CN114743431B - 一种飞行模拟机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种飞行模拟机，包括低压舱、数据采集系统及数据分析系统。所述低压舱用于提供低压、低氧和/或释压的飞行模拟环境。所述数据采集系统用于采集所述飞行模拟机和/或受训人员在所述低压、低氧和/或释压的飞行模拟环境下的训练数据。所述数据分析系统根据所述训练数据，确定飞行模拟训练的结果。通过采用这些配置，该飞行模拟机能够采集受训人员在低压、低氧、释压瞬间等极端环境下的训练数据，并将其纳入飞行模拟训练的考核及评估范围，从而提升飞行模拟训练评估结果的准确性及全面性。

Description

一种飞行模拟机

技术领域

本发明涉及飞行模拟技术领域，尤其涉及一种飞行模拟机。

背景技术

飞行模拟机是一种用于飞行员训练、工程研制、技术研究及验证等领域的专业设备，其中，五级飞行模拟机是国际民航组织规定的最高等级飞行模拟训练设备。

然而，现有的各级飞行模拟机普遍只能在标准大气压环境下进行飞行模拟训练，却无法进行低压、低氧、释压瞬间环境的飞行模拟。这种只能在标准大气压环境下评估飞行模拟训练结果的飞行模拟机，无法将受训人员在低压、低氧、释压瞬间等极端环境下的表现，纳入飞行模拟训练的考核及评估范围，存在评估结果不够准确、不够全面的缺陷。

为了克服现有技术存在的上述缺陷，本领域亟需一种飞行模拟技术，用于采集受训人员在低压、低氧、释压瞬间等极端环境下的训练数据，并将其纳入飞行模拟训练的考核及评估范围，从而提升飞行模拟训练评估结果的准确性及全面性。

发明内容

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之前序。

为了克服现有技术存在的上述缺陷，本发明提供了一种飞行模拟机，能够将受训人员在低压、低氧、释压瞬间等极端环境下的表现，纳入飞行模拟训练的考核及评估范围，从而提升飞行模拟训练评估结果的准确性及全面性。

具体来说，本发明提供的上述飞行模拟机包括：低压舱，用于提供低压、低氧和/或释压的飞行模拟环境；数据采集系统，用于采集所述飞行模拟机和/或受训人员在所述低压、低氧和/或释压的飞行模拟环境下的训练数据；以及数据分析系统，根据所述训练数据确定飞行模拟训练的结果。

进一步地，在本发明的一些实施例中，所述飞行模拟机还包括视景系统。所述视景系统设于所述低压舱的内部，以在所述低压舱内显示飞行模拟视景。所述视景系统包括投影仪。所述投影仪设于投影仪密封箱中，以应对所述低压的飞行模拟环境和/或所述释压的飞行模拟环境。

进一步地，在本发明的一些实施例中，所述视景系统还包括主动散热设备。所述主动散热设备设于所述低压舱外，并经由通气管路连接所述投影仪密封箱，向所述投影仪提供常压的主动散热，以应对所述低压的飞行模拟环境。

进一步地，在本发明的一些实施例中，所述视景系统还包括投影幕。所述投影幕由高强度的硬质材料构成，以应对所述释压的飞行模拟环境。

进一步地，在本发明的一些实施例中，所述投影幕包括投影球幕。所述投影球幕由多片硬质幕片组成，其中，所述多片硬质幕片经由球幕支撑固定骨架，固定安装于所述低压舱的内部。

进一步地，在本发明的一些实施例中，所述飞行模拟机还包括预抽真空舱。所述预抽真空舱的体积在所述低压舱的体积的两倍以上，并优选为3～5倍。所述低压舱中设有抽气孔。所述抽气孔经由抽气管道连接所述预抽真空舱。所述预抽真空舱经由所述抽气孔及所述抽气管道抽走所述低压舱内部的气体，以提供所述低压、低氧和/或释压的飞行模拟环境。

进一步地，在本发明的一些实施例中，所述抽气孔设于所述低压舱的底部。所述低压舱中还设有底盘地板。所述底盘地板抬高所述飞行模拟机的模拟舱及投影幕，以远离所述抽气孔。

进一步地，在本发明的一些实施例中，所述底盘地板上设有多个压力平衡孔。所述多个压力平衡孔分别设于所述模拟舱和/或所述投影幕的周围，以平衡所述模拟舱和/或所述投影幕周围的气压。

