一种飞机维修训练模拟器的设计

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航空器地面模拟训练系统、试验系统开发制造方案(一)

航空器地面模拟训练系统、试验系统开发制造方案一、实施背景随着航空产业的快速发展，飞行员和机务维修人员的培训需求日益增长。

传统的飞行员培训模式主要依赖真实飞机进行实际操作，但这种方式不仅费用高昂，而且存在一定的安全风险。

因此，开发一种能够模拟真实飞行环境的地面模拟训练系统、试验系统成为迫切需求。

二、工作原理航空器地面模拟训练系统、试验系统主要基于计算机仿真技术，结合飞行控制理论、航空电子技术、数据采集与处理等技术，构建一个高度仿真的虚拟飞行环境。

系统包括以下几个主要部分：1.座舱模拟器：模拟飞机的驾驶舱环境，包括仪表、操纵杆、脚蹬等。

2.视景模拟器：通过计算机图形技术，生成与真实环境高度一致的空中视景。

3.声音模拟器：模拟飞机在各种状态下的声音效果，如引擎轰鸣、风噪等。

4.运动模拟器：通过六自由度运动平台，模拟飞机的各种姿态变化，如爬升、俯冲等。

5.教员控制台：用于教员监控和调整模拟飞行状态。

三、实施计划步骤1.需求分析：深入了解用户需求，制定系统功能规格书。

2.硬件设计：根据需求设计模拟器的硬件架构，包括各部件的选型及集成方案。

3.软件开发：编写控制程序，实现系统的各种模拟功能。

4.系统集成：将各部件集成到一起，进行调试和优化。

5.用户培训：为用户提供培训，确保他们能够充分利用系统进行训练。

6.验收与交付：完成系统的测试和验收，将系统交付给用户使用。

四、适用范围该模拟训练系统适用于以下场景：1.飞行员培训：飞行员可以在地面进行模拟飞行训练，提高驾驶技能，减少真实飞行时间。

2.机务维修培训：维修人员可以在模拟器上进行维修操作训练，提高维修技能，降低维修成本。

3.科研试验：科研人员可以利用模拟器进行飞行控制算法的验证和测试，提高研发效率。

4.飞行员复训：飞行员在复训期间，可以通过模拟器回顾飞行过程，提高飞行技能。

5.应急演练：在紧急情况下，飞行员可以在地面进行模拟应急演练，提高应对能力。

6.体验飞行：公众可以在体验中心体验模拟飞行，提高对飞行的兴趣和了解。

基于虚拟现实的航空器维修技术培训系统的设计

基于虚拟现实的航空器维修技术培训系统的设计引言在航空领域，航空器的维修技术培训至关重要。

然而，传统的培训方式可能存在困难和限制。

为了解决这些问题，本文将介绍一种基于虚拟现实技术的航空器维修技术培训系统的设计。

章节一：背景介绍1.1 航空器维修技术培训的重要性航空器的维修技术对航空安全至关重要。

维修人员需要掌握复杂的维修操作和流程，并能够在紧急情况下迅速做出正确的决策。

1.2 传统培训方式的限制传统的维修技术培训主要通过课堂讲授和实际实践进行。

然而，由于维修设备和航空器资源的有限性，这种培训方式存在一些限制，如时间和空间的限制、培训成本的高昂等。

章节二：基于虚拟现实的航空器维修技术培训系统的特点和优势2.1 虚拟现实技术在航空领域的应用虚拟现实技术能够模拟真实的场景和操作，几乎可以达到与实际操作相同的效果，因此被广泛应用于航空领域，如飞行模拟、空中交通控制等。

2.2 虚拟现实技术在航空器维修技术培训中的优势基于虚拟现实的航空器维修技术培训系统可以提供大量的虚拟维修场景和操作模拟，使学员能够在虚拟环境中进行实际维修操作的训练。

这种系统具有以下优势：- 可以随时随地进行培训，不受时间和空间的限制。

- 可以大幅降低培训成本，无需实际维修设备和航空器资源。

- 可以提供可视化的维修流程和步骤，有助于学员理解和记忆。

- 可以模拟不同的维修情况和问题，培养学员在紧急情况下的应变能力。

章节三：基于虚拟现实的航空器维修技术培训系统的设计3.1 系统架构和功能模块基于虚拟现实技术的航空器维修技术培训系统主要包括以下功能模块：- 虚拟维修场景模拟：模拟真实的维修场景和环境，包括航空器的外观、结构和细节。

