CN206058598U - 一种航空电子装备地勤训练*** - Google Patents

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高伟
陶东香
刘雅娟
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Abstract

本实用新型提出一种航空电子装备地勤训练***,包括半实物仿真装备、半实物地面检测设备、半实物机上显控单元、导调与训练效果评估平台,以上设备均通过通信总线与信息采集与控制单元连接。该基于半实物仿真实现的航空电子装备地勤维护训练***采用了分布式总线的软硬件测控体系,很好地解决了模拟座舱、仿真装备、一二线地面检测设备这三者间交联控制关系复杂的问题,经过实际使用表明,该地勤训练***能有效克服当前训练中存在的理论教学生动性差,实践教学实装少、组织困难、不安全因素多等缺点;且可扩展性好,使用方便,可靠性高,在各型航空电子装备地勤维护训练模拟器中具有一定的推广应用价值。

Description

一种航空电子装备地勤训练***
技术领域
本实用新型属于航空设备训练技术领域,尤其涉及一种航空电子装备地勤训练***。
背景技术
近年来,部队不断引进新型航空电子装备,新设备复杂昂贵,其维修训练无法在真实设备上进行。然而虚拟训练设备只能模拟故障,不具备操作训练的真实手感,学员仅具有理论,实践动手能力很难提高。新设备的维修训练缺乏培训实装,这给新装备的维护训练带来了诸多难题。
实用新型内容
针对新型机载电子装备维护训练中缺乏实装、无法设置故障等难题,提出了一种基于半实物仿真的训练***。该***具备操作训练的真实手感,而且能扩展实装不具备的故障设置、训练评估功能,从而既能做常规维护操作训练,又能进行各种突发故障的排除训练,大大提高了仿真训练的贴近性和针对性。
为了达到上述目的,本实用新型采用的技术方案为:
一种航空电子装备地勤训练***,包括半实物仿真装备、半实物地面检测设备、半实物机上显控单元、导调与训练效果评估平台,以上设备均通过通信总线与信息采集与控制单元连接。所述半实物仿真装备包括采用1:1比例再现真实装备的外观、接口、连接以及机上固定方式的仿真壳体,作为训练时进行外部检查、内部检查、安装拆卸等实践动手科目的训练平台;外场可更换单元内设置有按照真实设备电路制备的信号仿真电路。所述半实物地面检测设备为与实际检测设备外观和操作一致的仿真模型,可通过与信息采集与控制单元的通信,获取半实物仿真装备的状态信息,并给出对应的检测结果。所述半实物机上显示控制单元仿真再现飞机座舱内的关键显示控制部件,包括座舱工控机及与之相连的多功能显示器、航空电子启动板、综合控制板、油门杆。
作为优选,所述信号仿真电路上设置有程控继电器组或手动开关组,构成故障设置电路。
作为优选,导调与训练效果评估平台包括与半实物机上显控单元连接的评估计算机,可控制程控继电器组或手动开关组并记录学员的所有操作,然后评定成绩。
作为优选,信息采集与控制单元包括I/O模块。
与现有技术相比,本实用新型的优点和积极效果在于:
该基于半实物仿真实现的航空电子装备地勤维护训练***采用了分布式总线的软硬件测控体系,很好地解决了模拟座舱、仿真装备、一二线地面检测设备这三者间交联控制关系复杂的问题,经过实际使用表明,该地勤训练***能有效克服当前训练中存在的理论教学生动性差,实践教学实装少、组织困难、不安全因素多等缺点;且可扩展性好,使用方便,可靠性高,在各型航空电子装备地勤维护训练模拟器中具有一定的推广应用价值。
附图说明
图1为本实用新型训练***的硬件组成结构示意图;
图2为本实用新型训练***的软件框图。
具体实施方式
为了更好的理解本实用新型,下面结合附图和实施例做具体说明。
实施例:一种航空电子装备地勤训练***,包括五大组成部分:半实物仿真装备、半实物机上显控单元、半实物地面检测设备、信息采集与控制单元、导调与训练效果评估平台,***组成如图1所示。
(1)半实物仿真装备
半实物仿真装备包括仿真壳体及内部的信号仿真电路。仿真壳体采用1:1比例,从硬件上真实再现实装各外场可更换单元(LRU)的外观、接口、连接以及机上固定方式,作为训练时进行外部检查、内部检查、安装拆卸等实践动手科目的训练平台。同时半实物仿真装备内部根据装备功能、故障设置等要求设计相应电路,即信号仿真电路。
①信号仿真电路
信号可以说是航空电子装备的灵魂。仿真实装是否逼真,是否具有可操作性,除了要求仿真其外形外,更重要的是如何模拟实装内部的各种信号。这些信号包括:射频信号、控制信号、供电信号等。在一定制作成本下,可以采用低频代替射频,低压代替高压等方法建立仿真装备的信号功能电路。为了保证半实物装备仿真的逼真度,所有电路的走线均要同真实装备一致。
②故障设置电路
用于对LRU的工作状态进行设置,一般可采用程控继电器组或者手动开关组构成故障设置电路,在仿真信号电路上设置继电器组或开关组,通过通断来实现LRU内部工作状态的模拟,如:故障、良好、性能下降等。
(2)信息采集与控制单元
信息采集与控制单元是整个***的神经中枢,是半实物仿真装备与半实物座舱、半实物地面检测设备实现信息交联的关键单元。从实现上要满足以下两点:一是采集半实物仿真装备的电路状态(工作状态、故障状态等),将采集到的信息实时交给上位计算机(座舱工控机或检测单片机);二是响应上位机的控制指令(上电、通断、发射等),来改变半实物仿真装备的电路状态。要实现上述功能可以采用目前通用的I/O模块,如数字采集卡、总线转换模块等。
(3)半实物机上显控单元
