Створення та аналіз платформи Стюарта для авіасимулятора

Abstract

Авіасимулятори вже великий проміжок часу використовують для підготовки пілотів будь-якого типу літаків. Такий вид тренувань більш економічний. Авіасимулятор покращує навички керування в екстремальних ситуаціях з мінімальними ризиками для майбутнього пілота. Навчання на авіасимуляторі дає змогу відтворити несприятливі погодні умови в будь-який період часу. Пілот знаходиться на землі в спеціальній кабіні, яка встановлюється на рухому платформу. Дана система потрібна для забезпечення максимально наближених до реальних умов польоту. Предметом дослідження в статті є авіаційний симулятор на платформі Стюарта. Мета полягає в створенні та аналізу платформи для авіасимулятору за допомогою програмного забезпечення. В роботі представлено вже існуючий авіасимулятор та його характеристики. Враховуючи його габаритні розміри та масу змодельовано платформу в системі SolidWorks. Вибрана та представлена кінематична схема конструкції типу (6-6). Наведено основне рівняння динаміки для розрахунку закону руху платформи за заданими величинами керуючих сил. Також за допомогою цього рівняння можливо знайти керуючі сили знаючи закон руху. Розроблена 3D модель складається з двох платформ, рухомої та нерухомої. За допомогою шарнірів до платформи кріпляться ноги з автоматично змінною довжиною. Підібрано матеріал алюмінієвого сплаву типу 2024 з якого створюється платформа. Проведено статичний аналіз навантаженої платформи. Під навантаженою платформою мається на увазі, що в місцях встановлення симулятору та крісла пілота прикладені навантаження рівні за вагою до симулятора та максимальною вагою крісла з пілотом. Аналіз включає в себе такі епюри: навантажень, щоб оцінити витримає конструкція задану вагу, переміщення, деформації, запасу міцності та епюра Design Insight для оцінки деталей конструкції. Виявлення елементів, які почнуть швидше за все руйнуватись під впливом ваги симулятору. Дослідження проводились за допомогою програмного забезпечення SolidWorks Simulation. На основі даних отриманих з епюр зроблені висновки про працездатність та безпечність розробленої платформи.Flight simulators have been used for a long time to train pilots of any type of aircraft. This type of training is more economical. The flight simulator improves control skills in extreme situations with minimal risks for the future pilot. Training on a flight simulator makes it possible to reproduce adverse weather conditions at any time. The pilot is on the ground in a special cockpit, which is mounted on a movable platform. This system is needed to ensure flight conditions as close to real as possible. The subject of the research in the article is an aviation simulator on the Stewart platform. The aim is to create and analyze an flight simulator platform using software. The paper presents the already existing flight simulator and its characteristics. Taking into account its dimensions and weight, the platform is modeled in SolidWorks. The kinematic diagram of the type design (6-6) is selected and presented. The basic equation of dynamics for calculating platform motion law for given values of the control forces is given. Also using this equation it is possible to find the controlling forces knowing the law of motion. The developed 3D model consists of two platforms, a movable and a stationary one. The legs with automatically variable length are attached to the platform using hinges. Selected material aluminum alloy type 2024 from which the platform is created. Selected material aluminum alloy type 2024 from which the platform is created. Static analysis of the loaded platform was performed. By loaded platform is meant that in the places where the simulator and the pilot's seat are installed, loads equal in weight to the simulator and the maximum weight of the seat with the pilot are applied. The analysis includes such epurfaces: loads to assess whether the structure can support a given weight, displacement, deformation, safety margins and a Design Insight plot to evaluate design details. Identification of elements that are most likely to start collapsing under the weight of the simulator. The research was performed using SolidWorks Simulation software. Based on the data obtained from the plot, conclusions were made about the performance and safety of the developed platform.