w dziedzinie psychologii lotniczej i inżynieryjnej, medycyny lotniczej oraz ergonomii. Zastosow ania praktyczne w szkoleniu lotniczym są stosunkowo nieliczne, poza metodami subiektywnymi, takimi jak NASA TLX, i ograniczone do kosmonautyki, lotnictwa wojskowego i komunikacyjnego. Jednak także w tych przypadkach stosowanie tych metod ma charakter mieszany (badawczo-praktyczny), służący do modyfikacji programów szkolenia dla całej grupy pilotów lub selekcyjny, polegający na doborze pilotów pod kątem planowanych zadań w lotnictwie wojskowym lub podjęcia decyzji o zatrudnieniu pilota w lotnictwie cywilnym - komunikacyjnym. Nie stosuje się pomiaru obciążenia zadaniowego pilota w szkoleniu lotniczym pilotów lotnictwa ogólnego. Również nie są znane przykłady indywidualizacji programu szkolenia w czasie rzeczywistym, co jest celem projektu, w innych obszarach lotnictwa i kosmonautyki. Z tych powodów można przyjąć, że system szybkiego monitorowania obciążeń zadaniowych i postępów treningowych w zaawansowanym szkoleniu pilotów lotnictwa ogólnego będzie nowym produktem, zarówno do udoskonalenia, jak i wprowadzenia nowych technik i programów szkolenia lotniczego. Na obecnym etapie system będzie projektowany dla lotnictwa ogólnego, z możliwością jego ewentualnego przeniesienia po dostosowaniu do wymogów lotnictwa wojskowego i k omunikacyjnego.Measurement of task load is commonly used in experimental research, e.g. in the field of aviation and engineering psychology, aviation medicine and ergonomics. Practical applications in aviation training are relatively few, apart from subjective methods such as NASA TLX, and limited to cosmonautics, military and communications aviation. However, also in these cases, the use of these methods is mixed (research and practical), used to modify training programs for the entire group of pilots, or selection, consisting in the selection of pilots for the planned tasks in military aviation or a decision to hire a pilot in civil aviation - communication. Pilot task load measurement in general aviation pilot training is not used. Also, there are no known examples of the individualization of the real-time training program, which is the goal of the project, in other areas of aviation and aerospace. For these reasons, it can be assumed that the system of rapid monitoring of task loads and training progress in the advanced training of general aviation pilots will be a new product, both for the improvement and introduction of new techniques and aviation training programs. At the present stage, the system will be designed for general aviation, with the possibility of its possible transfer after being adapted to the requirements of military and communication aviation.

Podstawowym celem projektu jest zmiana filozofii oceny i ewaluacji umiejętności pilotów z binarnego (umie/nie umie), na obiektywnie mierzalny system jakościowy (umie i podczas wykonywania posiada określoną wartościowo rezerwę zasobów intelektualnych i fizycznych).The main goal of the project is to change the philosophy of assessing and evaluating the skills of pilots from binary (can / cannot) to an objectively measurable quality system (can and during the performance has a valuable reserve of intellectual and physical resources).

Pierwszorzędnym celem wszystkich szkoleń lotniczych (i innowacji w tym zakresie) jest zmniejszenie liczby wypadków lotniczych oraz związanych z nimi ofiar śmiertelnych, a więc w szerszym aspekcie podniesienie bezpieczeństwa lotniczego.The primary goal of all aviation training (and innovation in this field) is to reduce the number of aviation accidents and related fatalities, and thus to increase aviation safety in a broader sense.

PL 224 929 B1PL 224 929 B1

Każde szkolenie lotnicze, czy w lotnictwie ogólnym, czy w lotnictwie komercyjnym lub wojskowym, jest związane z określonymi kosztami, zarówno po stronie uczestnika lub organizacji, oraz nakładem czasowym na jego przeprowadzenie, po stronie uczestnika, organizacji oraz instruktorów. W ramach danego czasu oraz założonych kosztów, w ramach których szkolony powinien osiągnąć określony poziom zaawansowania oraz powtarzalności danych/szkolonych umiejętności.Each aviation training, whether in general aviation or in commercial or military aviation, has specific costs, both for the participant or organization, and for the duration of the training for the participant, organization and instructors. Within a given time and assumed costs, within which the trainee should achieve a certain level of advancement and repeatability of data / trained skills.