座舱显示控制是进行操作控制训练,机上通电检查训练,检查结果显示的关键。可半实物仿真再现飞机座舱内的关键显示控制部件,如:多功能显示器、航空电子启动板、综合控制板、油门杆等。这些显控部件实际上是人机交互接口,为了使各模拟部件具备与真实座舱内控制部件一致的控制动作和操作响应,需要把它们以星型连接到仿真座舱内的工控机上,通过工控机来实现控制和显示。工控机在响应用户操作的同时,把用户的操作转换为指令,通过总线与信息采集与控制单元交联,实现对仿真装备进行通电控制;同时不断采集仿真装备的当前状态,实时在显示器上输出对应画面。
(4)半实物地面检测设备
半实物地面检测设备模拟内外场地面检测训练是需要用到的各种一二线检测设备,如外场使用的故障检测仪、内场用到的ATE(自动测试设备)等等。模拟的检测设备具有与部队实际检测设备一致的外观和操作。通过与信息采集与控制单元的通信,获取半实物仿真装备的状态信息,并给出对应的检测结果。
(5)导调与训练效果评估平台
导调与训练效果评估平台是培训教员的主要工作平台,具有两大功能:一是训练科目下达和故障设置;二是训练成绩评定与记录,对训练结果进行存档、查询、再现。前者可通过发送指令至信息采集与控制单元,控制半实物仿真装备中故障设置点的状态来达到。后者可通过与半实物仿真座舱中的工控机通信,记录学员的所有操作,然后评定成绩。这两大功能都可通过通用计算机来实现。
信息采集与控制单元是***各组成部分实现信息交联的核心。以它为中心,半实物仿真装备、半实物机上显控单元、半实物地面检测设备、导调与训练效果评估平台都通过通信总线与信息采集与控制单元进行通信,实现星型连接结构。
下面按照训练***的功能介绍信号流向:
(1)通电检查
操作人员在仿真座舱内操纵开关按键后,由半实物机上显控单元的各部件实时监听,形成操纵码,通过仿真座舱内部总线上报给座舱工控机,由其响应操作人员的操作;根据用户操作,通过信息采集与控制单元,下发控制码给半实物仿真装备;半实物仿真装备响应该控制码来改变自身状态(加电、发射等)。同时,仿真装备通过信息采集与控制单元上报当前状态,座舱工控机接收到后,相应的改变各半实物机上显控单元的显示(指示灯或多功能显示器)。
(2)功能检查
在通电正常的基础上,操作人员操作半实物地面检测设备,同样半实物地面检测设备通过信息采集与控制单元控制半实物仿真装备的状态,同时接收半实物仿真装备的反馈信息,通过对比检测半实物仿真装备的性能状态,并将状态显示在半实物地面检测设备的显控界面上。
(3)故障设置
培训教员通过导调和训练效果评估平台的控制计算机,控制信息采集与控制单元中的故障设置I/O模块组,来远程控制仿真装备中的继电器组的通断状态,来远程设置故障。
(4)效果评估
在操作人员操作半实物机上显控单元个部件的同时,由座舱工控机通过网线访问导调和训练效果评估平台上的数据库,不断记录操作人员的每项操作及其顺序,在训练结束后,由导调和训练效果评估平台依据操作规程自动给出训练成绩。
(二)软件设计与实现
该训练***需要通过软件驱动硬件工作,来响应用户指令,采集信息并显示相应结果。在整个航空电子装备维护训练***中运行的软件有三类:在半实物座舱工控机中运行的“机上显控软件”;在各种半实物地面检测设备的半片机或工控机中运行的“一二线检测软件”;在导调与训练效果评估平台通用计算机中运行的“导调与训练效果评估软件”。这三类软件不是独立运行的,相互之间有通信连接的,整个***的软件总框架如图2所示。
(1)机上显控软件
机上显控软件是半实物仿真座舱能够实现显示控制的核心,通过实时监听通信串口,响应不同地址编码对应的按键,调用对应的信息响应与处理程序组,如加电、自检、功能检查等,来对应采集半实物仿真装备的状态,最后将结果通过指示灯或多功能显示器显示出来。于此同时通过远程访问在导调与训练效果评估平台上的训练过程数据库,将训练过程中人员在座舱中的所有操作记录到数据库中,供训练结束后进行训练效果评估和训练过程回放。
(2)一二线地面检测软件
一二线地面检测软件运行在各种外场地面检测设备的单片机,或内场地面检测设备的工控机中。某一具体装备的地面检测设备有很多种,其功能也差别很大。虽然具体型号的航空电子装备的地面检测设备可能有很多种但其核心工作原理是一样的,对其进行半实物仿真时,可采用通用的软件框架。即首先发送指令或信号使仿真装备工作于某种指定状态(上电、自检、加卸载等),然后采集该状态下半实物仿真装备内各LRU检测点的信息,最后依据这些采集信息给出对应的检测结果。
(3)导调与训练效果评估软件
导调与训练效果评估软件运行在导调与训练效果评估平台通用计算机上,在下达的训练科目后,如通电自检、告警功能检查、发射机故障排除等,软件自动设置装备状态,并将训练科目记录数据库;然后开始该科目训练,在训练过程中,软件作为数据库服务器,不断接收客户端(机上显控软件)的操作,并记录到数据库中,同时实现到屏幕上;最后训练结束后,软件依据学员的所有操作记录自动得出训练成绩,并给出错误操作。
本实施例所述的基于半实物仿真实现的航空电子装备地勤维护训练***采用了分布式总线的软硬件测控体系,很好地解决了模拟座舱、仿真装备、一二线地面检测设备这三者间交联控制关系复杂的问题,经过实际使用表明,该地勤训练***能有效克服当前训练中存在的理论教学生动性差,实践教学实装少、组织困难、不安全因素多等缺点;且可扩展性好,使用方便,可靠性高,在各型航空电子装备地勤维护训练模拟器中具有一定的推广应用价值。
以上所述,仅是本实用新型的较佳实施例而已,并非是对本实用新型作其它形式的限制,任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域,但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容,依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型,仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (4)