进一步地，在本发明的一些实施例中，所述底盘地板由多个地板拼接片组成，其中，所述多个地板拼接片经由底盘支撑固定骨架，固定安装于所述低压舱的内部。

进一步地，在本发明的一些实施例中，所述低压舱还设有应急逃生出口。所述应急逃生出口在常态下处于封闭状态，并支持从所述低压舱的内部打开。

进一步地，在本发明的一些实施例中，所述飞行模拟机还包括模拟舱。所述模拟舱设于所述低压舱的内部，以供所述受训人员进行飞行模拟训练。所述模拟舱中包括模拟机头、飞行操控组件、侧杆操控组件、脚蹬、头顶操控仪表台、中央操控仪表台、内饰板、正副座椅、操纵负载和/或仪表框架。

进一步地，在本发明的一些实施例中，所述数据采集系统中包括至少一个飞行模拟数据获取接口、至少一个生理信号获取设备、至少一个心理数据获取设备，以及数据同步单元，用于同步获取多个维度的训练数据。所述多个维度的训练数据包括至少一个模拟机状态数据、至少一个操作数据、至少一个生理数据和/或至少一个心理数据。

进一步地，在本发明的一些实施例中，所述数据分析系统根据所述多个维度的训练数据，进行飞行模拟机状态分析、操作分析、生理信号时域分析、生理信号频域分析、眼动兴趣区分析、动作识别分析、面部表情识别分析和/或情感分析，以确定所述飞行模拟训练的结果。

进一步地，在本发明的一些实施例中，所述飞行模拟机还包括教员台。所述教员台包括应急开关、显示屏、控制输入设备、麦克风和/或便携式控制终端。所述低压舱经由线缆与所述教员台进行数据交互。

进一步地，在本发明的一些实施例中，所述飞行模拟机还包括计算机房。所述计算机房中设有主配电柜、电源分配柜、计算机机柜、接口控制柜、不间断电源组件和/或主动散热设备。所述低压舱经由线缆与所述计算机房进行数据交互。

进一步地，在本发明的一些实施例中，所述低压舱还设有观察窗。所述观察窗设于所述低压舱靠近所述教员台的侧壁，并由透明的钢化玻璃制成，以便飞行教员经由所述观察窗观察所述低压舱内部的情况。

附图说明

在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。

图1A及图1B示出了根据本发明的一些实施例提供的飞行模拟机的结构示意图。

图2示出了根据本发明的一些实施例提供的视景系统的结构示意图。

图3示出了根据本发明的一些实施例提供的投影仪的结构示意图。

图4A及图4B示出了根据本发明的一些实施例提供的投影球幕的结构示意图。

图5A及图5B示出了根据本发明的一些实施例提供的球幕支撑固定骨架的安装示意图。

图6示出了根据本发明的一些实施例提供的预抽真空舱的示意图。

图7示出了根据本发明的一些实施例提供的底盘地板的结构示意图。

图8示出了根据本发明的一些实施例提供的底盘地板的拼接示意图。

图9A～图9C示出了根据本发明的一些实施例提供的模拟舱的示意图。

图10示出了根据本发明的一些实施例提供的数据采集分析系统的架构示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合优选实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，在以下的说明中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“水平”、“垂直”应被理解为该段以及相关附图中所绘示的方位。此相对性的用语仅是为了方便说明之用，其并不代表其所叙述的装置需以特定方位来制造或运作，因此不应理解为对本发明的限制。

能理解的是，虽然在此可使用用语“第一”、“第二”、“第三”等来叙述各种组件、区域、层和/或部分，这些组件、区域、层和/或部分不应被这些用语限定，且这些用语仅是用来区别不同的组件、区域、层和/或部分。因此，以下讨论的第一组件、区域、层和/或部分可在不偏离本发明一些实施例的情况下被称为第二组件、区域、层和/或部分。

如上所述，现有的各级飞行模拟机普遍只能在标准大气压环境下进行飞行模拟训练，却无法进行低压、低氧、释压瞬间环境的飞行模拟。这种只能在标准大气压环境下评估飞行模拟训练结果的飞行模拟机，无法将受训人员在低压、低氧、释压瞬间等极端环境下的表现，纳入飞行模拟训练的考核及评估范围，存在评估结果不够准确、不够全面的缺陷。

为了克服现有技术存在的上述缺陷，本发明提供了一种飞行模拟机，能够采集受训人员在低压、低氧、释压瞬间等极端环境下的训练数据，并将其纳入飞行模拟训练的考核及评估范围，从而提升飞行模拟训练评估结果的准确性及全面性。

