[发明专利]基于原理视景交互仿真的飞机教学训练案例开发系统

说明书

本发明公开了一种基于原理视景交互仿真的飞机教学训练案例开发系统。该系统包括飞机系统原理特性动态仿真开发模块、虚拟座舱视景及交互控制模块、仿真训练案例开发模块，可以灵活、低成本的开发各种机型飞机系统工作原理、交互控制逻辑和实际运行状态的动态仿真教学训练案例。其开发的教学训练案例在飞机系统动态工作原理仿真模型与交互式虚拟座舱模型间数据交互的基础上，能够直观的展现飞机系统内部复杂的工作原理、控制逻辑和工作过程，并可以通过注入故障仿真其异常工作状态。因此，该系统可以有效提升学员对于飞机系统工作原理的理解与学习效果，实现了理论学习与实践学习的结合。

技术领域

本发明涉及飞机系统仿真训练领域，特别涉及一种基于原理-视景交互仿真的飞机教学训练案例开发系统。

背景技术

飞机上的各种机载系统是飞机飞行过程中所必须的支撑系统，是影响飞机使用和安全的关键。因此，飞机机载系统原理、使用及维护相关课程也是飞机教学训练任务的重中之重。然而，在当前的飞机教学训练方法中仍存在很多问题亟待解决。

1、目前飞机机载系统的教学过程中，对于系统工作原理的学习还停留在静态层面，即通过平面图纸或手册示意图向学员讲解起机载系统的工作原理，部分具备实物教学能力情况也难以展示系统内部的工作逻辑和工作过程，学员在将系统的工作原理与实际运行行为对应时较难理解。

2、飞机机载系统种类繁多，结构复杂。以起落架系统为例，其结构就包括阻力杆、侧撑杆、耳轴连杆、反作用连杆、减震支柱、防扭臂、液压收放作动筒、液压锁作动筒、轮轴和机轮等组件。前起落架与后起落架的结构组成又各不相同，而各组件又由大量的零部件构成，机、电、液混合在一起协同工作，仅通过平面图纸或手册示意图来学习其工作原理难度极大。

3、由于航材价格昂贵，使用航材搭建飞机系统的实物教学平台不仅开发成本较高，后期还需要大量的维护保养费用。另外，考虑到成本原因，实物教学平台主要提供一些基本的飞机工作行为的演示及非破坏性故障的演示，不可能对其进行一些破坏性故障实验，教学资源十分有限。再则，实物教学平台一旦定型，基本不能针对新机型的机载系统（如B787、A380等新机型）进行升级，不利于教学资源的更新。

综上所述，当前急需一套新的飞机教学训练案例开发平台，其不仅能够灵活的针对各种机型开发相应的教学训练案例，而且所开发案例能够动态直观的展示各种机载系统内部复杂的工作原理、控制逻辑和工作过程，从而使得飞机系统的教学训练更加灵活、直观和有效。本发明所提出的基于原理视景交互仿真的飞机教学训练案例开发系统就是一种能够很好满足上述需求的新型技术方案。

发明内容

鉴于现有技术存在的问题，本发明提出一种基于原理视景交互仿真的飞机教学训练案例开发系统。采用该方法可以开发具有飞机系统原理特性动态仿真能力和虚拟座舱交互式操作演示能力的教学训练案例，从而解决飞机系统运行维护过程中飞行员和机务人员的理论学习和训练模拟问题，使训练过程更加简单直观，提高训练效果。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案是：一种基于原理视景交互仿真的飞机教学训练案例开发系统，发明内容如下。

一种基于原理视景交互仿真的飞机教学训练案例开发系统，其特征在于：所述系统包括飞机系统原理特性动态仿真开发模块、虚拟座舱视景及交互控制模块、仿真训练案例开发模块，所述飞机系统原理特性动态仿真开发模块和虚拟座舱视景及交互控制模块共同构成飞机系统联合仿真环境，为系统的底层资源平台，仿真训练案例开发模块为系统的上层功能开发平台。

所述飞机系统原理特性动态仿真开发模块，根据飞机构型构建不同飞机系统的动态工作原理仿真模型，不同飞机系统的动态工作原理仿真模型间进行数据互通和互操作。

所述虚拟座舱视景及交互控制模块，通过虚拟座舱展现完整的座舱内部结构、空间范围和主要设备布局，虚拟座舱中的仪表显示及设备操作均与飞机系统原理特性动态仿真开发模块相关联。