淺談K8飛機維護仿真訓練

梁明元（北京拓普瑞思科技發(fā)展有限公司 北京 100083）

黃洪浪（洪都航空工業(yè)集團 江西 南昌 330024)

淺談K8飛機維護仿真訓練

梁明元（北京拓普瑞思科技發(fā)展有限公司 北京 100083）

黃洪浪（洪都航空工業(yè)集團 江西 南昌 330024)

以K8飛機的維護訓練需求為基礎，通過對國內外仿真訓練發(fā)展的分析，闡述了仿真訓練的優(yōu)勢，以及如何應用仿真訓練手段完善K8飛機的維護訓練體系。

仿真訓練；訓練手段

1 引言

當前以信息化為標志的新軍事變革迅猛發(fā)展，先進技術、新概念武器層出不窮，戰(zhàn)爭模式也發(fā)生了重大變化，這就對作戰(zhàn)人員的能力、素質以及部隊的戰(zhàn)術素養(yǎng)、協同能力都提出了更高的要求，軍事訓練的地位和作用自然顯得越來越突出。以武器裝備仿真技術為核心的訓練革命席卷全球，得到各國軍隊的普遍重視，在空軍體現得尤為明顯。由于空軍武器裝備一般比較昂貴，因而飛機仿真訓練體系普遍發(fā)展較快。以仿真技術為核心的訓練體系以其安全、經濟、可控、低風險、不受氣候條件和場地空間限制等獨特的優(yōu)勢，一直受到各國空軍的高度重視。

2 軍機維護仿真訓練的優(yōu)勢[1，2]

軍機維護仿真訓練是一種遵循軍機維護訓練需求，依托系統(tǒng)化、智能化訓練的設計思想，綜合使用現代控制理論和計算機控制、仿真等技術，構建的飛機維護多專業(yè)、系統(tǒng)化訓練體系。

軍機維護訓練可以分為以基本航空維護知識培訓為代表的初級維護訓練，以特定機型改裝維護培訓為代表的中級維護訓練，還有，以強化地勤人員專業(yè)技能為核心的復習訓練和專項技能提高訓練。不同的訓練階段會有不同的訓練目的，因此就會有不同的訓練手段，仿真訓練手段與傳統(tǒng)訓練手段相比主要有以下幾方面的訓練優(yōu)勢：

2.1 戰(zhàn)前任務訓練

仿真訓練可以通過虛擬方式實現戰(zhàn)場環(huán)境，這是傳統(tǒng)訓練中的軍事演習的內容，由于常規(guī)軍演成本高，實現難度大，很難經常開展。但是仿真戰(zhàn)場環(huán)境可以從容地解決以上問題，真正做到隨時隨地的訓練，這對于提高部隊維護保障水平，保證部隊戰(zhàn)斗力大有益處。

2.2 特情處置訓練

在傳統(tǒng)訓練中對一些特情處置的訓練內容往往只能靠教員的講解描述，無法讓學員真正體會到特情的實際狀況，因此訓練效果不佳。但仿真訓練的應用卻可以實現對一些軍機危險科目的演練，例如，對發(fā)動機地面試車過程中的一些故障現象的模擬及排故訓練，大大增強學員的特情處理能力。

2.3 高效率、高質量、安全地訓練

應用仿真訓練環(huán)境，可以徹底解決傳統(tǒng)訓練中的安全問題，實現真正的全天候訓練。仿真訓練采用的交互式的教學模式，創(chuàng)造的盡量真實的訓練環(huán)境，大大提高了訓練效率和質量實現安全訓練。

2.4 減少環(huán)境污染，降低訓練成本[3]

仿真訓練的有效應用不僅可以節(jié)約教學時間，減少飛機的損耗，延長飛機服役期，而且，還可以減少燃油消耗，實現環(huán)保低碳訓練，大大降低訓練成本。

據國外機構統(tǒng)計，由于在訓練過程中加入了應用仿真訓練手段，訓練效果可以增加教學信息量30%，提高教學考試通過率35%，減少訓練費用56%, 縮短教學時間26%（圖1）。

