CN111145612A - 一种航空机务模拟训练装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种航空机务模拟训练装置，属于模拟仿真技术领域。本发明采用触摸屏显示器和仿真仪表代替真实的仪表设备，触摸屏显示器和仿真仪表所要显示的内容由主控服务器按照真实仪表设备通过软件控制，较大程度地降低硬件的制造成本和维护成本，同时，当需要按照真实飞机进行功能升级时，可直接采用软件方式对触摸屏显示和仿真仪表重新设置，提高了整个航空机务模拟训练装置的灵活性。

Description

一种航空机务模拟训练装置
技术领域
本发明涉及一种航空机务模拟训练装置，属于模拟仿真技术领域。
背景技术
航空机务人员培训通常采取实装和模拟两种培训方法，实装培训需要地勤机务人员在真实飞机上进行各种科目的操作和实践，模拟训练只是要求地勤机务人员在各种模拟设备上进行操作和实践。
实装培训中一架飞机的造价往往需要几亿人民币，每一个设备都价值不菲，其寿命通常都是以小时或操作次数来统计，一旦达到规定的时间或操作次数就必须报废；同时在真实飞机上对不熟悉装备的人员进行培训，不仅对飞机装备存在很大的隐患，同时还存在着较大的人身安全意外可能，因此，实装培训成本高、经济性差以及安全性较低的问题。模拟培训则可以依托对和真实飞机操作反应一致的模拟装备进行训练，这样可以在做到不损失实装航空运输机及其装备使用寿命的同时，还能较低成本地实现与在飞机实体上一致的操作训练体验。因此，模拟培训成为目前的首选培训方式，目前的模拟培训虽然采用的不是实体飞机，但大都采用的是整机配套模拟装备和相关训练模拟软件，其中整机配套模拟装备采用与飞机实装仪器设备(包括仿制设备)，而飞机实装仪器设备(包括仿制设备)售价高昂，在大量培训操作下，整机配套模拟装备存在一定的故障率，一旦出现问题，需要整个设备进行维修或更换，导致成本较高，特别是随着真实飞机的改进，相应的模拟设备应该进行升级改装或功能扩展，而目前的整机配套模拟装置很难进行相应的改装或扩展，灵活性差。
发明内容
本发明的目的是提供一种航空机务模拟训练装置，以解决目前的航空机务模拟训练装置存在的成本高、灵活性差的问题。
本发明为解决上述技术问题而提供一种航空机务模拟训练装置，该模拟训练装置包括仿真座舱、主控服务器，仿真座舱包括有驾驶员座椅和仪表板；
所述驾驶员座椅前方设置有驾驶杆、脚蹬，驾驶杆和脚蹬处均设置有相应的传感器，用于采集驾驶杆和脚蹬的位置变化，所述传感器与主控服务器连接，用于将采集到位置数据发送给主控服务器；
所述的仪表板采用仿真仪表板，包括触屏显示器和仿真仪表设备，所述触摸屏显示器和仿真仪表设备均与主控服务器相连接，，触摸屏显示器和仿真仪表设备中的显示内容按照飞机真实仪表的显示内容进行编程绘制实现，并由主控服务器进行控制，供受训人员按照训练标准进行操作；
所述主控服务器用于根据预置的逻辑对传感器采集的数据、仿真仪表板的操作数据进行处理，并将处理结果反馈给仿真仪表板。
本发明采用触摸屏显示器和仿真仪表代替真实的仪表设备，触摸屏显示器和仿真仪表所要显示的内容由主控服务器按照真实仪表设备通过软件控制，较大程度地降低硬件的制造成本和维护成本，同时，当需要按照真实飞机进行功能升级时，可直接采用软件方式对触摸屏显示和仿真仪表重新设置，提高了整个航空机务模拟训练装置的灵活性。
进一步地，为了方便对受训人员受训过程和结果的监控，该模拟训练装置还包括考核演示显示器，该考核演示显示器与主控服务器连接，用于显示主控服务器接收到的传感器采集到的数据和仪表的操作数据、以及主控服务器相应的处理结果数据。
进一步地，为了受训环境的真实性，提高受训效果，仿真座舱、仪表板和考核演示显示器均设置在一个模拟训练空间外壳内，该模拟训练空间外壳的形状与真实飞机机头形状一致。
进一步地，为了能够实现虚拟现实环境下的模拟训练，所述的主控服务器还设置有VR设备接口，用于连接VR设备。
进一步地，为了实现对模拟训练过程中语音信号的播放和收集，该模拟训练装置还包括声音模拟***，所述声音模拟***包括音箱和麦克风，音箱和麦克风均与主控服务器连接。
