飛行訓(xùn)練模擬器技術(shù)研究與工程實施

姜霞

（中國民用航空飛行學(xué)院遂寧分院，四川 遂寧 629000）

飛行人員要想完成高空的飛行任務(wù)，駕駛飛機就是飛行員應(yīng)當(dāng)熟練掌握的基礎(chǔ)技能。綜合安全性和經(jīng)濟性因素，在日常的訓(xùn)練中，飛行訓(xùn)練模擬器操作練習(xí)就是訓(xùn)練飛行員駕駛技術(shù)的基礎(chǔ)設(shè)備。在世界歷史上第一臺飛行訓(xùn)練模擬器“林克機”出現(xiàn)至今已有近百年歷史，其研制的成功標志著地面飛行試驗的落實，也實現(xiàn)了飛行經(jīng)濟安全訓(xùn)練的設(shè)想。為此在現(xiàn)有的工作基礎(chǔ)上，我們就要結(jié)合飛行訓(xùn)練模擬器實際的技術(shù)構(gòu)思，分析工程實施過程中存在的實際難題，探索我國飛行訓(xùn)練模擬器的技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)勢，在推動內(nèi)部技術(shù)改革優(yōu)化的同時，提升內(nèi)部創(chuàng)新管理工作質(zhì)量，為我國的航天飛行帶來新的發(fā)展契機。

1 模擬器技術(shù)原理與工程實施

飛行訓(xùn)練模擬器的工作主要是通過系統(tǒng)專業(yè)的航天技術(shù)理論和智能化管控裝置，通過專業(yè)的理論技巧和全方位的系統(tǒng)知識為基礎(chǔ)，結(jié)合計算機的計算分析，以物理反應(yīng)的效果為判斷基礎(chǔ)，通過多種實物操作分析和多種數(shù)字方式模擬真實的飛行感覺，讓飛行人員從視覺感官、聽覺觸覺等多方面都能感受到飛行的感覺，一般來說，多用于飛行人員完成基礎(chǔ)飛行的操作、飛行程序以及故常程序的訓(xùn)練，讓飛行人員在飛行前就能夠熟練地掌握飛行設(shè)備和飛行技巧。飛行訓(xùn)練模擬器主要是通過模擬飛行器在空中飛行環(huán)境而形成了一種人在回路的飛行仿真環(huán)境系統(tǒng)。這種系統(tǒng)本身結(jié)合自身的實際操作特點和作用，結(jié)合實際操作原理劃分為三種主要的訓(xùn)練模擬器。

1.1 全任務(wù)飛行訓(xùn)練模擬器

這種全任務(wù)飛行訓(xùn)練模擬器在操作的過程中，主要是通過儀器儀表的操作，幫助飛行人員有效地完成各種不同程度的任務(wù)操作方式。在實際的操作過程中，主要是通過不同的操作模擬系統(tǒng)進行系統(tǒng)的設(shè)定，用以滿足既定的訓(xùn)練任務(wù)目標。這種任務(wù)模擬器也是當(dāng)前能夠完成各種復(fù)雜難度的一種主要的操作模擬器。全任務(wù)飛行訓(xùn)練模擬器按照實際的操作要求分為不同的等級，以滿足不同的操作要求。

為了更好地分析我國常用的飛行訓(xùn)練模擬器的工作狀態(tài)，就需要對不同的訓(xùn)練狀態(tài)對儀器的工作特點進行全面的觀察，但我國的訓(xùn)練模擬器按照操作的要求主要以七個不同的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為主，以輔助幫助飛行人員完成實際操作任務(wù)。不同的系統(tǒng)完成的操控也是不同的，其中模擬座艙分享系統(tǒng)和輔助支持系統(tǒng)主要是為飛行人員實施模擬環(huán)境的基礎(chǔ)項目之一。其他的各種分享主要是以主控制臺為基礎(chǔ)，通過網(wǎng)路數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)的連接，對不同的項目內(nèi)容進行構(gòu)建。分享系統(tǒng)的工作主要是為了更好地幫助研究人員了解基礎(chǔ)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，完成不同的操作任務(wù)。同時保證不同的系統(tǒng)之間可以有效地完成技術(shù)協(xié)調(diào)，構(gòu)建出符合要求的模擬器綜合系統(tǒng)，以完成模擬器的各項操作訓(xùn)練任務(wù)。

