Разработка методики повышения качества наземного блока тренажерного оборудования системы обеспечения жизнедеятельности экипажа МКС тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Петелин Дмитрий Александрович

• Петелин Дмитрий Александрович
• кандидат наук
• 2025

Оглавление диссертации кандидат наук Петелин Дмитрий Александрович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 АНАЛИЗ СОЖ ЭКИПАЖА МКС И НАЗЕМНОГО ТРЕНАЖЕРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

1.1 Системы обеспечения жизнедеятельности и наземное тренажерное оборудование в процессе подготовки к космическим полетам

1.2 Анализ СОЖ российского сегмента МКС и подготовки космонавтов к работе с СОЖ

1.3 Анализ СОЖ американского сегмента Международной космической станции и подготовки астронавтов к работе с СОЖ

1.4 Постановка задачи исследования

Заключение по Главе

ГЛАВА 2 ОЦЕНКА УРОВНЯ АДЕКВАТНОСТИ НАЗЕМНОГО

ТРЕНАЖЕРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ СОЖ НА БАЗЕ СИСТЕМЫ КОЭФФИЦИЕНТОВ

2.1 Показатели адекватности наземного тренажерного оборудования СОЖ

2.2 Оценка уровня адекватности наземного блока тренажерного оборудования СОЖ на базе системы коэффициентов функционально -методической полноты и параметрической адекватности

2.3 Оценка качества тренажеров подсистемы обеспечения газового состава

2.4 Оценка качества тренажеров подсистемы водообеспечения

Заключение по Главе

ГЛАВА 3 ОЦЕНКА АДЕКВАТНОСТИ НАЗЕМНОГО ТРЕНАЖЕРНОГО

ОБОРУДОВАНИЯ СОЖ КОСМОНАВТАМИ В УСЛОВИЯХ РАБОТЫ НА

МКС

3.1 Оценка адекватности имитационного моделирования в тренажерах «глазами обучаемых»

3.2 Формирование информационных признаков для оценки адекватности тренажерного оборудования

3.3 Оценка информационных признаков тренажеров системы обеспечения жизнедеятельности и компетентности обучаемых

3.4 Оценка адекватности тренажеров СОЖ

Заключение по Главе

ГЛАВА 4 ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА НАЗЕМНОГО ТРЕНАЖЕРНОГО

ОБОРУДОВАНИЯ СОЖ

4.1 Основные показатели качества тренажеров

4.2 Пути повышения качества информационных признаков тренажеров подсистемы обеспечения водой

4.3 Пути повышения качества информационных признаков тренажеров подсистемы формирования газовой среды

4.4 Разработка методики повышения качества наземного блока тренажерного оборудования СОЖ. Новые конструкторские решения выполнения узлов, систем и наземного тренажерного комплекса в целом

Заключение по Главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Приложение А Оценка качества тренажеров СОЖ

Приложение Б Оценка информационных признаков российскими

космонавтами СОЖ РС

Приложение В Оценка информационных признаков американскими

астронавтами СОЖ АС

Приложение Г Оценка информационных признаков российскими

космонавтами АСУ СМ

Приложение Д Оценка информационных признаков российскими космонавтами МЛМ

Приложение Е Оценка информационных признаков российскими космонавтами СОА

Приложение Ж Оценка информационных признаков российскими

космонавтами БМП

Приложение З Оценка информационных признаков российскими

космонавтами СРВк

Приложение И Оценка информационных признаков российскими

космонавтами Электрон-ВМ

Приложение К Акты внедрения диссертационной работы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка методики повышения качества наземного блока тренажерного оборудования системы обеспечения жизнедеятельности экипажа МКС»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования обусловлена планируемым развертыванием долговременной Российской орбитальной станции (РОС), разработкой пилотируемого транспортного корабля (ПТК-НП) и лунной исследовательской программой в соответствии с целями и задачами, изложенными в «Стратегии развития Государственной корпорации по космической деятельности «Роскосмос» на период до 2025 г. и перспективу до 2030 г.»

Предполетная подготовка космонавтов связана с обучением на наземном блоке тренажерного оборудования (НБТО) комплекса системы обеспечения жизнедеятельности (СОЖ) в течении восьми лет. В задачу СОЖ входит восстановление свойств и состава среды обитания, обеспечение массообмена экипажа со средой.

По прибытию на МКС космонавты включаются в работу, большая часть которой в течение дня связана с обслуживанием, ремонтом и проведением регламентных работ подсистем СОЖ, связанных с регенерацией воды и газовой среды. От того, как космонавты освоили программу подготовки на тренажерах НБТО СОЖ, зависит их жизнь и существование станции.

Тренажеры СОЖ предназначены для профессиональной подготовки космонавтов для работы с СОЖ. Тренажеры моделируют работу реальных блоков и агрегатов, воспроизводят близкие к реальным условия функционирования оборудования, окружающую среду, процессы управления объектом, а также все то, что видят и с чем взаимодействуют при этом космонавты.

При проектировании наземного блока тренажерного оборудования (НБТО) СОЖ возникает задача обеспечения качества. Под качеством понимается совокупность свойств и характеристик технического средства, придающих тренажеру способность удовлетворять потребности тех лиц, которые будут его использовать.

Качество тренажера определяется степенью соответствия штатному объекту - адекватностью.

Под адекватностью понимается достижение подобия между тренажером и реальным объектом, работа которого моделируется в тренажере.

Совершенствование бортовых СОЖ, введение в состав системы новых подсистем вызывает необходимость синхронного проведения модернизации существующего и разработки нового наземного блока тренажерного оборудования комплекса СОЖ с соответствующим повышением качества по назначению. Таким образом, повышение качества НБТО СОЖ является актуальной задачей.

Степень разработанности темы. Начиная с 1998-1999 годов, Россия находится на пороге тренажерного бума. Это касается направлений деятельности, где требуется подготовка операторов сложных динамических систем. На сегодняшний день ситуация имеет ярко выраженную тенденцию к росту.

Большое количество публикаций, посвященных различным аспектам исследования, анализа, проектирования и экспериментальной проверки компонентов технологического оборудования для земного блока тренажерного комплекса СОЖ, свидетельствует о серьезном внимании, уделяемом данной проблеме. Однако, несмотря на обширный объем научных, инженерных и экспериментальных исследований в этой области, остается множество нерешенных вопросов.

Разработкой и созданием тренажеров, а также обучающих систем для подготовки операторов в России активно занимаются в ЗАО ЦНТУ «Динамика», НИИАО, Центре тренажеростроения и подготовки персонала, РСК «МиГ», АВПК «СУ», НПО «Аврора», ЦКБ МТ «Рубин», ЗАО «РАА Спецтехника» и других.

В решение разнообразных задач, являющихся теоретическим фундаментом синтеза тренажерных систем и их практического воплощения, большой вклад внесли многие отечественные и зарубежные исследователи: Бондер В.А., Красовский А.А., Шукшунов В.Е., Шонин Г.С., Буков В.Н., Наумов А.И., Наумов Б.А., Дикарев В.А., Кобзев В.В., Глазков Ю.Н., Климук П.И., Пономаренко А.В., Г. Йоханнсен, В. Роуз и другие.

Разработаны методики оценки адекватности тренажерного оборудования штатному объекту, каждая из которых имеет свои достоинства и недостатки.

В настоящее время актуальной задачей стала разработка методики повышения качества НБТО СОЖ на основании оценки адекватности тренажеров СОЖ космонавтами, работающими с подсистемами СОЖ в условиях космического полета на МКС.

Объект исследования - наземный блок тренажерного оборудования СОЖ Российского сегмента (РС) МКС.

Предметом исследования являются качество наземного блока тренажерного оборудования СОЖ РС МКС, принципиально новые конструкторские решения выполнения узлов, систем и наземного тренажерного комплекса в целом.

Целью работы является разработка методики повышения качества наземного блока тренажерного оборудования системы обеспечения жизнедеятельности экипажа МКС. Повышение качества наземного блока тренажерного оборудования СОЖ РС МКС путем повышения его адекватности.

Для достижения цели сформулированы следующие основные задачи:

1. Оценка уровня адекватности наземного блока тренажерного оборудования СОЖ на базе системы коэффициентов функционально-методической полноты и параметрической адекватности.

2. Проведение эксперимента по оценке адекватности тренажеров СОЖ в условиях космического полета на МКС.

3. Разработка математической модели оценки адекватности тренажеров СОЖ по интегральному показателю качества, учитывающей количество суток налета космонавтов при определении компетентности экипажа. Проведение оценки адекватности тренажеров СОЖ РС МКС.