进一步地，为了方便实现对整个模拟训练过程的控制，该模拟训练装置还包括训练控制台，所述训练控制台与主控服务器连接，该训练控制台包括人机交互模块，该人机交互模块根据主控服务器的控制显示训练内容，并将管理人员的操作指令上传给主控服务器，由主控服务器根据操作指令进行应相应的控制。
进一步地，为了方便更换和维修，所述的触屏显示器和仿真仪表设备均采用可拆装结构单元。
附图说明
图1是本发明的航空机务模拟训练装置的结构示意图；
图2是本发明实施例仪表板所显示的内容；
图3是本发明的航空机务模拟训练装置的信号连接示意图；
图4是本发明实施例中主控服务器内部数据传输示意图；
图中：1为模拟训练空间外壳，2为飞行员座椅，3为空中机械师座椅，4为驾驶杆，5为仪表板，6为飞机控制操纵台，7为教师座椅，8为考核演示台，9为主控服务器，10为训练控制台。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步地说明。
本发明的航空机务模拟训练装置为降低培训成本，采用触摸屏显示器和通用仪表仪器(仿真仪表设备)代替真实仪表，仪表的显示内容均依靠软件控制，同时，所有仪表设备单元全部为可拆装结构单元，通过简单的插拔固定实现灵活的更换和维修。
如图1所示，本实施例中的航空机务模拟训练装置包括有操作实习区和教学考核区，为了让受训人员有更加真实的感觉，操作实习区和教学考核区设置在模拟训练空间外壳1内，该模拟训练空间外壳1采用与真实飞机机头一致的形状。其中操作实习区内设置有两个飞行座椅2和一个空中机械师座椅3，飞行员座椅2的前方合适的位置(方便在飞行员座椅上操作的位置)设置有驾驶杆4和两个脚蹬，驾驶杆4和脚蹬采用独立结构单元设置，通过螺栓固定，驾驶杆和脚蹬处均设置有相应的用于检测驾驶杆和脚蹬位置变化的传感器，具体而言，在驾驶杆上设置了角位移传感器来确定驾驶杆的位置变化，通过直线位移传感器来确定脚蹬的位置变化。飞行员座椅前方和左右两边分别设置有仪表板5和控制操纵台6，仪表板5和飞机控制操纵台6均采用仿真仪表板，包括和驾驶员仪表板、领航员空投空降操纵台、领航员自动保护开关板等多个仿制仪表设备和触摸屏，仿真仪表板通过软件控制显示内容。各仿制仪表设备和触摸屏和采用可拆装结构单元，以方便相应设备的更换，具体来说，采用T型槽快卸螺栓或快卸螺钉将仿制仪表等方型设备固定在框架上，采用快卸法兰卡箍将驾驶杆等圆柱形设备固定在框架上。
考核教学区设置有设有教师座椅7，教师座椅前设有考核演示台8，考核演示台8采用触摸屏显示器，触摸屏显示器的个数根据需要设置，用于显示主控服务器接收到的传感器采集到的数据和仪表的操作数据、以及主控服务器相应的处理结果数据。通过考核演示台可以查看到操作人员的实时操作，并可对操作过程进行评分，也可以及时进行操作提示或中断操作。
模拟训练空间外壳1的外部设置有主控服务器9和训练控制台10，主控服务器9包括通过以太网连接的若干台计算机，计算机分别装载有仿真训练软件、数据采集控制软件、***自检软件和训练控制台软件，计算机通过数据总线与仿真仪表板连接，按照真实飞机仪表的具体逻辑显示运用VC++编程绘制出模拟仿真动画和显示内容，将模拟仿真结果发送给仿真仪表板进行显示，例如，可模拟显示飞机飞行姿态以及各***状态，如图2所示。同时，计算接收各传感器和仿真仪表板的操作数据，并按照内部的仿真训练软件、数据采集控制软件，根据预置的逻辑关系产生声光电等对应的响应输出给仿真仪表板进行更新显示或者报警。训练控制台采用人机交互模块，例如触摸显示器，可由主控服务器控制进行训练的内容的展示，同时，管理人员可根据触摸显示器上展示的训练内容进行选择，包括选取科目内容、下达操作指令、设置典型故障等触摸显示器将管理的操作结果反馈给主控服务器，主控服务器根据该反馈进行训练任务的控制，通过训练控制台10对主控服务器中模拟训练软件进行切换，就可以进行多机型运输机模拟训练。
