民用飛行器仿真模擬與訓(xùn)練方法研究

陳浩

摘 要：民用飛行器是指用于非軍事目的的飛行器（flight vehicle）。作為一種運(yùn)人載物的交通工具，特別強(qiáng)調(diào)其安全性、經(jīng)濟(jì)性和舒適性，廣泛應(yīng)用于交通業(yè)、農(nóng)業(yè)、旅游業(yè)等越來越多的領(lǐng)域。該文制定了可行、有效、經(jīng)濟(jì)的民用飛行器仿真模擬與訓(xùn)練方法，建立了民用飛行器仿真模擬器訓(xùn)練的DECIDE模型，用于提高民用飛行仿真模擬器的訓(xùn)練效果，保證民用飛行器的安全飛行和任務(wù)的有效執(zhí)行。

關(guān)鍵詞：民用飛行器 仿真模擬 N+1訓(xùn)練法 DECIDE模型

中圖分類號(hào)：TP391.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）08（b）-0013-02

目前，大多數(shù)航空發(fā)達(dá)國家已充分利用了高等級(jí)模擬機(jī)的逼真性和訓(xùn)練的安全性，在模擬機(jī)上針對(duì)飛行員的任務(wù)執(zhí)行進(jìn)行有效地模擬訓(xùn)練。近年來在我國，飛行器仿真模擬也有了很大的發(fā)展，但大多用于軍事領(lǐng)域以及民航領(lǐng)域。而民用飛行器種類復(fù)雜，執(zhí)行任務(wù)多樣化，具有很強(qiáng)的特殊性。一般性質(zhì)的飛行器仿真訓(xùn)練與訓(xùn)練方法不具有代表性和針對(duì)性，制定民用飛行器仿真模擬與訓(xùn)練技術(shù)方案有利于更高效地對(duì)民用飛行器進(jìn)行針對(duì)性訓(xùn)練。根據(jù)飛行原理和操作方式的不同，首先將民用飛行器分為固定翼飛行器和旋翼飛行器兩大類，然后根據(jù)兩大民用飛行器類型制定仿真模擬與訓(xùn)練方法。

1 民用飛行器仿真模擬

1.1 民用固定翼飛行器的仿真模擬

固定翼飛行器構(gòu)造簡(jiǎn)單，機(jī)械可靠性和安全性高，載荷大，力效比高，經(jīng)濟(jì)效益好，因此成為民航、空中運(yùn)輸、快遞各行業(yè)的主要和首選機(jī)型。固定翼飛機(jī)哪怕因發(fā)動(dòng)機(jī)故障而停車，只要有合適的降落場(chǎng)地，也可以用滑翔安全著陸，唯一不足是其起飛和降落對(duì)場(chǎng)地的要求和限制問題。

針對(duì)民用固定翼飛行器的飛行任務(wù)特點(diǎn)，適合采用全任務(wù)飛行模擬器。這是一種結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能齊全的大型模擬裝置。它由模擬座艙、視景系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)等組成，可覆蓋包括起飛、著陸在內(nèi)的90%以上飛行訓(xùn)練的科目，是目前最為先進(jìn)、完整的地面訓(xùn)練設(shè)備。為了進(jìn)行高標(biāo)準(zhǔn)的仿真模擬，需要計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中設(shè)置真實(shí)環(huán)境下的飛行參數(shù)，增加氣象環(huán)境等不穩(wěn)定因素；需要在視景系統(tǒng)中設(shè)置提供機(jī)場(chǎng)環(huán)境和飛行路線；需要在模擬操縱的同時(shí)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)隨之進(jìn)行姿態(tài)的改變……而民用固定翼全任務(wù)飛行模擬器除了能夠要提供基本科目相關(guān)的配置，還要根據(jù)民用固定翼飛行器所執(zhí)行的特殊任務(wù)，在模擬飛行的基礎(chǔ)上增加相對(duì)應(yīng)的訓(xùn)練科目的軟件硬件。例如，民航飛行中需要進(jìn)行機(jī)組資源管理，運(yùn)輸飛行中需要進(jìn)行物流資源的分配，這些執(zhí)行任務(wù)都應(yīng)該能夠在民用固定翼全任務(wù)飛行模擬器上進(jìn)行仿真訓(xùn)練。