4. Проведение оценки адекватности информационных признаков НБТО СОЖ РС МКС.

5. Разработка методики повышения качества НБТО СОЖ с привлечением космонавтов в условиях работы на МКС.

6. Разработка принципиально новых конструкторских решений выполнения узлов, систем и наземного тренажерного комплекса в целом.

7. Выработка рекомендаций по совершенствованию НБТО СОЖ РС МКС.

Научная новизна результатов диссертационной работы заключается в том,

что автором впервые получены следующие научные результаты:

1. Математическая модель оценки адекватности тренажеров СОЖ по интегральному показателю качества путем свертки информационных признаков, учитывающая количество суток налета космонавтов при определении компетентности экипажа.

2. Алгоритм оценки адекватности тренажеров СОЖ с учетом количества суток налета космонавтов при определении компетентности экипажа.

3. Оценка адекватности тренажеров СОЖ РС МКС, полученная в результате эксперимента с участием космонавтов на борту МКС.

4. Оценка адекватности информационных признаков тренажеров СОЖ РС МКС, полученная в результате эксперимента с участием космонавтов на борту МКС.

Теоретическая значимость работы заключается в развитии теории исследования и совершенствования наземного блока тренажерного оборудования систем летательных аппаратов, в частности - комплекса СОЖ, касающейся впервые разработанных и обоснованных математических моделей оценки компетентности космонавтов, обучаемых на тренажерах СОЖ, и оценки адекватности тренажеров СОЖ с учетом количества суток налета космонавтами, участвующими в эксперименте, проведенном в условиях работы на МКС.

Практическая значимость научных результатов диссертационной работы заключается:

- в разработке методики повышения качества наземного блока тренажерного оборудования комплекса СОЖ с привлечением космонавтов в условиях работы на МКС, реализованной в математическом и программном обеспечении, в практических рекомендациях по исследованию и проектированию НБТО СОЖ;

- в создании и отработке принципиально новых конструкторских решений выполнения узлов, систем и наземного тренажерного комплекса в целом.

Методология и методы исследования. Методологическую основу исследований составили труды отечественных и зарубежных ученых в области проектирования и конструирования наземного блока тренажерного оборудования СОЖ.

Для научного исследования использованы различные информационные источники:

- Научные публикации из отечественных и зарубежных изданий, включая монографии, журнальные статьи, научные доклады, материалы научно-технических конференций.

- Отчеты о научно-исследовательских работах (НИР) и опытно-конструкторских работах (ОКР).

- Патенты на изобретения и полезные модели.

- Свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ и авторские свидетельства.

- Современные базы данных и информационные системы, доступные в сети Интернет.

- Официальные документы, включая рабочую документацию, положения, руководящие документы, ОСТ и ГОСТ.

- Результаты теоретических и экспериментальных исследований, выполненных самим автором.

Для изучения процессов, ввода и оценки неизвестных параметров использовались методы эксперимента, экспертной оценки и математического моделирования.

При разработке методики повышения качества наземного блока тренажерного оборудования системы обеспечения жизнедеятельности экипажа МКС использовались статистические методы.

Положения, выносимые на защиту:

1. Математическая модель оценки адекватности тренажеров СОЖ по интегральному показателю качества с учетом количества суток налета космонавтами, участвующими в эксперименте во время работы на МКС.

2. Методика повышения качества наземного блока тренажерного оборудования комплекса СОЖ с привлечением космонавтов в условиях работы на борту МКС.

3. Результаты по оценке адекватности тренажеров, полученные в результате эксперимента с участием космонавтов на борту МКС, результаты по оценке информационных признаков НБТО СОЖ РС МКС.

4. Новые конструкторские решения выполнения узлов, систем и наземного тренажерного комплекса в целом.

5. Рекомендации по совершенствованию НБТО СОЖ РС МКС.

Диссертационная работа основана на расчетно-экспериментальном подходе.

Достоверность полученных результатов и заключений подтверждается

четким формулированием основных положений исследований, применением базовых методов анализа. Допущения, принятые при разработке математических моделей, являются стандартными и подтверждены многочисленными исследованиями в практике проектно-конструкторских организаций. Заключения по диссертационной работе подтверждаются и иллюстрируются проведенными экспериментальными исследованиями с участием космонавтов на борту МКС, результатами оценки компетентности обучаемых на тренажерах СОЖ космонавтов, оценки адекватности тренажеров СОЖ, оценкой информационных признаков тренажеров СОЖ.

Апробация результатов исследования. Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на международных и отечественных научных конференциях, чтениях и семинарах, в том числе на конференции Круглого стола «Искусственный интеллект: теоретические аспекты и практическое применение ДМКС-ИИ-2024», Федеральное государственное бюджетное учреждение «Институт проблем искусственного интеллекта», Донецк,

30.05.2024 г.; V Международной научно-практической конференции «Чтения имени Валентины Владимировны Терешковой», Ярославль, 14-15 марта 2024г.; на 20 - ой Международной конференции «Авиация и космонавтика», Москва, МАИ, 2021 г.; на XIV Международной научно-практической конференции Государственной корпорации по космической деятельности "Роскосмос", Федеральное государственное бюджетное учреждение "Научно-исследовательский испытательный центр подготовки космонавтов имени Ю.А. Гагарина". Звездный городок, 2021 г.; Proceedings of the International Astronautical Congress, IAC. Сер. "IAF Human Spaceflight Symposium 2021 - Held at the 72nd International Astronautical Congress, IAC 2021" 2021; на XLVII, L Международных молодёжных научных конференциях, Москва, 2021, 2024 г..

Публикации. Содержание диссертации изложено в одиннадцати публикациях: из них в журналах Перечня ВАК К2 - три; в восьми сборниках тезисов докладов научных конференций.

Личный вклад автора. Автор диссертационной работы самостоятельно успешно решил поставленную научную задачу по разработке методики оценки качества наземного блока тренажерного оборудования СОЖ РС МКС. Автором разработаны: математическая модель оценки адекватности тренажеров СОЖ по интегральному показателю качества, учитывающая количество суток налета космонавтов при определении компетентности экипажа, алгоритм оценки адекватности тренажеров СОЖ с учетом количества суток налета космонавтов при определении компетентности экипажа. Лично автором получены новые научные результаты по оценке адекватности тренажеров СОЖ РС МКС в результате эксперимента с космонавтами на борту МКС, получены новые научные результаты по оценке адекватности информационных признаков тренажеров СОЖ РС МКС в результате эксперимента на борту МКС, рекомендации по совершенствованию НБТО СОЖ РС МКС.

Личный вклад автора подтверждается результатами разработанных математических моделей, алгоритмов, экспериментальных исследований, а также уровнем их реализации.

Все результаты работы получены автором самостоятельно, и в случае использования результатов других исследований в диссертации указаны соответствующие ссылки на литературные источники. Основные результаты диссертационной работы реализованы и представлены актами реализации:

1. ФГБУ «НИИ ЦПК имени Ю.А. Гагарина»;

2. в МАИ (НИУ) использованы в учебном процессе кафедры 614 «Экология, системы жизнеобеспечения и безопасность жизнедеятельности» и при разработке рабочих программ по специальности шифр 24.05.01 «Проектирование, производство и эксплуатация ракет и ракетно-космических комплексов» по специализации «Системы жизнеобеспечения, термостатирования и защиты ракетно-космических комплексов» по дисциплинам «Системы термостатирования приборного оборудования космических аппаратов», «Системы обеспечения теплового режима космических объектов», «Системы обеспечения жизнедеятельности и защиты».

Структура работы и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и девяти приложений. Работа содержит 135 страницы, 10 таблиц, 25 рисунков; список литературы включает 104 наименования.

ГЛАВА 1 АНАЛИЗ СОЖ МКС ЭКИПАЖА И НАЗЕМНОГО ТРЕНАЖЕРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

1.1 Системы обеспечения жизнедеятельности и тренажерное обеспечение в процессе подготовки к космическим полетам

Система обеспечения жизнедеятельности безусловно является сложной биотехнической системой, включающей в свой состав в звене управления человека. Одной из подсистем комплекса СОЖ является наземный блок тренажерного оборудования, целью которого является практическое обучение и отработка космонавтами навыков и умений эксплуатации и ремонта СОЖ ПКА. Для обеспечения эффективного управления сложными техническими человеко-машинными системами и технологическими комплексам, а также обеспечение их правильной эксплуатацией представляется необходимым проведение специальной профессиональная подготовка операторов. Мировая статистика свидетельствует о том, что причиной более 70-80 % авиакатастроф является человеческий фактор, ошибки пилотов, их неподготовленность к управлению самолетом в нештатных и аварийных ситуациях, а иногда и в обычных условиях [1, 2]. В качестве причины аварии в большинстве случаев при управлении сложными объектами являются ошибки операторов: неверная оценка ситуации, несвоевременная реакция, растерянность, отсутствие опыта и навыков выхода из сложных или непредвиденных ситуаций.

