CN202632580U - 飞机飞行弹射一体化训练模拟器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种飞机飞行弹射一体化训练模拟器，属于模拟器领域。该模拟器包括：座舱、主仿真系统、弹射架设备、视景系统和教员控制台；其中，座舱为密闭式机舱形结构，舱体上设有舱门和弹射出口；所述主仿真系统，与视景系统通信连接，用于输出模拟飞行训练和/或武器训练的数据信息；视景系统，用于接收主仿真系统输出的数据信息，并根据数据信息生成并显示飞行训练和/或武器训练的仿真视景画面；弹射架设备，与主仿真系统通信连接，其弹射座椅与座舱上设置的弹射出口位置相对应；教员控制台，与主仿真系统通信连接，用于控制主仿真系统实现模拟飞行训练、武器训练及弹射训练。该模拟器操作方便，功能完善，模拟仿真效果好。

Description

飞机飞行弹射一体化训练模拟器

技术领域

本实用新型涉及模拟器领域，尤其涉及一种训练飞行员用的飞机飞行弹射一体化训练模拟器。

背景技术

由于硬件设备的限制，目前飞机的飞行训练、武器训练以及弹射训练等科目割裂成一系列训练设备，使每个科目的训练相对独立，不具备连续性，不能做到把基本飞行技能训练、武器系统训练及应急处置技能训练(包含应急情况处置和弹射)集合于一个模拟器中，进行全过程、连续地综合训练，不趋近于真实的飞机操作情况。

实用新型内容

本实用新型实施方式提供一种飞机飞行弹射一体化训练模拟器，可以仿真飞机飞行的实际状态，使受训的飞行员在身临其境的状态进行模拟飞行训练、武器训练及弹射训练，更好的掌握飞行技能。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

本实用新型实施方式提供一种飞机飞行弹射一体化训练模拟器，包括：

座舱、主仿真系统、弹射架设备、视景系统和教员控制台；其中，

所述座舱为密闭式机舱形结构，舱体上设有舱门和弹射出口；

所述主仿真系统，与所述视景系统通信连接，用于输出模拟飞行训练和/或武器训练的数据信息；

所述视景系统，用于接收所述主仿真系统输出的数据信息，并根据所述数据信息生成并显示飞行训练和/或武器训练的仿真视景画面；

所述弹射架设备，与所述主仿真系统通信连接，其弹射座椅与所述座舱上设置的弹射出口位置相对应；

所述教员控制台，与所述主仿真系统通信连接，用于控制所述主仿真系统实现模拟飞行训练、武器训练及弹射训练。

由上述提供的技术方案可以看出，本实用新型实施方式通过座舱、主仿真系统、视景系统和弹射架设备与教员控制台有机配合形成飞机飞行弹射一体化训练模拟器，该飞机飞行弹射一体化训练模拟器可以仿真飞机飞行的实际状态，使受训的飞行员在身临其境的状态进行，进行模拟飞行训练、武器训练及弹射训练，更好的掌握飞行技能。具有结构简单、操作方便，模拟仿真效果好的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本实用新型实施例提供的训练模拟器的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的训练模拟器的座舱设备示意图；

图3为图2的A处放大示意图；

图4为图2的B处放大示意图；

图5为本实用新型实施例提供的训练模拟器的弹射架设备示意图；

图6为本实用新型实施例提供的训练模拟器的主仿真系统示意图；

图1中各标号对应的部件名称为：

1-教员控制台；2-视景系统的图形处理计算机；3-空调室外机；4-空调室内机；5-UPS；6-主仿真系统；7-干燥机；8-空气压缩机；9-座舱的外舱；10-视景系统的显示装置；11-遮光罩；12-弹射架设备；13-座舱；14-视景系统的投影幕。

图2～4中各标号对应的部件名称为：

31-座舱；32-座舱平台；33-指示仪表；34-平显梁；35-火控投影机支架总成；36-扶梯；37-嵌入式壁灯；38-主操纵设备和辅助操纵设备；39-舱外台阶；

图5中各标号对应的部件名称为：

51-基座组件；52-弹射储气罐组件；53-弹射座椅；54-滑架组件；55-弹射气缸组件；56-弹射导轨组件；57-下支撑杆；58-上支撑杆。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

