Настройка кривых

[Kap 8]

 

Летать пока не могу, вот и решил по-эпистолярничать. Когда-то в 1991г в журнале "Изобретатель и Рационализатор" вышла статья к.х.н О.Лебедева о самогоноварении... Преамбулой статьи было такое рассуждение: "Коль скоро процесс не запретить, то нужно, что бы он происходил с наименьшим ущербом для здоровья", ну и т.д. и т.п. Так вот и я, сам всегда летаю #всёпосто#, но в последнее время (в ТС) нет, нет, да и слышу про настройку кривых. Более того, знаю одного вирпила, который вообще считал, что успешность в бою, достигается именно в некоем хитром подборе кривых отклика, который от него утаивают успешные игроки. Ну, что взять с милиционера-пенсионера, у него такой профессиональный и житейский опыт. Но мы пойдём другим путём(с). Попробуем разобраться в настройках кривых отклика строго на научной основе, амбициозно конечно, но попытаюсь осветить (хочется написать "освЯтить") вопрос, во всяком случае так, как я его понимаю.

Для начала, а дело было в начале, в 2004г, мне попались уж не помню на каком сайте, настройки кривых, которые я переписал и вот сейчас их обнаружил, и даю их как записаны:

Classic
X
Y10-20-30-40-50-60-70-80-90-100
Z
сглаживание 1.0 мёртвая зоно 0.0
 Для всех остальных , сглаживание и м.з равны 0
кроме того если цифры даны в одну строку, то они одинаковы для всех осей, иначе будут расписаны конкретно по осям

Middle
X
Y10-20-30-40-50-60-70-80-90-100
Z

Hard
X
Y всё по 100
Z

Best Fire
X
Y8-10-14-20-27-35-44-55-73-100
Z

Preset 6
X
Y31-36-39-46-53-60-70-80-90-100
Z

Preset Cobra I
Xвсё по 100
Y100-95-90-85-80-75-70-65-60-55
Zвсё по 100
 
Сам я получается летаю на Hardе, но когда то пробовал и Preset Cobra I, на этих настройках Р-39 действительно летает хорошо, мягче по ощущениям, хорошая меткость при стрельбе, но иногда хода ручки не хватает и если уж сорвал её в штопор (что при таких настройках бывает исключительно редко), то вывести без триммера не получится, просто не хватает хода ручки.
 Эти настройки судя по их названиям придумали буржуи, они в то время активно занимались старичком, тот же Sniper*sCorner  например. По какому критерию подбирались настройки я не знаю, вернее не знаю использовался ли при этом какой то "научный" подход или просто "методом тыка".
Но поскольку я обещал "другой путь", то попробую дать теоретическое обоснование подбору кривых (или его ненужности). Итак, немного в историю (реальную) вопроса. Впервые кажется у Остоградского, в одном из его пособий было на эту тему, Потом У Егера в учебнике по самолётостроению. Всё базировалось вот на таком графике (см ниже) взятом из учебника для лётного состава "Практическая аэродинамика маневренных самолётов" под редакцией Лысенко М.1977г. Суть его в том, что при малых перемещениях ручки и при малых нагрузках на неё, возрастает относительная ошибка управления, кстати и при больших (больше оптимальных) значениях, она тоже возрастает, упираясь в предел физических возможностей пилота. Нас же интересуют именно малые отклонения и именно в этом дапазоне и предлагали вышеупомянутые учёные переходить от линейной зависимости к нелинейной. Философия их рассуждений в основном укладывалась в такую формулу: При малых потребных изменениях расхода ручки-малое передаточное отношение от ручки к управляющей поверхности, и наоборот при больших - большое. Другими словами малое отклонение рулевых поверхностий создаётся большими расходами ручки, а большое малыми. Тут необходимо пояснение, для того, что бы уверенно пилотировать на малых и очень больших скоростях, ручку нужно перемещать небольшими порциями, для того, что бы не выйти на углы сваливания и не превысить эксплуатационную перегрузку (не сломать самолёт). Но поскольку при малых перемещениях относительная ошибка возрастает, то и было предложено "растянуть" околонулевой диапазон, т.с. "изменяя настройки кривых".  В нашем случае это стоит делать, если по каким то конструктивным соображения используемый джойстик не позволяет производить точное управление в околонулевой зоне. В принципе считается достаточно точным, управление позволяющее отклонят рулевые поверхности с точностью в 1градус. Вот к примеру возьмём джой СН, его дискретность 256 отсчётов на ось, будет ли он нуждаться в подстройке кривых или нет? Давайте подсчитаем, смотрим по счётчику в игре, а она сейчас позволяет точность 2048 отсчётов на ось, тогда 2048/256=8отсчётов минимум. Вроде как бы и немного, получится ли тут дискретность в один градус? В среднем рули высоты отклоняются на 30градусов в каждую сторону, тогда для отклонения руля высоты на 1градус, нужно отклонить джойстик на:2048/60=34 отсчёта. Учитывая что требуемое значение превышает имеющийся минимум в 4 (округлённо) раза, то точность даже с таким разрешением вполне достаточна. Если используются джойстики с более высоким разрешением, то тут тем более вопрос отпадает. У меня сейчас именно СН (Х52 временно дисквалифицирован), правда я использую его без пружин и поэтому точность меня устраивает. Загрузка в околонулевой зоне тоже влияет на точность управления, тут она не должна быть сильной, иначе опять таки будет большая относительная ошибка в управлении. Впрочем настройкой кривых (экспонентой) пользуются пилоты радиоуправляемых моделей и 3D-пилотажники, причём как и у верпилов там тоже есть приверженцы #всёпосто#.  А вот разработчики современных автоматических систем управления, вообще используют принцип "одинакового перемещения и загрузки, не зависимо от скорости и высоты полёта". Т.е. моторика движений при перемещении РУСа у пилота всегда (независимо от скорости и высоты) одинакова, автоматика подбирает передаточные числа и загрузку. Кстати можно сделать и в нашем случае нечто подобное.