- 维修操作模拟：模拟实际的维修工具和设备，允许学员进行维修步骤和操作。

- 问题模拟与解决：模拟维修过程中可能遇到的问题和紧急情况，培养学员的应变能力和决策能力。

- 系统评估和反馈：对学员的维修操作和决策进行评估和反馈，帮助学员不断提高。

基于虚拟现实技术的飞机维护培训系统设计

基于虚拟现实技术的飞机维护培训系统设计随着 VR 技术的飞速发展，虚拟现实已经不再是一个新鲜的概念。

如今，虚拟现实技术已经广泛应用于医疗、游戏等领域，同时也开始逐渐渗透到各个行业。

在航空领域，虚拟现实技术也发挥着越来越重要的作用。

具体来说，基于虚拟现实技术的飞机维护培训系统可以大大提高航空维护工作的效率和安全性。

下面，本文将基于虚拟现实技术的飞机维护培训系统进行系统地探讨。

一、系统概述基于 VR 技术的飞机维护培训系统是一种利用虚拟现实技术模拟飞机维护过程的系统。

通过该系统，机务人员可以在虚拟环境中进行各种维护操作，包括但不限于清洗、维修、更换。

该系统具有比传统的模拟训练更高的真实感和互动性。

此外，该系统通过记录和分析学员的表现，可以为培训者提供针对性的反馈意见和进步建议。

同时，该系统还可以支持多人在线协同学习和教学，使得学员之间可以分享资源和经验，大大提高了学习效率。

二、基本功能基于 VR 技术的飞机维护培训系统的主要功能包括以下几点：1.虚拟现实场景的创建。

该系统可以通过融合真实的飞机数据和三维建模技术，创建出高度逼真的航空维护场景。

在这种场景中，学员可以自由地进行各种维护操作。

2.配备各种维护工具。

该系统可以模拟各种航空维护工具，例如扳手、螺丝刀、气动工具等等，学员可以随时调取这些工具，应对各种情况。

3.模拟航空设备和机件的功能。

除了模拟维护操作之外，该系统还可以模拟各种设备和机件的功能状态，例如模拟发动机的启动和关停过程、机舱温度和压力的变化等等。

4.支持多种维修项目的模拟。

该系统可以模拟各种设备和机件的维修过程，例如更换发动机零件、调试机舱参数等等。

5.提供实时的学习反馈。

该系统可以通过对学员的表现和答题情况进行记录分析，为学员提供实时的反馈意见和进步建议。

6.多人在线协同学习。

该系统可以支持多人同时学习和教学，学员之间可以分享资源和经验，以此来达到更高的学习效率。

三、应用场景基于 VR 技术的飞机维护培训系统可以应用于多个航空领域，如下：1.机务人员的培训。

飞行训练模拟器设计方式分析

飞行训练模拟器设计方式分析发布时间：2022-07-19T08:59:09.266Z 来源：《科学与技术》2022年第3月5期作者：张天玉[导读] 飞行训练模拟器是飞行人员在日常训练过程中所需要的一种重要的地面设备。

为了有效地提升飞行训练水平张天玉天津莱特兄弟科技有限公司天津市300393摘要：飞行训练模拟器是飞行人员在日常训练过程中所需要的一种重要的地面设备。

为了有效地提升飞行训练水平，优化飞行训练质量，作为训练员，就应当全面深化飞行训练模拟器的训练工作落实。

众所周知，现代飞行训练模拟器是民航飞行员进行练习训练的重要仪器之一。

因此，对现代飞行训练模拟器开展了研究，飞行训练的模拟器是为了平时对飞行员进行培训而专门研制的训练设备，其中，实时控制系统技术是模拟器的核心技术。

关键词：飞行训练模拟器；设计；实时控制；方式航天员执行飞行任务，必须熟练掌握在轨飞行所需的各类复杂操作技能。

航天员的技能定义为在载人航天活动中运用知识和经验，完成某种任务具备的技巧和能力的统称。

航天员执行任务具有高度专业性，高可靠性，部分操作项目还具有不可逆的特点，一旦失误会造成严重后果。

鉴于此，航天员必须在地面经过专业、大量的训练，不但要求航天员对航天特殊环境有良好耐受能力和适应能力，而且要求航天员必须感知敏捷、情绪稳定，具有良好的注意力分配能力、信息提取能力、快速决策能力以及丰富的知识储备和熟练的操作技能。