本实用新型实施例一种飞机飞行弹射一体化训练模拟器，如图1所示，该模拟器包括：座舱、主仿真系统、弹射架设备、视景系统和教员控制台；

其中，座舱为密闭式机舱形结构，舱体上设有舱门和弹射出口；

主仿真系统，与视景系统通信连接，用于输出模拟飞行训练和/或武器训练的数据信息；

视景系统，用于接收所述主仿真系统输出的数据信息，并根据所述数据信息生成并显示飞行训练和/或武器训练的仿真视景画面；

弹射架设备，与主仿真系统通信连接，其弹射座椅与所述座舱上设置的弹射出口位置相对应；

教员控制台，与主仿真系统通信连接，用于控制所述主仿真系统实现模拟飞行训练、武器训练及弹射训练。

上述模拟器中，座舱结构如图2所示，包括：相互连接的内舱和外舱；其中，所述舱门和弹射出口均设置在内舱上；弹射架设备、主仿真系统和视景系统均设置在内舱内。

上述模拟器的内舱内还设有座舱设备和操纵负荷设备。其中，座舱设备如图3～5所示，包括：指示仪表、控制器和通讯设备；指示仪表与控制器电连接；控制器与通讯设备通信连接。

操纵负荷设备包括：主操纵设备和辅助操纵设备；

其中，主操纵设备包括升降舵操纵设备、副翼操纵设备和方向舵操纵设备；

升降舵操纵设备或方向舵操纵设备均为硬式杆系传动的机械飞行操纵器，副翼操纵设备为硬式杆系传动的不可逆助力操纵器。

上述模拟器中，外舱内可以设置由投影球幕、投影机和电气设备连接构成的辅助教学设备。

上述座舱内弹射座椅前方的舱体内设有视景系统和操纵负荷设备；座舱内的弹射座椅设置在弹射架设备的弹射架上，弹射架设备上端对应从座舱顶端的弹射出口伸出座舱。

上述模拟器中，主仿真系统包括：实时管理系统模拟处理装置、飞行系统模拟处理装置、发动机系统模拟处理装置、飞机系统模拟处理装置和火控系统模拟处理装置；

其中实时管理系统模拟处理装置，分别与飞行系统模拟处理装置、发动机系统模拟处理装置、飞机系统模拟处理装置和火控系统模拟处理装置通信连接，用于实时对于各个装置的运行情况进行调度；

飞行系统模拟处理装置，与所述实时管理系统模拟处理装置通信连接，用于输出飞行参数信息；如飞行位置、姿态等主要参数信息；

发动机系统模拟处理装置，与所述实时管理系统模拟处理装置通信连接，用于输出发动机参数信息，如发动机推力、燃油消耗率、滑油流量/温度等主要参数信息；

飞机系统模拟处理装置，与所述实时管理系统模拟处理装置通信连接，用于输出飞机参数信息；如飞机相关操纵信息、显示设备的控制逻辑信息；

火控系统模拟处理装置，与所述实时管理系统模拟处理装置通信连接，用于输出武器操纵参数信息；如武器系统的操纵逻辑信息、及导弹/火箭弹等武器的发射轨迹信息。

上述主仿真系统分别与座舱设备、操纵负荷设备、弹射架设备和视景系统通信连接，用于根据设定的仿真程序对各设备进行控制，仿真出飞机的飞行状态。

实际中，主仿真系统可采用由内部设置实时管理系统模拟模块(作为实时管理系统模拟处理装置)、飞行系统模拟模块(作为飞行系统模拟处理装置)、发动机系统模拟模块(作为发动机系统模拟处理装置)、飞机系统模拟模块(作为飞机系统模拟处理装置)和火控系统模拟模块(作为火控系统模拟处理装置)的主控计算机构成。

上述模拟器中的弹射架设备如图6所示，由基座组件、弹射储气罐组件、弹射座椅、滑架组件、弹射气缸组件、弹射导轨组件、下支撑杆、上支撑杆、弹射姿势检测装置、停挂和复位装置和弹射架控制器组成；