请结合参考图1A及图1B，图1A及图1B示出了根据本发明的一些实施例提供的飞行模拟机的结构示意图。

如图1A及图1B所示，本发明提供的上述飞行模拟机包括低压舱11、数据采集系统及数据分析系统。该低压舱11用于提供低压、低氧和/或释压的飞行模拟环境。该数据采集系统用于采集飞行模拟机和/或受训人员在低压、低氧和/或释压的飞行模拟环境下的训练数据。该数据分析系统根据训练数据，确定飞行模拟训练的结果。此处，释压环境是指气压急剧下降的动态环境。

进一步地，该数据采集系统可以由数据采集设备、运算设备及存储设备组成，其中，该数据采集设备设于低压舱11内部，用于采集飞行模拟机和/或受训人员在低压、低氧和/或释压的飞行模拟环境下的训练数据。然而，由于在低压环境下，空气密度较小、空气分子数减少，使得空气粘性系数增加，空气对流传热的效率降低，从而导致电器设备的散热性能变差。若不及时耗散电器设备在使用期间产生大量的热量，容易造成电器设备局部温升过高及过热损坏。此外，由于低压舱11内气压急剧下降时会在电器设备的内外表面产生较大压力差，从而导致电器设备在释压瞬间发生膨胀损坏。数据采集系统的该运算设备及存储设备，可以与数据分析系统、主配电柜、电源分配柜、计算机机柜、接口控制柜、不间断电源组件、投影仪主动散热设备等电器设备一起设于低压舱11外部的计算机房12中，从而防止低压和/或释压的飞行模拟环境对其造成损害。进一步地，计算机房12中的主配电柜、电源分配柜、计算机机柜、接口控制柜、不间断电源组件和/或主动散热设备可以经由线缆与低压舱11内部的电器设备进行数据交互。

此外，如图1A及图1B所示，本发明提供的上述飞行模拟机还可以包括教员台。该教员台包括应急开关、显示屏、控制输入设备、麦克风和/或便携式控制终端，以供飞行教员对飞行模拟设置训练内容、紧急停止训练，并与低压舱11内部的受训人员进行训练交流。进一步地，为了避免教员台的各电器设备在低压环境下发生过热损坏，并避免教员台的各电器设备在释压瞬间发生膨胀损坏，教员台也可以被设置于低压舱11的外部，并经由线缆与计算机房12和/或低压舱11内部的电器设备进行数据交互。

请进一步参考图2及图3。图2示出了根据本发明的一些实施例提供的视景系统的结构示意图。图3示出了根据本发明的一些实施例提供的投影仪的结构示意图。

如图2及图3所示，在一些实施例中，上述飞行模拟机还包括视景系统20。该视景系统20包括投影仪21、投影幕22，以及音响功放、喇叭等声效设备。该投影仪21、投影幕22及声效设备可以设于低压舱11的内部，以在低压舱11内提供飞行模拟视景的视频及音频。

进一步地，为了避免投影仪21在低压环境下发生过热损坏，并避免投影仪21在释压瞬间发生膨胀损坏，该投影仪21可以被优选地设于投影仪密封箱211中。该投影仪密封箱211可以通过螺栓固定在投影仪支架上，再通过地脚螺栓与低压舱11的墙面固定连接。此外，该投影仪密封箱211前端对应投影仪21的位置可以设有透明钢化玻璃窗(未绘示)，投影仪21可以经由该透明钢化玻璃窗(未绘示)向投影幕22投影，以在低压舱11内提供飞行模拟视景的视频画面。该投影仪密封箱211的内部可以在低压及释压的飞行模拟环境下保持常压(例如：标准大气压)，从而防止投影仪21在低压的飞行模拟环境下发生过热损坏，并防止投影仪21在释压的飞行模拟环境下发生膨胀损坏。

更进一步地，该视景系统20还可以优选地配置独立的主动散热设备23。该主动散热设备23可以设于所述低压舱11的外部(例如：设置在计算机房12中)，并经由通气管路24连接各投影仪密封箱211。具体来说，该通气管路24可以包括冷气入风管241及热气出风管242。主动散热设备23可以经由该冷气入风管241向各投影仪密封箱211中鼓入冷风，并经由该热气出风管242从各投影仪密封箱211中抽出热风，从而向各投影仪21提供常压的主动散热，以防止投影仪21在低压的飞行模拟环境下发生过热损坏。此外，该主动散热设备23还可以通过调节该冷气入风管241以及该热气出风管242的风速，以维持各投影仪密封箱211内部气压的稳定。