1.一种航空电子装备地勤训练***,其特征在于:包括半实物仿真装备、半实物地面检测设备、半实物机上显控单元、导调与训练效果评估平台,以上设备均通过通信总线与信息采集与控制单元连接;
所述半实物仿真装备包括采用1:1比例再现真实装备的外观、接口、连接以及机上固定方式的仿真壳体,作为训练时进行外部检查、内部检查、安装拆卸等实践动手科目的训练平台;外场可更换单元内设置有按照真实设备电路制备的信号仿真电路;
所述半实物地面检测设备为与实际检测设备外观和操作一致的仿真模型,可通过与信息采集与控制单元的通信,获取半实物仿真装备的状态信息,并给出对应的检测结果;
所述半实物机上显控单元仿真再现飞机座舱内的关键显示控制部件,包括座舱工控机及与之相连的多功能显示器、航空电子启动板、综合控制板、油门杆。
2.根据权利要求1所述的航空电子装备地勤训练***,其特征在于:所述信号仿真电路上设置有程控继电器组或手动开关组,构成故障设置电路。
3.根据权利要求2所述的航空电子装备地勤训练***,其特征在于:导调与训练效果评估平台包括与半实物机上显示控制单元连接的评估计算机,可控制程控继电器组或手动开关组并记录学员的所有操作,然后评定成绩。
4.根据权利要求3所述的航空电子装备地勤训练***,其特征在于:信息采集与控制单元包括I/O模块。
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