Для обучения управляющие техникой операторов, совершающих правильные действия в недетерминированных вариативных, в том числе аварийных ситуациях, во всех областях использования сложных технических систем создаются и развиваются центры подготовки и переподготовки персонала, управляющего техническими объектами.

Проведение обучения операторов на тренажерах является более эффективным, чем на реальных объектах. Использование тренажеров в несколько раз уменьшает стоимость и время подготовки операторов. Происходит экономия

ресурсов штатных объектов, появляется возможность снизить риски и негативные последствия, связанные с ошибками в действиях неопытных операторов. При использовании тренажеров возникает возможность повторного моделирования, не приводящего к катастрофе, различных критических и аварийных ситуаций, которые сложно воспроизвести на штатном объекте [3, 4].

Подготовка операторов сложных систем, работающих в динамике, при использовании тренажеров снижают затраты приблизительно до10 раз.

Для подготовки космонавтов используются уникальные, сложные и дорогостоящие технические системы, на создание которых требуется средства и время. Следует отметить, что тренажеры и тренажерные комплексы подготовки космонавтов разрабатываются одновременно с летным изделием. Важно отметить, что качественная подготовка космических экипажей возможна только тогда, когда тренажерные средства будут готовы за один год до завершения работ на летном изделии. Задержка в работе по созданию тренажеров приводит к снижению подготовленности экипажа и повышению вероятности ошибочных действий в условиях проведения космического полета. К настоящему моменту не удавалось создавать в заданном объеме требований технического задания, комплексные тренажеры космических аппаратов в требуемое время. Это ухудшало предполетную подготовку экипажей и, как следствие, вызывало большое количество замечаний к работе [5, 6].

Одной из характерных особенностей задач подготовки космонавтов является их многофункциональность, которая в свою очередь определяется составом задач, решаемых с использованием пилотируемых космических аппаратов в рамках множества разнородных космических программ, реализуемых в настоящее время.

Многоаспектный характер подготовки космонавтов на тренажерах обусловлен сложной структурой операционной деятельности, её многоуровневостью, разнообразием, адаптивностью к изменениям и динамикой, а также спецификой условий полёта. Согласно стандарту ГОСТ 21036-75, тренажер представляет собой техническое устройство, имитирующее физическую и (или)

функциональную модель системы "человек-машина" и их взаимодействие с рабочим процессом и внешней средой [7].

Его целью является непрерывный контроль качества обучения и формирование профессиональных навыков и умений у обучаемых для управления системой "человек-машина". Тренажерный комплекс - это объединение программно-аппаратных средств, которые создают единую систему для обучения, основанную на общих принципах и технологиях, а также на самих тренажерах, входящих в этот комплекс.

Комплексом тренажеров называется совокупность тренажеров, необходимых для решения всего комплекса взаимосвязанных задач единой программы. Тренажерный комплекс может включать в себя отдельные автономные устройства, тренажеры, входящие в его состав, или их комбинацию.

Тренажер, предназначенный для подготовки космонавтов, должен предоставлять следующие возможности:

- Предоставление ознакомления с операторским местом, расположением приборов и элементов управления.

- Изучение характеристик силовых установок космического объекта в различных режимах.

- Анализ динамических свойств космического аппарата в нормальных и экстремальных условиях полета.

- Ознакомление с бортовыми системами, научным и приборным оборудованием космического объекта.

- Практика управления бортовыми системами, научным оборудованием, применение средств жизнеобеспечения, телевизионных и радиосредств.

- Тренировка по контролю за техническим состоянием и осуществление корректирующих мероприятий.

- Учебные симуляции выполнения действий в нештатных ситуациях полета и другие.

В общем случае, тренажер должен выполнять две основные функции:

- моделирование условий работы оператора;

- обучение и контроль действий обучаемого со стороны инструктора-методиста.

Многофункциональность задач подготовки в качестве основного признака легла в основу классификации тренажеров. Космические аппараты относятся к классу сложных систем, характерными чертами которых являются:

- многомерность;

- многосвязность элементов системы;

- многообразие структуры объекта;

- многообразие природы элементов системы;

- многократность изменения состояния объекта;

- многокритериальность оценки функционирования объекта;

- мультидисциплинарность.

Вышеизложенные характерные черты космических аппаратов свидетельствуют о том, что в общем случае задача подготовки операторов объектов является задачей многофункциональной. Она может быть решена путем использования целого набора разнородных технических средств подготовки операторов:

- комплексных тренажеров;

- специализированных тренажеров;

- тренажеров и стендов по системам и функционально-моделирующих стендов;

- имитаторов факторов или условий применения объектов (гидролаборатория, центрафуга, барокамерный комплекс, планетарий и т. п.);

- учебно-тренировочных и натурных макетов кораблей, станций, модулей;

- летающих лабораторий, самолетов-аналогов и др.

Технические средства подготовки операторов имеют различное функциональное назначение, но в общем случае можно выделить два типа их построения: автономные тренажеры и тренажерные комплексы и системы.

Каждый автономный тренажер разрабатывается как уникальное изделие, позволяющее проводить подготовку космонавтов (операторов) к выполнению

задач на штатном изделии. Его состав, структура и алгоритмы функционирования в полной мере определяются объемом и характером задач, которые решает космонавт, и техническими средствами, с которыми он работает на реальном космическом аппарате.

Существующие технологии создания космических тренажеров следующие особенности и недостатки.

1. По причине сложности бортового оборудования пилотируемых космических аппаратов и необходимости обеспечения высокой точности и полноты моделирования работы всех систем и физических факторов космического полета, время, необходимое на создание тренажера, обычно превышает 3-4 года. Указанное обстоятельство не позволяет обеспечить своевременную подготовку первых экипажей, обеспечивающих летные испытания новых пилотируемых аппаратов.

2. Особенностью космической техники является постоянное совершенствование, модернизация оборудования, введения в ее состав новых систем и реализация новых режимов работы. Для обеспечения полного соответствия моделируемых в тренажере систем штатного пилотируемого космического аппарата при любом таком изменении необходимо синхронно проводить и модернизацию космического тренажера. Но организации -разработчики тренажера обычно выбирают структуру и возможности технических средств, на которых строится тренажер, для обеспечения выполнения требований только первоначального технического задания и не закладывают резерв на его модификацию. При необходимости модификации тренажера часто возникает недостаток ресурсов его технических средств, что приводит к тому, что требуется практически полная переработка, иногда создание нового тренажера. Это приводит к простою данного тренажера на продолжительное время.

3. Стоимость космических тренажеров часто оказывается очень высокой, но при этом эффективное использование их ресурсов обычно оставляет желать лучшего. Большая часть тренажеров используется менее чем на 50% рабочего времени, а после завершения эксплуатации их компоненты, даже если они

находятся в удовлетворительном техническом состоянии, часто не могут быть использованы из-за морального устаревания.

4. В связи с тем, что для создания конкретных автономных космических тренажеров привлекались ряд организаций, тренажеры строились на различных технических принципах и большой номенклатуре уникальных технических средств, что вело к усложнению и удорожанию процесса эксплуатации автономных тренажеров.

В отличие от автономных тренажеров у тренажерных комплексов существует ряд особенностей. Автономный тренажер представляет из себя двухконтурную систему для обработки информации. Внутренний контур тренажера предназначен для моделирования и воспроизведения условий, соответствующих тем, которые окружают и воздействуют на оператора в работе при управлении штатным объектом. Системой контроля и управления тренировкой и подготовкой оператора является внешний контур [8]. Количество контуров управления тренажерного комплекса значительно возрастает. В тренажерных комплексах операторы выстраивают ситуационную адекватную интегральную модель рассматриваемой задачи с использованием индивидуальных и частных информационных моделей.

Тренажеры и тренажерные комплексы как система человек-машина-среда, при создании которых используются современные информационные средства и технологии, являются системами гибридного интеллекта. В инженерной психологии под термином "гибридный интеллект" подразумеваются адаптивные системы взаимодействия, которые способствуют усилению процесса обучения и решению интеллектуальных задач [9]. Они нацелены на оптимальное использование возможностей каждого индивидуального оператора и ресурсов вычислительной техники, автоматизированных систем обучения и других технических средств, используемых в деятельности [10].