圖1 仿真訓練的優(yōu)勢

3 飛機維護仿真訓練的發(fā)展[4-7]

在飛機仿真訓練領域，西方各國始終處在領先地位。以美國為代表的飛機仿真訓練體系是以各類航空器配套研發(fā)的需求形式出現，以此帶動航空仿真技術的發(fā)展。上世紀三十年代美國人埃德溫?林克（Edw in Link）發(fā)明了第一個飛行訓練模擬器“B lue Box”。盡管它存在著技術上的缺陷，但它已經體現了不使用真實飛機就能安全、經濟地反復進行訓練的優(yōu)點。它也是仿真訓練手段的雛形，經過四十年的發(fā)展到七十年代，美國空軍在1973年5月1日成立了仿真系統(tǒng)項目辦公室（SPO），又名TSPG，認可地面仿真訓練的重要性。SPO第一次采辦的訓練體系包括B-52、A-10、和F-16飛行訓練模擬器和地勤維護模擬器。上世紀九十年代美國國防高級研究計劃局（DARPA）的SIMNET（simulator net w orking）工程包含了士兵參與和虛擬設備。在1994年11月領導創(chuàng)建了分布交互式仿真協議。DARPA和軍隊仿真訓練系統(tǒng)聯合小組通過大量演練，驗證了實兵、虛擬、構造一體化仿真技術的應用。

截至2008年，在西雅圖的波音公司F/A-22訓練系統(tǒng)小組已經交付了四套飛行員訓練系統(tǒng)和兩套維護訓練系統(tǒng)以及相應的學員教室和教學設備,滿足了所有F22戰(zhàn)斗機飛行員和維修培訓需求的遍及飛機在整個生命周期訓練系統(tǒng)。

F 22訓練系統(tǒng)的特點是具備大量的基于計算機多媒體訓練手段，這將符合航空工業(yè)基于計算機訓練的指導方針和標準。

通過關聯飛機設計數據庫與訓練設備設計數據庫，F22訓練系統(tǒng)研制過程的效率得到了提升。例如，將飛機的后勤保障分析數據直接植入教員系統(tǒng)設計數據庫大大縮短了達到學習目的所用的時間。

直接引進飛機的計算機輔助三維交互應用程序（CA T IA）和計算機樣機（COMOK）工程數據庫縮短了圖形開發(fā)的時間。

F22理論訓練環(huán)境的培訓教室內配備了電子化的多媒體課件，它可以替代很多傳統(tǒng)的基于紙面培訓的材料。

F22訓練系統(tǒng)以12個訓練設備以支持動手操作學習的目的為特點。它們包括了三個用于飛行員的訓練設備和9個用于維護人員的訓練設備。

F22訓練系統(tǒng)的操作和支持功能通過一個訓練管理系統(tǒng)和訓練系統(tǒng)支持中心進行整合。這個訓練管理系統(tǒng)將提供管理安排，持續(xù)的學員記錄，和持續(xù)的訓練系統(tǒng)工作性能評估。

訓練系統(tǒng)支持中心將為所有的訓練元素提供配置管理，數據圖書館，設備支持，課件維護支持和承包商后勤保障。

目前，F22項目已完成工程與制造開發(fā)階段，將設計和開發(fā)訓練系統(tǒng)。在F22項目生產階段，訓練系統(tǒng)將在空軍基地建立。

訓練系統(tǒng)設計團隊將為工程與制造開發(fā)用的飛機提供訓練支持測試。這個團隊扮演了一個非常有用的角色，它為空軍和承包商測試飛行員、地勤人員和測試工程師提供訓練素材和指導。（圖2）

