CN100568317C - 飞机综合保障模拟训练系统控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于飞机综合保障专业技术人员培训的模拟训练系统控制装置，涉及在地面使用的与飞机综合保障有关的装置。该装置由模拟座舱、主控计算机及其接口系统、监控演示台等组成，综合运用了虚拟仪表板控制技术、单机多触摸屏控制技术，利用显示器来替代部分实装设备完成飞机座舱仪表板模拟，在显示器上进行三维仿真仪表的控制显示，利用单机多触摸屏和多台LCD显示器控制技术，实现一台主控计算机驱动控制多个触摸屏和多台LCD显示器，能进行飞机多种状态工作模拟训练、检测设备操作模拟训练、排故技能与部附件拆装模拟训练和多媒体软件演示，实现了飞机综合保障多专业、多科目培训，且性价比高、维修性好、可升级能力强。

Description

飞机综合保障模拟训练系统控制装置

技术领域

本发明涉及一种在地面使用的与飞机综合保障有关的装置，特别涉及一种可用于飞机综合保障专业技术人员培训的模拟训练系统控制装置。

背景技术

飞机综合保障专业技术人员的培训工作可以分两种形式进行：实装训练和模拟训练。实装训练是指让被培训的技术人员使用完全真实的飞机进行综合保障技能训练，模拟训练是指让被培训的技术人员使用根据飞机实装设计好的模拟训练系统进行综合保障技能训练。由于飞机价格昂贵，高新技术应用较多，在实装飞机上进行综合保障技术培训工作，不仅会消耗实装飞机设备的有限寿命，而且极易产生各种不安全因素。以一架现役主战飞机为例，造价少则近千万元人民币，多则几亿元人民币，使用寿命一般为1000小时左右，一旦达到使用寿命就要报废，不能再进行使用；而实装训练必然会消耗飞机的使用寿命，同时随着使用时间的增加，飞机本身还可能出现很多意想不到的隐患，有可能对被培训的人员造成伤害，因此实装训练即不经济又不安全。与实装训练相比，模拟训练不但可以做到不损失实装飞机设备的使用寿命，而且可以实现在实装飞机上很难进行的飞机故障状态的模拟训练，在节省培训费用的同时，大大提高了飞机综合保障技术培训工作的质量和效益。目前，所有用于飞机综合保障的模拟训练系统控制装置几乎都采用了实装或仿制的仪器设备，其优点是培训装置贴近真实的飞机装置，但也存在如下不可避免的缺点：1.价格昂贵，由于实装仪器设备是将真正在飞机上使用的仪器设备安装在模拟训练装置上，而真正的飞机用仪器设备都是很昂贵的，即使是仿制仪器设备，价格也非常高，因此整个模拟训练装置的造价非常高昂，一般少则100万元人民币左右，多则上千万元人民币；2.功能单一，模拟训练装置上的实装仪器设备安装完成后只能对所安装的仪器设备进行训练，不能进行多种故障状态工作过程模拟训练、检测设备操作模拟训练、排故方法与部附件拆装训练、维修资料现场查询和多媒体软件演示等，因此训练课目很少，训练内容单一；3.灵活度差，实装仪器设备安装完成后可以针对某个型号的飞机进行综合保障模拟训练，但是若想对模拟训练系统进行功能扩展、加改装升级等，就需要重新设计和安装实装仪器设备，因此改装模拟训练系统的周期长，灵活度差；4.故障率高、维修性差，实装仪器设备的故障率很高，往往是被培训的人员没有得到应有的训练，而负责排除故障的人员花费大量的时间对模拟训练系统进行相关仪器设备的维修。

发明内容

本发明的目的是提供一种价格便宜、功能多样、灵活度高、故障率低的飞机综合保障模拟训练系统控制装置。

本发明的技术方案是：一种飞机综合保障模拟训练系统控制装置，包括可扩展的舱体，底座，在底座上设有座椅，在座椅前面设有驾驶杆，在座椅的正前方设有主仪表板，在舱体的前端设置有风挡，所述的主仪表板是由若干块触摸屏显示器组成，也可由若干块触摸屏显示器和部分仪表设备组合构成，该装置还包括一个主控计算机，主控计算机与每一块触摸屏显示器均连接，主控计算机还通过传感器与驾驶杆连接；另外该装置还设有一个与主控计算机相连接的监控演示台，监控演示台既可以用于监控模拟训练系统的工作，又可以通过软件实现飞机排故方法和技能的模拟训练、部附件拆装模拟训练；所述舱体可扩展为前后相同的前舱和后舱，监控演示台分别与前舱主控计算机和后舱主控计算机连接；在三维模型的仿真控制中引进并使用NGRAIN软件开发技术。

