Komputerowe modelowanie zjawiska dezorientacji przestrzennej lotniczego systemu nawigacji inercjalnej i układu błędnika pilota w mobilnych symulatorach lotu

W artykule przedstawiono wyniki prac realizowanych w Instytucie Technicznym Wojsk Lotniczych i Wyższej Szkole Oficerskiej Sił Powietrznych w zakresie opracowania metod oceny ruchu przestrzennego wytwarzanego w mobilnych symulatorach lotu w zakresie wywoływania u pilota zjawiska dezorientacji przestrzennej. Wykazano, że zjawisko fałszywego określania położenia przestrzennego dotyczy zarówno sztucznych systemów pomiarowych (systemów orientacji przestrzennej i nawigacji inercjalnej), jak i układów biologicznych (narządów sensorycznych w błędniku pilota samolotu myśliwskiego). Zaprezentowano modele matematyczne funkcjonowania układu wyznaczania orientacji przestrzennej w systemie nawigacji inercjalnej oraz układu wykrywania ruchu głowy w narządach sensorycznych błędnika pilota. Podano zastępcze schematy obliczeniowe, opracowane dla tych układów, wykorzystywane do określania ich błędów w zakresie wyznaczania orientacji przestrzennej przy wymuszeniu stałą prędkością obrotu oraz zmienną prędkością kątową występującą w ruchu stożkowym. Wybrane rodzaje tych ruchów są wykorzystywane w mobilnych symulatorach lotu do badań podatności pilotów i kandydatów na występowanie zjawiska dezorientacji przestrzennej w warunkach złożonego ruchu przestrzennego.

The paper presents the results of the works at the Air Force Institute of Technology and the Polish Air Force Academy relating to the development of methods for assessing the effectiveness of the mobile flight simulators production of spatial motion causing the spatial disorientation in a pilot. It has been shown that the phenomenon of false determining of the spatial position applies to both artificial measurement systems (spatial orientation and inertial navigation systems) and biological systems (fighter aircraft pilot’s vestibular system). The paper presents mathematical models of functioning of the system determining the spatial orientation in the inertial navigation system and the system detecting head movement in the pilot’s vestibular system. Computational diagrams developed for those systems used for detection of their errors in the scope of determining the spatial orientation by applying constant speed of rotation and variable angular velocity occurring in conical movement are also presented. Selected types of those movements are used in mobile flight simulators for testing the susceptibility of pilots and candidates to the occurrence of the spatial disorientation in the conditions of complex spatial motion.