请进一步参考图4A及图4B，图4A及图4B示出了根据本发明的一些实施例提供的投影球幕的结构示意图。

如图4A及图4B所示，在一些实施例中，为了向受训人员提供较好的飞行模拟视野，投影幕22可以选用大尺寸的投影球幕。相比于传统飞行模拟机采用反射薄膜来构成投影球幕的方案，本发明的投影幕22可以由表面涂覆反射涂料的高强度硬质材料(例如：钢板、铝合金板)构成，从而防止大尺寸的投影球幕22在释压的飞行模拟环境下发生抖动，并防止飞行模拟画面随投影球幕22的抖动而发生变形或晃动。此外，通过选用高强度的硬质材料来构成投影幕22，本发明还可以有效降低幕布在释压及充压的循环变化中受到的拉压力，从而抑制疲劳裂痕的产生，以延长投影幕22的使用寿命短，并降低投影幕22的维护成本。

进一步地，为了满足低压、低氧和/或释压的飞行模拟环境需求，低压舱11的舱体可以被设计为一个整体结构，只保留供受训人员出入的入口门，以提升低压舱11的密封性。该入口门的尺寸较小，无法把整个飞行模拟机和投影幕墙22直接搬入低压舱11体内直接使用。因此，在一些实施例中，该投影球幕22可以由多片硬质幕片(例如：钢板)41拼接组成。该多片硬质幕片41可以经由图2所示的球幕支撑固定骨架25，固定安装于低压舱11的内部。

具体来说，球幕支撑固定骨架25可以包括多根纵向弧形框架钣金42、多根横向弧形框架钣金43，以及多个连接角片44。该纵向弧形框架钣金42、横向弧形框架钣金43及连接角片44可以选用钢材、铝合金材料制成。技术人员可以首先经由入口门，将各硬质幕片41、各弧形框架钣金42～43及各连接角片44搬入低压舱11内部。之后，技术人员可以如图4B所示地利用各连接角片44拼接固定各弧形框架钣金42～43，以搭建球幕支撑固定骨架25。再之后，技术人员可以利用多根弧形框架钣金42～43，分别固定各硬质幕片41的上、下、左、右各边，以分别固定安装各硬质幕片41，从而构成图4A所示的半球面投影球幕22。再之后，技术人员可以在拼接而成的投影球幕22表面涂覆细腻、光滑的反光材料，一方面增强投影球幕22的透镜效果，以提升飞行模拟视景的清晰度，另一方面填补各硬质幕片41之间的拼接缝隙，以消除拼接缝隙对飞行模拟视景质量的影响。

通过采用上述拼接投影球幕22的方案，本发明一方面可以适应尺寸较小的低压舱11入口门，通过缩小入口门的尺寸来提升低压舱11的密封性，并维持其低压环境，另一方面可以利用球幕支撑固定骨架25对各硬质幕片41的多点固定，进一步提升大尺寸投影球幕22各点的稳定性，从而防止投影球幕22在释压的飞行模拟环境下发生抖动，并降低投影球幕22在释压及充压的循环变化中受到的拉压力。

请进一步参考图5A及图5B，图5A及图5B示出了根据本发明的一些实施例提供的球幕支撑固定骨架的安装示意图。

如图5A所示，在一些实施例中，球幕支撑固定骨架25的固定机构可以优选地包括固定直角片51、铆钉52及螺栓53。固定直角片51的一面与硬质固定方管42或43连接并通过螺栓53进行固定，而其另一直角面通过铆钉52，以地脚螺栓的方式固定连接低压舱11的底面、侧面和/或顶面53，从而进一步提升球幕支撑固定骨架24的整体稳定性。

如图5B所示，在一些实施例中，球幕支撑固定骨架24的各硬质固定方管42～43之间也可以通过固定直角片51来连接，并经由铆钉52和/或螺栓53来进行固定，从而进一步提升球幕支撑固定骨架24中各位置的局部稳定性。

请进一步参考图6，图6示出了根据本发明的一些实施例提供的预抽真空舱的示意图。

如图6所示，在一些实施例中，为了提供释压的飞行模拟环境以模拟飞机紧急迫降等场景，本发明提供的上述飞行模拟机还可以优选地配置有预抽真空舱13。该预抽真空舱13可以经由一个大型的密封建筑来实现，其体积可以在低压舱11体积的两倍以上，并优选为低压舱11体积的3～5倍。对应地，低压舱11中可以设有一个或多个圆形的抽气孔61。该抽气孔61经由一条或多条抽气管道62连接预抽真空舱13，并由各抽气管道62内部的开关阀门来实现低压舱11与预抽真空舱13的气密性隔离。

