直升機綜合航電顯控仿真系統(tǒng)設(shè)計及運用

呼飛龍

摘? ?要：隨著經(jīng)濟的迅速發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，我國的航空技術(shù)取得了很大程度上的進步。在直升機復(fù)雜繁多的系統(tǒng)之中，航電顯控系統(tǒng)是十分重要的構(gòu)件之一，對此系統(tǒng)的設(shè)計至關(guān)重要。本文就針對直升機綜合航電顯控仿真系統(tǒng)設(shè)計及運用進行研究與分析。本文針對直升機綜合航電顯控仿真系統(tǒng)設(shè)計及運用進行研究與分析，在設(shè)計方式上以模塊化設(shè)計為主，并在此基礎(chǔ)之上對直升機之上各種航空電子系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)與接口進行一定程度上的模擬，已提供科學(xué)合理的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：直升機? 綜合航電? 顯控仿真系統(tǒng)? 設(shè)計? 運用

中圖分類號：V247? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）05（c）-0018-02、

近年來，我國經(jīng)濟迅速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)水平不斷提高，在這一背景之下集成電路與計算機發(fā)展迅速，并在各行各業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。這兩項技術(shù)在直升機中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在航空電子系統(tǒng)，航空電子系統(tǒng)具有很強的系統(tǒng)性，功能強大且全面，形成了一套包含傳感器、信號采集、信號處理、顯示的系統(tǒng)，例如雷達系統(tǒng)、慣導(dǎo)系統(tǒng)、大氣機等，它們能夠?qū)︼w機姿態(tài)、空中與地面目標信息、地表地形等信息進行有效的提供。

1? 硬件設(shè)計

在進行硬件設(shè)計的過程中，為了對綜合航電顯控仿真系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性進行有效的保證，選擇工控機或者加固計算機的方式進行。雷達視頻的設(shè)計主要是對VGA視頻采集卡進行有效的利用，并在此基礎(chǔ)之上將采集到的信息在綜顯模擬器之上進行顯示。充分參考設(shè)計方案，對系統(tǒng)綜合仿真試驗平臺進行有效構(gòu)建，以便于后期進行系統(tǒng)聯(lián)試。在硬件設(shè)計的過程之中，需要對邏輯與接口進行一定程度的驗證，基于此使用軟件仿真技術(shù)，需要注意的是，在運用軟件仿真技術(shù)時，需要保證接口真實，然后在這一基礎(chǔ)之上對系統(tǒng)的功能與邏輯進行驗證，看其是否能夠滿足系統(tǒng)需求。仿真系統(tǒng)具有系統(tǒng)性、復(fù)雜性的特點，是由多個構(gòu)件共同組成的，主要包含有綜合處理接口計算機、接口任務(wù)處理計算機、雷達仿真器、慣導(dǎo)仿真器、大氣機仿真器、非航電接口仿真模塊、語音告警模塊和數(shù)字視頻記錄儀等。

（1）綜合處理接口計算機：對綜合航電系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流進行一定程度上的控制，并在此基礎(chǔ)之上獲取相關(guān)模擬器數(shù)據(jù)，并對這些數(shù)據(jù)進行有效的分析與處理，充分結(jié)合當前狀態(tài)情況，最后將顯示畫面進行合理組織，并發(fā)送至綜顯模擬器之上。在充分掌握綜顯模擬器操作信息的基礎(chǔ)之上，對相應(yīng)的控制命令進行一定程度的組織，并以此來對系統(tǒng)數(shù)據(jù)流、信息流以及接口控制操作進行有效實現(xiàn)。在這一仿真系統(tǒng)之中，綜合處理接口計算機有著十分重要的地位與作用，它是整個系統(tǒng)的總線控制器。在此前提下，將接口處理任務(wù)計算機作為備用的總線控制器，兩者相互配合，對綜合航電系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠喽裙芾磉M行科學(xué)而有效的實現(xiàn)。

（2）接口處理任務(wù)計算機：在這一模塊，主要是對雷達、慣導(dǎo)、大氣機等模擬器的信息進行有效的接收，并在此基礎(chǔ)之上實現(xiàn)導(dǎo)航計算、目標參數(shù)計算等功能。除此之外，接口處理任務(wù)計算機還具有數(shù)據(jù)備份的功能，從而更好的進行航電系統(tǒng)的余度管理。

（3）雷達仿真器：在直升機系統(tǒng)中，雷達的主要作用是對空中或地面目標進行探測，并以此做出防撞告警，同時雷達系統(tǒng)還可以提醒飛行員對惡劣天氣進行回避等。而雷達仿真器可以對與綜顯的接口一定程度的模擬，并將模擬所獲得的相關(guān)信息向綜合處理接口計算機以及接口處理任務(wù)計算機進行傳輸，并同時將雷達視頻信息傳輸至綜顯模擬器之上進行顯示。

（4）數(shù)字視頻記錄儀：在這一模塊，數(shù)字視頻記錄儀的主要作用是飛行過程中完成綜顯的視頻記錄與音頻記錄進行有效的記錄，以便為日后的重放與分析提供參考。