Создание современных тренажерных комплексов стимулировало развитие использования новых информационных технологий, включая:

- внедрение сетевых технологий для организации вычислительных систем. Эти технологии в полной мере соответствуют принятой концепции построения тренажерного комплекса и обеспечивают интеграцию средств подготовки космонавтов в рамках взаимодействующих систем. Также осуществляется объединение и коммутация каналов телевидения и связи;

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Петелин Дмитрий Александрович, 2025 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Васильева Н.В., Дедкова Е.В., Кутник И.В., Фокин В.Е., Чуб Н.А., Юрченко Е.С. Проектирование стенда-тренажера для подготовки космонавтов к выполнению визуально-инструментальных наблюдений // Вестник МАИ. - 2021. - № 1. - Том 28. - С. 115-125.

2. Дедков Д.К., Коровкин А.П., МаликоваТ.Ю., Тощева А.А. Некоторые подходы к созданию и модернизации систем обеспечения отечественных орбитальных станций и особенности подготовки космонавтов к их эксплуатации // Пилотируемые полеты в космос. - 2022. - №1. - Том 42. - С. 70-85. DOI: 10.34131/MSF.22.1.70-85.

3. Шукшунов В.Е. Тренажерные комплексы и тренажеры. Технологии разработки и опыт эксплуатации / В.Е. Шукшунов - Москва: Машиностроение, 2005. - 384 с.

4. Бодрунов С.Д. Авиационное тренажеростроение в России, история, современное состояние, перспективы развития // Материалы научно-технической конференции «Тренажерные технологии и симуляторы - 2002», СПб. 2002. -С.15-21.

5. Руководство по планированию и проведению тренировок экипажей МКС при выполнении интегрированного потока подготовки на комплексных тренажерах МКС / А.А. Курицын [и др.]; Звездный городок Московской области: Войсковая часть 26266, 2008. - 56 с.

6. Руководство по подготовке космонавтов - Звездный городок Московской области: РГНИИЦПК им. Ю.А. Гагарина, 2006. - 61 с.

7. ГОСТ 21036-75. Тренажеры. Термины и определения. Москва: Издательство стандартов.

8. Шукшунов В.Е. Тренажерные системы / В.Е. Шукшунов - Москва: Машиностроение, 1981. - 256 с.

9. Дикарев В.А., Симбаев А.Н., Кикина А.Ю., Петелин Д.А., Чеботарев Ю.С., Никитов Э.В., Фалеев А.В., Пеньков И.А. О создании комплексного стенда-

тренажера робототехнических систем для решения научно-прикладных задач на российской орбитальной станции // Пилотируемые полеты в космос. - 2024. - № 2 (51). - С. 47-61.

10. Симбаев А.Н., Буковская И.А., Дикарев В.А., Кикина А.Ю., Петелин Д.А. О развитии коллаборативных робототехнических технологий и средств для перспективных пилотируемых космических объектов // В сборнике трудов Круглого стола «Искусственный интеллект: теоретические аспекты и практическое применение ДМКС-ИИ-2024». Федеральное государственное бюджетное учреждение «Институт проблем искусственного интеллекта». Донецк, 30.05.2024.

11. Боднер В.Ф. Авиационные тренажеры / В.Ф. Бондер, Р.А. Закиров, И.Н. Смирнов - Москва: Машиностроение, 1978. - 378 с.

12. Наумов Б.А. Современная концепция разработки космических тренажеров // Космонавтика и ракетостроение. 2011. - Вып. (3) - С. 174-179.

13. Наумов Б.А. Интеллектуальные тренажерные комплексы как эффективное средство решения многофункциональных задач подготовки космонавтов // Авиакосмическое приборостроение. 2005. - № 4. - С. 39-43.

14. Наумов Б.А., Хрипунов В.П., Путилин Д.В. Тренажерные комплексы. Достоинства и недостатки создания и эксплуатации // Пилотируемые полеты в космос. - 2017. - № 2 (23). - С. 29-36.

15. Наумов Б.А. Особенности классификации технических средств подготовки космонавтов // Материалы XXXVI общественно-научных чтений, посвященных памяти Ю.А. Гагарина, г. Гагарин. - 2008. - С. 19-21.

16. Прошкин В.Ю. Анализ отключений системы генерации кислорода «Электрон-ВМ» на международной космической станции. В книге: Пилотируемые полеты в космос // Сборник материалов XIV Международной научно-практической конференции. 2021 г. Инв. 13273/1. - 72 с.

17. Прошкин В.Ю. Опыт пожароопасных нештатных ситуаций с системой электролизного получения кислорода «Электрон-ВМ» Международной

космической станции // В книге: Авиация и космонавтика. Тезисы 21-ой Международной конференции. Москва, 2022. С. 349-350.

18. Гузенберг А.С., Железняков А.Г., Романов С.Ю., Бутрин В.А., Потемкин А.Л., Андрейчук П.О., Юргин А.В., Рябкин А.М., Бобе Л.С., Бутылкин Ю.П., Кочетков А.А., Прошкин В.Ю. Средства обеспечения газового состава и водообеспечения комплексов систем жизнеобеспечения российского и американского сегментов Международной космической станции // Пилотируемые полеты в космос. 2022. № 3 (44). С. 43-68.

19. Strogonova L.B., Sorokin A.E., Vasin Y.A., Belyavskii A.E. Creating an Atmosphere within Spacecraft // Russian Engineering Research. 2019. - Vol. 39. - Is. 9. - P. 813-815.

20. Гузенберг А.С., Юргин А.В., Романов С.Ю., Железняков А.Г., Бурлакова А.А. Поддержание допустимой концентрации углекислого газа в атмосфере обитаемых гермомодулей космических станций // Пилотируемые полеты в космос. - 2021. - № 2 (39). - С. 35-59.

21. Гузенберг А.С., Железняков А.Г., Романов С.Ю., Бутрин В.А., Потемкин А.Л., Андрейчук П.О., Юргин А.В., Рябкин А.М., Бобе Л.С., Бутылкин Ю.П., Кочетков А.А., Прошкин В.Ю. Отработка средств обеспечения газового состава и водообеспечения комплексов систем жизнеобеспечения межпланетных экспедиций на основе систем жизнеобеспечения российского и американского сегментов МКС // Пилотируемые полеты в космос. - 2022. - № 4 (45). - С. 36-53.

22. Павлов А.В., Бобе Л.С., Рукавицин С.Н., Андрейчук П.О., Железняков А.Г. Регенерация воды из конденсата атмосферной влаги на МКС: статус и перспективы // В книге: Авиация и космонавтика. Тезисы 21 -ой Международной конференции. Москва, 2022. С. 347-348.

23. Сафронова К.П., Петелин Д.А. Системы жизнеобеспечения. Анализ российского сегмента МКС // В книге: XLVII Гагаринские чтения 2021. Сборник тезисов работ XLVII Международной молодёжной научной конференции. Москва, 2021. С. 708.

24. Шустров Т.Л. Имитационное моделирование как обоснование выбора системы очистки от вредных примесей // Вестник МАИ. - 2019. - № 1. - Том 26. -С. 51-63.

25. Самсонов Н.М., Бобе Л.С., Гаврилов Л.И., Кочетков А.А., Курмазенко Э.А., Романов С.Ю., Железняков А.Г., Баранов В.М., Синяк Ю.Е. Регенерационные системы жизнеобеспечения экипажей космических станций // Известия РАН. Энергетика. 2009. - № 1. - с. 61-68.

26. Петелин Д.А., Белявский А.Е. Подходы к реализации систем обеспечения жизнедеятельности российского и американского сегментов международной космической станции // Пилотируемые полеты в космос. - 2024. - № 2 (51). - С. 91-101.

27. Патент 174887. Российская Федерация. Устройство обратноосмотической очистки санитарно-гигиенической воды в замкнутом контуре в условиях невесомости. Бобе Л.С., Кочетков А.А., Рыхлов Н.В., Сальников Н.А., Коробков А.Е., Цыганков А.С., Халилуллина Х.Ш., Рукавицин С.Н.; заявитель и патентообладатель — АО «НИИхиммаш»; заявка 2016134638 от 25.08.2016 г.; приоритет от 25.08.2016 г.; опубликовано 09.11.2017 г. // Бюллетень № 31.

28. Сальников Н.А., Бобе Л.С., Кочетков А.А., Синяк Ю.Е. Регенерация санитарно-гигиенической воды на перспективных космических станциях // Авиакосмическая и экологическая медицина. 2017. № 5. Т. 51. С. 47-54.