航天飞行训练模拟器是保障技术训练的基础条件，其系统的结构和功能必须要与真实的载人航天器几乎完全一致，才能够复现航天器从发射到在轨飞行的各种情景，为航天员提供视觉、听觉、运动觉、操作负荷等各种感觉，使其能够产生在轨飞行的体验，从而使航天员能够提前熟悉航天飞行环境，并根据不同的任务要求实施必要的操作。

航天工作环境的特殊性要求航天员的在轨操作技能学习要依赖于高度仿真的地面训练模拟器。

一、飞行模拟器系统的组成和原理我国的飞行模拟器主要根据包括飞行器以及机载系统仿真，飞行环境仿真和分布式网络环境等部分组成。

飞行训练模拟器设计

１引言
随着飞行仿真技术的发展，现代飞行模拟训练的独特功能和巨大效益使其成为逐渐实现质量、素质建军的一种重要
手段和武器装备研制的重要内容『１１。国内外的飞行训练实践表
操纵系统
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Байду номын сангаас
————１广———］：
操纵设备ｒ一１采集簇模块
ＡＲＴＩＦＩＣＩＡＬＩＮＴＥＬＬＩＧＥＮＣＥＡＮＤＩＤＥＮＴＩＦＩＣＡＴＩＯＮＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ
人工智能及识别技术
飞行训练模拟器设计
谷树山。柴守权。王江南
（１．海军航空兵学院模拟中心，辽宁葫芦岛１２５００１；２．９２００１部队，山东青岛２６６０１１）
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明：基于飞行模拟器的模拟飞行训练不仅可以不受天气等自然条件的制约，并且降低了相关部门的保障难度，保证了飞行训练安全。在整个模拟飞行过程中，飞行模拟器不仅要为飞行员提供逼真的视觉（座舱外的视景和座舱内的仪表、指示灯指示）、力感和动感，还要有逼真的音响效果（听觉）。
ｕｓｉｎｇＣＡＮ－ｂｕｓａｎｄｔｈｅａｕｄｉｏｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎＤｉｒｅｃｔＳｏｕｎｄｗａｓｒｅａｌｉｚｅｄ．ｈｅＴｖｉｓｕｌａｓｉｍｕｌａｉｔｏｎｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｂｙｕｓｉｎｇＶｅ — ｇａＰｉｒｍｅ，ＣＴＳａｎｄＣｒｅａｔｏｒ．Ｔｈｅｐｒａｃｔｉｃａｌ印ｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｉｓｌｆｉｇｈｔｓｉｍｕｌａｔｏｒｈａｓｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｓｔａｂｌｅｐｅｒｆｏｒ — ｍａｎｃｅ，ｅａｓｙｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｓｉｍｐｌｙｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅａｎｄｇｏｏｄｓｉｍｕｌａｉｔｏｎｅｆｅｃｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＦｌｉｇｈｔＳｉｍｕｌａｔｏｒ；ＣＡＮ— ｂｕｓ；ＤｉｒｅｃｔＳｏｕｎｄｔｅｃｈａｏｌｏｇｙ；ＶｅｇａＰｒｉｍｅｔｅｒｒａｃｅ

某型飞机维修仿真训练系统的设计与实现

要求高。但是，担维修培训任务的机务院校和装备训练装设备的数字信号和模拟信号，据经过预处理，输至中承数传
机构存在实装飞机和设备缺乏，训人员众多，践教学实心控制系统计算机。中心控制系统计算机根据处理结果调受实施困难等问题；备该型飞机的部队在实装上进行训练存用相关专业操作模块和功能模块，最终解算出的结论一装将
２１０１年第２期
（第６总２期）
桂林航天工业高等专科学校学报
ＪＵＮＬＯＵＬＮＣＬＥＥＯＥＯＰＣＥＨＮＬＧ计算机技术及应用ＯＲＡＦＧＩＩＯＬＧＦＡＲＳＡＥＴＣＯＯＹ
在训练费用高，全保障难度大等问题。因此，合利用多方面反馈回接口系统，过处理后输出至仿真座舱，制实安综经控
仪指种仿真技术，在模拟仿真飞机座舱环境及设备工作过程的装仿真仪表板上的信号灯、表、示器的指示以及模拟飞
及设备工作过程的基础上，发适用于各层次、专业维修人员迅速提高飞机维修保障能力的维修仿真训练开各
系统。实现了飞机各专业通电检查、面设备检测、作技能训练、障分析排除、备虚拟拆装、家智能评地操故设专