此外，为了提升培训的效果，使受训人员能够本发明的航空机务模拟训练装置还包括声音模拟***，用于模拟仿真出如发动机试车等飞机运行过程中的各种声音，声音模拟***包括有若干音箱和麦克风，均与主控服务器连接，飞机运行过程中的各种声音可以音频文件的形式存储在主控服务上，或者存储在声音模拟***本地，由主控服务器控制，通过音箱进行播放，音箱和麦克风根据需要可以设置在操作实习区、教学考核区和训练控制台处。同时，主控服务器上还设有VR接口，用于连接VR设备，通过配合VR装备进行排故和技能训练。本发明的航空机务模拟训练装置的信号连接如图3所示，主控服务器(对应图3中的控制机柜)与仿真座舱(传感器、仿真仪表板)的设备通信连接，同时与训练控制台和声音模拟***连接。主控服务器内部的数据交互如图4所示，底层数据通信模块通过数据总线与硬件设备(传感器、仿真仪表板、训练控制台、考核演示台)连接，之间交互的数据采用字符串数据流，底层数据模块与软件间数据交互模块通过数据分发管理模块进行数据交互。
为了能够满足在机动条件下的基础性的航空机务训练，该装置还包括可移动程序训练结构单元，可移动程序训练结构单元包括显示器，独立电脑硬件***和相应的外接插口，电脑硬件***中存储相应模拟仿真软件，电脑硬件***通过外接插口可与主服务器连接，在机动条件下的基础性的航空机务训练之前，通过主服务器的连接，从主服务器下载所需的软件模块，以完成的训练仿真，并在航空机务训练之后，将训练数据发送给主控服务器，方便主控服务器进行存储分析。在航空机务训练时，可通过外接插口连接一些所需仪表仿真设备，以实现现场的机务训练。一般在机动条件下的基础性的航空机务训练内容都比较单一，只需配置少量仪表仿真设备即可。
该装置的工作过程为：在实习操作过程中，受训人员可以分组进行，其中读卡指令者可以坐在空中机械师座椅3上进行布置实习训练指令，读操作卡片内容，并检查受训人员的工作状况，训练操作者坐在飞行员座椅2上根据训练指令，操作驾驶杆3、脚蹬，以及仪表板5和飞机控制操纵台6的各种设备，主控服务器根据各设备的操作信号根据预置的逻辑关系产生声光电等对应的响应输出给仿真仪表板进行更新显示或者报警，同时将操作数据和相应数据发送给考核演示台，供考核人员对整个培训过程进行监控；管理人员可通过训练控制台向受训人员发布训练内容，由主控服务器根据管理人员发布的训练内容进行相应训练模拟。

Claims (7)

1.一种航空机务模拟训练装置，其特征在于，该模拟训练装置包括仿真座舱、主控服务器，仿真座舱包括有驾驶员座椅和仪表板；
所述驾驶员座椅前方设置有驾驶杆、脚蹬，驾驶杆和脚蹬处均设置有相应的传感器，用于采集驾驶杆和脚蹬的位置变化，所述传感器与主控服务器连接，用于将采集到位置数据发送给主控服务器；
所述的仪表板采用仿真仪表板，包括触摸屏显示器和仿真仪表设备，所述触摸屏显示器和仿真仪表设备均与主控服务器相连接，触摸屏显示器和仿真仪表设备中的显示内容按照飞机真实仪表的显示内容进行编程绘制实现，并由主控服务器进行控制，供受训人员按照训练标准进行操作；
所述主控服务器用于根据预置的逻辑对传感器采集的数据、仿真仪表板的操作数据进行处理，并将处理结果反馈给仿真仪表板。
2.根据权利要求1所述的航空机务模拟训练装置，其特征在于，该模拟训练装置还包括考核演示显示器，该考核演示显示器与主控服务器连接，用于显示主控服务器接收到的传感器采集到的数据和仪表的操作数据、以及主控服务器相应的处理结果数据。
3.根据权利要求2所述的航空机务模拟训练装置，其特征在于，仿真座舱和考核演示显示器均设置在一个模拟训练空间外壳内，该模拟训练空间外壳的形状与真实飞机机头形状一致。
4.根据权利要求1所述的航空机务模拟训练装置，其特征在于，所述的主控服务器还设置有VR设备接口，用于连接VR设备。
5.根据权利要求1所述的航空机务模拟训练装置，其特征在于，该模拟训练装置还包括声音模拟***，所述声音模拟***包括音箱和麦克风，音箱和麦克风均与主控服务器连接。
6.根据权利要求1所述的航空机务模拟训练装置，其特征在于，该模拟训练装置还包括训练控制台，所述训练控制台与主控服务器连接，该训练控制台包括人机交互模块，该人机交互模块根据主控服务器的控制显示训练内容，并将管理人员的操作指令上传给主控服务器，由主控服务器根据操作指令进行应相应的控制。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的航空机务模拟训练装置，其特征在于，所述的触摸屏显示器和仿真仪表设备均采用可拆装结构单元。
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