一种如上所述的飞机综合保障模拟训练系统控制装置，可以有选择的增加左仪表板和右仪表板中的一个或几个，增加的仪表板可以由实装或仿制的仪表设备组成，也可由若干块触摸屏显示器和实装或仿制的仪表设备组合构成；其中左仪表板和右仪表板分别设置在座椅的左右两侧。

一种如上所述的飞机综合保障模拟训练系统控制装置，还可以在座椅前面合适的位置增加脚蹬，脚蹬通过传感器与主控计算机连接；在主仪表板上方增加显示器，用以代替飞机的瞄准具或平显，显示器与主控计算机连接；增加与主控计算机连接的音箱，主控计算机可以将声音驱动信号输出至音箱。

一种如上所述的飞机综合保障模拟训练系统控制装置，将所述的座椅、驾驶杆、仪表板、显示器和脚蹬均设置于舱体内，并且在舱体的后侧设有敞开式侧门。

一种飞机综合保障模拟训练系统控制装置，包括可扩展的舱体，底座，在底座上设有座椅，在座椅前面设有驾驶杆，在座椅的正前方设有主仪表板，所述的主仪表板是由若干块触摸屏显示器组成，也可由若干块触摸屏显示器和部分仪表设备组合构成，该装置还包括一个主控计算机，主控计算机与每一块触摸屏显示器均连接，主控计算机还通过传感器与驾驶杆连接；另外该装置还设有一个与主控计算机相连接的监控演示台，监控演示台既可以用于监控模拟训练系统的工作，又可以通过软件实现飞机排故方法和技能的模拟训练、部附件拆装模拟训练；舱体可以扩展为并排的两个座椅，在每个座椅的前方均设置有驾驶杆；在两个座椅的前面设有仪表板架，仪表板架上正对座椅的位置设置主仪表板，主仪表板的上方设有上仪表板，仪表板架延伸至两个座椅之间的位置上设有下仪表板；仪表板架的前方设置有风挡，在底座的两侧分别设有主控计算机。

使用本发明所述的控制装置，可以得到如下所述的有益效果：1.通过使用触摸屏显示器组成的仪表板替代原有的真实仪表，极大的降低了模拟训练系统的制造成本，现在制造一套模拟训练系统的成本约为40万元人民币左右，比以前大大降低；2.利用主控计算机对全部仪表板进行控制，通过软件模拟飞机的不同仪表板，最大程度的利用显示设备进行多科目、多方式的训练；3.所有仪表板的显示内容均依靠软件控制，最大程度的避免了硬件的损耗，因此硬件的故障率大大降低；4.由于软件的可升级能力强，需要对控制装置进行升级时只需对软件部分升级即可，因此整个模拟训练系统的升级能力很强，可以适应不断变化的训练要求。

附图说明

图1是控制装置的主视图；

图2是控制装置的俯视图；

图3是控制装置的侧视图；

图4是扩展控制装置的侧视图；

图5是扩展控制装置的俯视图；

图6是双人控制装置的主视图；

图7是双人控制装置的侧视图；

图8是硬件连接框图；

图9是扩展控制装置的硬件连接框图。

图中：1.风挡；2.显示器；3.主仪表板；4.左仪表板；5.右仪表板；6.脚蹬；7.驾驶杆；8.座椅；9.侧门；10.底座；11.监控演示台；12.主控计算机；13.舱体；14.上仪表板；15.下仪表板。