全任務(wù)飛行訓(xùn)練模擬器主要技術(shù)是以通過人在訓(xùn)練環(huán)境中的狀態(tài)，來分析主體結(jié)構(gòu)的實際分布狀態(tài)，在主體結(jié)構(gòu)之中通過網(wǎng)絡(luò)串聯(lián)，將網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)體系為核心，將飛行訓(xùn)練模擬器中的多種仿真系統(tǒng)進行完全的操控，然后通過集成計算機，將所有的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進行分析聯(lián)系，構(gòu)建出較為全面的綜合系統(tǒng)，以各個環(huán)境節(jié)點之間的操作要求進行串聯(lián)，有效地將不同的信息之間進行串聯(lián)和分析，獲取相關(guān)的數(shù)據(jù)信息構(gòu)建完備的操作體系。

1.2 專項訓(xùn)練器

專項訓(xùn)練器經(jīng)過專業(yè)的技術(shù)改造，已能滿足不同訓(xùn)練的專項要求。在實際的操作過程中，很多飛行員并不是對全面綜合的訓(xùn)練都出現(xiàn)問題，只是對于一些部分專項的技巧需要實施針對性的訓(xùn)練，為此就開發(fā)了專項訓(xùn)練器。專項訓(xùn)練器的實現(xiàn)也是結(jié)合專業(yè)系統(tǒng)的飛行模擬器，對部分專項的訓(xùn)練項目進行特定的設(shè)置，以滿足不同的訓(xùn)練需求。在不同的分項中，主要將飛行訓(xùn)練模擬器的實際壓力閘進行有效的控制，設(shè)備本身是整個訓(xùn)練模擬器之中的配套設(shè)備，主要是為了有效地維持當(dāng)前模擬倉之內(nèi)的實際環(huán)境，有效地滿足不同飛行人員的實際需求。同時，分別通過操作不同的模擬器設(shè)備來完成模擬器的多種技術(shù)指標，構(gòu)建綜合的模擬器設(shè)備。

這種專項模擬器的構(gòu)建更多的是為飛行人員制定出專項的訓(xùn)練項目，對于一些技巧性相對較高的項目，飛行人員就能夠通過專項訓(xùn)練器完成訓(xùn)練任務(wù)。在真實的條件下，不同的飛行訓(xùn)練模擬器本身就可以實現(xiàn)多種專項項目的模擬訓(xùn)練，因此很多的飛行人員會提前按照訓(xùn)練要求在飛行模擬器上進行專項訓(xùn)練項目的操作。專項訓(xùn)練項目主要是通過計算機系統(tǒng)的控制，通過提前的設(shè)定，將不同的操作系統(tǒng)單獨地列支出來，讓飛行人員針對一項具體的操作任務(wù)完成反復(fù)的訓(xùn)練實驗，一方面增進技巧的掌握，另一方面，增進對飛行模擬器的認識和理解。

1.3 計算機輔助訓(xùn)練器

計算機輔助訓(xùn)練器本身沒有一個完整具體的模擬設(shè)備，主要是以計算機操控為主的一種可以用于飛行理論教學(xué)的基礎(chǔ)設(shè)備。我們可以針對當(dāng)前飛行員工作中的各項任務(wù)要求，對相關(guān)的基礎(chǔ)飛行訓(xùn)練任務(wù)進行分析，建立一個系統(tǒng)的飛行訓(xùn)練模擬系統(tǒng)，通過三維的虛擬交互方式的構(gòu)建，發(fā)布相關(guān)的飛行工作指令，再通過計算機的操作完成各項飛行訓(xùn)練操作任務(wù)。

2 關(guān)鍵技術(shù)研究及對策分析

2.1 體系結(jié)構(gòu)

為了更好地適應(yīng)訓(xùn)練的實際需求，加快內(nèi)部調(diào)節(jié)，就需要在進行模擬器設(shè)計的過程中按照相關(guān)的結(jié)構(gòu)體系進行重新的梳理，按照初期設(shè)想的設(shè)計規(guī)劃進行設(shè)計分析，主要充分展示出通用的尋求。通用的設(shè)計構(gòu)思，主要是指在設(shè)計之初盡可能地按照工作的實際特點進行設(shè)計規(guī)劃，同時在設(shè)計的基礎(chǔ)上要按照功能分區(qū)進行規(guī)劃構(gòu)思，以滿足不同任務(wù)管理的實際要求。在體系結(jié)構(gòu)劃分的基礎(chǔ)上，要盡可能地對構(gòu)建模式、通信交互方式的成立、接口模式的設(shè)定、功能區(qū)劃分的實現(xiàn)等多方面進行綜合分析，盡可能地留有空余量。在正常的環(huán)境分析中，主要是為了構(gòu)建一個滿足訓(xùn)練任務(wù)要求的模型結(jié)構(gòu)內(nèi)容，為后續(xù)的需求人員建立起系統(tǒng)的、相對獨立的支撐服務(wù)工作程序。現(xiàn)階段，我國的飛行模擬器主要是以仿真體系構(gòu)成，一般都以插件的方式實現(xiàn)仿真平臺的構(gòu)建和操作。模擬器體系中的各項工作都是為了適應(yīng)訓(xùn)練的實際需求，因此本身的體系結(jié)構(gòu)都應(yīng)當(dāng)結(jié)合仿真需求，通過數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)觀察，以適應(yīng)操作訓(xùn)練要求。