W szkoleniu pilotów w branży lotnictwa ogólnego, lotnictwa komercyjnego, lotnictwa wojskowego, istnieją następujące uwarunkowania:In the training of pilots in the industry of general aviation, commercial aviation and military aviation, the following conditions exist:

1. Brak obiektywnej oceny spełnienia danego standardu szkolenia przez pilota.1. Lack of objective assessment of compliance with a given training standard by the pilot.

W odniesieniu do szkoleń do uzyskania różnych rodzajów licencji oraz uprawnień dodatkowych, regulowanych przez Europejskie Prawo Lotnicze, piloci podlegają sformalizowanym planom szkolenia, które mimo publikowanych kryteriów oceny wypełnienia celów danego zadania szkoleniowego, nie posiadają obiektywnego systemu oceny. Ocena ta jest pozostawiana subiektywnemu osądowi instruktora prowadzącego i jest całkowicie zależna od jego uprzednich doświadczeń oraz poziomu profesjonalizmu zawodowego.With regard to training to obtain various types of licenses and additional ratings, regulated by the European Aviation Law, pilots are subject to formalized training plans which, despite published criteria for assessing the fulfillment of the objectives of a given training task, do not have an objective evaluation system. This assessment is left to the subjective judgment of the tutor and is entirely dependent on his / her previous experience and level of professionalism.

2. Brak monitorowania w czasie rzeczywistym obciążenia zadaniowego pilota w trakcie szkolenia.2. Lack of real-time monitoring of the pilot's task load during training.

- w trakcie szkolenia, w zależności od stanu psychofizycznego szkolonego pilota, w stosunku do zadań szkoleniowych do wykonania, zostają generowane różne poziomy obciążenia zadaniowego. Przez obciążenie zadaniowe należy rozumieć, najprościej: zdolność wykonania przez pilota danego zadania w relacji do jego trudności. Jeśli obciążenie zadaniowe przy wykonywaniu danego ćwiczenia lub ich serii będzie zbyt wysokie, efektywność ich wykonania przez pilota spadnie.- during the training, depending on the psychophysical state of the trained pilot, different levels of task load are generated in relation to the training tasks to be performed. The simplest meaning of task load is: the pilot's ability to perform a given task in relation to its difficulty. If the task load for a given exercise or series is too high, the pilot's effectiveness will decrease.

- powyższa sytuacja prowadzi do zwiększonej liczby powtórzeń danego ćwiczenia, co wydłuża czas szkolenia oraz podnosi jego koszt.- the above situation leads to an increased number of repetitions of a given exercise, which extends the training time and increases its cost.

- monitorowanie w czasie rzeczywistym obciążenia zadaniowego, sprzężone z modułem korygującym parametry zadania do wykonania, powoduje, że obciążenie zadaniowe dla pilota jest optymalne i prowadzi do lepszego wykonywania przez niego zadania szkoleniowego.- real-time monitoring of the task load, coupled with the module correcting the parameters of the task to be performed, makes the task load for the pilot optimal and leads to better performance of the training task by him.

3. Obecny poziom ewaluacji/egzaminowania.3. Current level of evaluation / examination.

- piloci w trakcie szkolenia podlegają egzaminom złożonym z pojedynczych czynności, których jakość wykonania jest mierzona. Nie oddaje to jednak rzeczywistości, w której zazwyczaj określone sytuacje występują sekwencyjnie lub jednocześnie.- during the training, pilots are subject to examinations consisting of individual activities, the quality of which is measured. However, it does not reflect the reality in which certain situations usually occur sequentially or simultaneously.

- w sytuacjach pojedynczych zadań do wykonania generowane obciążenie zadaniowe jest na innym poziomie niż w przypadku zadań występujących jedno zaraz po drugim lub co więcej, w tym samym czasie. W rezultacie, w przypadkach zadań występujących sekwencyjnie lub w tym samym czasie, powstaje obciążenie zadaniowe wychodzące poza granicę krytyczną, które powoduje spadek efektywności działania pilota i tym samym potencjalne zagrożenie bezpieczeństwa.- in situations of single tasks to be performed, the generated task load is at a different level than in the case of tasks occurring immediately after the other or, moreover, at the same time. As a result, in cases of tasks occurring sequentially or at the same time, a task load is created that goes beyond the critical limit, which causes a decrease in the effectiveness of the pilot's operation and thus a potential safety hazard.