在飞行模拟训练的过程中，预抽真空舱13可以首先经由真空泵的预先抽气，以达到几乎真空的状态。之后，在模拟飞机紧急迫降等场景时，飞行模拟机可以同时开启各抽气管道62内部的开关阀门。此时，由于预抽真空舱13内的气压远低于低压舱11内的气压，低压舱11内的空气将在压差作用下，经由抽气孔61及抽气管道62被瞬间抽入预抽真空舱13内，从而使得低压舱11内的气压急剧下降，并在低压舱11内形成低压、低氧的释压飞行模拟环境。

相比于采用真空泵直接抽气的传统方案，本发明通过配置大型的预抽真空舱13来抽走低压舱11内的空气，能够在1～10秒以内完成低压舱11的瞬间释压，从而有效提升低压舱11内气压的下降速度，并满足释压飞行模拟环境的训练需求。

进一步地，在一些优选的实施例中，飞行模拟机还可以根据飞行模拟训练中飞机下降的速度等因素，对应地调节各抽气管道62内部的开关阀门的开启数量和/或开启程度，从而模拟不同速率的释压环境和/或平缓降压的低压、低氧环境，以满足各种不同的飞行模拟场景的需求。

进一步地，在另一些实施例中，抽气孔61可以优选地设置于低压舱11的底部，以防止上述急速抽气的过程吸走设于低压舱11顶部的投影仪21和/或坐在模拟舱中的受训人员，从而提升飞行模拟机的安全性。更进一步地，飞行模拟机的低压舱11中还可以优选地设有底盘地板，用于抬高飞行模拟机的模拟舱及投影幕22，使其远离低压舱11底部的抽气孔61，以降低释压瞬间的空气湍流，并提升释压瞬间的气压均匀度。

请进一步参考图7，图7示出了根据本发明的一些实施例提供的底盘地板的结构示意图。

如图1B及图7所示，在一些实施例中，底盘地板70上设有多个压力平衡孔71～73，其中，压力平衡孔71可以设于投影幕22之后，压力平衡孔72可以设于投影幕22与模拟舱之间，而压力平衡孔73可以设于模拟舱之前。该多个压力平衡孔71～73可以均匀地布置于模拟舱和/或投影幕22的周围，以平衡模拟舱和/或投影幕22周围的气压，从而降低释压瞬间的空气湍流，并提升释压瞬间的气压均匀度。如此，本发明可以进一步防止模拟舱外壁及投影球幕22在释压的飞行模拟环境下发生抖动，并进一步降低模拟舱外壁及投影球幕22在释压及充压的循环变化中受到的拉压力。

此外，在压力平衡孔73的前方可以优选地设有护栏74，用于防止受训人员跌落底盘地板70。

此外，为了缩小入口门的尺寸来提升低压舱11的密封性，并提升底盘地板上70各点的稳定性，该底盘地板70也可以采用分片设计，并经由底盘支撑固定骨架75固定安装于低压舱11的内部。

具体请参考图8，图8示出了根据本发明的一些实施例提供的底盘地板的拼接示意图。如图8所示，在一些实施例中，底盘地板70可以由多个地板拼接片81～82拼接组成。具体来说，技术人员可以首先经由入口门，将各地板拼接片81～82及底盘支撑固定骨架75的各底盘固定方管搬入低压舱11内部，再拼接固定各底盘固定方管，以搭建底盘支撑固定骨架75。之后，技术人员可以将底盘支撑固定骨架75，固定安装于低压舱11的底面和/或侧面，再利用多个沉头螺钉83将各地板拼接片81～82分别固定在底盘支撑固定骨架75的各底盘固定方管上，以构成图7所示的底盘地板70。

进一步地，在一些实施例中，底盘支撑固定骨架75的固定机构可以优选地包括固定直角片、铆钉及螺栓。固定直角片的一面与底盘支撑固定骨架75的底盘固定方管连接，并通过螺栓进行固定，而其另一直角面通过铆钉，以地脚螺栓的方式固定连接低压舱11的底面和/或侧面，从而进一步提升底盘支撑固定骨架75的整体稳定性，其具体连接方式与图5A类似，在此不做赘述。

此外，在一些实施例中，底盘支撑固定骨架75的各底盘固定方管之间，也可以通过固定直角片来连接，并经由铆钉和/或螺栓来进行固定，从而进一步提升底盘固定方管中各位置的局部稳定性，其具体连接方式与图5B类似，在此不做赘述。

进一步地，在图6所示的实施例中，低压舱11还可以优选地设有应急逃生出口63。具体来说，该应急逃生出口63可以设于低压舱11的侧壁，在常态下处于封闭状态，并支持受训人员从低压舱11的内部通过电子及机械方式打开，以便于受训人员在紧急情况下的安全撤离，从而保障受训人员的人身安全。