我國飛機地勤仿真訓練體系發(fā)展較晚，從50年代末起步到現在，大致經歷了三個階段：

從50年代末到80年代初，以機電和物理模擬為主的發(fā)展初級階段。這個階段主要采用初級的機電計算機與物理模擬相結合技術，研制了飛機單系統(tǒng)的“示教板”、“訓練器”和“練習器”，結構簡單、功能單一。如：“發(fā)動機起動和狀態(tài)系統(tǒng)練習器”和“燃油系統(tǒng)工作情況演示板”等。

圖2 F-22飛機維護仿真訓練系統(tǒng)

80年代特別是1984年以后幾年，進入了以計算機技術為主的全面發(fā)展階段。航空維修訓練模擬器從簡易的物理模擬，進入了以機械、電動式模擬為主要技術手段的模擬。這一階段，模擬器的功能已由單一的“演示型”發(fā)展為通電、測試和分析的“多功能型”。如：“發(fā)動機試車練習器”和“飛機操縱系統(tǒng)模擬器”等。

90年代以來，以數字計算機仿真技術為主，多媒體技術、計算機成像技術、網絡通信技術和人工智能技術等高新技術的廣泛應用，使航空維修訓練模擬器的研究進入了新的發(fā)展階段。這個階段的模擬器，功能強、任務覆蓋率高，技術較為先進，效益較為突出，逐步形成了航空維修訓練模擬器材體系。如:“某型飛機維護模擬器”和“多型飛機飛控系統(tǒng)綜合模擬器”等。

綜上所述，我國軍機仿真訓練體系由于受西方國家技術封鎖等因素，全部為自行設計開發(fā)。自從1975年開始研制殲六全任務飛行模擬器以來，經過三十多年的摸索發(fā)展，逐步形多種飛機訓練仿真體系，已經基本覆蓋我國各類型戰(zhàn)機，如殲七、殲轟七、殲八、教八、直九等飛機，殲十、殲十一、梟龍等三代機的飛機仿真訓練體系，K 8飛機已有多套維護仿真訓練產品成功地出口到亞洲、非洲和拉丁美洲等國家，受到外軍用戶的一致好評。

4 K8飛機維護仿真訓練體系

K 8飛機在國際市場的不斷熱銷，不僅歸功于它優(yōu)異的性能和超高性價比，而且，K 8完善的售后和培訓體系也是客戶選擇K 8飛行的重要原因。K 8飛機的大量的國外用戶對我們的訓練提出了更高的要求，我們在不斷完善產品的同時，正逐步建立起了一整套傳統(tǒng)訓練和仿真訓練相結合的K 8飛機維護仿真訓練體系。（表1）

過去傳統(tǒng)訓練手段比較單一，沒有擺脫單純的理論教學和上機實訓相結合的“師傅帶徒弟”的簡單模式，根本無法適應新時代、新機型的訓練要求。從上表中我們可以看出，K 8飛機從飛機安全培訓階段開始，到K 8飛機的改裝維護基礎理論培訓階段，再到K 8飛機專業(yè)維護訓練階段，以及幫助地勤人員提高緊急情況處理能力的特情訓練階段，都會有不同的仿真訓練手段與之相適應。所以，只有應用仿真訓練手段，才能有效地彌補了傳統(tǒng)教學的不足，真正搭起了從理論教學到上機實訓之間的橋梁，才能最終使受訓者達到“專業(yè)技術過硬，基礎理論扎實，工作作風端正”的部隊用人要求。

表1 K8飛機維護訓練體系

5 K8飛機維護訓練體系中主要應用的仿真訓練手段

5.1 交互式多媒體教學系統(tǒng)（GIMI）

飛機地勤交互式多媒體教學系統(tǒng)（Ground crew Interactive Multimedia Instruction，簡稱GIM I），采用先進的計算機仿真技術，提供生動的、交互式的教學課件，學員可以由被動變?yōu)橹鲃訉W習，這種參與感，有利于強化記憶，迅速掌握相關知識。（圖3）

圖3 K8地勤交互式多媒體教學系統(tǒng)