2.2 模型構(gòu)建與實現(xiàn)

在航天飛行訓(xùn)練工作實施的過程中，飛行器模型的構(gòu)建已經(jīng)可以囊括飛行設(shè)備的所有內(nèi)容。教學(xué)模型的構(gòu)建主要是通過三個方面來實現(xiàn)：一是理論模型；二是以飛行器的各項實驗數(shù)據(jù)的操作模型，三是通過有效的數(shù)據(jù)分析參考，觀察訓(xùn)練結(jié)果，判斷最終的訓(xùn)練結(jié)果。飛行訓(xùn)練模擬器的構(gòu)建需要多個方面的數(shù)據(jù)交互，為了有效地保證最終數(shù)據(jù)的精準性，可以通過內(nèi)部分析的方式，以大數(shù)據(jù)庫綜合數(shù)據(jù)整理收集的方式，對數(shù)據(jù)內(nèi)容進行觀測分析，同時在交互仿真的技術(shù)支持下對數(shù)據(jù)內(nèi)容進行精準判斷。為了有效地提升交互數(shù)據(jù)的順序和精準性，也為了有效地減少一些既定的復(fù)雜環(huán)境工作方式，通過市面上使用的通用技術(shù)硬件基礎(chǔ)構(gòu)建起完成的模型結(jié)構(gòu)，以完成系統(tǒng)的實現(xiàn)。

飛行訓(xùn)練模擬器的儀表主要作用是為了幫助操作人員系統(tǒng)的監(jiān)控分析當(dāng)前飛行設(shè)備本身的工作狀態(tài)，獲取調(diào)整工作方式，是當(dāng)前飛行人員完成飛行操控的主要設(shè)備內(nèi)容，因此在日常的訓(xùn)練操作的過程中，通過仿真設(shè)備的有效實用，能夠幫助訓(xùn)練人員熟悉和掌握飛行基礎(chǔ)，提升飛行質(zhì)量，確保最終的操作方式與操作控制器的工作方式保持一致。飛行訓(xùn)練器上的儀表設(shè)備本身就是按照相關(guān)的操作技術(shù)要求所構(gòu)建的，所有的仿真訓(xùn)練設(shè)備一方面是按照全實物仿真操作要求所構(gòu)建的，另一方面，是通過針對性的訓(xùn)練任務(wù)要求，構(gòu)建出的模擬操作控制系統(tǒng)，這項系統(tǒng)主要是按照仿真操作要求，結(jié)合計算機系統(tǒng)完成構(gòu)建，以確保各項操作的有效性。

3 結(jié)語

技術(shù)水平的提升，帶來的是飛行器行業(yè)的高速發(fā)展創(chuàng)新，只有加快對專項技術(shù)的研究探討，才能有效地推動航天事業(yè)的高速發(fā)展。一是充分結(jié)合系統(tǒng)的建模理論，加快對綜合系統(tǒng)的研究分析，明確模型架構(gòu)的實際要求，發(fā)揮專業(yè)的系統(tǒng)管理工作技術(shù)，可以通過構(gòu)建起多種形態(tài)暖氣系統(tǒng)的模型，將其動態(tài)反應(yīng)強度和精準度進行有效的控制，以適應(yīng)當(dāng)前的訓(xùn)練要求。二是充分地結(jié)合相關(guān)的計算機成像分析控制技術(shù)，通過網(wǎng)絡(luò)傳導(dǎo)的方式，對當(dāng)前的訓(xùn)練工作進行落實，有效地做好系統(tǒng)控制管理和評價方式的構(gòu)建。通過以上方式盡可能地發(fā)揮我國飛行訓(xùn)練模擬器設(shè)計工作落實，加快飛行訓(xùn)練模擬器技術(shù)創(chuàng)新，實現(xiàn)工程實施的有序推進。