一种飞机机务维修训练模拟器系统

本发明属于飞机机务维修训练领域，具体涉及一种飞机机务维修训练模拟器系统。

背景技术：

1、目前，飞机的机务维修训练在院校开展的难度较大。特别是针对大型飞机，机务人员的实装维修训练难以直接在飞机上展开，一般采用半实物仿真驾驶舱技术，通过模拟真实飞机的座舱机械结构、电气结构、工作原理，研制具体机型相对应的1:1座舱模拟器，从而来满足教学需求。现有飞机机务维修训练的形式主要存在以下问题：1.无法完全模拟飞机的外部检查、机载设备通电、发动机试车、典型部(附)件拆装、特情/故障判断与处置等方面的复杂真实训练情况；2.能够同时开展集中教学和训练的人员数量有限；3.难以对受训人员的学习训练过程和成绩进行信息化管理；4.仅能够支持部分机务维修训练科目。

技术实现思路

1、为了解决飞机机务维修训练训练过程中存在的难点问题，本发明提出了一种飞机机务维修训练模拟器系统，结合了一体化开发与集成平台技术、发动机试车仿真技术、虚幻引擎蓝图技术、虚拟现实仿真技术、混合现实技术，进一步提高了飞机机务维修训练的可视化水平。

2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

3、一种飞机机务维修训练模拟器系统，包括半实物仿真驾驶舱分系统、虚拟仿真驾驶舱分系统、飞机系统仿真分系统、机务维修环境虚拟现实分系统、训练控制台分系统、声音模拟分系统、电源分系统；所述半实物仿真驾驶舱分系统、飞机系统仿真分系统、机务维修环境虚拟现实分系统、训练控制台分系统、电源分系统通过lan总线连接，所述半实物仿真驾驶舱分系统、虚拟仿真驾驶舱分系统、声音模拟分系统通过网络通讯连接；所述半实物仿真驾驶舱分系统为学员提供驾驶舱物理操作环境，进行机载设备通电模拟训练，其包括半实物仿真驾驶舱以及数据采集与控制系统，所述半实物仿真驾驶舱主要由驾驶舱体以及设置在驾驶舱体内部的驾驶舱设备和操纵系统组成；所述虚拟仿真驾驶舱分系统将真实飞机驾驶舱完全三维虚拟化，用于进行机载设备通电、发动机试车、特情/故障判断与处置的模拟训练；所述飞机系统仿真分系统用于模拟飞机十二个大工作系统的组成、交联关系和工作原理；所述机务维修环境虚拟现实分系统用于模拟机务维修训练的各种工作环境，其包括触控大屏以及虚拟现实引擎，虚拟现实引擎通过与所述半实物仿真驾驶舱/虚拟仿真驾驶舱联网共同模拟整架飞机，机务维修环境虚拟现实分系统；所述训练控制台分系统用于完成科目设置、训练监控、信息化管理和系统运行/维护，其包括台体、装嵌在台体上的显示器以及设置在台体内的训练控制与管理系统；所述声音模拟分系统用于模拟机载设备、地面设备的工作噪声、告警和语音通讯声音；所述电源分系统用于为各分系统硬件部分提供电源。

4、进一步地，所述半实物仿真驾驶舱采用1:1的比例仿制真实飞机的驾驶舱及舱内仪表操纵台，其仪表、显示器、告警装置、指示器、灯、开关、按钮、断路器和操纵装置的功能及工作极限条件、响应方式，以及仪表显示内容、显示逻辑、工作模式、操作方式、操作特性与真实飞机完全一致。

5、进一步地，所述数据采集与控制系统用于半实物仿真驾驶舱的硬件数据采集和仪表驱动，采用can总线控制方式，其硬件部分包括数字量/模拟量输入接口板、数字量输出板、数字量/数码管输出板、仿真仪表驱动板、总线转换can-net控制板。

6、进一步地，所述飞机系统仿真分系统包括飞机系统仿真软件、驾驶舱数据处理软件、模拟训练辅助软件、虚拟仿真一体化平台；飞机系统仿真软件、驾驶舱数据处理软件以及模拟训练辅助软件通过网络与虚拟仿真一体化平台进行数据通讯，虚拟仿真一体化平台通过lan总线与所述声音模拟分系统、虚拟仿真驾驶舱分系统1信号连接，实现飞机系统仿真分系统、声音模拟分系统及虚拟仿真驾驶舱分系统1的配合协同工作。

7、进一步地，所述飞机系统仿真软件通过12个仿真模块分别模拟飞机的十二个工作系统，即飞机总体、动力装置、燃油系统、飞控系统、电气系统、液压系统、灭火系统、环境控制系统、自卫对抗系统、救生系统、生活设施系统和综合航空电子与任务系统。

8、进一步地，所述驾驶舱数据处理软件用于对lan总线获取的半实物仿真驾驶舱内的操作数据及各设备状态信号进行处理，以及对上传至虚拟仿真一体化平台的虚拟仿真驾驶舱的操作数据及各设备状态信号进行处理，获得学员的驾驶舱模拟训练数据；所述模拟训练辅助软件用于对驾驶舱模拟训练数据及飞机系统仿真软件的仿真数据进行模型解算，并将解算后的数据反馈至虚拟仿真一体化平台；所述虚拟仿真一体化平台将飞机系统仿真软件、驾驶舱数据处理软件、模拟训练辅助软件、半实物仿真驾驶舱分系统以及机务维修环境虚拟现实分系统的训练和控制数据进行集成，实现数据互通。