Для тех кто всё таки хочет поэкспериментировать с кривыми отклика, могу предложить следующюю методику.Интересующая нас точность, во всяком случае в канале тангажа, 1g. Поскольку изменения кривых будут одинаковы для малых и очень больших скоростей, то настраивать их лучше от большой скорости. Для чего выключить кокпит, тогда у вас будет виден акселерометр (указатель перегрузки), затем разогнать самолёт, например до 600км/ч и поддерживая её (в снижении), изменять перегрузку управляемо, с точностью до 1g, с фиксацией на нужном значении. Например 1-2-3-4-5-2-3-1-4. Если так не получается, то уменьшать кривую отклика, до тех пор пока не будет получаться точное значение по вашему выбору. Т.е тем самым уменьшить относительную ошибку управления. Для контроля, на большой скорости, попасть по малоразмерной цели, либо пролететь под мостом или через ангар, словом сделать, что то, требующее точного управления. Ну и попробовать удержать самолёт без сваливания в горизонтальном полёте на минимальной скорости, потом на восходящей спирали, тоже на минимальной скорости, причём для винта с левым вращением в правой спирали, а с правым, в левой.

 Примечание: если контрольные упражнения получаются и без корректировки кривых, то не морочте себе яйца!

И ещё, незнаю, будет ли это иметь боевое значение, но пилотажное (как утвержает автор патента) будет, итак патент (не мой):

Способ улучшения характеристик поперечной управляемости спортивного пилотажного самолета