A320型机务维护模拟机FCU面板的简易设计

ｉｓｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｔｈｅｐｅｒｓｏｎｎｅ１．ＴｈｅＦＣＵｐａｎｅｌｄｅｓｉｇｎｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒｃａｎｄｅｂｕｇｉｔｓｂａｓｉｃｆｕｎｃｔｉｏｎｓａｎｄｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｂａｓｉｃｆａｉｌｕｒｅｓｔａｔｅｓ．Ｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｈｉｇｈ
ｗｈｏｌｅｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｓｙｓｔｅｍａｎｄｔｈｅｔｒａｉｎｉｎｇｏｆｔｈｅｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｏｆｔｈｅｌｏｃｏｍｏｔｉｖｅ．
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Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ａｉｒｂｕｓａ３２０ｔｙｐｅ：Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｓｉｍｕｌａｔｏｒ：Ｆｃｕｐａｎｅｌ：Ｔｈｅｓｉｍｐｌｅｄｅｓｉｇｎ
ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｕｓｅｄｉｎｔｈｅａｃｔｕａｌｔｒａｉｎｉｎｇｗｏｒｋ，ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄｄｅｓｉｇｎｏｆＦＣＵｍｏｄｕｌｅｉｓｏｆｃｅｒｔａｉｎｐｏｓｉｔｉｖｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｆｏｒｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅ
（３）垂直区域分成两部分，第一部分与高度有关，第二部分与垂直速度一飞行航迹角有关。高度窗总是显示由机组设置的高度，通过转动高度选择旋钮可改变窗口中的设定值，该旋钮实际上是两个不同的选择器。另外，内圈用于设置窗口中的高度，外圈用于改变高度的变化量。如图１，３号按钮与其他按钮相同．具有按入和拉出功能，按入时飞机将回到预先计划的垂直剖面上，若拉出，则忽略预先计划的垂直剖面，转动时改变飞机飞行高度。４号按钮，即垂直速度一飞行航迹角选择旋钮。转动旋钮用来改变垂直速度或飞行航迹角：按入旋钮是１ｓ机即改平：拉出旋钮，选择垂直速度或飞行航迹角方式。

飞机维修训练器模型结构设计

飞机维修训练器模型结构设计作者：张琪来源：《科学与财富》2019年第10期摘要：飞机维护训练器主要对学员进行综合维修方面的训练，维护训练器主要包含了一些操作以及一些故障修复以及工作原理等方面的复杂维修模型，对于当前训练器系统结构设计不统一等问题需要通过结构化系统的设计理念，根据训练器当中核心部分的具体需要拆解训练器。

本文重点对飞机维护训练器模型结构设计进行探讨，以供参考。

关键词：飞机；维修训练器；模型结构；设计1 结构化系统设计方法系统结构化设计的过程中需要明确定义书各部分输入、输出以及系统的数据结构，并且具有完整的逻辑功能，这些定义主要在系统的工作原理和逻辑功能当中设置，在系统设计之前就需要完成相關的标准设计，并且进行系统化的分析，对系统功能的需求进行明确。

1.1 系统模块分解与描述1.1.1 模块分解原则1）模块内聚：模块的内聚是对模块的统一性、整体性、专业性、独立性进行评价的具体指标，系统设计的过程中需要各模块具有非常强的内聚程度，模块需要独立完成相关的操作任务，对各模块进行整合，可以将系统整体功能完成。

2）模块耦合：模块的耦合性是对系统结构是否合理进行判断的关键因素，一定要对模块的耦合程度进行控制，让其可以进行数据传输耦合或者相互调用，将深入模块内部的相互控制关系消除，在运行操作的过程中和其他模块不存在关联，这样可以让系统结构的扩展和维护更为方便。