（5）除了上述的幾個模塊之外，硬件設(shè)計中還包含了慣導(dǎo)仿真器和大氣機仿真器等，前者的作用是對飛機上慣導(dǎo)的作用進行一定程度的模擬，并通過模擬數(shù)據(jù)的分析為綜合航電系統(tǒng)提供有效的位置信息、速度信息以及姿態(tài)信息等;后者的作用是對直升機實時的空速、旋翼誘導(dǎo)空速、高度、降速度、大氣密度比等大氣數(shù)據(jù)進行有效的提供。

2? 軟件設(shè)計

在對綜合航電顯控仿真系統(tǒng)的軟件進行設(shè)計時，需要對其實時性進行有效的保證，因此對于顯示功能、控制功能與通訊功能的設(shè)計十分關(guān)鍵。為了保證系統(tǒng)的實時性，經(jīng)過研究與分析，仿真系統(tǒng)采用多線程編程方式予以實現(xiàn)，具體如下：將顯示功能與控制功能在主線程之中予以實現(xiàn)，而將數(shù)據(jù)處理、通訊功能、總線數(shù)據(jù)記錄、視頻記錄等功能在子線程中進行實現(xiàn)。

（1）顯示模塊：為了對顯示功能進行有效實現(xiàn)，在顯示模塊主要是對綜合航電顯控仿真系統(tǒng)進行有效的設(shè)計與布局，設(shè)計的內(nèi)容主要包含有字符、周邊鍵、光標等。除此之外，還對相關(guān)的繪圖對象進行一定程度的生成，例如飛機、坦克等目標的生成，并形成形象化畫面，在此基礎(chǔ)之上，將視頻采集卡所采集到的雷達視頻圖像與之進行有效的疊加，使得畫面信息更加系統(tǒng)而豐富。當切換為防撞工作方式時，顯示模塊會對三維視圖進行構(gòu)建，并在三維視圖之上對大氣機與慣導(dǎo)的仿真數(shù)據(jù)進行顯示。

（2）控制模塊：在整個系統(tǒng)之中，控制模塊有著十分重要的作用，在這一模塊之下，可以實現(xiàn)對于用戶和雷達仿真器、大氣機仿真器和慣導(dǎo)仿真器通訊的有效聯(lián)系，并在此基礎(chǔ)之上對整個系統(tǒng)的時序進行合理有效的控制。用戶可以結(jié)合當下的需求對界面進行操作，從而對雷達的控制參數(shù)做出改變。除此之外，用戶還可以通過切換周邊鍵來實現(xiàn)POP的邏輯管理等。具體操作方式如下：先啟動仿真系統(tǒng)，對界面進行初始化操作，系統(tǒng)會對共享數(shù)據(jù)區(qū)進行自動創(chuàng)建。創(chuàng)建完成之后，對輔助線程、通訊錄線程、記錄線程進行啟動，之后系統(tǒng)會發(fā)送反饋信息，用戶可以依據(jù)系統(tǒng)信息選擇不同的處理方式。

（3）通訊模塊：這一模塊主要是對通訊功能進行實現(xiàn)。在通訊模塊之下，主要是對通訊板卡進行一定程度的管理同時進行一系列的操作，主要有板卡的啟動與關(guān)閉、數(shù)據(jù)的讀取、保存與寫入等。通訊板卡自帶函數(shù)，依據(jù)函數(shù)信息，能夠?qū)幊踢M行合理而有效的實現(xiàn)。在通訊模塊之中，還有一個十分重要的功能，即對通訊板卡的故障情況合理的判斷，如果發(fā)現(xiàn)存在問題，例如綜合處理接口計算機不能完成任務(wù)時，會及時向接口處理任務(wù)計算機發(fā)出相應(yīng)的操作指令，對備份計算機進行啟動，對綜顯與控制功能的穩(wěn)定性進行了有效的保證。

3? 結(jié)語

本文主要針對直升機綜合航電顯控仿真系統(tǒng)設(shè)計及運用進行研究與分析。首先從綜合處理接口計算機、接口處理任務(wù)計算機、雷達仿真器、數(shù)字視頻記錄儀等方面闡述了直升機綜合航電顯控仿真系統(tǒng)的硬件設(shè)計，然后從顯示模塊、控制模塊以及通訊模塊3個方面分析了直升機綜合航電顯控仿真系統(tǒng)的軟件設(shè)計。總而言之，直升機綜合航電顯控仿真系統(tǒng)是一項具有綜合性強、復(fù)雜程度高、功能全面的特點，在對其進行設(shè)計的過程中，應(yīng)當充分應(yīng)用當前成熟的面向編程技術(shù)，并對相關(guān)系統(tǒng)與技術(shù)進行一定程度上的結(jié)合，從多方面、方維度提高直升機綜合航電顯控仿真系統(tǒng)設(shè)計的科學(xué)性、穩(wěn)定性與適用性。

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