29. Бобе Л.С., Раков В.В., Аракчеев Д.В., Канаев П.А. Влияние неконденсирующихся газов на процесс тепломассообмена в центробежном дистилляторе системы регенерации воды из урины // Труды МАИ. 2012. № 52. Режим доступа: http://trudymai.ru/published.php ?ГО =29414 (дата обращения 24.09.2018 г.).

30. Сальников Н.А., Бобе Л.С., Кочетков А.А., Железняков А.Г., Андрейчук П.О., Шамшина Н.А. Применение мембранной аппаратуры для регенерации санитарно-гигиенической воды на космической станции // Космическая техника и технологии. 2018. № 4(23). С. 29-39.

31. Костылев А.П., Николаев Г. Н., Петунин А. Б., Бобе Л. С. Создание новой технологии изготовления металлических трубчатых элементов с капиллярно -пористыми стенками для систем жизнеобеспечения на международной космической станции // Конверсия в машиностроении. - 2005. - № 6. - С. 58-60.

32. Бобе Л.С., Сальников Н.А. Анализ и расчёт процесса низконапорного обратного осмоса при регенерации санитарно-гигиенической воды // Космическая техника и технологии. - 2019. - № 2 (25). - С. 28-36.

33. Сальников Н.А., Николайкина Н.Е., Бобе Л.С. Применение низконапорного обратного осмоса для организации оборотного водоснабжения // Экология и промышленность России. - 2021. - Т. 25. - № 4. - С. 14-20.

34. Сальников Н.А., Бобе Л.С., Рыхлов Н.В., Рукавицин С.Н., Андрейчук П.О. Прием и консервация урины на МКС: статус и перспективы // В книге: Авиация и космонавтика. тезисы 21-ой международной конференции. Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет). Москва: - 2022. - С. 349-350.

35. Бобе Л.С., Аракчеев Д.В., Кочетков А.А., Андрейчук П.О. Тепломассоперенос, сепарация и рекуперация тепловой энергии в системе регенерации воды из урины на МКС // В книге: 19-я Международная конференция «Авиация и космонавтика». Тезисы 19-ой Международной конференции. Москва:, - 2020. - С. 373-374.

36. Андрейчук П.О., Аракчеев Д.В., Бобе Л.С., Железняков А.Г., Кочетков А.А., Романов С.Ю., Сальников Н.А. Применение центробежной вакуумной дистилляции для регенерации воды из урины и санитарно-гигиенической воды на космической станции // Космическая техника и технологии. - 2020. - № 4 (31). -С. 21-31.

37. Сальников Н.А., Бобе Л.С., Рукавицин С.Н. Анализ методов регенерации санитарно-гигиенической воды на перспективных космических станциях // В книге: Авиация и космонавтика. Тезисы 22-ой Международной конференции. Москва, 2023. С. 227-228.

38. Белозерова И.Н., Кудрявцева Н.С. Оценка надежности уриноприемника системы жизнеобеспечения для длительных космических полетов// В книге: Авиация и космонавтика. Тезисы 19-ой Международной конференции. Москва, 2020. С. 370-371.

39. Бродский А.И., Новиков Д.Б., Падалко С.Н., Строгонова Л.Б. Общая схема автоматизированного медицинского контроля в СППР жизнеобеспечения длительных космических полетов // Вестник МАИ. - 2010. - № 2. - Том 17. - С. 7.

40. Ioana Josan-Drinceanu and Olivier L. de Weck. A Novel Framework for Advanced Life Support Systems Control // 44th International Conference on Environmental Systems (ICES 2014) - Tucson, Arizona USA, 2014.

41. Gregory Gentry, Peggy Guirgis, Matt Duggan, Michael Heldmann and William West. Beyond LEO: Life Support Requirements and Technology Development Strategy // 44th International Conference on Environmental Systems (ICES 2014) - Tucson, Arizona USA, 2014.

42. W.R. Humphries, J.L. Reuter, R.G. Schunk. Space Station Freedom Environmental Control and Life Support System Design — A Status Report // SAE Transactions, Section 1: JOURNAL OF AEROSPACE, Part 1 (Vol.99.). - 1990.

43. Bilardo, Vincent J., Jr., Theis, Ronald L.A. Regenerative life support technology challenges for the Space Exploration Initiative // Engineering, construction, and operations in space III: Space '92; Proceedings of the 3rd International Conference, Vol. 2 (A93-41976 17-12). - May 31-June 4, 1992. - Denver, CO, USA.

44. James Lee Broyan, Jr., Laura Shaw, Melissa McKinley, Catlin Meyer, and Michael K. Ewert, Walter F Schneider, Marit Meyer, Gary A. Ruff, Andrew C. Owens and Robyn L. Gatens. NASA Environmental Control and Life Support Technology Development for Exploration: 2020 to 2021 Overview // 50th International Conference on Environmental Systems (ICES 2021).

45. James L. Broyan, Jr., Melissa McKinley, Imelda Stambaugh, Gary A. Ruff and Andrew C. Owens. NASA Environmental Control and Life Support Technology Development for Exploration: 2021 to 2022 Overview // 51st International Conference on Environmental Systems (ICES 2022) - St. Paul, Minnesota 2022.

46. Tilman Binder, Emil Nathanson, Stefan Belz, and Stefanos Fasoulas. Efficient Evaluation Method of System Concepts for Preliminary ECLSS Design Studies // 44th International Conference on Environmental Systems (ICES 2014) - Tucson, Arizona USA, 2014.

47. Donald L. Henninger. Ground Testing for Development of Environmental Control and Life Support Systems for Long Duration Human Space Exploration Missions // 48th International Conference on Environmental Systems (ICES 2018) -Albuquerque, New Mexico USA, 2018.

48. Harry W. Jones, Edward W. Hodgson, Mark H. Kliss. Life Support for Deep Space and Mars // 44th International Conference on Environmental Systems (ICES 2014) - Tucson, Arizona USA, 2014.

49. Kevin Takada, Alesha Ridley, Steven Van Keuren, Phillip S. Baker, Stephen H. McDougle. Status of the Advanced Oxygen Generation Assembly Design // ICES -2021-264. - 50th International Conference on Environmental Systems (ICES). - 12-15 July 2021.

50. Kevin Takada, David Hornyak, John Garr, Steven Van Keuren, Christine Faulkner, Abdelrahman ElSherbini. Status of the Advanced Oxygen Generation Assembly // ICES-2023-311. - 52th International Conference on Environmental Systems (ICES). - 16-20 July 2023. - Calgary, Canada.

51. Andrew F.J. Abercromby, Ph.D., Grace L. Douglas, Ph.D., Kent L. Kalogera, Jeffrey T. Somers, Rahul Suresh, M.D., M.P.H., Moriah S. Thompson, M.D., M.P.H., Scott J. Wood, Ph.D., Emma Y. Hwang, Ph.D., B. Kyle Parton, James L. Broyan. NASA Crew Health & Performance Capability Development for Exploration: 2021 to 2022 Overview // ICES-2022-299. - 51th International Conference on Environmental Systems (ICES). - 10-14 July 2022. - St. Paul, Minnesota.

52. Harry W. Jones. Reliability Growth in Space Life Support Systems // ICES-2014-075. - 44th International Conference on Environmental Systems (ICES). - 13-17 July 2014. - Tucson, Arizona, USA.

53. A. Zhukov, M. Czupalla. The Virtual Habitat - Optimization of Life Support Systems // ICES-2014-221. - 44th International Conference on Environmental Systems (ICES). - 13-17 July 2014. - Tucson, Arizona, USA.

54. Walter F. Schneider, Robyn L. Gatens, Molly S. Anderson, James L. Broyan, Ariel V. MaCatangay, Sarah A. Shull, Jay L. Perry, Nikzad Toomarian. NASA Environmental Control and Life Support Technology Development and Maturation for Exploration: 2015 to 2016 Overview // 46th International Conference on Environmental Systems (ICES 2016) - Vienna, Austria, 2016.

55. Jill Williamson, Jonathan P. Wilson, Andrew Gleich. Status of ISS Water Management and Recovery // ICES-2022-098. - 51th International Conference on Environmental Systems (ICES). - 10-14 July 2022. - St. Paul, Minnesota.

56. Jill P. Williamson, Layne Carter, Jimmy Hill, Arthur Brown. Upgrades to the International Space Station Urine Processor Assembly // ICES-2021-083. - 50th International Conference on Environmental Systems (ICES). - 12-15 July 2021.

57. Miriam J. Sargusingh and Jason R. Nelson. Environmental Control and Life Support System Reliability for Long-Duration Missions Beyond Lower Earth Orbit // 44th International Conference on Environmental Systems (ICES 2014) - Tucson, Arizona USA, 2014.