1.1.2 模块分解与描述在模块分解的过程中，主要以系统功能结构为导向，依照模块分节的具体要求从上到下对系统的核心模块进行划分，并且做到从顶向下，逐渐求精，逐步细化，对于模块当中的逻辑功能、输入输出功能以及状态等外部属性一定要进行具体的描述，在描述过程中主要包含了输出、输入逻辑等相关功能模块，需要具有多输入多输出的特点，对模块输入x进行定义、模块输出y进行定义、模块的逻辑功能设计为g。

则模块的表达式可以设置为Y=Gf（X）（1）1.2 系统整体结构实现依照模块的描述和分解等情况对各模块的功能进行分析，确保模块的高效性和可靠性，根据模块的数据传输关系进一步依照模块的输入输出方式进行连接，形成一套统一的整体结构，并且将系统设计工作完成。

一种可调节便于维修的飞行模拟器[实用新型专利]

专利名称：一种可调节便于维修的飞行模拟器专利类型：实用新型专利
发明人：邱继伟
申请号：CN201721471624.7
申请日：20171107
公开号：CN207977021U
公开日：
20181016
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种可调节便于维修的飞行模拟器，包括底座和机壳，所述机壳设置在底座的上方，所述底座的底部设有固定板，所述固定板和底座之间设有多个气缸，所述气缸与底座、固定板之间均为转动连接，所述底座上设有座椅，所述座椅位于机壳的内部，所述座椅包括椅背和椅座，所述椅背和椅座之间为转动连接，所述椅座远离椅背的一端卡接有滑动体，所述底座上设有滑槽。

本实用新型操作简单，通过固定板、气缸、底座、座椅、滑动体和卡轴的相互配合，可以随时对座椅进行拆卸安装，从而空出空间，对飞行模拟器的控制模块进行维修检测，同时座椅可以自由调节，方便使用者的使用，为使用者提供一种可调节便于维修的飞行模拟器。

申请人：富海伟业(天津)科技有限公司
地址：300000 天津市北辰区双口镇河北工业大学科技园5-A-718
国籍：CN
代理机构：天津盈佳知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：张淑华
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某新型飞机维修模拟训练系统

某新型飞机维修模拟训练系统
张伟;库丽媛
【期刊名称】《航空制造技术》
【年(卷),期】2011(000)008
【摘要】介绍了某新型飞机维修模拟训练系统的设计思路以及系统组成和特点,并结合系统的实现讨论了模拟仿真技术应用于装备维修的现实意义.实践证明,应用该系统开展飞机维修模拟训练解决了部队由于维修保障训练设备缺乏,机务人员难以进行全专业综合保障维修训练的难题,大大缩短了新机维修保障训练周期,节约了大量的装备维修保障经费.
【总页数】4页(P76-79)
【作者】张伟;库丽媛
【作者单位】空军第一航空学院;信阳职业技术学院
【正文语种】中文
【相关文献】
1.一种新型空管雷达优化模拟训练系统 [J], 陈辉;邵云;肖辉;朱振明;
2.一种新型空管雷达优化模拟训练系统 [J], 陈辉;邵云;肖辉;朱振明
3.某新型飞机维修模拟训练系统的研制 [J], 许松;罗守华;张伟
4.美军推出新型模拟训练系统——坦克、飞机在陆军虚拟训练中相互配合 [J], 无;
5.一种新型单兵对抗激光模拟训练系统 [J], 房孝俊; 李长桢; 刘爽; 郑毅; 于雷; 聂宵因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

飞机维修模拟机模型结构设计

飞机维修模拟机模型结构设计
刘家学;刘哲;耿宏
【期刊名称】《计算机测量与控制》
【年(卷),期】2015(23)5
【摘要】飞机维修模拟机能够完成综合维修训练,已越来越多的应用于航空企业和航空院校进行维修培训;维修模拟机包括故障、工作原理、操作等一系列复杂的维修模型,其结构直接关系模拟机的工作效率与培训效果;针对现有模拟机系统结构设计不统一且类型众多的问题,采用结构化的系统设计思想,依据模拟机各核心部分的要求,将模拟机分解为多个维修模型和模块,分析各个模型和模块的类型及特点,进行了维修模型结构的设计;经验证,该结构有利于维修模拟机工作效率的提高,且支持模型的维护和进一步扩展,能够作为飞机维修模拟机系统设计与开发的一种通用的、标准化的结构.
【总页数】3页(P1710-1712)
【作者】刘家学;刘哲;耿宏
【作者单位】中国民航大学航空自动化学院,天津300300;中国民航大学航空自动化学院,天津300300;中国民航大学航空自动化学院,天津300300
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.9
【相关文献】
1.飞机维修模拟机在机务维修专业中的教学研究 [J], 袁忠大;李航;张勇
2.飞行模拟机底盘框架结构设计及仿真分析 [J], 熊锋
3.埃航B747飞机维修机库钢结构设计 [J], 赵伯友;朱丹;裴永忠;刘子彦
4.大跨度飞机维修库网架结构设计与施工 [J], 齐澎波;王建勇;张琥;任海平
5.广州新白云机场GAMECO飞机维修机库屋盖结构设计 [J], 朱丹;裴永忠;赵天佑因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