圖4 K8虛擬維護訓練課件

5.2 虛擬維護訓練系統(tǒng)（VMT）

虛擬維護訓練系統(tǒng)（V i r tu a l Maintenance Training, 簡稱VMT）沒有座艙或機體硬件的復制品，它由8-12個學員端構成，學員在臺式機上進行飛機系統(tǒng)的維護和修理訓練。該系統(tǒng)采用先進的視覺模型，在臺式機監(jiān)控器上描繪系統(tǒng)，訪問面板、診斷器和狀態(tài)顯示器以及設備艙，可通過鼠標或觸摸屏進行各系統(tǒng)的故障診斷和修理、部件的拆卸/更換步驟、設備的使用和功能檢查等訓練，并可通過內部局域網實現小隊訓練和執(zhí)行任務前的預演。（圖4）

5.3 武器裝填訓練器（WLT）

武器裝填訓練器 (W eapon Loading Trainer, 簡稱W LT) 為個人或小隊提供武器裝填的仿真訓練。該訓練器由座艙、部分機翼 (包括武器加載點) 、各種訓練彈、掛彈車等同等尺寸的仿真訓練設備組成，并可實現小隊訓練和執(zhí)行任務前的預演，是軍械專業(yè)學員訓練的好幫手。

圖5 K8W維護模擬器

5.4 維護模擬器（AMS）

K 8飛機維護模擬器(A ir c r a f t Maintenance Sim ulator, 簡稱AMS)，是地勤人員的重要仿真訓練設備，可以使受訓者熟悉座艙環(huán)境、熟悉全專業(yè)飛行三階段檢查內容、熟練掌握多達40個飛機各系統(tǒng)一般通電檢查科目、并且，可以進行發(fā)動機地面試車、應急處置等危險科目的訓練。（圖5）

6 結束語

在K 8飛機維護訓練體系中，仿真訓練是不可缺少的訓練手段。仿真訓練以其安全、快速、高效的特點和某些實裝訓練無法實現的訓練能力，正越來越受到國內、外客戶的關注。在未來的訓練過程中，一定會有更多、更新的仿真訓練手段加入到K 8飛機維護訓練體系中來，我們期待這些仿真訓練手段能夠成為K 8飛機的維護訓練體系中新的亮點，我們也希望國內能夠有更多的機型像K 8飛機一樣建立起完整成熟的維護仿真訓練體系。

[1] 譚安勝等. 軟模擬技術及其應用研究[C]. 作戰(zhàn)模擬與仿真技術學術研討會論文集，2000.11

[2] Ian W St rachan . Jane’s Simulation and Training Systems[M], Twelfth Edition (1999-2000), Jane’s Information Group Inc, 2000

[3] MIL-STD-1379D Military Training Programs[S]，August 31, 2003.

[4] MIL-HDBK-29612-5. Part 5.Advanced Distributed Learning (ADL)Products and Systems[S]. August 31,2001.

[5] T. N. Chandler. Navy Aviation Maintenance Intelligent Free-Play Troubleshooting Simulations: Capturing the Aviation Maintenance Decision Process[M].2000 IEEE.

[6] AFPD 36-22, Personnel, Air Force Military Training[M]. March 22,2004.

[7] DoD Direct ive 14 30.13,“Training Simulators and Devices”[S]，August 22, 1986

Discourse on Simulated Training of K8 Aircraft Maintenance

Liang Mingyuan1, Huang Honglang2
(1. Bei jing Top-wings Technology Development Co, Ltd, Bei j ing 100083

2. Hongdu Aviation Industry Group, Nanchang, Jiangxi 330024)

Based on K8 A/C maintenance t raining requirements and analysis for simulated t raining development al l over the wor ld, this ar ticle expatiates advantages of the simulated t raining, as wel l as how to improve the K8 A/C maintenance t raining system by the simulated t raining measures.

Simulated t raining；Training measures

2010-09-26）

梁明元 1970年8月出生，總經理，研究方向為航空仿真訓練理論和產品的研究工作；

黃洪浪，男，1968年7月出生，高級工程師，研究方向為飛機綜合保障。