更进一步地，该应急逃生出口63的屏蔽门优选为向低压舱11内部旋转打开的方式，以防止屏蔽门被低压舱11的内外气压差锁死。尤其是在低压的飞行模拟环境下，响应于受训人员打开应急逃生出口63的操作，该屏蔽门的锁止机构将被解除。此时，屏蔽门可以在低压舱11的内外气压差的作用下自发向内旋转以打开应急逃生出口63，从而更便于受训人员在紧急情况下的安全撤离。

此外，在图6所示的实施例中，低压舱11还可以优选地设有观察窗64。具体来说，该观察窗可以设于低压舱11靠近教员台的侧壁，并由透明的钢化玻璃制成。如此，飞行教员可以便捷地经由观察窗64来观察低压舱11内部的情况，并对应地设置训练内容、及时地与低压舱11内部的受训人员进行训练交流，并及时地紧急停止训练以保障受训人员的人身安全。

进一步地，如图1A及图1B所示，在一些实施例中，本发明提供的上述飞行模拟机中还包括模拟舱。该模拟舱设于低压舱11的内部，以供受训人员进行飞行模拟训练。具体请参考图9A～图9C，图9A～图9C示出了根据本发明的一些实施例提供的模拟舱的示意图。

如图1A、图1B及图9A～图9C所示，本发明提供的上述模拟舱中包括模拟机头91、飞行操控组件92、侧杆操控组件93、脚蹬94、头顶操控仪表台、中央操控仪表台95、内饰板96、正副座椅97、操纵负载98和/或仪表框架99。

如图9A所示，在一些实施例中，为了缩小入口门的尺寸来提升低压舱11的密封性，并提升飞行模拟机头91各点的稳定性，该飞行模拟机头91可以采用分片设计，由多片机头钢板911组成。技术人员可以经由入口门，将各机头钢板911搬入低压舱11内部，再通过铆钉和/或螺栓的方式拼接固定各机头钢板911，以搭建飞行模拟机头91。优选地，该飞行模拟机头91的窗口位置912可以保留镂空状态，以进一步降低释压瞬间的空气湍流，并进一步提升释压瞬间的气压均匀度。如此，本发明可以进一步防止飞行模拟机头91外壁在释压的飞行模拟环境下发生抖动，并进一步降低飞行模拟机头91外壁在释压及充压的循环变化中受到的拉压力，从而抑制疲劳裂痕的产生，以延长飞行模拟机头91的使用寿命短，并降低飞行模拟机头91的维护成本。

此外，如图9B及图9C所示，在一些实施例中，仪表框架99和中央操控仪表台框架可以固定于飞行模拟机头91，而各飞行模拟的仪表可以安装到该仪表框架99及该中央操控仪表台框架上，再经由该仪表框架99及该中央操控仪表台框架安装到飞行模拟机头91。该正副座椅97可以通过螺栓紧固在飞行模拟机头91的地板上。该操纵负载98及脚蹬94可以通过螺栓紧固在飞行模拟机头91地板上。左右侧杆操控组件93也可以通过螺栓固在飞行模拟机头91的地板上。

进一步地，为了避免各飞行模拟设备91～99在低压环境下发生过热损坏，并避免各飞行模拟设备91～99在释压瞬间发生膨胀损坏，这些飞行模拟设备91～99可以优选地选用飞机的真实配件，以进一步提升飞行模拟机的可靠性。

请进一步参考图10，图10示出了根据本发明的一些实施例提供的数据采集分析系统的架构示意图。

如图10所示，在一些实施例中，本发明提供的上述数据采集系统可以包括数据采集层及数据传输层。该数据采集层包括至少一个飞行模拟数据获取接口、至少一个生理信号获取设备，以及至少一个心理数据获取设备，用于获取至少一个模拟机状态数据、受训人员和/或飞行教员对模拟机的至少一个操作数据、受训人员的至少一个生理信号数据，和/或受训人员的至少一个心理数据等多个维度的训练数据。例如，该飞行模拟数据获取接口包括飞行模拟机的通信接口，用于获取飞行高度、飞行速度、舱内气压、舱内温度、舱内含氧量等多个维度的模拟机状态数据，和/或受训人员对飞行操控组件、侧杆操控组件、脚蹬、头顶操控仪表台、中央操控仪表台和/或操纵负载等多个设备的操作指令。又例如，该飞行模拟数据获取接口还包括数字视频音频信号的输入设备，用于获取向受训人员播放的飞行模拟视景的视频和/或音频。又例如，该生理信号获取设备包括但不限于脑电仪、眼动仪、呼气仪、肌电仪、皮电仪、心跳仪、血压仪、血氧仪、体温仪，用于采集受训人员的脑电波、眼动、呼气、肌电、皮电、心跳、血压、血氧、体温等多项生理信号参数。又例如，该心理数据获取设备包括但不限于情绪识别系统和/或红外脑功能成像系统，其中，该情绪识别系统通过识别受训人员的动作和/或表情来确定受训人员的情绪，该红外脑功能成像系统通过采集受训人员的大脑温度信息来判断其大脑活动区域，并评价其疲劳状态。