通航维修直升机仿真模拟教学实验室

4、材质：木质；
5、尺寸1520mm*宽700mm*高1000mm；
6、三屏幕镶嵌式
台
21
附件2通航维修：多媒体飞机系统教学实验室
序号
设备名称
规格参数
单位
数量
1
航空多媒体飞机教学系统
1、此系统建立在服务器平台的基础之上，在平台后台进行控制，将相关技术文件和已开发的课程内容数字化，在资源库中直接调取飞机维修的各项定制化课程，使得所有教员的授课依据和质量保持一致。通过后台上传至平台上，使用者只需在浏览器上登录后，根据相应教员的授权情况的不同，浏览的课程内容不同，既能保证技术文件现行有效的可控性，也能保证相关技术文件的知识产权的保密性。保持系统的可提升性。
套
1
3
2D直升机维修模拟教学系统操作台
1、配套2D直升机维修模拟教学系统使用，设计采用人体力学和安全因素，进行了流线处理。材质为木质，电源需求220V，设备尺寸为长1520mm*宽700mm*高1000mm
2、设备控制台配备三屏幕内嵌式显示器，分别显示飞机仪表、飞机姿态、飞机手册。
3、每台设备单独配备高配置主机一台，主机设备金宇航空进行加密特殊处理，仅通过加密内网连接到金宇资源库，保证课程教学的唯一性和标准性。
15、根据飞机AMM手册中导航系统的构型要求，对航空器动静压系统、相关导航系统进行学习和了解，并结合特殊设备（另配6300、IFR4000、IFR6000）进行相应的测试。
16、根据飞机AMM手册中飞机结构的构型要求，对航空器机身、尾梁、门、窗、风挡玻璃、水平安定面、垂直安定面等相关结构部分进行学习和了解。
7、根据飞机AMM手册中防火系统的构型要求，对防火系统的组成、主要位置的识别、灭火瓶的检查要求进行学习。

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762计算机测量与控制.2002.10(11) Computer Measurement &Control设计与应用收稿日期:2002-02-05。

作者简介:谢华(1965-),男,河南省信阳市人,学士,讲师,主要从事航空维修技术、计算机应用的教学和科研工作。

文章编号:1671-4598(2002)11-0762-03 中图分类号:T P274文献标识码:B一种飞机维修训练模拟器的设计谢华,闫景波,魏东,孙启顺(空军第一航空学院,河南信阳 464000)摘要:介绍了一种采用控制图像来代替中央指示设备的飞机维修训练模拟器,详述了其工作原理和软件的设计,并讨论了其技术难点的解决方法。

该模拟器不仅制作成本低,而且辅助训练手段多,训练效率高。

关键词:模拟器;操作设备;显示设备;区域图像Design of Aircraft Maintenance Training SimulatorXIE Hua,YAN Jing bo,WEI Dong,SUN Qi sun(F irst Aeronautical Colleg e of Air Force,Xinyang 464000)Abstract:A kind of aircraft maintenance training simulator w hich replace r eal center displaying equipment by controlling imag e is intro duced.Its w ork pr inciple and software design are presented,and the solv ing met hod of its technique difficulty is discussed.T his simulator is not only of low cos t but also mor e tr aining measures,so its tr aining efficiency is high.Key words:simulator;oper atio n equipment;displaying equipment;reg ional imag e1 引言在现代高技术战争中,飞机所起的作用已越来越明显,但飞机能否发挥出它的威力,这不仅取决于飞行员的驾驶和实战技术,同时也取决于飞机维修人员的维修保障技能,因为维修人员对飞机的维修保障质量影响着飞机性能的发挥甚至飞行安全的保证,因此,提高飞机维修人员的维修技能始终是航空地勤部队的主要任务。

