В рамках национального проекта «Наука и университеты» математики МГУ имени М.В. Ломоносова провели ряд теоретических и экспериментальных исследований в области технологий виртуальной и смешанной реальности для перспективного пилотажного стенда нового поколения. Полученные данные будут использованы для моделирования управления сверхзвуковым пассажирским самолётом нового поколения в VR-пространстве, что поспособствует развитию отечественной авиационной промышленности.

Результаты научных исследований, проведённые в Лаборатории № 5 Научного центра мирового уровня «Сверхзвук», были опубликованы в журналах ISA Transactions и Mathematics.

Согласно целям национального проекта «Наука и университеты», Россия стремится войти в пятёрку стран, ведущих разработки в приоритетных областях, одна из которых – авиационная индустрия. Совместное использование пилотажных стендов и шлемов виртуальной реальности позволяет создать искусственную, полностью контролируемую среду для динамической имитации управляемого полёта.

По словам профессора кафедры прикладной механики и управления отделения механики механико-математического факультета Московского университета, директора центра «Сверхзвук» Степана Лемака, системы подвижности имитационных стендов не имеют возможности точно воспроизвести движение самолёта, и необходимо учитывать данные ограничения на перемещение стенда. Коллектив Межфакультетского центра виртуальной реальности МГУ и Центра «Сверхзвук» предложил методику калибровки и построения рабочей области стенда в фазовом пространстве, а также представил новые алгоритмы управления стендом, решающие задачу имитации динамических воздействий с точностью до порогов чувствительности вестибулярного аппарата человека.

Значительное влияние на качество имитации оказывают не только ограничения стенда, но и задержки в системах визуализации. Для их устранения был реализован метод ускорения быстродействия шлемов виртуальной реальности: в максимальном качестве формировалась только часть изображения для центрального поля зрения человека. Этот метод будет применяться в составе программного обеспечения российского шлема виртуальной реальности Total Vision со встроенной системой отслеживания взора.

«Шлем виртуальной реальности Total Vision с самого начала разрабатывался как изделие для профессионального применения. Отличительной особенностью является возможность использовать его на подвижных (динамических) платформах, центрифугах, в условиях высоких температур и вибрационных нагрузок, а также возможность массовой эксплуатации, вызванная применением используемых в медицине материалов, выдерживающих обработку антисептиком. Первая версия шлема Total Vision GSH1 была выпущена в 2013 году и уже тогда имела самое высокое разрешение в мире 2048×1536. На данный момент идёт разработка 5-го поколения шлема с разрешением 3200х1600», — комментирует Григорий Григорян, руководитель проекта Total Vision.

Результаты, полученные сотрудниками научного центра, позволят не только разрешить спектр фундаментальных научно-технических проблем сверхзвукового полёта, но и предоставит возможность повысить лётно-технические, экологические и акустические показатели пассажирских самолётов нового поколения.