Виртуальный учебный комплекс «Устройство космический аппаратов на примере СОЮЗ ТМА»

Интерактивный симулятор «Космическая инженерия: конструкция и бортовые комплексы ТПК “Союз ТМА”»

Программно-дидактический тренажер представляет собой прикладную цифровую лабораторию с поддержкой полного погружения, созданную для углубленного изучения архитектуры, агрегатного наполнения и служебных контуров пилотируемого космического корабля «Союз ТМА». Симулятор ориентирован на технические колледжи, политехнические техникумы, аэрокосмические факультеты вузов, центры научно-технического творчества молодежи и корпоративные учебные подразделения приборостроительных предприятий.

Инженерный анализ и цифровые прототипы узлов корабля

В основу тренажера интегрирован параметрический трехмерный массив данных реального аппарата, позволяющий послойно исследовать ключевые конструктивные элементы:

• Обитаемый спускаемый модуль:
  • компоновка капсулы возвращения, анатомические кресла экипажа, пульт космонавтов с цифровыми дисплеями контроля параметров полета;
  • периметральная теплозащита, ручки ручного маневрирования, оптический визир-ориентатор и отсек парашютных систем;
• Орбитальный бытовой отсек: внутренний полезный объем для работы на этапе автономного полета, комплекс ассенизационно-санитарных устройств, научно-исследовательские стойки и переходные туннели;
• Приборно-агрегатная секция: негерметичные силовые фермы, контейнеры радиоэлектронного оборудования, баллоны с газом наддува и баковая группа с высококипящими самовоспламеняющимися компонентами топлива;
• Стыковочно-сцепной механизм: электромеханический выдвижной штырь, стыковочный конус с замковыми механизмами и волноводы радиолокационной системы сближения;
• Реактивные органы ориентации: микросопла маневровых микродвигателей тангажа, рыскания и крена, а также блок сближающе-корректирующей двигательной установки;
• Электроэнергетический тракт: развертываемые крылья фотоэлектрических преобразователей, накопительные буферные батареи и коммутаторы бортовой электросети;
• Система обеспечения параметров среды: газоанализаторы, блоки патронов регенерации дыхательной смеси, теплообменники и внешние радиаторы излучения тепла;
• Демпфирующая посадочная группа: радиоизотопный высотомер для фиксации расстояния до рельефа и сопла двигателей мягкого касания грунта.

Сценарии взаимодействия и визуальные режимы

Программная среда дает возможность выбора пользовательского сценария в зависимости от оснащения аудитории:

• Кроссплатформенная визуализация:
  • Классический десктопный формат: управление через манипуляторы ПК на персональных компьютерах, моноблоках или настенных интерактивных дисплеях;
  • Пространственный режим VR (6 степеней свободы): работа в виртуальном шлеме с естественным перемещением внутри отсеков и тактильным захватом приборов с помощью контроллеров;
• Динамические симуляции процессов: демонстрация раскладывания солнечных батарей на орбите, анимация продувки магистралей, визуализация ориентационных импульсов и разделение корпуса корабля на три самостоятельные части перед входом в плотные слои атмосферы;
• Практический срез компетенций: встроенный аттестационный модуль с заданиями на поиск поврежденных магистралей, топологическое сопоставление приборов и прохождение проверочных тестов по теории космонавтики.

Симулятор снимает ограничения, связанные с недоступностью закрытой космической техники для студентов:

• позволяет в деталях изучить труднодоступные замкнутые объемы пилотируемых кораблей без риска для оборудования;
• наглядно демонстрирует прикладные основы термодинамики, кинематики и электротехники в условиях невесомости;
• подходит как для показа лекционного материала широкой аудитории, так и для автономной исследовательской практики обучающихся.

Условия поставки и совместимость с оборудованием

Комплекс распространяется в виде дистрибутива с бессрочной электронной лицензией для стационарной установки. Продукт совместим с операционными системами семейств Windows (10/11) и Linux (включая сертифицированные российские сборки Astra Linux, Alt Linux, РЕД ОС). Модуль виртуальной реальности стандартизирован под актуальные гарнитуры (HTC Vive, Pico 4, Meta Quest через Link, DPVR) и функционирует в автономном режиме без обращения к внешним серверам.