1.2 民用旋轉(zhuǎn)翼飛行器的仿真模擬

旋轉(zhuǎn)翼飛行器的出現(xiàn)，彌補(bǔ)了固定翼飛行器對(duì)于起降場(chǎng)地要求的不足，所以，民用旋轉(zhuǎn)翼飛行器常運(yùn)用于處理突發(fā)情況，例如野外搜救，物資投放，公安處理緊急情況等。大多都是在沒有理想的平坦地面供固定翼起降的環(huán)境下使用旋轉(zhuǎn)翼飛行器。

民用旋轉(zhuǎn)翼飛行器的仿真模擬，對(duì)比民用固定翼飛行器，除了注意飛行器結(jié)構(gòu)和操縱方式不同之外，還需要注意所執(zhí)行任務(wù)的多種多樣性以及其經(jīng)濟(jì)成本。民用旋轉(zhuǎn)翼飛行器的仿真模擬不適合采用全任務(wù)飛行模擬器，其任務(wù)的多樣性很難不計(jì)成本地全部仿真模擬，并且民用旋轉(zhuǎn)翼飛行器的商業(yè)價(jià)值遠(yuǎn)不如民用固定翼飛行器。因此，民用旋轉(zhuǎn)翼飛行器的仿真模擬適合采用以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的訓(xùn)練設(shè)備。除了起飛、懸停、轉(zhuǎn)彎、定點(diǎn)著陸等訓(xùn)練科目需要計(jì)算機(jī)外聯(lián)簡(jiǎn)易操縱系統(tǒng)進(jìn)行仿真模擬外，還需要開發(fā)能夠模擬特殊任務(wù)的配套軟件，經(jīng)過計(jì)算機(jī)仿真模擬訓(xùn)練掌握如野外搜救、物資投放、播種、噴灑農(nóng)藥等操作程序要領(lǐng)。

2 訓(xùn)練方法研究

在硬件軟件兼?zhèn)涞臈l件下，還需要制定科學(xué)有效的訓(xùn)練方法才能達(dá)到應(yīng)有的訓(xùn)練效果。雖然上面討論了兩種不同類型的飛行仿真模擬，但其訓(xùn)練技術(shù)方法都可以歸納為“N+1訓(xùn)練法”。

其中的“N”是指基礎(chǔ)飛行仿真模擬的N項(xiàng)訓(xùn)練科目，是對(duì)基礎(chǔ)飛行訓(xùn)練科目的仿真模擬?！?”是指飛行仿真模擬一種特殊任務(wù)下的訓(xùn)練科目，是在基礎(chǔ)飛行訓(xùn)練科目上的仿真模擬。具體實(shí)施方法如下。

（1）進(jìn)行仿真模擬訓(xùn)練前先進(jìn)行真機(jī)的座艙實(shí)習(xí)和飛行體驗(yàn)，以了解模擬訓(xùn)練機(jī)與真機(jī)的不同，樹立正確的印象觀。在今后仿真模擬訓(xùn)練中如果感覺和真機(jī)訓(xùn)練大有不同，應(yīng)該讓訓(xùn)練者以真機(jī)為準(zhǔn)。

（2）了解模擬器的構(gòu)造功能和正確使用方法，遵守模擬器使用守則和程序。訓(xùn)練者在訓(xùn)練之前應(yīng)該掌握模擬器每一項(xiàng)功能的使用，并能夠與真機(jī)功能部位進(jìn)行對(duì)應(yīng)。仿真模擬程度再高依然會(huì)與真機(jī)在結(jié)構(gòu)功能方面有一點(diǎn)差距，訓(xùn)練者必須掌握此差距，防止形成錯(cuò)誤觀念。

（3）在規(guī)定模擬飛行的計(jì)劃時(shí)間內(nèi)完成每一項(xiàng)訓(xùn)練科目，即按綱施訓(xùn)。施訓(xùn)者根據(jù)每一項(xiàng)訓(xùn)練科目的難易程度