1、民機(jī)航電系統(tǒng)總裝中一種新型培訓(xùn)平臺(tái)探索及探究 摘 要 本文以航空電子系統(tǒng)為例介紹了在民機(jī)總裝生產(chǎn)中一種新型的實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的解決方案，并剖析了該新型平臺(tái)的架構(gòu)、組成、模塊功能、主要特點(diǎn)等。在本文的開頭和結(jié)尾分別對(duì)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的建設(shè)意義、重要性和作用進(jìn)行了說明 【關(guān)鍵詞】航電系統(tǒng) 實(shí)訓(xùn)平臺(tái) 總裝測試 民用飛機(jī) 1 引言 綜合航電系統(tǒng)是飛機(jī)的重要系統(tǒng)，隨著飛機(jī)航空電子系統(tǒng)設(shè)備、功能不斷增多，交聯(lián)信息呈幾何級(jí)數(shù)增長，軟件呈規(guī)?；鲩L，導(dǎo)致航空電子系統(tǒng)的復(fù)雜度越來越高，需要工程人員不僅熟悉單個(gè)設(shè)備，而且要熟練掌握系統(tǒng)的交聯(lián)，對(duì)工程人員的技術(shù)要求也越來越高。隨著民用飛機(jī)航空電子系統(tǒng)的復(fù)雜程度越來越高，航電系統(tǒng)在總

2、裝車間的機(jī)上地面功能試驗(yàn)操作的復(fù)雜性及掌握內(nèi)在機(jī)理的難度越來越大，對(duì)于總裝上崗員工的培訓(xùn)則是非常必要的 2 重要意義 在總裝機(jī)上地面功能試驗(yàn)中，利用真實(shí)飛機(jī)培訓(xùn)代價(jià)大、培訓(xùn)周期較長，不能滿足人員上崗的培訓(xùn)需求，并且使用真實(shí)飛機(jī)開展人員操作培訓(xùn)，存在誤操作損壞飛機(jī)的隱患。因此，探索航電系統(tǒng)新型總裝試驗(yàn)培訓(xùn)平臺(tái)是非常有意義的，不僅僅可以提高上崗人員培訓(xùn)效果，而且可以降低總裝飛機(jī)的低效占用，對(duì)于提高總裝的工作效率、縮短機(jī)上功能地面試驗(yàn)的周期具有重要的意義。同時(shí)，通過航電系統(tǒng)新型總裝功能試驗(yàn)培訓(xùn)平臺(tái)可以開展機(jī)上故障復(fù)現(xiàn)，系統(tǒng)內(nèi)部工作機(jī)理理解等工具，從而提高民機(jī)總裝測試能力。建立一套綜合航電系統(tǒng)功能試驗(yàn)

3、實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，對(duì)總裝系統(tǒng)安裝調(diào)試人員、機(jī)上功能試驗(yàn)人員的綜合航電系統(tǒng)功能試驗(yàn)展開實(shí)訓(xùn)，可以大大的提高總裝試驗(yàn)效率 3 新型功能試驗(yàn)平臺(tái)總體設(shè)計(jì) 基于對(duì)總裝功能試驗(yàn)培訓(xùn)平臺(tái)的應(yīng)用場景，該平臺(tái)具有以下幾個(gè)能力： （1）完成對(duì)總裝系統(tǒng)安裝調(diào)試人員、機(jī)上功能試驗(yàn)人員的綜合航電系統(tǒng)功能試驗(yàn)實(shí)訓(xùn)，通過進(jìn)行機(jī)上地面功能試驗(yàn)、開展操作實(shí)訓(xùn)，以便在早期掌握試驗(yàn)操作要領(lǐng)； （2）要根據(jù)飛機(jī)各個(gè)系統(tǒng)之間的故障警告和設(shè)備自檢信息模擬飛機(jī)各系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況，并模擬機(jī)組人員按照操作程序?qū)Πl(fā)生的故障按照預(yù)先設(shè)計(jì)的處理程序進(jìn)行人機(jī)交互，該仿真系統(tǒng)能夠初步培訓(xùn)新員工熟悉飛機(jī)駕駛艙儀表、面板的處理操作和人機(jī)交互的實(shí)物體驗(yàn)； （3）

