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;

dV_z20, dV_z81, dV_z82, dV_z91, dV_z92
– мгновенные приращения количества воздуха на участке схемы конечного элемента L13, поступающего через звенья z20, z81, z82, z91, z92, л;

Ω_z81, Ω_z82, Ω_z91, Ω_z92 – коэффициент открытия звеньев z81, z82, z91, z92, (0…1);

k_z20, k_z81, k_z82, k_z91, k_z92 – 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;

P_z20 – 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.