9、进一步地，所述虚拟现实引擎包括飞机系统介绍模块、飞机外部检查模块、驾驶舱设备通电同步模块、试车曲线实时绘制模块、部件拆卸安装模块、特请故障现象模拟与处置模块、复杂系统动态原理图模块、操作过程自动评判模块以及技术资料查阅模块。

10、本发明具有以下优点：

11、本发明结合了一体化开发与集成平台技术、发动机试车仿真技术、虚幻引擎蓝图技术、虚拟现实仿真技术、混合现实技术，进一步提高了飞机机务维修训练的可视化水平。本发明具有使用简单、沉浸体验效果好、通用性强的特点。

技术特征：

1.一种飞机机务维修训练模拟器系统，其特征在于，包括半实物仿真驾驶舱分系统、虚拟仿真驾驶舱分系统、飞机系统仿真分系统、机务维修环境虚拟现实分系统、训练控制台分系统、声音模拟分系统、电源分系统；所述半实物仿真驾驶舱分系统、飞机系统仿真分系统、机务维修环境虚拟现实分系统、训练控制台分系统、电源分系统通过lan总线连接，所述半实物仿真驾驶舱分系统、虚拟仿真驾驶舱分系统、声音模拟分系统通过网络通讯连接；

2.如权利要求1所述的一种飞机机务维修训练模拟器系统，其特征在于，所述半实物仿真驾驶舱采用1:1的比例仿制真实飞机的驾驶舱及舱内仪表操纵台，其仪表、显示器、告警装置、指示器、灯、开关、按钮、断路器和操纵装置的功能及工作极限条件、响应方式，以及仪表显示内容、显示逻辑、工作模式、操作方式、操作特性与真实飞机完全一致。

3.如权利要求1所述的一种飞机机务维修训练模拟器系统，其特征在于，所述数据采集与控制系统用于半实物仿真驾驶舱的硬件数据采集和仪表驱动，采用can总线控制方式，其硬件部分包括数字量/模拟量输入接口板、数字量输出板、数字量/数码管输出板、仿真仪表驱动板、总线转换can-net控制板。

4.如权利要求1所述的一种飞机机务维修训练模拟器系统，其特征在于，所述飞机系统仿真分系统包括飞机系统仿真软件、驾驶舱数据处理软件、模拟训练辅助软件、虚拟仿真一体化平台；飞机系统仿真软件、驾驶舱数据处理软件以及模拟训练辅助软件通过网络与虚拟仿真一体化平台进行数据通讯，虚拟仿真一体化平台通过lan总线与所述声音模拟分系统、虚拟仿真驾驶舱分系统1信号连接，实现飞机系统仿真分系统、声音模拟分系统及虚拟仿真驾驶舱分系统1的配合协同工作。

5.如权利要求4所述的一种飞机机务维修训练模拟器系统，其特征在于，所述驾驶舱数据处理软件用于对lan总线获取的半实物仿真驾驶舱内的操作数据及各设备状态信号进行处理，以及对上传至虚拟仿真一体化平台的虚拟仿真驾驶舱的操作数据及各设备状态信号进行处理，获得学员的驾驶舱模拟训练数据；所述模拟训练辅助软件用于对驾驶舱模拟训练数据及飞机系统仿真软件的仿真数据进行模型解算，并将解算后的数据反馈至虚拟仿真一体化平台；所述虚拟仿真一体化平台将飞机系统仿真软件、驾驶舱数据处理软件、模拟训练辅助软件、半实物仿真驾驶舱分系统以及机务维修环境虚拟现实分系统的训练和控制数据进行集成，实现数据互通。

6.如权利要求1所述的一种飞机机务维修训练模拟器系统，其特征在于，所述虚拟现实引擎包括飞机系统介绍模块、飞机外部检查模块、驾驶舱设备通电同步模块、试车曲线实时绘制模块、部件拆卸安装模块、特请故障现象模拟与处置模块、复杂系统动态原理图模块、操作过程自动评判模块以及技术资料查阅模块。

技术总结本发明公开了一种飞机机务维修训练模拟器系统，包括半实物仿真驾驶舱分系统、虚拟仿真驾驶舱分系统、飞机系统仿真分系统、机务维修环境虚拟现实分系统、训练控制台分系统、声音模拟分系统；半实物仿真驾驶舱分系统为学员提供驾驶舱物理操作环境；所述虚拟仿真驾驶舱分系统将真实飞机驾驶舱完全三维虚拟化；所述飞机系统仿真分系统用于模拟飞机十二个大工作系统的组成、交联关系和工作原理；所述机务维修环境虚拟现实分系统用于模拟机务维修训练的各种工作环境；所述训练控制台分系统用于完成科目设置、训练监控、信息化管理和系统运行/维护；所述声音模拟分系统用于模拟机载设备、地面设备的工作噪声、告警和语音通讯声音。技术研发人员：王平,邓俊,王剑锋,崔连柱,胡宇谦,杨立国,李龙,谢熠王埌,肖春受保护的技术使用者：中国人民解放军空军航空大学技术研发日：技术公布日：2024/5/16