4、受訓(xùn)人員利用該平臺(tái)逐步培訓(xùn)技能操作人員按照機(jī)上功能試驗(yàn)測試程序和維修手冊規(guī)定模擬飛機(jī)功能試驗(yàn)操作或進(jìn)行維護(hù)和維修的程式練習(xí)； （4）通過該實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的培訓(xùn)，最終使員工達(dá)到深入了解飛機(jī)各系統(tǒng)間的邏輯關(guān)系、熟悉駕駛艙儀表、面板的指示與操作以及分析和排除故障的能力 3.1 平臺(tái)組成 綜合航電系統(tǒng)功能試驗(yàn)仿真平臺(tái)以某機(jī)型為仿真建模對(duì)象，通過數(shù)字化仿真技術(shù)，依據(jù)機(jī)上功能試驗(yàn)測試程序和維修程序，實(shí)現(xiàn)的高逼真度的模擬訓(xùn)練平臺(tái)。平臺(tái)具有能夠模擬飛行動(dòng)態(tài)參數(shù)、飛行內(nèi)外環(huán)境、駕駛艙人機(jī)接口、飛機(jī)告警、飛機(jī)測試監(jiān)控等座艙內(nèi)航電系統(tǒng)，通過模擬狀態(tài)測試場景對(duì)系統(tǒng)總裝、機(jī)上地面試驗(yàn)等的工作人員進(jìn)行實(shí)訓(xùn)，從而達(dá)到支持新上崗人

5、員熟悉航電系統(tǒng)及上崗培訓(xùn)的目標(biāo) 綜合航電系統(tǒng)功能試驗(yàn)仿真平臺(tái)主要包括駕駛艙操作程序仿真、環(huán)境仿真、參數(shù)仿真、告警及重要故障仿真、飛機(jī)重要參數(shù)監(jiān)控以及數(shù)據(jù)互聯(lián)平臺(tái)等部分 平臺(tái)組成結(jié)構(gòu)圖如圖1所示 3.2 平臺(tái)主要功能 平臺(tái)主要用于完成對(duì)總裝系統(tǒng)安裝調(diào)試人員、機(jī)上功能試驗(yàn)人員的綜合航電系統(tǒng)功能試驗(yàn)實(shí)訓(xùn)等。本平臺(tái)將具備如下能力： （1）通過數(shù)字化仿真系統(tǒng)，仿真飛行動(dòng)態(tài)參數(shù)、飛行內(nèi)外環(huán)境、駕駛艙人機(jī)接口、飛機(jī)EICAS、飛機(jī)測試監(jiān)控等試驗(yàn)功能，同時(shí)模擬狀態(tài)測試場景，可以根據(jù)需要靈活設(shè)置； （2）支持飛機(jī)多電系統(tǒng)的集成協(xié)同仿真； （3）支持系統(tǒng)總裝、機(jī)上地面試驗(yàn)等的工作人員熟悉系統(tǒng)和實(shí)訓(xùn)平臺(tái)支持，完成故

6、障的復(fù)現(xiàn)； （4）進(jìn)入服務(wù)后，支持新上崗人員熟悉航電系統(tǒng)及上崗培訓(xùn) 3.3 新型功能試驗(yàn)平臺(tái)的實(shí)現(xiàn) 為了滿足學(xué)員實(shí)訓(xùn)的需要，新型功能試驗(yàn)平臺(tái)在實(shí)現(xiàn)中應(yīng)該緊密的結(jié)合應(yīng)用場景，如OATP程序、ATP程序等，并使平臺(tái)擁有較好的擴(kuò)展性和靈活性，從而使平臺(tái)滿足多種用途的需要，并兼顧后續(xù)機(jī)型 3.3.1 平臺(tái)基本構(gòu)成 新型功能試驗(yàn)平臺(tái)由模擬駕駛艙部分、計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)部分、飛行參數(shù)仿真部分、飛行外壞境模擬部分、斷路器模擬部分、主控臺(tái)等部分構(gòu)成，各部分之間使用以太網(wǎng)進(jìn)行連接，如圖2所示 （1）模擬駕駛艙部分。模擬駕駛艙部分是模擬駕駛艙環(huán)境，模擬駕駛艙艙體、顯示儀表板、中央控制臺(tái)、頂部操縱板、左/右操縱臺(tái)、操縱