其中，弹射导轨组件一端活动设置在基座组件上，弹射导轨组件上、下端分别设置上、下支撑杆；

弹射座椅通过滑架组件滑动设置在所述弹射导轨组件上，弹射座椅上设有弹射姿势检测装置；

弹射储气罐组件设置在基座上，弹射储气罐组件与弹射气缸组件连接；

弹射气缸组件的弹力输出端与所述弹射导轨组件上的弹射座椅连接；停挂和复位装置设置在弹射导轨组件上；

弹射座椅处的基座上设有弹射架控制器。

上述弹射架设备中可以设置空气压缩机，提供压缩空气，经冷干机过滤后，经气路与弹射气缸组件的弹射气缸连接，作为弹射座椅弹射的驱动力。

上述模拟器中，视景系统包括：显示装置和图形处理计算机；其中，

用于对接收的画面数据进行显示的显示装置，与接收主仿真系统输出的数据信息，并根据数据信息生成飞行训练和/或武器训练的仿真视景画面的图形处理计算机通信连接。其中，显示装置可采用投影机和球幕，而图形处理计算机可采用图形工作站，图形工作站通过光纤同投影机连接，生成并输出仿真视景环境，投影显示在球幕上，可在投影机上设置遮光罩，从而确保座舱内完全暗室的训练环境。

实际中，显示装置可由多套投影机和投影幕构成，如针对飞行的飞行显示的投影机及投影幕，和显示武器训练的火控显示的投影机及投影幕。

上述模拟器中，教员控制台包括：设定训练相关各参数的主培训分设备、显示座舱内视景和仪表的变化及采集学员的操纵动作的仪表显示分设备、视景显示分设备和对整个操纵过程进行录像及回放的监控分设备；

其中，

主培训分设备，与所述主仿真系统通信连接，根据训练科目要求，设置训练参数；

视景显示分设备，与所述视景系统通信连接，同步显示视景系统输出的视频信号；

仪表显示分设备，与所述主仿真系统通信连接，实时显示座舱内仪表信息变化情况；

监控分设备，与所述座舱内设置的监控摄像头通信连接，实时监控座舱内学员的操纵培训情况。

上述模拟器还可以设置空调室外机，设置在座舱上，通过气路与座舱内设置的空调室内机连接，保证仿真模拟座舱内部的训练环境。

上述模拟器还可以设置UPS主机，通过电缆与UPS电池柜相连接，为整个模拟器设备提供不间断稳定电源。

下面将结合附图1～6和具体实施例对上述模拟飞行器作进一步说明。

本实用新型的飞机飞行弹射一体化训练模拟器是一台包括机械、电气和数字处理系统的大型训练设备。从结构上看，可分为以下九个标准组成部分：

(一)座舱

模拟器的座舱被分为内舱和外舱两个部分，前舱为模拟的K-8T飞机前飞行座舱，是整个模拟器的最终仿真目标，体现真实飞机座舱的内部结构和布局。模拟座舱结构的外舱包含投影球幕，提供了投影机及其他电气设备的安装空间，为飞行学员提供独立的仿真训练环境，同时也是受训人员的进出通道。

(二)座舱设备

座舱设备是对K-8T型飞机前舱全功能状态的模拟，为了达到更好的模拟效果，座舱设备的外观、控制盒功能都与飞机真实件一致。具体构成分为以下三类：

a)指示仪表包括指示飞机姿态的应急地平表；指示发动机状态的发动机高/低压转子转速表、滑油压力温度表、涡轮级间温度表指示器和燃油流量指示器；指示飞行状态的气压高度表、空速表、升降速度转弯组合表、座舱高度压差表、加速度表和应急磁罗盘；指示电压的电压表、压力系统的压力表和航空时钟。

b)控制器包括告警系统的火警控制盒、综合告警显示灯盒；通讯系统的通讯控制盒、机内通话器、电台控制盒(KTR909B)、TCN/ILS控制盒(KNR634A)；及军械综合显示器、武器控制盒、无线电罗盘控制盒(WL-7BII)和其他的辅助控制盒及器件。

c)显示系统，包括平显和多功能显示器。

(三)操纵负荷设备

K-8T飞机的操纵负荷设备由主操纵设备和辅助操纵设备两部分组成。主操纵设备包括升降舵操纵设备、副翼操纵设备和方向舵操纵设备三个操纵部分，其中升降舵、方向舵操纵设备为硬式杆系传动的机械飞行操纵器，副翼操纵设备为硬式杆系传动的不可逆助力操纵设备。辅助操纵设备包括三个主操纵设备的配平系统，主要用于保持飞机平飞或稳定某种飞行状态时的减小或消除杆(或脚蹬)力，包括升降舵、方向舵调整片操纵系统和副翼调整片效应机构。飞行弹射一体化训练模拟器的操纵负荷设备将模拟K-8T飞机的操纵系统全部的操纵特性和功能，给飞行员以真实的操纵感觉。