- obecnie dostępne metody nie pozwalają na obiektywne mierzenie i korygowanie w czasie rzeczywistym, w trakcie wykonywania danego zadania, poziomu obciążenia zadaniowego pilota.- currently available methods do not allow for objective measurement and correction in real time, during the performance of a given task, of the level of the pilot's task load.

Wadami dotychczasowego systemu szkolenia jest:The disadvantages of the current training system are:

- brak obiektywnej i jednolitej oceny w pomiarze efektywności szkolenia,- lack of objective and uniform assessment in measuring the effectiveness of training,

- brak monitorowania w czasie rzeczywistym obciążenia zadaniowego pilota w trakcie szkolenia,- no real-time monitoring of the pilot's task load during the training,

- brak możliwości korygowania w czasie rzeczywistym poziomu obciążenia zadaniowego przy wyk onywaniu wielu zadań jednocześnie.- no possibility to correct the task load level in real time when performing many tasks simultaneously.

W celu wyeliminowania powyższych wad i niedogodności zasadnym jest wprowadzenie :In order to eliminate the above-mentioned disadvantages and inconveniences, it is reasonable to introduce:

- systemu obiektywnej oceny obciążenia zadaniowego pilota poprzez obiektywną (a nie, jak dotąd jedynie subiektywną) ocenę jego stanu psychofizycznego i poziomu sprawności za pomocą urządzeń pomiarowych,- the system of objective assessment of the pilot's task load through an objective (and not only subjective, so far) assessment of his psychophysical state and level of fitness using measuring devices,

- odpowiedniego oprogramowania wykorzystującego dane z urządzeń do oceny stanu psychofizyc znego oraz dane z symulatora lotów, generującego nowe scenariusze ćwiczeń, lepiej dostosowane do aktualnych/dostępnych w danej chwili możliwości pilota,- appropriate software using data from devices for the assessment of psychophysical state and data from a flight simulator generating new exercise scenarios, better adapted to the current / available at the moment capabilities of the pilot,

- dodatkowych urządzeń, które przyczyniają się do zwiększenia możliwości generowania zróżnicowanych scenariuszy ćwiczeń, co realizuje przedstawiony poniżej wynalazek.- additional devices that contribute to increasing the possibility of generating various exercise scenarios, which is realized by the invention presented below.

Istota wynalazku, którym jest symulator lotu, w postaci kabiny z wyposażeniem odwzorowującym wyposażenie samolotu, połączonym z zespołem sterująco - kontrolnym, polega na tym, że kabina osadzona jest na obrotowej platformie mającej sześć stopni swobody oraz dodatkowy talerz obr otowy o zakresie obrotu 360 stopni, i jest wyposażona w system symulacji rzeczywistych warunków oddechowych na zmiennych wysokościach, ponadto ma rejestratory stanu psychofizycznego ucznia pilota, których czujniki usytuowane są na uczniu - pilocie, przy czym każdy z tych rejestratorów połą4The essence of the invention, which is a flight simulator, in the form of a cabin with equipment imitating the aircraft equipment, connected to the control and control unit, consists in the fact that the cabin is mounted on a rotating platform with six degrees of freedom and an additional rotating plate with a rotation range of 360 degrees, and is equipped with a system simulating real breathing conditions at varying altitudes, moreover, it has recorders of the psychophysical state of a student pilot, the sensors of which are located on the student-pilot, where each of these recorders is connected to