7、桿及斷路器控制板等構(gòu)成，用于實(shí)現(xiàn)高逼真的駕駛艙試驗(yàn)環(huán)境 （2）計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)部分。計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)部分包括飛行內(nèi)環(huán)境仿真計(jì)算機(jī)、視景計(jì)算機(jī)、系統(tǒng)互聯(lián)/重要參數(shù)監(jiān)控計(jì)算機(jī)、故障仿真算機(jī)、顯控?cái)?shù)據(jù)管理計(jì)算機(jī)、以太網(wǎng)交換機(jī)、配電模塊、UPS電源、機(jī)柜等，是軟件運(yùn)行、系統(tǒng)互聯(lián)的重要部分 （3）飛行參數(shù)仿真部分。飛行參數(shù)仿真系統(tǒng)包括工業(yè)計(jì)算機(jī)和ARINC429總線板卡、模擬量板卡、離散量板卡等，用于模擬真實(shí)的物理航電設(shè)備信號(hào) （4）飛行外環(huán)境模擬部分。飛機(jī)外環(huán)境模擬部分包括投影機(jī)、投影幕、音響系統(tǒng)等，用于模擬飛機(jī)飛行過程中的外部場景 （5）斷路器模擬部分。斷路器模擬采用實(shí)物模擬的方式實(shí)現(xiàn)，能夠模擬真實(shí)的斷

8、路器開關(guān)的通斷狀態(tài)，用于故障仿真過程中的排故操作 （6）主控臺(tái)。主控臺(tái)主要包括顯示器和鍵盤、鼠標(biāo)操作設(shè)備，用于整個(gè)平臺(tái)軟件系統(tǒng)的運(yùn)行控制和操作 3.3.2 平臺(tái)功能模塊 平臺(tái)軟件由駕駛艙操作程序仿真軟件集群、飛行環(huán)境仿真軟件、飛行參數(shù)仿真軟件、飛機(jī)駕駛艙告警及重要故障仿真軟件、飛機(jī)重要參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)和數(shù)據(jù)互聯(lián)系統(tǒng)等部分構(gòu)成，整個(gè)軟件以數(shù)據(jù)互聯(lián)系統(tǒng)為中心，分系統(tǒng)之間通過以太網(wǎng)通訊實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。主控系統(tǒng)負(fù)責(zé)各系統(tǒng)的統(tǒng)一操控調(diào)用，各系統(tǒng)之間依據(jù)培訓(xùn)任務(wù)、試驗(yàn)任務(wù)的不同，相互交聯(lián)并與硬件系統(tǒng)構(gòu)成完整的閉環(huán)系統(tǒng)。如圖3所示。 整個(gè)軟件系統(tǒng)由駕駛艙操作程序仿真、環(huán)境仿真、參數(shù)仿真、告警及重要故障仿真、飛機(jī)重要參

9、數(shù)監(jiān)控以及數(shù)據(jù)互聯(lián)平臺(tái)等部分構(gòu)成，軟件模塊組成如圖4所示 3.3.3 系統(tǒng)總成 平臺(tái)通過駕駛艙操作程序仿真、環(huán)境仿真、參數(shù)仿真、告警及重要故障仿真、飛機(jī)重要參數(shù)監(jiān)控以及數(shù)據(jù)互聯(lián)平臺(tái)等部分的硬件與軟件相互協(xié)同構(gòu)筑成有機(jī)的整體，相互支持協(xié)同支持民機(jī)航電系統(tǒng)總裝功能試驗(yàn)操作模擬培訓(xùn)。并根據(jù)試驗(yàn)任務(wù)和任務(wù)的需要，基于平臺(tái)開發(fā)教學(xué)的課件及評(píng)估程序，不斷地提高實(shí)訓(xùn)效果及上崗人員對(duì)系統(tǒng)工作原理的認(rèn)知。另外，后續(xù)還可以結(jié)合信息化技術(shù)，對(duì)平臺(tái)的功能進(jìn)行擴(kuò)展，建立1+N的網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)平臺(tái)，讓該平臺(tái)發(fā)揮更大的作用，讓更多人從中獲得知識(shí)和技能 4 新型功能試驗(yàn)平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù) 該新型功能試驗(yàn)平臺(tái)在平臺(tái)的架構(gòu)設(shè)計(jì)、人機(jī)交互式

