Создание виртуальных симуляторов многокомпонентнозарядной техники на основе персональных компьютеров, как учебно-тренажерных средств, имеющей многоконтурные разветвленные схемы, содержащей различные узлы и агрегаты, достаточно сложный вопрос. Задача усложняется необходимостью разработки завершенного алгоритма, который позволяет на его основе выполнить программирование конкретной прикладной задачи с использованием языков программирования для ЭВМ [1].
Рассмотрим вариант математического описания многокомпонентнозарядной техники на примере описания фрагмента пневматической схемы виртуального симулятора спецустановки воздухозаправщика ВЗ-20-350 (его произвольного конечного элемента L13).
Произвольный конечный элемент L13 – представляет собой контур, ограниченный звеньями z20, z81, z82, z91, z92 ассоциируемый с участком пневматической схемы, приведенным на (рис. 1.), что соответствует магистрали 13МПа.
Рисунок. 1 – Участок схемы конечного элемента L13
Количество воздуха V13, находящегося на участке схемы конечного элемента L13 в соответствии с уравнением (1) имеет суммарное приращение от пяти потоков (рис. 2.), которые определяются системой уравнений (2), включающей граничные условия и передаточные функции звеньев z20, z81, z82, z91, z92. Уравнения системы учитывают параметры состояния p13 , p7, p14, p17, p20 , p20 данного L13 и
соседних L7, L14, L17, L20, L23 конечных элементов схемы.
Рисунок. 2 – Структура конечного элемента L13
(1)
где
(2)
V13 – количество воздуха, находящегося на участке схемы конечного элемента L13, л;
– количество воздуха, находящегося на участке схемы конечного элемента L13 до приращения, л;
dVz20, dVz81, dVz82, dVz91, dVz92
– мгновенные приращения количества воздуха на участке схемы конечного элемента L13, поступающего через звенья z20, z81, z82, z91, z92, л;
Ωz81, Ωz82, Ωz91, Ωz92 – коэффициент открытия звеньев z81, z82, z91, z92, (0…1);
kz20, kz81, kz82, kz91, kz92 – производительность звеньев z20, z81, z82, z91, z92 в полностью открытом состоянии, л/(с·кгс/см2);
p7, p14, p17, p20, p23 – абсолютные давления воздуха на участках схемы конечных элементов L7, L14, L17, L20, L23, кгс/см2;
Pz20 – абсолютное давление регулирования редуктора, соответствующего звену z20, кгс/см2.
Компоновка конечных элементов схемы позволит создать целостную математическую модель для разработки виртуальных симуляторов многокомпонентнозарядной техники. Применение виртуальных симуляторов в обучении дает возможность перераспределения высвободившегося учебного времени на изучение других дисциплин – военных, военно-специальных, инженерных и т.д., что будет способствовать развитию у курсантов военно-профессиональных компетенций [2]. Виртуальный симулятор работает в тех же временных рамках, что и реальный воздухозаправщик, поэтому за два учебных часа обучаемый имеет возможность до 20 и более раз отработать выполнение заданий. При изучении и выполнении операций программные средства позволяют возвращаться к неусвоенным вопросам, что особенно важно, учитывая повышенную опасность эксплуатации многокомпонентнозарядной техники. Каждый из курсантов имеет возможность заниматься с отдельной моделью реального объекта и имитировать выполнение различных технологических операций при эксплуатации многокомпонентнозарядной техники индивидуально, что вырабатывает у них психологическую устойчивость, способствует развитию творческого мышления, воспитывает самостоятельность при принятии инженерно-технических решений и в конечном итоге способствует формированию профессионализма у будущих офицеров.
Библиографический список
- Могилев А.В. Методы программирования. Компьютерные вычисления / А.В. Могилев. – С.П-б.: BHV-Санкт-Петербург, 2011. – 320 с.
- Зибров Г.В. Применение метода оценки качества подготовки обучаемых при реализации инновационных технологий в системе высшего образования / Г.В. Зибров, Ю.Л. Козирацкий, О.Л. Дзюбенко // Инновационные технологии в системе современного естественнонаучного образования: Екатеринбург: УГПУ, 2010. – С. 20-28.