PL 224 929 B1 czony jest z modułem psychometrycznym, do którego przekazywane są informacje z pomiarów, anal izującym dane pomiarów i przeprowadzającym automatyczną ocenę stanu psychofizycznego ucznia pilota, z kolei moduł psychometryczny połączony jest z modułem informacyjnym, przetwarzającym dane i prezentującym je w postaci zespołu parametrów, i modułem sterowniczym, dla automatycznej modyfikacji wybranych parametrów sesji szkoleniowej, zaś moduł informacyjny połączony jest z modułem sterowniczym i pulpitem sterowniczym do modyfikacji wybranych parametrów, przez instruktora, z uwzględnieniem danych z połączonej z modułem sterowniczym i pulpitem sterowniczym bazy scenariuszy szkolenia, przy czym moduł sterowniczy i panel sterowniczy połączone są z modułem wykonawczym sterowania symulatorem, który steruje pracą symulatora poprzez submoduł modelu aerod ynamicznego oraz submoduł wykonawczy awioniki oraz submoduł wykonawczy kinematyki.PL 224 929 B1 is connected with the psychometric module, to which information from the measurements is transmitted, analyzing the measurement data and carrying out an automatic assessment of the psychophysical state of the pilot student, while the psychometric module is connected with the information module, which processes the data and presents it in the form of a set of parameters , and a control module for automatic modification of selected parameters of the training session, and the information module is connected to the control module and a control panel for modification of selected parameters by the instructor, taking into account the data from the training scenario database connected to the control module and the control panel, the module The control panel and the control panel are connected to the simulator control executive module, which controls the simulator operation through the aerodynamic model submodule and the avionics executive sub-module and the kinematics executive sub-module.

Korzystnym jest, gdy rejestratorem stanu psychofizycznego ucznia - pilota jest spektroskop w bliskiej podczerwieni.It is advantageous if the near-infrared spectroscope is the recorder of the psychophysical state of the student pilot.

Korzystnym jest też, gdy rejestratorem stanu psychofizycznego ucznia - pilota jest elektrokardiograf do badania pracy serca.It is also advantageous when the recorder of the psychophysical state of the student - pilot is an electrocardiograph for examining the work of the heart.

Także korzystnym jest, gdy rejestratorem stanu psychofizycznego ucznia - pilota jest elektroencefalograf, monitorujący pracę mózgu.It is also advantageous if the recorder of the psychophysical state of the student - pilot is an electroencephalograph monitoring the work of the brain.

Również korzystnym jest, gdy rejestratorem stanu psychofizycznego ucznia - pilota jest urządzenie monitorujące częstotliwość czynności oddechowych.It is also advantageous if the recorder of the psychophysical state of the student - pilot is a respiratory frequency monitoring device.

Poza tym korzystnym jest, gdy rejestratorem stanu psychofizycznego ucznia - pilota jest czujnik monitorujący rytm pracy serca.In addition, it is advantageous if the recorder of the psychophysical state of the student - pilot is a sensor monitoring the heart rate.

Dzięki zastosowaniu rozwiązania według wynalazku, uzyskano następujące efekty techniczno użytkowe:Thanks to the solution according to the invention, the following technical and operational effects were obtained:

- obiektywna ocena obciążenia zadaniowego pilota poprzez obiektywną ocenę jego stanu psychofizycznego i poziomu sprawności za pomocą urządzeń pomiarowych,- objective assessment of the pilot's task load through an objective assessment of his psychophysical state and level of fitness using measuring devices,

- opracowanie odpowiedniego oprogramowania wykorzystującego dane z urządzeń do oceny stanu psychofizycznego oraz dane z symulatora lotów, generującego nowe scenariusze ćwiczeń, lepiej dostosowane do aktualnych/dostępnych w danej chwili możliwości pilota,- development of appropriate software using data from devices for the assessment of psychophysical condition and data from a flight simulator that generates new exercise scenarios, better adapted to the current / available pilot capabilities,

- zastosowanie dodatkowych urządzeń, które przyczyniają się do zwiększenia możliwości generowania zróżnicowanych scenariuszy ćwiczeń.- the use of additional devices that contribute to increasing the possibility of generating various exercise scenarios.

Przedmiot wynalazku, w przykładowym, lecz nie wyczerpującym wykonaniu uwidoczniono w schemacie na rysunku, na którym pokazano graficzne przedstawienie połączonych ze sobą urządzeń technicznych.The subject matter of the invention, in an exemplary but not exhaustive embodiment, is shown in the diagram in the drawing, which shows a graphic representation of the interconnected technical devices.