10、體驗(yàn)、底層通信互聯(lián)、面向應(yīng)用的設(shè)計(jì)等幾個(gè)方面進(jìn)行了創(chuàng)新，涉及以下幾方面的關(guān)鍵技術(shù)： （1）架構(gòu)設(shè)計(jì)方面，整個(gè)系統(tǒng)由模擬駕駛艙部分、計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)部分、飛行參數(shù)仿真部分、飛行外壞境模擬部分、斷路器模擬部分、主控臺(tái)等部分構(gòu)成，各部分之間使用以太網(wǎng)進(jìn)行連接，即保證模塊的獨(dú)立性，又兼顧了系統(tǒng)之間的耦合與完整性； （2）飛行參數(shù)仿真系統(tǒng)，可與機(jī)載航電設(shè)備交聯(lián)，輸出與真實(shí)設(shè)備一致的接口物理信號(hào)； （3）斷路器實(shí)物模擬，通過信號(hào)采集與故障仿真進(jìn)行交互處理，融入駕駛艙試驗(yàn)環(huán)境； （4）軟件系統(tǒng)中各子系統(tǒng)通過千兆以太網(wǎng)交互及反射內(nèi)存，有效的保證了系統(tǒng)之間信息傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性； （5）模擬駕駛艙顯示器、CDU、RTU

11、、CCP、FCP、DCP、RSP、ACP、電氣斷路器面板等均采用1：1的半實(shí)物功能替代件，有效提高學(xué)員侵入式無差別體驗(yàn)； （6）采用新型的駕駛艙內(nèi)部互聯(lián)系統(tǒng)架構(gòu)，采用以顯控?cái)?shù)據(jù)管理為中心的“一加多”模式，提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理功能，包括航線、航點(diǎn)、機(jī)場等信息數(shù)據(jù)庫，多個(gè)顯示仿真設(shè)備的數(shù)據(jù)同步，提高操作關(guān)聯(lián)的協(xié)同性； （7）計(jì)算機(jī)資源和線纜均預(yù)留50%的冗余，充分考慮后續(xù)的擴(kuò)展，特別是與信息數(shù)字化平臺(tái)的互聯(lián) 5 結(jié)語 在對(duì)民機(jī)航電系統(tǒng)總裝工作中的機(jī)上地面試驗(yàn)、ATP、機(jī)上故障定位等的試驗(yàn)需求進(jìn)行分析后，提出了民機(jī)航電系統(tǒng)新型總裝功能試驗(yàn)培訓(xùn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)方案，并對(duì)其硬件方案與軟件方案進(jìn)行了論述，由于篇幅有限，未做全面展開。經(jīng)過項(xiàng)目的實(shí)施，大大的提高了上崗人員對(duì)系統(tǒng)的熟悉程度。近年來，國外大型民機(jī)制造商及航空企業(yè)紛紛建設(shè)類似實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，此實(shí)訓(xùn)平臺(tái)在我國的建設(shè)尚屬首例，該平臺(tái)的建設(shè)提高了我國民用航空總裝生產(chǎn)線的調(diào)測水平和工藝水平 參考文獻(xiàn) 1曹全新，嚴(yán)林芳等.民機(jī)非航電系統(tǒng)模擬器綜述J.民用飛機(jī)設(shè)計(jì)與研究，2008，12（04）：1-4. 2文彬，曹全新等.基于模塊化設(shè)計(jì)理念的新型航空電子集成測試平臺(tái)J.電子技術(shù)與軟件工程，2015.11（21）：118-119.