58. Cal C. Herrmann, Ted Wydeven. Physical/Chemical Closed-loop Waterrecycling for Long-duration Missions // SAE Transactions, Section 1: JOURNAL OF AEROSPACE, Part 2 (Vol. 99.). - 1990.

59. Daniel Barta, Cinda Chullen, Caitlin Meyer, Marlon Cox, Lindsay Aitchison, Michael Flynn, Raymond Wheeler, William Jackson, Morgan Abney, Kevin Lange, Leticia Vega, Stuart Pensinger, Tra-My Justine Richardson, Michele Birmele, Griffin Lunn. Next Generation Life Support Project Status // ICES-2014-253. - 44th International Conference on Environmental Systems (ICES). - 13-17 July 2014. -Tucson, Arizona, USA.

60. Walter Schneider and Arthur Brown, Chris Allen, Daniel Barta, Daniel Gazda, Melissa McKinley, Alesha Ridley, Imelda Stambaugh. Development for Exploration:

2022-2023 Status // ICES-2023-312. - 52th International Conference on Environmental Systems (ICES). - 16-20 July 2023. - Calgary, Canada.

61. Harry W. Jones, Grant Anderson. Need for Cost Optimization of Space Life Support Systems // ICES-2017-83. - 47th International Conference on Environmental Systems (ICES). - 16-20 July 2017. - Charleston, South Carolina.

62. David F. Howard, Christine M. Stanley, R. Gregory Schunk, Paul Kessler and Tiffany Nickens. Regenerative Life Support Systems for Exploration Habitats: Unique Capabilities and Challenges to Enable Long-Duration-Mission Habitats Beyond Low Earth Orbit // ICES-2022-196. - 51th International Conference on Environmental Systems (ICES). - 10-14 July 2022. - St. Paul, Minnesota.

63. Бобе Л.С., Гаврилов Л.И., Курмазенко Э.А. Перспективы развития регенерационных систем жизнеобеспечения для длительных пилотируемых космических полетов: предварительный анализ // Вестник МАИ. - 2018. - № 1. -Том 15. - С. 4.

64. Бобе Л.С., Гаврилов Л.И., Курмазенко Э.А. Перспективы развития регенерационных систем жизнеобеспечения для длительных пилотируемых полетов: предварительный анализ // Вестник Московского авиационного института. 2008. Т.15. №1, С. 38-44.

65. Курмазенко Э.А., Кирюшин О.В., Кочетков А.А., Прошкин В.Ю., Цыганков А.С., Сорокин А.Е., Ведищев А.С. Оценка эффективности регенерационной системы жизнеобеспечения межпланетных пилотируемых аппаратов // Пилотируемые полеты в космос. 2020. № 2 (35). С. 99-113.

66. Прокопьев С.В., Петелин Д.А., Кондрат А.И., Темарцев Д.А., Несмеянов В.В., Сабуров П.А., Копнин В.А. Основные результаты подготовки и деятельности 68-й и 69-й экспедиции МКС при выполнении программы космического полета // Пилотируемые полеты в космос. - 2024. - № 1. - С. 5-22.

67. Хрипунов В.П., Сосюрка Ю.Б., Наумов Б.А. Методические подходы к обоснованию выбора технических решений по созданию и рекомендации технических средств подготовки космонавтов // Пилотируемые полеты в космос. - 2022. - № 4 (45). - С. 23-35.

68. Бобе Л.С., Самсонов Н.М., Новиков В.М., Кочетков А.А., Солоухин В.А., Телегин А.А., Андрейчук П.О., Протасов Н.Н., Синяк Ю.Е. Перспективы развития систем регенерации воды обитаемых космических станций // Известия РАН. Энергетика. 2009. - № 1. - с. 69-78.

69. Белозерова И.Н., Кудрявцева Н.С. Оценка показателей надежности и суммарной эквивалентной массы систем жизнеобеспечения космических полетов в дальний космос // В книге: Авиация и космонавтика. Тезисы 18-ой Международной конференции. Москва, 2019. С. 131.

70. Кудрявцева Н.С., Сорокин А.Е., Предварительный многокритериальный анализ структуры физико-химической системы жизнеобеспечения космического аппарата для полета в дальний космос // Авиакосмическая и экологическая медицина. - 2022. - Том 56. - С. 95-101.

71. Кудрявцева Н.С., Сорокин А.Е. Сравнительная оценка надежности и расчет затрат при проектировании систем жизнеобеспечения для долговременных космических полетов // Авиакосмическая и экологическая медицина. 2020. Т. 54. № 2. С. 30-37.

72. Kharlamov M.M., Skripochka O.I., Dmitriev V.N., Kuritsyn A.A., Kutnik I.V., Chub NA., Blinov O.V., Petelin DA., Yurchenko E.V., Andreev E.V. Development of a multi-segment technology for training cosmonauts for flight on the international space station // В сборнике: Proceedings of the International Astronautical Congress, IAC. Сер. "IAF Human Spaceflight Symposium 2021 - Held at the 72nd International Astronautical Congress, IAC 2021" 2021.

73. Дикарев В.А. Использование статистических критериев для оценки математического моделирования компьютерных технических систем практического обучения // Информационные технологии и системы. Вып. 2. Воронеж: ВГТА, 1998.

74. Дикарев В.А. О структуре навыков, приобретаемым летным составом на компьютерных технических системах практического обучения по задачам РЭБ // Вестник Верхне-Волжского отделения Академии технологических наук, Нижний Новгород: НВЗРКУ ПВО, 1998.

75. Чаки Ф. Современная теория управления. М.: Мир, 1975. С. 245.

76. Дикарев В.А. Обобщенный статистический критерий для оценки качества имитационного моделирования в тренажерах радиоэлектронных объектов // Вестник военного регистра. 2002. - № 5. - С. 19-22.

77. Сысоев В.В., Дикаре В.А. Вероятностно-метрическая оценка адекватности математического моделирования радиотехнических систем при ограниченных натурных испытаниях // Радиотехника (Журнал в журнале). 1999. №3. С. 72-76.

78. Дикарев В.А. О возможности оценки адекватности математического моделирования иерархических систем // Всероссийская научно-техническая конференция «Научные чтения, посвященные памяти Н.Е. Жуковского»: Сб. тезис. Доклад. М.: ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, 1998.

79. Пешель М. Моделирование сигналов и систем. М.: Мир, 1981. С .286.

80. Крамер Г. Математические методы статистики. М.: Мир, 1975.

81. Чуян Р.К. Методы математического моделирования двигателей летательных аппаратов. М. Машиностроение, 1988.

82. Дикарев В.А. Методы оценки качества имитационного моделирования в тренажерах радиоэлектронных объектов // Вестник военного регистра. 2002. №1. С. 22-28.

83. Дикарев В.А. Способ повышения качества применения тренажеров военного назначения // Вестник Военного Регистра. 2001. - № 9. - С. 9-14.

84. Белявский А.Е., Петелин Д.А. Оценка качества тренажеров систем обеспечения российского сегмента МКС, используемых при подготовке космонавтов // В книге: ПИЛОТИРУЕМЫЕ ПОЛЕТЫ В КОСМОС. Материалы XIV Международной научно-практической конференции. Государственная корпорация по космической деятельности "Роскосмос"; Федеральное государственное бюджетное учреждение "Научно-исследовательский испытательный центр подготовки космонавтов имени Ю.А. Гагарина". Звездный городок, 2021. С. 51-52.

85. Наумов Б.А. Некоторые методы оценок достаточности тренажерных средств подготовки космонавтов // Материалы докладов Международной научно-практической конференции «Профессиональная деятельность космонавтов и пути повышения ее эффективности» - Звездный городок.: Изд-во ЦПК имени Ю.А. Гагарина, 1993. - С. 102-107.

86. Петелин Д.А., Сафронова К.П., Белявский А.Е. Основные показатели оценки качества тренажеров и тренажерных комплексов // В книге: Авиация и космонавтика. Тезисы 20-ой Международной конференции. Москва, 2021. - С. 353-354.

87. Шевченко Л.Е., Полунина Е.В., Саев В.Н, Методическое и информационное обеспечение деятельности оперативного персонала в системе управления тренировками тренажерного комплекса РС МКС // Пилотируемые полеты в космос. - 2019. - № 4 (33). - С. 48-57.

88. Космические тренажеры / Б.А. Наумов. - М.: Звездный городок, 2013. -216 С.