(四)弹射架设备：

弹射架系统是供飞行人员在地面练习弹射跳伞离机动作的设备。弹射架系统主要由弹射导轨组件、基座、滑车、座椅、气动系统、停挂和复位系统、导轨升降和支撑机构、弹射姿势检测装置、弹射架控制部分等部件组成(见图3)。

(五)主仿真系统

在主控计算机上，建立飞机的数学仿真计算和控制模型，实现对整个模拟器其余分系统的一个实时调度。内部处理模块主要由下述四个模块组成：

(5.1)实时管理模拟模块；(5.2)飞行系统模拟模块；(5.3)发动机模拟模块；(5.4)飞机系统模拟模块。

各处理模块按程序指令精确地模拟包括飞行、发动机、燃油、液压与氮气、电气与照明等所有飞机系统静动态特性。优化的仿真软件设计将在功能、精确性和真实性方面提供最大逼真度。本节以后的内容也将分别对以上飞行系统、发动机系统等纯软件仿真模块进行叙述，其中燃油、液压与氮气等部分的软件将由飞机系统负责。

(六)视景系统

视景系统主要由以下部分组成：图形生成器IG(Image Generator)，投影显示设备。其中，图形生成器可采用E&S的EPX500。硬件组成：4+1通道EPX-500PC Combiner图形生成器，硬件包含以下：一台实时计算机(Real-Time)、八台图形发生器(GraphicsProcessor)、2台图形发生器备件(Graphics Processor Spare)一台视频流管理器(VideoStream Mananger)、一个千兆以太网交换器(Gigabit Data Switch)、一个通道同步交换器(EPLock Switch)、一个千兆以太网交换机(Gigabit Data Switch)、一个液晶显示器和键鼠套件(User Console)、一个电源管理器(PDU)。

投影显示设备：K-8T飞机飞行弹射一体化训练模拟器可采用比利时BARCO公司的投影显示系统SEER4系统解决方案。

(七)音响设备

音响设备主要是利用计算机和声卡来模拟飞机的各种声响(处理声音的流程如图9所示)。是将所要模拟的声音信号，利用采样变成数字信号，存入到计算机中，然后需要时经过声卡放出。可以获得的声音同真飞机发出的声音一样，效果最佳。

(8)教员台系统

教员控制台由主培训分设备，监控分设备，教员台辅助设备三部分组成。主培训分设备可以实现教员管理、学员管理、课程设置、结果评估、参数显示等功能；监控分设备动态的显示座舱内视景和仪表的变化；还可以通过视频采集实时观察学员的操纵动作，以及对整个操纵过程进行录像及回放。

教员控制台作为模拟器整机和教员的人机界面，是模拟器的总控制台，具有各种飞行参数、机场条件、飞机状态的显示和设置、训练课目的设定、飞机故障的设置、以及飞行弹射一体化训练模拟器设备的各种控制等功能。

(9)辅助系统

模拟器应包括各种完善的辅助支持系统，包括电源供给分系统，安全警戒分系统，观摩讲评分系统。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种飞机飞行弹射一体化训练模拟器，其特征在于，包括：

座舱、主仿真系统、弹射架设备、视景系统和教员控制台；其中，

所述座舱为密闭式机舱形结构，舱体上设有舱门和弹射出口；

所述主仿真系统，与所述视景系统通信连接，用于输出模拟飞行训练和/或武器训练的数据信息；

所述视景系统，用于接收所述主仿真系统输出的数据信息，并根据所述数据信息生成并显示飞行训练和/或武器训练的仿真视景画面；

所述弹射架设备，与所述主仿真系统通信连接，其弹射座椅与所述座舱上设置的弹射出口位置相对应；

所述教员控制台，与所述主仿真系统通信连接，用于控制所述主仿真系统实现模拟飞行训练、武器训练及弹射训练。

2.根据权利要求1所述的飞机飞行弹射一体化训练模拟器，其特征在于，所述座舱包括：相互连接的内舱和外舱；其中，所述舱门和弹射出口均设置在所述内舱上，所述弹射架设备、主仿真系统和视景系统均设置在所述内舱内。