要提高这些技术和技能,维修人员必须反复在飞机上练习提高。

然而现代飞机上的设备价格昂贵,寿命有限,不允许因训练过多地使用,并且一些训练科目在操作过程中危险性大,易造成训练事故,对燃料和物资的消耗巨大,为了解决该问题,我们设计了一种飞机维修训练模拟器。

2 模拟器设计的总体方案由于飞机操作训练内容大多集中在飞机座舱内,因此,模拟器模拟的主要内容应该是座舱各设备。

通过对飞机座舱各设备研究分析发现,这些设备可分为两类,一类为用于手动的操作设备,如油门、驾驶杆、手柄、电门、按钮等,这类设备主要用于手动操作训练,因此必须采用实装设备或外形一样、功能相同的仿制设备,这些设备主要集中在座舱内两侧操作台上;另一类为用于观察和测量的显示设备,如显示器、仪表、信号装置等,这些设备往往价格非常昂贵且寿命有限,它们大多集中在中央仪表板上,个别安装在两侧位置。

飞机维修训练模拟器的设计应从技术可靠性、实用性和性能价格比来综合考虑,采用一种经济可行的方法,因此,模拟器不完全使用飞机实装设备。

对用于训练手动操作技能的油门、驾驶杆、开关、按钮、电门等设备采用实装;对于中央仪表板,由于其上的设备大多为价格昂贵、寿命有限且主要用来显示或指示的设备,采用计算机显示器1 1显示图像来代替;对于两侧的显示设备采用外形相同的模拟设备来完成;对于各设备工作的声音采用计算机控制音响播放声音文件的方法来实现。

图1 模拟器的结构框图3 模拟器的工作原理模拟器结构如图1所示,将用于训练手动的操作设备分为两类,一类为开关量设备,如电门、按钮、把手等设备,这类设备中的一部分本身就是电路开关,因此,将其直接连接到I/O 输入采集板上即可使计算机获得其工作状态的变化。

这类设备中的另一部第11期谢华:一种飞机维修训练模拟器的设计 763分不具备电路开关的功能,但其位置或状态的变化是固定的两种,对于这一部分设备可加入微动电门来感受它的变化,然后将微动电门接通和断开的信号通过I/O 输入采集板输入给计算机;另一类为数据量设备,这类设备的位置或状态有无数多个,如油门,其位置从停车到全加力有无数多个,对于这类设备,可加入转动或位移传感器,传感器可将转动或位移量转换为电压模拟量,电压模拟量再通过A/D 转换板转换成数字量输入给计算机。

计算机除了不停地采集操作设备的位置和状态外,还要实时地控制显示设备的变化和设备运转声音的播放,对于显示设备,可分为两类,一类设备为位置比较集中且主要用来显示的中央仪表板,对于这类设备,采用计算机显示器显示图像来代替。

我们只需要控制显示器上图像的变化,即可模拟出中央仪表板上各仪表、信号灯和图形文字的变化;另一类显示设备分布在两侧操纵台上和其他位置,这类显示设备数量不多,位置分散,不便于采用显示器图像模拟,因此采用实装模拟设备。

在这类设备中,对于开关状态显示设备,如信号灯,计算机通过I/O 输出板输出电信号,将电信号放大后就可以驱动信号灯;对于变化模拟量驱动的显示设备如仪表,计算机通过D/A 转换板将数字量转换为电压模拟量,电压模拟量放大后即可控制仪表的指示。

4 模拟器的软件设计由于VC++6.0语言的可移植性好,硬件控制能力强,图像控制和运算效率高,所以飞机维修训练模拟器的软件采用该语言编程。

如图2所示,模拟器图2 模拟器的软件流程图的软件分为自检测软件和训练科目操作软件,模拟器在开机之后首先运行自检测软件,当发现故障后给出提示和警告,这样,用户在使用之前就可以知道模拟器的工作情况。

训练科目操作软件兼顾了各专业的训练科目,以便各专业人员都能进行训练操作。

为了便于软件开发和用户的使用,模拟器的训练内容分为4个专业:机械、军械、特设、无线电专业。

模拟器通过自检测后,进入主控制界面,主控制界面上设计了各专业按钮,用户通过鼠标点击各专业按钮即可进入各专业的具体操作科目选择画面,当用户选择进入具体操作科目后,显示器将全屏显示中央仪表板的画面,在操作科目运行过程中,用户可通过鼠标右键快捷菜单进行其它操作,这些菜单的内容有复位、操作提示选择、故障设置、操作情况重现、操作情况评判和退出等。

