Kinematska analiza uređaja za prostornu dezorijentaciju pilota

Abstract

Prostorna dezorijentacija predstavlja jednu od najvećih pretnji za pilote modernih borbenih aviona. Tokom vremena razvijeni su različiti simulatori leta sa ciljem da simuliraju što realnije uslove leta. Uređaj za prostornu dezorijentaciju pilota poboljšava situacionu svesnost i pruža efikasnu obuku za izbegavanje fenomena poznatijeg kao prostorna dezorijentacija. U ovom radu je predstavljena kinematska analiza jednog savremenog dezorijentatora. Dezorijentator je modeliran kao robotski manipulator sa četiri stepena slobode kretanja. Glava pilota predstavlja end efektor, i nalazi se u preseku osa valjanja, propinjanja i skretanja. Koordinatni sistemi postavljeni su prema Denavit-Hartenbergovoj konvenciji, prikazane su homogene matrice transformacije i jednačine koje čine kinematiku dezorijentatora. Dat je prikaz Jakobijeve matrice za rešavanje kinematskog problema. Ovo istraživanje predstavlja uvod za dinamičku analizu dezorijentatora. PR Projekat Ministarstva nauke Republike Srbije, br. TR35023: Razvoj uređaja za trening pilota i simulaciju leta modernih borbenih aviona i to troosne centrifuge i četvoroosnog uređaja za prostornu dezorijentaciju pilota.

Spatial disorientation is one of the major threats to pilots of modern fighter aircraft. Over time various flight simulators were developed, in order to simulate real flight conditions as closely as possible. The device has the main objective to improve the spatial orientation of pilots, situational awareness and provide effective training to avoid a phenomenon known as spatial disorientation. In this paper, a kinematic analysis of the disorientator is presented. The Spatial Disorientator (SDT) is modeled as four-joint revolute robotic manipulator. The pilot’s head is the end effector, and is located at the intersection of the roll, pitch and yaw axes. The coordinate frames are set according to the Denavit- Hartenberg convention, homogeneous transformation matrices and equations for calculating the SDT kinematics are presented, as well as the Jacobi matrix. This study represents an introduction to the dynamic analysis of the disorientator.