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к спортивным пилотажным самолетам. Изобретение позволяет уменьшить амплитуду обратного хода ручки при выполнении самолетом бочек и повысить точность стабилизации угла крена. Сущность: связь между отклонениями ручки управления и элеронов делают нелинейной и при этом реализуют монотонно убывающую зависимость градиента нарастания угла отклонения элеронов по перемещению ручки управления от максимального значения градиента, равного 30 - 40 град/1 в области нейтрального положения ручки управления, до значений 0 - 5 град/1 при ее полном отклонении. 4 ил.
Изобретение относится к авиационной технике, в частности к спортивным пилотажным самолетам.
Известен способ улучшения характеристик управляемости спортивных пилотажных самолетов по крену, заключающийся в применении на элеронах выносных компенсаторов типа "Аэро" (Техника воздушного флота. N 2, 1990, с. 70, авт. М.П.Симонова, Б.В.Ракитина, А.Г.Чернова, С.Т.Кашафутдинова, Ю.А.Кочеловского). Этот способ позволяет снизить нагрузки на ручке управления Pэmaxдо приемлемых без ухудшения эффективности элеронов. Однако при малых отклонениях ручки (хэ) от нейтрали градиент усилия по перемещению Pэxэ резко падает, что затрудняет четкую фиксацию заданных углов крена при выполнении бочек, особенно фиксированных одних из распространенных фигур высшего пилотажа по самолетному спорту. Кроме того, для остановки вращения по крену необходимы обратные движения ручки управления. Для спортивных пилотажных самолетов системы управления обеспечивает линейный закон отклонения элеронов  э от перемещения ручки, что требует значительных по амплитуде обратных движений ручки. Это обстоятельство наряду с малым градиентом Pэxэ в области хэ  0 ухудшает характеристики поперечной управляемости спортивных пилотажных самолетов при выполнении бочек.
Наиболее близким по технической сущности является способ улучшения характеристик поперечной управляемости, применяемый для высокоскоростных самолетов, в основном истребителей, заключающийся во введении в проводку управления элеронами нелинейной кинематической связи. Данный способ состоит в уменьшении значения производной  эxэ в области малых перемещений ручки от нейтрального положения при сохранении полного диапазона углов отклонения элеронов (фиг.1), (Проектирование самолетов. Под редакцией С.М.Егера, с. 508, Москва, изд-во "Машиностроение", 1983). Отмечается простота реализации способа и его высокая эффективность при полете самолетов в области транс- и сверхзвуковых скоростей. Однако его использование на спортивных пилотажных самолетах, имеющих максимальную скорость не более 450 км/ч, не позволяет уменьшить по амплитуде обратных движений ручки для остановки вращения по крену при выполнении бочек. Это объясняется тем, что обратные отклонения элеронов (ручки) осуществляются в области малых значений (  э), что из-за пониженных величин производной  требует даже большого обратного хода ручки, чем при линейной зависимости  э(хэ).
При разработке предлагаемого способа была поставлена задача улучшения характеристик поперечной управляемости спортивного пилотажного самолета, которое должно проявляться в уменьшении обратного хода ручки для остановки вращения самолета по крену при выполнении бочек и повышении точности стабилизации угла крена без снижения максимально развиваемых угловых скоростей крена и без увеличения максимальных усилий на ручке управления. Задача решается за счет того, что также, как у способа прототипа, связь между отклонениями ручки управления и элеронами делается нелинейной, но имеющей иной характер (фиг. 2). А именно реализуется монотонно убывающая зависимость градиента нарастания угла отклонения элеронов по перемещению ручки управления  от максимального значения градиента, равного 30.40 град/1 в области нейтрального положения ручки ( =0), до значений 0.5 град/1 при ее полном отклонении ( = 1), (фиг. 3). Использование в способе предлагаемой нелинейной зависимости  э( ) с указанными диапазонами изменения градиента нарастания угла отклонения элеронов по перемещению ручки позволяет облегчить пилоту выполнение фигур высшего пилотажа, связанных с вращением самолета по крену. Способ так же, как способ-прототип, не требует применения в системе управления элеронами сложных по конструкции механизмов и может быть реализован после некоторых доработок систем управления на серийно выпускаемых пилотажных самолетах. В качестве примера, иллюстрирующего эффективность предлагаемого способа, рассмотрено выполнение фиксированной бочки на 90опилотажно-акробатическим самолетом Су-26М для различных законов отклонения элеронов по перемещению ручки управления. На фиг.4 показана полученная при помощи математического моделирования изолированного движения крена зависимость отношения обратного хода ручки к прямому от величины производной  . Видно, что при сохранении полного диапазона отклонения элеронов, а следовательно, и значений максимальных угловых скоростей крена, увеличение градиента  по сравнению с исходным, соответствующим линейной зависимости  э( ), в 1,5. 2 раза приводит к трех-семикратному уменьшению амплитуды обратного хода ручки. Кроме того, в данном случае за счет уменьшения потребного хода ручки в области  0 для отклонения элеронов на один и тот же угол увеличивается абсолютное значение производной шарнирного момента элеронов по  при  0, что должно способствовать точности стабилизации угла крена. Это, наряду с уменьшением амплитуды обратного хода ручки, благоприятно скажется на характеристиках поперечности управляемости спортивного пилотажного самолета.
Формула изобретения
СПОСОБ УЛУЧШЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ПОПЕРЕЧНОЙ УПРАВЛЯЕМОСТИ СПОРТИВНОГО ПИЛОТАЖНОГО САМОЛЕТА, заключающийся тем, что связь между отклонениями ручки управления и элеронов делают нелинейной, отличающийся тем, что реализуют монотонно убывающую зависимость градиента нарастания угла отклонения элеронов по перемещению ручки управления от максимального значения градиента, равного 30 40 град/1 в области нейтрального положения ручки управления, до значений 0 5 град/1 при ее полном отклонении