3.根据权利要求2所述的飞机飞行弹射一体化训练模拟器，其特征在于，所述内舱内还设有座舱设备和操纵负荷设备。

4.根据权利要求3所述的飞机飞行弹射一体化训练模拟器，其特征在于，所述座舱设备包括：

指示仪表、控制器和通讯设备；其中，

所述指示仪表与所述控制器电连接；

所述控制器与所述通讯设备通信连接。

5.根据权利要求3所述的飞机飞行弹射一体化训练模拟器，其特征在于，所述操纵负荷设备包括：

主操纵设备和辅助操纵设备；其中，所述主操纵设备包括升降舵操纵设备、副翼操纵设备和方向舵操纵设备；

所述升降舵操纵设备或方向舵操纵设备均为硬式杆系传动的机械飞行操纵器，副翼操纵设备为硬式杆系传动的不可逆助力操纵器。

6.根据权利要求2所述的飞机飞行弹射一体化训练模拟器，其特征在于，所述外舱 内设有由投影球幕、投影机和电气设备连接构成的辅助教学设备。

7.根据权利要求1或2所述的飞机飞行弹射一体化训练模拟器，其特征在于，所述主仿真系统包括：

实时管理系统模拟处理装置、飞行系统模拟处理装置、发动机系统模拟处理装置、飞机系统模拟处理装置和火控系统模拟处理装置；其中，

所述实时管理系统模拟处理装置，分别与飞行系统模拟处理装置、发动机系统模拟处理装置、飞机系统模拟处理装置和火控系统模拟处理装置通信连接，用于实时对各装置的运行情况进行调度；

所述飞行系统模拟处理装置，与所述实时管理系统模拟处理装置通信连接，用于输出飞行参数信息；

所述发动机系统模拟处理装置，与所述实时管理系统模拟处理装置通信连接，用于输出发动机参数信息；

所述飞机系统模拟处理装置，与所述实时管理系统模拟处理装置通信连接，用于输出飞机操纵参数信息；

所述火控系统模拟处理装置，与所述实时管理系统模拟处理装置通信连接，用于输出武器的操纵参数信息。

8.根据权利要求1或2所述的飞机飞行弹射一体化训练模拟器，其特征在于，所述弹射架设备由基座组件、弹射储气罐组件、弹射座椅、滑架组件、弹射气缸组件、弹射导轨组件、下支撑杆、上支撑杆、弹射姿势检测装置、停挂和复位装置和弹射架控制器组成；

其中，弹射导轨组件一端活动设置在基座组件上，弹射导轨组件上、下端分别设置上、下支撑杆；

弹射座椅通过滑架组件滑动设置在所述弹射导轨组件上，弹射座椅上设有弹射姿势检测装置；

弹射储气罐组件设置在基座上，弹射储气罐组件与弹射气缸组件连接；

弹射气缸组件的弹力输出端与所述弹射导轨组件上的弹射座椅连接；停挂和复位装置设置在弹射导轨组件上；

弹射座椅处的基座上设有弹射架控制器。

9.根据权利要求1或2所述的飞机飞行弹射一体化训练模拟器，其特征在于，所述视景系统包括：

显示装置和图形处理计算机；其中， 

用于对接收的画面数据进行显示的显示装置，与接收所述主仿真系统输出的数据信息，并根据数据信息生成飞行训练和/或武器训练的仿真视景画面的图形处理计算机通信连接。

10.根据权利要求1所述的飞机飞行弹射一体化训练模拟器，其特征在于，所述教员控制台包括：设定训练相关各参数的主培训分设备、显示座舱内视景和仪表的变化及采集学员的操纵动作的仪表显示分设备、视景显示分设备和对整个操纵过程进行录像及回放的监控分设备；其中，

所述主培训分设备，与所述主仿真系统通信连接，根据训练科目要求，设置训练参数；

所述视景显示分设备，与所述视景系统通信连接，同步显示视景系统输出的视频信号；

所述仪表显示分设备，与所述主仿真系统通信连接，实时显示座舱内仪表信息变化情况；

所述监控分设备，与所述座舱内设置的监控摄像头通信连接，实时监控座舱内学员的操纵培训情况。 

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