复位功能可使用户在任何时刻将参数值和各个变量值恢复到初始值,以便进行重新操作;对于操作提示选择,用户若选择了该选项,在操作过程中每一步都将给以语音或文字提示;对于故障设置,用户可遂意将各个系统或各个参数设置成故障情况或故障值,从而提高训练者的发现故障能力和故障状态下操作处置能力;操作情况重现可使用户在操作完毕后将其操作的情况重新播放一遍,这样,用户可反复研究其操作中存在的问题和不足,对于好的操作,可记录下来作为示范或教学使用;操作情况评判可使用户在操作完毕后将其操作的情况进行打分并指出其在操作过程中存在的各种问题;退出选项可使模拟器退出当前操作科目进入主控制界面。

5 模拟器的技术难题解决5 1 模拟器设备工作声音的控制对实装系统上真实设备工作声音分析发现,真实设备在工作时,从设备起动到停止整个过程的声音可分为3段,前段为起动运转声音,中段为平稳运转声音,后段为结束运转声音。

由于在起动和结束阶段设备从一种状态变化到另一种状态,所以其整个过程声音变化比较大,但在平稳运转阶段,其工作声音基本保持不变。

根据以上分析的特点,在控制模拟设备工作声音时,可将实装系统上各种设备单独工作的声音在现场录制下来,将每个设备工作的声音剪辑成3个w av 文件,分别为起动声音、平稳声音和结束声音。

其中起动声音和结束声音的时间都比较短,可全部剪辑下来;平稳运转声音虽然很长,但其声音频谱基本不变,因此没有必要全部剪辑,可剪辑其中较理想的一小段制作成w av 文件,在设备稳定工作时循环播放该声音。

正常情况下应按起动、平稳和结束这个顺序来播放声音,其中起动和结束声音在设备起动和停止时仅播放一遍。

但是,若设备在起动过程中未播放完起动声音就关闭该设备,则停止播放起动声音,开始从相应的位置播放结束声音;若在设备停止运转过程中未播放完结束声音就开启该设备,则停止播放结束声音,开始从相应的位置播放起动声音。

5 2 模拟器上模拟中央仪表板的实现飞机上的显示设备主要集中在中央仪表板,中央仪表板形状基本呈矩形,因此,很适合用计算机显示器显示图像来模拟。

在控制图像变化时,可将整个仪764 计算机测量与控制第10卷表板看成一张总图像,这张总图像是由许多不断变化的区域图像组成,如在某个区域内信号灯的亮和灭、仪表指针的指示、显示设备上的文字和几何图形的变化等。

通过分析这些区域内图像的变化发现,每个区域内有一个始终固定不变的背景图像,如仪表上的表盘,可将该类图像看作成区域背景图像;在区域背景图像上有一些形状、位置和角度不断变化的不规则图像,如仪表指针,可将这些图像看作为变化子图像。

通过多媒体工具制作出这些图像并存成bmp 文件。

由于图像文件均为规则的矩形,要在区域背景图像上显示出形状不规则的各变化子图像,必须在制作这些变化子图像时,除了要显示的有用部分外,其它不显示的区域均采用一种不常采用的颜色,以便判断过虑掉该区域,如指针图像,除指针外其它面积均采用RGB (0,0,0)颜色。

图3 图像处理的流程图如图3所示,在程序中实时控制图像变化时,首先定义两个屏幕(即两个设备环境类),一个是后台屏幕,另一个是前台屏幕,后台屏幕是我们看不到的,但我们可在这个屏幕上进行一系列操作,当操作完毕后将后台屏幕上的图像拷贝至前台屏幕(我们所看到的屏幕),这样可实现各区域图像的无闪烁变化。

6 结束语对上述方法制作的飞机维修训练模拟器,通过使用证明:其训练效果好,训练安全有保障,同时还节约了大量采用昂贵实装设备和耗费大量燃料的经费,因此,具有明显的军事意义和经济效益。

随着先进飞机的不断诞生,该类训练模拟器的应用前景将会更加广阔。

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