上述数据传输层包括实验环境数据模块、模拟机飞行状态数据模块、心理生理数据模块、动作捕捉数据模块、视频音频数据模块、飞行员操控模拟机数据，负责使用USB、网口、串口等接口，将数据采集层采集的多个维度的训练数据发送至数据处理层。进一步地，由于飞行模拟机和各个人体生理采集设备有各自采样工作频率，上述数据采集系统的数据传输层可以优选地配置有数据同步单元。该数据同步单元采用同步标记与检测算法，实现多维度数据在时间维度上的对齐，并将各时刻的模拟机状态数据、操作数据、生理信号数据和/或心理数据输出到同一时间的文件中，以便数据分析系统进行数据分析。

此外，如图10所示，本发明提供的上述数据分析系统可以包括数据处理层及数据分析层。该数据处理层主要负责对数据进行初步处理。该初步处理包括但不限于数据存储、数据检索、数据可视化、数据融合、数据挖掘等功能。

上述数据分析层是数据采集分析系统的最上层，能够对同步获取的多个维度的训练数据进行飞行模拟机状态分析、操作分析、生理信号时域分析、生理信号频域分析、眼动兴趣区分析、动作识别分析、面部表情识别分析和/或情感分析，从而根据受训人员在低压、低氧、释压瞬间等各种飞行模拟条件下的模拟机状态数据、操作指令、生理信号参数、情绪状态和/或疲劳状态，综合地评估飞行模拟训练的结果。

如此，本发明提供的上述飞行模拟机，能够同步采集受训人员在低压、低氧、释压瞬间等极端环境下的训练数据，并对其进行综合的评估分析，从而将低压、低氧、释压瞬间等极端环境下的模拟机状态数据、操作数据、生理信号数据和/或心理数据纳入飞行模拟训练的考核及评估范围，以提升飞行模拟训练评估结果的准确性及全面性。

尽管为使解释简单化将上述方法图示并描述为一系列动作，但是应理解并领会，这些方法不受动作的次序所限，因为根据一个或多个实施例，一些动作可按不同次序发生和/或与来自本文中图示和描述或本文中未图示和描述但本领域技术人员可以理解的其他动作并发地发生。

本领域技术人员将可理解，信息、信号和数据可使用各种不同技术和技艺中的任何技术和技艺来表示。例如，以上描述通篇引述的数据、指令、命令、信息、信号、位(比特)、码元、和码片可由电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光学粒子、或其任何组合来表示。

本领域技术人员将进一步领会，结合本文中所公开的实施例来描述的各种解说性逻辑板块、模块、电路、和算法步骤可实现为电子硬件、计算机软件、或这两者的组合。为清楚地解说硬件与软件的这一可互换性，各种解说性组件、框、模块、电路、和步骤在上面是以其功能性的形式作一般化描述的。此类功能性是被实现为硬件还是软件取决于具体应用和施加于整体系统的设计约束。技术人员对于每种特定应用可用不同的方式来实现所描述的功能性，但这样的实现决策不应被解读成导致脱离了本发明的范围。

尽管上述的实施例所述的数据采集分析系统可以通过软件与硬件的组合来实现。但是可以理解，该数据采集分析系统也可以单独在软件或硬件中加以实施。对于硬件实施而言，该数据采集分析系统可在一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、用于执行上述功能的其它电子装置或上述装置的选择组合来加以实施。对软件实施而言，该数据采集分析系统可通过在通用芯片上运行的诸如程序模块(procedures)和函数模块(functions)等独立的软件模块来加以实施，其中每一个模块执行一个或多个本文中描述的功能和操作。

结合本文所公开的实施例描述的各种解说性逻辑模块、和电路可用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其设计成执行本文所描述功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协作的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。

提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。

Claims (13)

