涨知识|1:1比例模拟C919驾驶舱的全动飞行模拟机

“大飞机”微信公众号

2017-05-02 20:01

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近日,C919大型客机通过首飞放飞评审,将择机首飞。
ARJ21飞机投入商业运营后保持着较高的签派率。与波音、空客类似,一款新飞机从设计制造到首飞、试飞取证直至交付运营,各个阶段都需要主制造商完成一系列试验验证,其中很多试验验证都必须在飞行模拟机等模拟培训设备中进行。
全动飞行模拟机有多贵?超过千万美元
平时说的飞行模拟机,正式名称叫全动飞行模拟机(Full Flight Simulator),大约有两层楼高,按照真实飞机1:1比例模拟仿真驾驶舱,安装有真实的各类飞机仪表、六自由度电动运动平台,可模拟逼真的驾驶舱飞行环境,此外,根据飞行训练的需要,模拟机除了配有教员台系统以及安装了国内外多个机场的地貌和地形视景数据库,还能模拟风雨雷电、雨雪冰雹等恶劣天气。
每一名飞行员驾驶真实飞机之前都需要在全动飞行模拟机上进行训练。此外,世界民航组织规定,民航飞行员每六个月最少要复训一次,D级全动飞行模拟机可以满足飞行员训练的全部要求,为飞行员全面掌握操作技能提供充分的培训,最大限度确保飞行安全。此外,一些高危险性的试飞科目并不适合在真飞机上完成,比如飞行员如何在完全无动力的情况下滑翔到水面上着陆,类似这种情况就必须用模拟机来代替。
你可能会有疑问,既然全动飞行模拟机这么厉害,那一定价值不菲、性情娇气吧?是的,以波音737和空客A320为例,其全动飞行模拟机价格约为1200万-1500万美元,而且它们必须“住”在终日空调屋内,专业团队还会对其进行日常运行维护。
全动飞行模拟机的研发与飞机整机制造密不可分,因此在飞行模拟机开发方面欧美目前处于领先的地位。中国商飞飞行训练模拟仿真实验室发挥国产民机主制造商优势,参与了ARJ21-700和C919飞机全动飞行模拟机的研制过程,与国际领先的模拟机制造商联合开展了全动飞行模拟机的设计、开发、测试验收以及取证等工作,同时,独立开发了模拟机研制所必需的飞机D级数据包。
太贵?多种“简易版”模拟舱可用来完成简单训练科目
在一些简单训练科目中,飞行/维护训练器可以替代全动飞行模拟机,用于飞行员进行正常、非正常和应急程序训练,同时还可以用于机务维修人员进行飞机动态原理、航线检查、排故等地面维护训练。飞行/维护训练器的外观、布局、面板尺寸等都与真实飞机驾驶舱完全一致,配置有仿真的操纵部件,即驾驶盘、驾驶杆和脚蹬等,能够提供比较真实的训练环境。
在飞行训练中,综合程序训练器(Integrated Procedure Trainer, IPT)主要用于飞行员进行驾驶舱布局的熟悉、正常程序与非正常程序的训练,以及对自动飞行系统、飞行管理系统和指示记录系统等飞机系统的操作和显示的训练,同时还具有部分维护功能,大大降低了培训的时间和成本,提高了训练效率。
民用飞机结构复杂,传统的维修训练方式存在训练时间、训练质量、训练方式、训练效率以及训练成本等方面的不足,尤其对于复杂区域、隐蔽区域的训练效果不佳,将三维虚拟现实技术引入到民用飞机机务培训中,使接受培训的人员通过与虚拟三维环境的仿真交互,使其能够真实感受维修过程,详细体验维修操作,可有效缩短培训周期,提高培训质量,降低培训成本。
三维虚拟培训系统是一种基于投影的CAVE式虚拟现实系统,它由围绕操作人员的多个投影面组成,这些投影面组成一个三维立体结构,操作人员戴上液晶立体眼镜和一种六个自由度的头部跟踪设备,可与虚拟环境进行实时交互。
客舱训练模拟器是按照真实飞机比例复制的带机身客舱段的封闭式设备,包括客舱基本配备和支持设备运行的计算机软件系统。主要用于培训乘务员熟悉客舱总体布局、熟悉应急设备存放位置、舱门操作、应急撤离演练等。
视景系统仿真技术是结合计算机技术、图形图像技术,在仿真领域中较为先进的一种仿真技术,用来模拟飞行仿真时驾驶舱窗外部的空中及地面的真实世界景象,为驾驶员提供所需的飞行环境和飞行信息,并结合运动系统和听觉(声音)系统为驾驶员在地面营造一个高度逼真的虚拟环境,广泛应用于民用飞机飞行训练、维修训练等培训,如全动飞行模拟机、飞行/维护训练器、综合程序训练器以及三维虚拟培训系统等训练设备。飞行模拟机视景系统及视景数据库是该技术在航空领域的典型应用。
计算机辅助培训系统(Computer Based Training,CBT)是基于国际培训标准ATA104规范以及中国民航对飞行、乘务、机务、签派人员的培训标准,采用声音、图像、文字等多种交互技术开发的多媒体课件,具有操作简单、功能完整、网络实时管理、界面图形化等特点,主要用于飞行、机务、乘务、签派学员的理论培训。
桌面式模拟飞行仿真平台是基于模拟飞行游戏软件,结合仪表面板仿真技术,整合、链接飞机设计阶段的各个系统软件仿真模型,为飞机子系统仿真模型的运行与飞机级联调提供集成仿真平台,此外,辅以脚舵、飞行手柄等游戏外设后可满足模拟飞行爱好者对于C919飞机的模拟飞行体验。该仿真平台具有功能完善、成本低廉、寓教于乐、便于移植且通用性强等特点。
飞行模拟机的未来
随着“互联网+”模式被上升为国家战略,中国商飞客服公司深刻认识到利用“互联网+”推进民用飞机培训关键技术创新的机遇性和挑战性,通过开展民用飞机培训运营支持与互联网化相结合的探索,行成“互联网+培训服务”(即E-Training)的全数字化培训服务运营支持模式,其核心服务模式是“平台+内容+服务”。
未来中国商飞将逐步开展基于云计算的民机培训中心“互联网+培训服务”的云服务平台仿真开发,利用云服务平台由用户主导而自主开发生成数字化学习课程与评测体系、运用大数据技术对“互联网+培训服务”的云服务平台中的全过程培训需求数据、培训运营数据与学习行为数据等进行采集与语义分析,构建能够贯穿整个培训业务的培训数据链,再对有决策价值的培训大数据开展数据建模、挖掘与分析,持续改进全数字化培训运营支持能力。
随着VR/AR等虚拟现实技术的进一步发展,未来中国商飞将探索并构建更深层次的沉浸式虚拟飞行训练仿真环境,以及移动端便携式虚拟飞行训练解决方案。试想一下,未来中国商飞通过在各类飞行培训中带入更加逼真的视、听、触觉一体化体验,势必会进一步提高培训质量、缩短培训周期、有效降低培训成本。
(原标题为《让飞行模拟机圆你“机长梦”!》)
责任编辑:郑浩澎湃新闻报料:4009-20-4009   澎湃新闻,未经授权不得转载
关键词 >> C919,国产大飞机,飞行模拟机

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