Symulator lotu według wynalazku jest kabiną 1 osadzoną na obrotowym o 360° podeście 2 us ytuowanym ma platformie 3, mającej 6 stopni swobody, tzw. platformie Stewarta. Kabina 1 wyposażona jest w zespół 4 symulacji rzeczywistych warunków oddechowych. Zespół ten symuluje rzeczywiste warunki oddechowe w sytuacjach lotów na znacznych wysokościach w środowisku o znacznie obniżonym poziomie ciśnienia parcjalnego tlenu. Kabina 1 wyposażona jest również w rejestratory 5 stanu psychofizycznego ucznia - pilota, których czujniki usytuowane są na uczniu - pilocie. Rejestratorem 5a jest FNIR - spektroskop w bliskiej podczerwieni; mierzy pośrednio utlenienie krwi w płacie czołowym mózgu, co jest skorelowane z zapotrzebowaniem mózgu na tlen, a co z kolei jest oznaką zwiększonej pracy umysłowej. Rejestratorem 5b jest EKG - elektrokardiograf - standardowe urządzenie badające pracę serca; jest to metoda pośrednia polegająca na rejestracji elektrycznej czynności mięśnia sercowego z powierzchni klatki piersiowej w postaci różnicy potencjałów (napięć) pomiędzy dwoma elektrodami, co graficznie jest odczytywane w formie krzywej elektrokardiograficznej, na specjalnym papierze milimetrowym bądź na ekranie monitora. Rejestratorem 5c jest urządzenie monitor ujące rytm pracy serca; jego zwiększenie lub zmniejszenie jest objawem zmiany wysiłku/stresu/obciążenia zadaniowego pilota w trakcie szkolenia. Rejestratorem 5d jest EEG - elektroencefalograf - urządzenie monitorujące pracę mózgu. Badanie polega na odpowiednim rozmieszczeniu na powierzchni skóry czaszki elektrod, które rejestrują zmiany potencjału elektrycznego na powierzchni skóry, pochodzące od aktywności neuronów kory mózgowej i po odpowiednim ich wzmocnieniu tworzą z nich zapis - elektroencefalogram; zmiany potencjału elektrycznego są oznaką zmieniającej się aktywności mózgu związanej z różnymi poziomami obciążenia zadaniowego. Rejestratorem 5e jest BR - urządzenie monitorujące częstotliwości czynności oddechowej. Urządzenie to rejestruje liczbę oddechów na jednostkę czasu; zmiany jego rytmu są znakiem zmian w poziomie stresu/obciążenia zadaniowego przy wykonywaniu danego ćwiczenia szkoleniowego.The flight simulator according to the invention is a cabin 1 mounted on a platform 2 rotating by 360 ° situated on a platform 3, having 6 degrees of freedom, the so-called Stewart platform. Cabin 1 is equipped with a set of 4 simulations of real breathing conditions. This team simulates real breathing conditions in high-altitude flight situations in an environment with significantly reduced oxygen partial pressure levels. Cabin 1 is also equipped with recorders 5 of the psychophysical state of the student-pilot, the sensors of which are located on the student-pilot. The recorder 5a is FNIR - near infrared spectroscope; indirectly measures blood oxygenation in the frontal lobe of the brain, which is correlated with the brain's need for oxygen, and which in turn is a sign of increased mental work. The recorder 5b is an EKG - electrocardiograph - a standard device for examining the work of the heart; it is an indirect method consisting in recording the electrical activity of the heart muscle from the chest surface in the form of a potential difference (voltage) between two electrodes, which is graphically read in the form of an electrocardiographic curve, on a special graph paper or on a monitor screen. The recorder 5c is a heart rhythm monitor; its increase or decrease is a symptom of a change in the effort / stress / task load of the pilot during the training. The 5d recorder is EEG - electroencephalograph - a device monitoring the work of the brain. The test consists in the appropriate placement of electrodes on the surface of the skin of the skull, which record changes in the electric potential on the skin surface, resulting from the activity of neurons of the cerebral cortex and, after their appropriate strengthening, create a record - electroencephalogram; Electric potential changes are a sign of changing brain activity associated with different levels of task load. The recorder 5e is BR - respiratory frequency monitoring device. This device records the number of breaths per unit of time; changes in its rhythm are a sign of changes in the level of stress / task load when performing a given training exercise.