1.一种飞行模拟机，其特征在于，包括：

低压舱，用于提供低压和/或释压的飞行模拟环境；

数据采集系统，用于采集所述飞行模拟机和/或受训人员在所述低压和/或释压的飞行模拟环境下的多个维度的训练数据，其中，所述多个维度的训练数据包括至少一个模拟机状态数据、至少一个操作数据、至少一个生理信号数据和/或至少一个心理数据；

数据分析系统，根据所述飞行模拟机和/或受训人员在所述低压和/或释压的飞行模拟环境下的所述至少一个模拟机状态数据、所述至少一个操作数据、所述至少一个生理信号数据和/或所述至少一个心理数据，确定飞行模拟训练的结果；以及

视景系统，设于所述低压舱的内部，以在所述低压舱内显示飞行模拟视景，其中，所述视景系统包括投影仪及主动散热设备，所述投影仪设于投影仪密封箱中，以应对低压的飞行模拟环境和/或释压的飞行模拟环境，所述主动散热设备设于所述低压舱外，并经由通气管路连接所述投影仪密封箱，向所述投影仪提供常压的主动散热，以应对所述低压的飞行模拟环境。

2.如权利要求1所述的飞行模拟机，其特征在于，所述视景系统还包括投影幕，所述投影幕由高强度的硬质材料构成，以应对所述释压的飞行模拟环境。

3.如权利要求2所述的飞行模拟机，其特征在于，所述投影幕包括投影球幕，所述投影球幕由多片硬质幕片组成，其中，所述多片硬质幕片经由球幕支撑固定骨架，固定安装于所述低压舱的内部。

4.如权利要求1所述的飞行模拟机，其特征在于，还包括预抽真空舱，所述预抽真空舱的体积在所述低压舱的体积的两倍以上，

所述低压舱中设有抽气孔，所述抽气孔经由抽气管道连接所述预抽真空舱，

所述预抽真空舱经由所述抽气孔及所述抽气管道抽走所述低压舱内部的气体，以提供低压、低氧和/或释压的飞行模拟环境。

5.如权利要求4所述的飞行模拟机，其特征在于，所述抽气孔设于所述低压舱的底部，所述低压舱中还设有底盘地板，所述底盘地板抬高所述飞行模拟机的模拟舱及投影幕，以远离所述抽气孔。

6.如权利要求5所述的飞行模拟机，其特征在于，所述底盘地板上设有多个压力平衡孔，所述多个压力平衡孔分别设于所述模拟舱和/或所述投影幕的周围，以平衡所述模拟舱和/或所述投影幕周围的气压。

7.如权利要求4所述的飞行模拟机，其特征在于，所述底盘地板由多个地板拼接片组成，其中，所述多个地板拼接片经由底盘支撑固定骨架，固定安装于所述低压舱的内部。

8.如权利要求1所述的飞行模拟机，其特征在于，所述低压舱还设有应急逃生出口，所述应急逃生出口在常态下处于封闭状态，并支持从所述低压舱的内部打开。

9.如权利要求1所述的飞行模拟机，其特征在于，还包括模拟舱，所述模拟舱设于所述低压舱的内部，以供所述受训人员进行飞行模拟训练，其中，所述模拟舱中包括模拟机头、飞行操控组件、侧杆操控组件、脚蹬、头顶操控仪表台、中央操控仪表台、内饰板、正副座椅、操纵负载和/或仪表框架。

10.如权利要求1所述的飞行模拟机，其特征在于，所述数据采集系统中包括至少一个飞行模拟数据获取接口、至少一个生理信号获取设备、至少一个心理数据获取设备，以及数据同步单元，用于同步获取所述多个维度的训练数据。

11.如权利要求10所述的飞行模拟机，其特征在于，所述数据分析系统根据所述多个维度的训练数据，进行飞行模拟机状态分析、操作分析、生理信号时域分析、生理信号频域分析、眼动兴趣区分析、动作识别分析、面部表情识别分析和/或情感分析，以确定所述飞行模拟训练的结果。

12.如权利要求1所述的飞行模拟机，其特征在于，还包括教员台和/或计算机房，其中，所述教员台包括应急开关、显示屏、控制输入设备、麦克风和/或便携式控制终端，所述计算机房中设有主配电柜、电源分配柜、计算机机柜、接口控制柜、不间断电源组件和/或主动散热设备，

所述低压舱经由线缆与所述教员台和/或所述计算机房进行数据交互。

13.如权利要求12所述的飞行模拟机，其特征在于，所述低压舱还设有观察窗，所述观察窗设于所述低压舱靠近所述教员台的侧壁，并由透明的钢化玻璃制成。

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