具体实施方式

实施例1

一种飞机综合保障模拟训练系统控制装置如图1～图3所示，在底座10上设有舱体13。舱体13的前端设有风挡1。在舱体13内设有座椅8，在座椅8前面合适的位置设有两个脚蹬6，脚蹬6与设在舱体13内的传感器相连接，通过脚蹬6模拟系统可以接受受训人员传递的信息指令。在脚蹬6与座椅8之间设有驾驶杆7，驾驶杆7与设在舱体13内的传感器相连接，驾驶杆7是受训人员传递指令的另一种方式。在座椅8的正面、风挡1的后下方设有主仪表板3，主仪表板3的上面设有显示器2，根据需要可以在座椅8的左右两侧分别设置左仪表板4和右仪表板5。其中所述的主仪表板3是通过将多组触摸屏显示器组合形成的软件仿真仪表板，左仪表板4和右仪表板5是由多个实装和仿制的仪表设备组成的硬件实装仪表板。这些仪表板可以通过计算机软件控制模拟特定的仪表表盘、显示刻度，甚至可以通过软件控制实现人为设置的“故障”，供模拟训练。主仪表板3、左仪表板4和右仪表板5既包括各种仪表、信号灯，又包括很多可供受训人员操纵的手柄、旋钮、开关、按钮等，其中各种手柄、旋钮、开关、按钮有的是软件仿真出来的，有的是实装或仿制设备，这三块仪表板是受训人员下达指令的最主要方式。显示器2是用一个或多个液晶显示器组合构建而成的，其作用是显示飞机火控、雷达、大气参数等综合信息或用于瞄准射击目标。在座椅8的后面设有侧门9。侧门9采用敞开式设计，便于教学与训练。在舱体13壳体内部的前端设有主控计算机12，该主控计算机12与全部座舱内的传感器连接，用来接收传感器的数据并对各个仪表板进行控制。在舱体13壳体内部的后端设有音箱，音箱与主控计算机12连接，通过主控计算机12的控制音箱可以发出预设的声音。另外该控制装置还设有监控演示台11，监控演示台11与设在舱体13内部的主控计算机12相连接。监控演示台11是为管理人员设计的，通过监控演示台11管理人员可以直接对主控计算机12下达指令、调取训练科目、查看训练结果或者对模拟训练系统进行维护检修，还可以通过软件实现飞机排故方法和技能模拟训练、部附件拆装模拟训练，在三维模型的仿真控制中引进并使用了NGRAIN软件开发技术。以上所述的触摸屏显示器选用的是PHILIPS公司生产的LCD液晶显示器。

模拟训练系统控制装置的硬件连接图如图8所示，监控演示台11与主控计算机12连接，并且操作人员可以通过监控演示台11对主控计算机12传递指令。主控计算机12的输出分为四类：模拟量D/A输出、数字量I/O输出、声音驱动信号输出和显示输出，其中显示输出是通过一系列显示适配器将显示信号输出给显示器组合的仿真仪表板，仿真仪表板上显示预定的内容；模拟量D/A输出、数字量I/O输出、声音驱动信号输出是分别通过控制电路将信号输出给模拟仪表、信号灯和模拟音响。主控计算机12还有三类输入信号：数字量I/O输入、模拟量A/D输入和触摸屏输入，其中数字量I/O输入是由开关、电门、按钮、手柄等开关量信号产生；模拟量A/D输入由油门、旋钮等模拟量信号产生；触摸屏输入包括开关、旋钮、按钮、手柄等软件仿真量。对应关系为若干块仿真仪表板组成主仪表板3、左仪表板4和右仪表板5的触摸屏显示部分；模拟音响为音箱；信号灯和模拟仪表组成主仪表板3、左仪表板4和右仪表板5的实装仪表部分；信号灯和模拟仪表中还有一部分显示器2；产生I/O输入和A/D输入的部件有驾驶杆7、脚蹬6以及主仪表板3、左仪表板4和右仪表板5的实装仪表部分；产生触摸屏输入的部件为主仪表板3、左仪表板4和右仪表板5的触摸屏部分。

实施例2

如图4及图5所示，与上例不同的是将舱体13前后扩展，增加成为供两人训练的扩展模拟训练系统控制装置。

本例模拟训练系统控制装置的硬件连接框图如图9所示，监控演示台11分别与前舱控制机和后舱控制机连接，并且通过监控演示台11，管理人员可以对前舱控制机或者后舱控制机传递指令。前舱控制机和后舱控制机就是所述的主控计算机12。前舱控制机通过内置在主控计算机12内的输出接口控制单元控制平显显示器、前仪表板左显示器和前仪表板右显示器，使其显示预定的内容。前舱控制机通过输出接口控制单元与前舱仪表和信号灯连接，控制前舱仪表和信号灯显示预定的内容。前舱控制机还与前舱音响系统相连接，控制音响系统发出预定的声音。前舱控制台和前舱控制面板在接收受训人员的指令后，将信号通过内置在主控计算机12内的输入接口控制单元输入给前舱控制机，前舱控制机根据输入的信号自行调整各路输出。后舱控制内容与前舱类似，在此不再重复。对应关系为：前、后舱控制机为主控计算机12，平显显示器为显示器2，多功能显示器为主仪表板3，前舱仪表板左显示器为左仪表板4，前舱仪表板右显示器为右仪表板5，后舱仪表板显示器代表后舱的左、右仪表板，前舱模拟仪表和信号灯为显示器2，前舱操作台代表脚蹬6和驾驶杆7，前舱控制面板代表的是主仪表板3、左仪表板4和右仪表板5，前舱音响系统代表的是音箱。