PL 224 929 B1PL 224 929 B1

Każdy z rejestratorów 5a, 5b, 5c, 5d, 5e połączony jest z modułem psychometrycznym 6, gromadzącym oraz przetwarzający dane dotyczące stanu psychofizjologicznego pilota. Dane wyjściowe z tego modułu to automatyczna ocena stanu psychofizycznego pilota wyrażająca się poziomem obciążenia zadaniowego. Mierzona w czasie rzeczywistym i modyfikowana w czasie rzeczywistym, w trakcie wykonywania przez pilota zadań. Moduł psychomotoryczny 6 połączony jest z modułem informacyjnym 7, który przetwarza dalej dane z modułu psychometrycznego i prezentuje je w postaci zespołu parametrów, oraz z modułem sterowniczym 8, który odpowiada za automatyczną modyfikację wybranych parametrów sesji szkoleniowej, w celu utrzymania obciążenia zadaniowego pilota na optymalnym poziomie. Moduł informacyjny 7 oraz moduł sterowniczy 8 połączone są z pulpitem sterowniczym 9. Pulpit sterowniczy 9 oraz moduł sterowniczy 8 połączone są z bazą scenariuszy 10 pr ocesów szkolenia, która ma zaprogramowane zmienne warianty parametrów symulowanego lotu. Moduł sterowniczy 8 i pulpit sterowniczy 9 połączone są z modułem wykonawczym 11 symulatora. Moduł wykonawczy 11 symulatora zarządza działaniem poszczególnych komponentów symulatora na poziomie wykonawczym poprzez submoduł modelu aerodynamicznego 12, submoduł 13 wykonawczy awioniki oraz submoduł 14 wykonawczy kinematyki, uwzględniając modyfikacje manualne instruktora, wprowadzanymi przez pulpit sterowniczy 9 oraz modyfikacje automatyczne, wprowadzane przez moduł sterowniczy 8.Each of the recorders 5a, 5b, 5c, 5d, 5e is connected to the psychometric module 6, collecting and processing data on the psychophysiological state of the pilot. The output data from this module is an automatic assessment of the pilot's psychophysical state, expressed in the level of the task load. Measured in real time and modified in real time while the pilot performs his tasks. The psychomotor module 6 is connected to the information module 7, which further processes the data from the psychometric module and presents it in the form of a set of parameters, and to the control module 8, which is responsible for the automatic modification of selected parameters of the training session, in order to maintain the pilot's task load at an optimal level. . The information module 7 and the control module 8 are connected to the control panel 9. The control panel 9 and the control module 8 are connected to the training scenario 10 database, which is programmed with variable variants of simulated flight parameters. The control module 8 and the control panel 9 are connected with the executive module 11 of the simulator. The executive module 11 of the simulator manages the operation of the individual components of the simulator at the executive level through the sub-module of the aerodynamic model 12, the avionics executive sub-module 13 and the kinematics executive sub-module 14, taking into account the manual modifications of the instructor introduced by the control panel 9 and the automatic modifications introduced by the control module 8.