89. Петелин Д.А., Наумов Б.А. Формирование критерия качества тренажеров систем обеспечения жизнедеятельности // В книге: ПИЛОТИРУЕМЫЕ ПОЛЕТЫ В КОСМОС. Материалы XIV Международной научно-практической конференции. Государственная корпорация по космической деятельности "Роскосмос"; Федеральное государственное бюджетное учреждение "Научно-исследовательский испытательный центр подготовки космонавтов имени Ю.А. Гагарина". Звездный городок, 2021. - С. 166-169.

90. Наумов Б.А. Обоснование выбора комплексного показателя для оценки качества космических тренажеров // Журнал «Космонавтика и ракетостроение», № 3, г. Королев, - 2011 - С. 103-106.

91. Городецкий В.И. Элементы теории испытаний и контроля технических систем. Л.: Энергия, 1978.

92. Сысоев В.В., Дикарев В.А. Вероятностно-метрическая оценка адекватности математического моделирования радиотехнических систем при

ограниченных натурных испытаниях // Радиотехника (Журнал в журнале). 1999. -№3. - С. 72-76.

93. Дикарев В.А. Об одном аспекте формирования вторичных конфликтов качества применения тренажеров военного назначения // Вестник военного регистра. 2001. - №10. - С. 33-37.

94. Макаров И.М. и др. Теория выбора и принятия решения / Москва: Наука, 1982. - 287 С.

95. Брахман Т.Р. Многокритериальность и выбор альтернатив в технике. М.: Радио и связь, 1984.

96. Дидрих В.Е., Дикарев В.А. Контроль деятельности педагогов «глазами обучаемых» // Открытое образование. 2001. - №3. - С. 49-54.

97. Наумов Б.А. Технические средства подготовки космонавтов // Полет. -2008. - № 4. - С. 7-14

98. Дикарев В.А. Программа планирования тренажерной подготовки специалистов эргатических систем (Schedule TR): Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2001110938. М.: Роспатент, 2001.

99. Дикарев В.А. Программное обеспечение качественного планирования тренажерной подготовки операторов // Вестник военного регистра, 2002, - №5. -С. 20-23.

100. Наумов Б.А. Формирование методического обеспечения для оценки эксплуатационных характеристик технических средств подготовки космонавтов // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Технические науки. - 2012. - № 5. -С. 25-28.

101. Наумов Б.А. К вопросу о теории космического тренажеростроения // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Электромеханика. - 2012. - № 5. - С. 81-84.

102. Иванова А., Петелин Д.А. Оценка компетентности космонавтов //Сборник тезисов работ международной молодежной научной конференции L Гагаринские чтения 2024 - М.; Издательства «Перо», 2024. С. 433-434. [Электронное издание].

103. Петелин Д.А. Оценка компетентности обучаемых космонавтов на примере тренажерных средств системы обеспечения (СОЖ) российского сегмента МКС // Сборник материалов V Международной научно-практической конференции «Чтения имени Валентины Владимировны Терешковой». Ярославль. 14-15 марта 2024г. - С. 10-15.

104. Наумов Б.А. Разработка модели системы качества процесса создания, испытаний и эксплуатации космических тренажеров // Материалы XXXIX научных чтений памяти К.Э. Циолковского, г. Калуга. - 2004. - С. 212.

Приложение А Оценка качества тренажеров СОЖ

Таблица А.1 - Данные для расчета коэффициента функциональной полноты тренажера системы «Электрон-ВМ»

Тренажер системы "Электрон-ВМ"

№ п/п Декомпозиция полётных операций на решаемые задачи Оценка тренажера "Электрон-ВМ Примечание

Включение системы

1 Проверка надёжности стыковки межблочных трубопроводов +

2 Задание производительности выставкой силы тока на СТ-64 +

3 Контроль заглушки на БЖ +

4 Проверка магистрали подачи воды +

5 Наддув азотом капсулы БЖ +

6 Контроль положения вентилей ВН2 и ВН3 +

7 Контроль положения клапанов КЭ1, КЭ2, КЭ3 +

Ручное управление системой

8 Задание +

производительности выставкой силы тока на СТ-64

9 Контроль давления азота в БЖ +

Штатное отключение (консервация) системы

10 Выдача процедур на отключение системы +

11 Продувка азотом гермокапсулы вручную +

Аварийное отключение системы

12 Работа с перечнем нештатных ситуаций (НшС) по бортовой документации +

13 Отработка особой НшС «Нет снятия питания с СТ-64» +

Техническое обслуживание и ремонт

14 Замена ЕДВ с водой +

15 Проверка исправности газоанализатора при отказе +

16 Замена блока продувки азотом +

17 Замена блоков колонок очистки (БКО) +

Таблица А.2 - Оценка методических принципов тренажера «Электрон-ВМ»

Тренажер системы "Электрон-ВМ"

Методические Оценка

№ п/п принципы тренажерной подготовки тренажера "Электрон- ВМ Примечания

1 Ранжирование навыков по значимости и сложности - Определенный отрабатываемый набор навыков, не ранжируемый по сложности и значимости

Учет Уже на этапе медико-

индивидуальных психологического отбора

2 психо физиологических особенностей обучаемого человека-оператора ± остаются претенденты на полет с усредненными психофизиологическими показателями

Ранжирование

упражнений по

принципу

дозированного

наращивания

3 сложности с

прерыванием тренировки для оперативного разбора ошибок (поэлементная отработка навыков по принципам «от +

4 простого к сложному», «от сложного к критическому режиму» Повторное воспроизведение элементов управления тренажерным средством +

5 Варьирование обучения в реальном и трансформированном масштабах времени -

6 Обратная автоматизированная связь с индикацией ошибок обучаемого в реальном масштабе времени + Отклик действий отображается на посту инструктора

7 Самоконтроль действий обучаемого космонавта +

8-11 Регистрация деятельности оператора и функционирования управляемой системы: - визуальный + Визуальный контроль деятельности оператора; повторители на пульте инструктора команд, на пульте инструктора динамических параметров;

контроль деятельности + прослушивание переговоров

оператора экипажа

- повторители на

пульте инструктора +

команд

- повторители на +

пульте инструктора

динамических

параметров

- прослушивание

переговоров экипажа

Разбор ошибок

12 обучаемого после тренировки с воспроизведением процесса тренировки в регулируемом масштабе времени + При невыполнении задания в один день, отработку неусвоенного материала можно перенести

Объективизация

оценки качества

выполнения Имеется система

13 тренировки (автоматическая оценка обученности оператора) ± оценивания по количеству ошибочных действий

14 Архивирование данных тренировки +

Таблица А.3 - Оценка имитируемых параметров тренажера «Электрон-ВМ»

Тренажер системы "Электрон-ВМ"

Оценка

№ п/п Имитируемые параметры достаточности имитируемого параметра Примечание

параметры,

характеризующие

1 имитируемое техническое средство и имитацию его функционирования: - массово-геометрические характеристики - скорость протекания процессов - давление азота в капсуле БЖ - токовая нагрузка + + + + Тренажер представляет собой полноценную систему "Электрон-ВМ", оснащенную возможностью компьютерного моделирования всех технических параметров

параметры, Основные параметры

характеризующие окружающей обстановки

имитируемые условия смоделированы в

космического полета: + комплексном тренажере.

2 - температура + Скорость воздушных

- давление + потоков, шум, магнитные

- влажность + поля и радиационное

- хим. состав + излучение не оказывают

атмосферы - значительного влияния на

- освещение - работу системы и в расчёт

- гравитация - забортный вакуум 142 не берутся.

Таблица А.4 - Данные для расчета коэффициента функциональной полноты тренажера системы «Воздух»

Тренажер системы "Воздух"

№ п/п Декомпозиция полётных операций на решаемые задачи Оценка тренажера "Воздух" Примечание

Включение системы

1 Подготовка к включению системы и её включение +

Управление системой

2 Перевод в автоматический режим работы +

3 Изменение режима работы +

4 "Ежемесячный" контроль содержания паров воды в потоке воздуха после осушки + По указанию ГОГУ, для контроля ЦУПом

5 Контроль системы через выведение форматов СМ: СОЖ: СОА на управляющем Laptop +

Работа с пультом ПП СОА

7 Выявление неисправностей в системе и кабельной сети системы +

8 Проверка после замены блоков системы +

9 Проведение регламентных проверок электрооборудования системы +

Работа с ПК СОА

10 Измерение сопротивления +

11 Проверка автомата переключения АП ПКО и электродвигателя БК-1425 +

12 Проверка клапана ПКО +

13 Проверка блока вакуумных клапанов БВК +

14 Проверка вентилятора +

15 Проверка вакуумного насоса +

16 Проверка клапанов АВК 1, 2, 3 или клапана СОА +

Техническое обслуживание системы

17 Технологическое закрытие и открытие +

аварийных вакуумных

клапанов на работающей

системе

Как такового, анализа

чистоты ПП на тренажере

18 Контроль степени чистоты поглотительных патронов (включение питания газоанализатора разности С02) ± нет, т.к. реальная регенерация патронов в наземных условиях не проводится, но моделирование ситуации с регламентированным порядком действий имеет место быть