Для не авиационного специалиста, это сложновато для восприятия, ну а лётчики поймут. Для всех остальных просто приведу значения кривых по каналу крена предлагаемых в этом патенте (вычисленных по графику)

X200-189-178-167-156-144-131-120-108-100

Вот вроде и всё, что хотел сказать поданному вопросу. Спасибо за внимание!

P.S.
 При копировании патента обозначения скопировались не корректно, вручную поправить не могу, нет таких букв на моей клавиатуре, так, что звыняйтэ, бананив нема! 

[Rubanok 13]

Интересные рассуждения. Только про пенсионеров милиционеров Паша у тебя превратные представления), они сильно разные бывают, впрочем как и представители любой профессии.

Я только скажу одно, что можно сколь угодно долго теоретизировать о пресловутых кривых отклика или дистанциях сведения курсового оружия в "старичке", но люди все разные и то что "гуд" одному, совсем не есть хорошо другому. Поэтому тут каждый должен  сделать свой выбор опытным путем.

Для точной стрельбы и пилотажа важнее не кривые отклика и дистанция сведения (это вторичное), а точная "не изнашиваемая" механика, снабженная хорошими датчиками, отслеживающие угловые перемещения, с точностью равной, а лучше превосходящей природные возможности самого продвинутого по точности  хомо сапиенса. Если в джойстике  присутствуют эти два необходимых компонента, то все ошибки и неточности управления происходят по вине вирпила. И ему остается только постараться путем теоретического осмысления и долгих тренировок свести количество этих ошибок к минимуму. 

Можно еще вспомнить про тензодатчики (то еще извращение на мой взгляд - но кому то нравится) - там вообще ручка на месте остается. А так же порассуждать на тему "напольник" "настульник" "настольник" и расходы ручки управления в каждом из трех случаев.

Возвращаясь к кривым - есть два подхода к решению проблемы управления тем или иным самолетом.

Первый: пилот, помолившись симуляторному богу и пророку его Меддоксу, начинает с упорством маньяка выстраивать график отклика кривых, описанным никому до селе "неведомым" уравнением. Тем самым пытаясь подогнать флайт модель отдельно взятого самолета, под какую то удобную именно ему. То есть стремится чтобы грубо управление ишаком, спитом, фокой, и т.д. походило на управление лавкой, ну или каким нибудь другим особенно приятным именно ему самолетом.

Второй: если джойстик с хорошими датчиками и на хорошей механике в игре выставляется все по 100, безо всяких сглаживаний и пилот, в процессе игры, приспосабливается к особенностям поведения в воздухе того или иного самолета.

Лично мне по душе второй метод, так как одна из привлекательных сторон симулятора это и есть возможность "почувствовать" особенности того или иного самолета. Приноровиться к нему. Выявить и использовать сильные стороны, обнаружить и постараться нивелировать недостатки.