Podczas treningu w symulatorze uczeń - pilot ma zadane przez instruktora z pulpitu sterowniczego 9 lub moduł sterowniczy 8 parametry lotu z bazy scenariuszy 10. Parametry te są realizowane przez moduł wykonawczy 11 poprzez submoduły 12, 13, 14. Wprowadza się symulację rzeczywistych parametrów lotu z uwzględnieniem przechyłów platformy 3 oraz obrotów podestu 2, a także parametry ciśnienia i zawartości tlenu w atmosferze. Podczas pobytu w kabinie uczeń - pilot ma podłączone czujniki rejestratorów 5, mierzące parametry fizjologiczne ucznia - pilota, które są efektem obciążenia, zadanym programem szkolenia. Dane z tych rejestratorów 5 przekazywane są do modułu psychom etrycznego 6, gdzie zostają poddane analizie. Wyniki tej analizy zostają przekazywane do modułu informacyjnego 7, gdzie następuje ich prezentacja parametryczna i do modułu sterowniczego 8, gdzie następuje ich modyfikacja automatyczna. Z modułu informacyjnego parametry są przekazywane również do pulpitu sterowniczego 9, podając informacje instruktorowi Z modułu sterowniczego 8 oraz z pulpitu sterowniczego 9 informacje, z uwzględnieniem programów z bazy scenariuszy 10, przekaz ywane są automatyczne z modułu sterowniczego 8 lub z uwzględnieniem decyzji instruktora, z pulpitu sterowania 9 do modułu wykonawczego 11. Moduł wykonawczy 11 przez submoduły 12, 13, 14 zmienia parametry programu szkolenia, dostosowując je do możliwości ucznia - pilota, poza tym otrzymane parametry zostają poddane analizie do oceny poziomu wyszkolenia ucznia - pilota oraz jego zdolności psychomotorycznych, jak również do dostosowania programu szkolenia do możliwości pilota.During training in the simulator, the student-pilot has flight parameters set by the instructor from the control panel 9 or the control module 8 from the scenario database 10. These parameters are realized by the executive module 11 through the submodules 12, 13, 14. The simulation of actual flight parameters is introduced taking into account tilts of platform 3 and rotation of platform 2, as well as parameters of pressure and oxygen content in the atmosphere. During the stay in the cabin, the student-pilot has 5 sensors of the recorders connected, measuring the physiological parameters of the student-pilot, which are the result of the load, the training program set. Data from these recorders 5 are transferred to the ethical psychology module 6, where they are analyzed. The results of this analysis are transferred to the information module 7, where they are parametrically presented, and to the control module 8, where they are automatically modified. From the information module, the parameters are also transmitted to the control panel 9, informing the instructor From the control module 8 and from the control panel 9, information, taking into account the programs from the scenario database 10, is automatically transmitted from the control module 8 or, taking into account the instructor's decision, from the control panel control 9 to the executive module 11. The executive module 11, through the sub-modules 12, 13, 14, changes the parameters of the training program, adapting them to the capabilities of the student - pilot, besides, the obtained parameters are analyzed to assess the level of training of the student - pilot and his psychomotor skills, such as also to adapt the training program to the pilot's abilities.

Claims

1. A flight simulator in the form of a cabin with equipment imitating the aircraft equipment, connected to the control and control unit, characterized in that the cabin 1 is mounted on a rotating platform 3 having six degrees of freedom and an additional rotating platform 2 with a rotation range of 360 degrees, and is equipped with a simulation unit of 4 real breathing conditions at variable altitudes, moreover, it has recorders of the psychophysical state of the student - pilot, 5 whose sensors are located on the student - pilot, each of these recorders is connected to the psychometric module 6, to which information is transmitted from measurements, analyzing the measurement data and carrying out an automatic assessment of the psychophysical state of the student - pilot, while the psychometric module 6 is connected with the information module 7, which processes the data and presents it in the form of a set of parameters, and the control module 8, for automatic identification of selected session parameters training, and the information module 7 is connected to the control module 8 and the control panel 9 for modifying the selected parameters by the instructor, taking into account the data from the training scenario database connected to the control module 8 and the control panel 10, the control module 8 and the control panel 9 being connected to an executive module 11 of the simulator control, which controls the operation of the simulator through the submodule of the aerodynamic model 12 and the avionics executive sub-module 13 and the kinematics executive sub-module 14.

PL 224 929 B1

2. The simulator according to p. The method of claim 1, characterized in that the recorder of the psychophysical state of the student-pilot 5 is a near infrared spectroscope 5a.

3. The simulator according to p. 5. The method of claim 1, characterized in that the recorder of the psychophysical state of the student - pilot 5 is an electrocardiograph for examining the work of the heart 5b.

4. The simulator according to p. The method of claim 1, characterized in that the recorder of the psychophysical state of the student - pilot is a sensor monitoring the heart rate 5c.

5. The simulator according to p. 5. The method of claim 1, characterized in that the recorder of the psychophysical state of the student - pilot 5 is an electroencephalograph monitoring the work of the brain 5d.

The simulator according to claim 1, characterized in that the recorder of the psychophysical state of the student - pilot 5 is a respiratory frequency monitoring device 5e.