Нештатные ситуации

Поиск причины

19 возникновения нештатной ситуации с помощью пульта ПП +

При отказе клапана

ПКО:

- ручное переключение

20-22 клапана ПКО - ручное переключение ЭН - замена ПКО +

Устранение отказа

блока БВК:

- повторное включение

системы

- при повторе отказа

исключить отказавший

БВК из работы

23-27 +

- замена перегоревшего

предохранителя в цепи

питания

- замена блока БВК на

запасной

-проведение автономных

испытаний блока БВК

При отказе

микрокомпрессора МР5-

28 15Г: +

-замена на запасной

микрокомпрессор

29 Замена вакуумного

+

насоса

Таблица А.5 - Оценка методических принципов тренажера «Воздух»

Тренажер системы "Воздух"

Методические Оценка

№ п/п принципы тренажерной тренажера Примечания

подготовки "Воздух"

1 Ранжирование навыков по значимости и сложности - Есть только определенный отрабатываемый набор навыков, не ранжируемый по сложности и значимости

2 Учет индивидуальных психо физиологических особенностей обучаемого человека-оператора ± Уже на этапе медико-психологического отбора остаются претенденты на полет с усредненными психофизиологическими показателями

3 Ранжирование упражнений по принципу дозированного наращивания сложности с прерыванием тренировки для оперативного разбора ошибок (поэлементная отработка навыков по принципам «от простого к сложному», «от сложного к критическому режиму» +

4 Повторное воспроизведение элементов управления тренажерным средством +

5 Варьирование обучения в реальном и трансформированном -

масштабах времени

6 Обратная автоматизированная связь с индикацией ошибок обучаемого в реальном масштабе времени + Отклик действий отображается на ПУ "Воздух"

7 Самоконтроль действий обучаемого космонавта +

8-11 Регистрация деятельности оператора и функционирования управляемой системы: - визуальный контроль деятельности оператора - повторители на пульте инструктора команд - повторители на пульте инструктора динамических параметров - прослушивание переговоров экипажа + + + +

12 Разбор ошибок обучаемого после тренировки с воспроизведением процесса тренировки в регулируемом масштабе времени + При невыполнении задания в один день, отработку неусвоенного материала можно перенести

13 Объективизация оценки качества выполнения тренировки (автоматическая оценка обученности оператора) ± Имеется система оценивания по количеству ошибочных действий

14 Архивирование данных тренировки +

Таблица А.6 - Оценка имитируемых параметров тренажера «Воздух»

Тренажер системы "Воздух"

Оценка

№ п/п Имитируемые параметры достаточнос ти имитируемо го параметра Примечание

параметры,

характеризующие

имитируемое техническое Тренажер представляет

средство и имитацию его собой полноценную систему

функционирования: "Воздух", оснащенную

1 - массово- + возможностью

геометрические + компьютерного

характеристики + моделирования всех

- скорость протекания + технических параметров

процессов +

- удаление углекислого

газа

- расход воздуха через

систему

- потребляемая мощность

параметры, Основные параметры

характеризующие окружающей обстановки

имитируемые условия

+ смоделированы в

космического полета:

+ комплексном тренажере.

- температура Скорость воздушных

+

2 - давление

потоков, шум, магнитные

- влажность +

+ поля и радиационное

- хим. состав

атмосферы излучение не оказывают

-

значительного влияния на

- освещение - работу системы и в расчёт

- забортный вакуум

не берутся.

- гравитация

Таблица А.7 - Данные для расчета коэффициента функциональной полноты

тренажера МБП

Тренажер БМП

№ п/п Декомпозиция полётных операций на решаемые задачи Оценка тренажера БМП Примечание

1 Включение системы в "Очистку" + Осуществляется экипажем с Laptop

2 Перевод в режим функционирования + Осуществляется экипажем с Laptop

3 Заполнение +

вакуумных магистралей воздухом

4 Перевод ПП в режим "ОЧИСТКА" по завершению регенерации +

5 Установка вручную БВКФ +

6 Установка вручную АВК +

7 Отключение системы + Осуществляется экипажем с Laptop

Нештатные ситуации

6 При возникновении нештатной ситуации "Пожароопасное состояние БМП" перевод БВКФ в положение "Регенерация" для прекращения доступа кислорода в патрон. + При остальных нештатных ситуациях система автоматически отключается. Данная же НшС является аварийной.

7 Перегрев патрона +

Техническое обслуживание

Замена отказавших блоков

8 Замена вентилятора (микронагнетатель МЦ12- 4) +

9 Замена датчика расхода ВИР-1М +

Замена

10 электронагревателей в фильтрах Ф1, Ф2 и ПКФТ +

11 Замена аварийных клапанов +

Замена при выработке ресурса

12 Замена фильтра предварительной очистки (ФПО) +

Замена

13 поглотительного патрона Ф-1 или Ф-2 +

14 Замена патрона каталитическЗ 3 ого форсированного (ПКФ) +

15 Замена патрона каталитического форсированного термокаталитического (ПКФ-Т) +

Таблица А.8 - Оценка методических принципов тренажера БМП

Тренажер БМП

№ п/п Методические принципы тренажерной подготовки Оценка тренажера БМП Примечания

1 Ранжирование навыков по значимости и сложности - Есть только определенный отрабатываемый набор навыков, не ранжируемый по сложности и значимости

2 Учет индивидуальных психо физиологических особенностей обучаемого человека-оператора ± Уже на этапе медико-психологического отбора остаются претенденты на полет с усредненными психофизиологическими показателями

3 Ранжирование упражнений по принципу дозированного наращивания сложности с прерыванием тренировки для оперативного разбора ошибок (поэлементная отработка навыков по принципам «от простого к сложному», «от сложного к критическому режиму» +

4 Повторное воспроизведение элементов управления тренажерным средством +

5 Варьирование обучения в реальном и трансформированном -

масштабах времени

Обратная

автоматизированная связь Отклик действий

6 с индикацией ошибок обучаемого в реальном масштабе времени + отображается на формате управляющего лэптопа

Самоконтроль

7 действий обучаемого космонавта +

Регистрация

деятельности оператора и

функционирования

управляемой системы:

- визуальный контроль

деятельности оператора +

8-11 - повторители на пульте инструктора команд - повторители на пульте инструктора динамических параметров - прослушивание переговоров экипажа + + +

Разбор ошибок

12 обучаемого после тренировки с воспроизведением процесса тренировки в регулируемом масштабе времени + При невыполнении задания в один день, отработку неусвоенного материала можно перенести

13 Объективизация оценки качества выполнения тренировки (автоматическая оценка обученности оператора) ± Имеется система оценивания по количеству ошибочных действий

14 Архивирование

+

данных тренировки

Таблица А.9 - Оценка имитируемых параметров тренажера МБП

Тренажер БМП

Оценка

№ п/п Имитируемые параметры достаточности имитируемого параметра Примечание

параметры,

характеризующие

1 имитируемое техническое средство и имитацию его функционирования: - массово-геометрические характеристики - скорость протекания процессов - ток питания - расход воздуха через систему + + + + + + + Тренажер представляет собой полноценную систему БМП, оснащенную возможностью компьютерного моделирования всех технических параметров

- мощность электронагревателей - температура патронов поглотителя - температура патронов каталитической реакции

параметры,

характеризующие

имитируемые условия

космического полета: + Скорость воздушных

- температура + потоков, шум, магнитные

- давление + поля и радиационное

2 - влажность + излучение не оказывают

- хим. состав + значительного влияния на

атмосферы + работу системы и в расчёт

- освещение - не берутся.

- магнитные поля -

- забортный вакуум

- гравитация

Таблица А.10 - Данные для расчета коэффициента функциональной полноты

тренажера системы СРВ-К2М

Тренажер СРВ-К2М

№ п/п Декомпозиция полётных операций на решаемые задачи Оценка тренажера СРВ-К2М Примечание

1 Включение системы +

2 Подключение на прием конденсата +

3 Переход на другую линию приема конденсата +

4 Переход на режим непрерывного подогрева +

5 Нагрев воды до температуры 85 С +

6 Подача воды в горячем и теплом виде через штуцеры +

7 Повторное включение нагревателя при остывании воды до 65 С +

8 Регенерация воды из КТВ через БРПК -

9 Потребление воды через приемное устройство +