Кстати в ПО почти любого более менее продвинутого современного джойстика заложена возможность - объединять эти два разных подхода "на лету" не выходя из игры менять настройку кривых отклика. Наверно, если приноровиться, это наверно в некоторых случаях и удобно, но сильно смахивает на "первый подход" только онлайн.

Ведь в симуляторе интересно "обуздать" особенности конкретного самолетика, с помощью точности движения конечностей и понимания правильности управления. 

[Kap 8]

 А я и не говорю про всех милиционеров- пенсионеров, я говорю про конкретного м.-п. и никоим образом не хотел как то обидеть всех остальных, Если кого то обидел, то приношу свои извинения.

Про разных людей согласен, даже более того, тому кто стреляет и пилотирует хорошо, зачастую не разбираясь в теории, и не надо туда лезть, а то могут уподобиться сороконожке, которую спросили как она выбирает какую ногу переставить, та задумалась, и после этого не смогла ходить. Хотя как говориться "Теория без практики мертва, а практика без теории, глупа". 

Что первично, а что вторично для точной стрельбы и пилотажа нужно структурировать, иначе неверная предпосылка приведёт к неверным выводам. Тогда нужно компоненты разделять на две группы: выучку и инструменты. Инструменты и будут вторичны, хоть и черезвычайно важны. В эту группу войдут и джойстики, и кривые, и устройства обзора. Весь этот инструментарий облегчает выполнение какой то задачи, но никогда не заменит выучку.  В свою очередь выучка многогранна, тут и техника пилотирования, и работа с прицелом, тактика и т.д. Если с этим всё в порядке, то хороший инструмент даст кумулятивный эффект, если нет, то может конечно как то компенсировать, но хуже, когда ни того, ни другого.

Ну и дистанция сведения, да, вроде как бы и вторична, но если копнуть глубже?  Например, хороший пилотажник, но посредственный стрелок, взял и поставил сведение 150м. Что получил? На этой дистанции диаметр круга в который лягут 70% попадания будет равен 1м (соответствует в среднем миделю фюзеляжа), убойность на этой дистанции у любого калибра наилучшая. Стрелять (прицельно) он сможет только с малых ракурсов, тогда поправки не нужны или очень малы. Но с другой дистанции он уже не попадёт. Осталось дело за малым, суметь выйти на эти самые 150м. Но он же хороший пилотажник.

Второй пример, хороший стрелок и посредственный пилотажник. Этот уповает на стрельбу, дистанция сведения у него больше, ему нужен угол от 90градусов, т.е. с этого угла он уже может попасть. Значит он может не ввязываться в ближний бой, на большой дистанции летать и т.д.

Ясно же, что у этих пилотов будет разная тактика и соответственно разный навык. Вот и получается, что сведение волей неволей, а является определяющей доминантой манеры боя, просто об этом никто не задумывается.

Про тензодатчики, был у меня такой сайтек, я его крутил, крутил 3 недели, да и вернул в магазин, не потянул неподвижную ручку. Хотя знал одного вирпила, кстати бывшего военного лётчика, которому действительно нравился такой джой, он даже в какой то пилотажной группе на нём неплохо летал.

Вот тем у кого есть возможность на лету менять кривые можно попробовать поставить "скоростной делитель".  Поскольку лётчик лучше реагирует на загрузку ручки, а не на её перемещение и учитывая, что одинаковой перегрузке на разных скоростях соответствует одинаковое усилие на РУСе (перемещения же будут разными), можно поставить переключатель типа всё по 100-всё по 50.  Для основных скоростей всё по 100, для малых и больших всё по 50. Получится некий заменитель обратной связи (был бы вообще хорош, если бы работал непрерывно снимая скорость с игры), единственный недостаток (который современные конструкторы считают достоинством), это и одинаковый ход ручки.

#ВСЁПОСТО# правильный подход, даже 256 отсчётов на ось нормально позволяет летать, главное что бы не было люфтов, заеданий и дрожаний (и прочих нехороших...).