实施例3

一种供双人训练用的直升机综合保障模拟训练系统控制装置如图6和图7所示，在底座10上设有并排的两个座椅8，在每个座椅8的前方均设有驾驶杆7。在两个座椅8的前面设有仪表板架，在仪表板架上正对座椅8的位置设有主仪表板3；仪表板架上主仪表板3的上方设有上仪表板14，仪表板架延伸至两个座椅8之间的位置上设有下仪表板15。仪表板架的前面设有风挡1。在底座10的两侧分别设有主控计算机12。与实施例1中的情况类似，受训人员下达指令的途径可以是驾驶杆7、主仪表板3、上仪表板14和下仪表板15，相比较而言主仪表板3、上仪表板14和下仪表板15是最主要的下达指令的途径。

本发明是飞机综合保障专用的模拟训练系统控制装置。

Claims (5)

1.一种飞机综合保障模拟训练系统控制装置，包括可扩展的舱体(13)，底座(10)，在底座(10)上设有座椅(8)，在座椅(8)前面设有驾驶杆(7)，在座椅(8)的正前方设有主仪表板(3)，舱体(13)的前端设有风挡(1)，其特征在于：所述的主仪表板(3)是由若干块触摸屏显示器组成，也可由若干块触摸屏显示器和部分仪表设备组合构成；该装置还包括一个或多个主控计算机(12)，主控计算机(12)与每一块触摸屏显示器均连接，主控计算机(12)还通过传感器与驾驶杆(7)连接；该装置还设有一个与主控计算机(12)相连接的监控演示台(11)，监控演示台既可以用于监控模拟训练系统的工作，又可以通过软件实现飞机排故方法和技能模拟训练、部附件拆装模拟训练；所述舱体(13)可扩展为前后相同的前舱和后舱，监控演示台(11)分别与前舱主控计算机和后舱主控计算机连接；在三维模型的仿真控制中使用NGRAIN软件开发技术。

2.一种如权利要求1所述的飞机综合保障模拟训练系统控制装置，其特征在于：可以有选择的增加左仪表板(4)和右仪表板(5)中的一个或儿个，增加的仪表板由实装或仿制的仪表设备组成，也可由若干块触摸屏显示器和实装或仿制的仪表设备组合构成；其中左仪表板(4)和右仪表板(5)分别设置在座椅(8)的左右两侧。

3.一种如权利要求1或2所述的飞机综合保障模拟训练系统控制装置，其特征在于：还可以在座椅(8)前面合适的位置增加脚蹬(6)，脚蹬(6)通过传感器与主控计算机(12)连接；在主仪表板(3)上方增加显示器(2)，用以代替飞机的瞄准具或平显，显示器(2)与主控计算机(12)连接；增加与主控计算机(12)连接的音箱，主控计算机(12)可以将声音驱动信号输出至音箱。

4.一种如权利要求3所述的飞机综合保障模拟训练系统控制装置，其特征在于：将所述的座椅(8)、驾驶杆(7)、仪表板、显示器(2)和脚蹬(6)均设置在舱体(13)内，并且在舱体(13)的后侧设计有敞开式侧门(9)。

5.一种飞机综合保障模拟训练系统控制装置，包括可扩展的舱体(13)，底座(10)，在底座(10)上设有座椅(8)，在座椅(8)前面设有驾驶杆(7)，在座椅(8)的正前方设有主仪表板(3)，其特征在于：所述的主仪表板(3)是由若干块触摸屏显示器组成，也可由若干块触摸屏显示器和部分仪表设备组合构成；该装置还包括一个或多个主控计算机(12)，主控计算机(12)与每一块触摸屏显示器均连接，主控计算机(12)还通过传感器与驾驶杆(7)连接；该装置还设有一个与主控计算机(12)相连接的监控演示台(11)，监控演示台既可以用于监控模拟训练系统的工作，又可以通过软件实现飞机排故方法和技能模拟训练、部附件拆装模拟训练；舱体(13)可以扩展为并排的两个座椅(8)，在每个座椅(8)的前方均设置有驾驶杆(7)；在两个座椅(8)的前面设有仪表板架，仪表板架上正对座椅(8)的位置设置主仪表板(3)，主仪表板的上方设有上仪表板(14)，仪表板架延伸至两个座椅之间的位置上设有下仪表板(15)；仪表板架的前方设置有风挡(1)，在底座(10)的两侧分别设有主控计算机(12)。

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