淺談K8飛機(jī)維護(hù)仿真訓(xùn)練

梁明元（北京拓普瑞思科技發(fā)展有限公司 北京 100083）

黃洪浪（洪都航空工業(yè)集團(tuán) 江西 南昌 330024)

淺談K8飛機(jī)維護(hù)仿真訓(xùn)練

梁明元（北京拓普瑞思科技發(fā)展有限公司 北京 100083）

黃洪浪（洪都航空工業(yè)集團(tuán) 江西 南昌 330024)

以K8飛機(jī)的維護(hù)訓(xùn)練需求為基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外仿真訓(xùn)練發(fā)展的分析，闡述了仿真訓(xùn)練的優(yōu)勢(shì)，以及如何應(yīng)用仿真訓(xùn)練手段完善K8飛機(jī)的維護(hù)訓(xùn)練體系。

仿真訓(xùn)練；訓(xùn)練手段

1 引言

當(dāng)前以信息化為標(biāo)志的新軍事變革迅猛發(fā)展，先進(jìn)技術(shù)、新概念武器層出不窮，戰(zhàn)爭(zhēng)模式也發(fā)生了重大變化，這就對(duì)作戰(zhàn)人員的能力、素質(zhì)以及部隊(duì)的戰(zhàn)術(shù)素養(yǎng)、協(xié)同能力都提出了更高的要求，軍事訓(xùn)練的地位和作用自然顯得越來(lái)越突出。以武器裝備仿真技術(shù)為核心的訓(xùn)練革命席卷全球，得到各國(guó)軍隊(duì)的普遍重視，在空軍體現(xiàn)得尤為明顯。由于空軍武器裝備一般比較昂貴，因而飛機(jī)仿真訓(xùn)練體系普遍發(fā)展較快。以仿真技術(shù)為核心的訓(xùn)練體系以其安全、經(jīng)濟(jì)、可控、低風(fēng)險(xiǎn)、不受氣候條件和場(chǎng)地空間限制等獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，一直受到各國(guó)空軍的高度重視。

2 軍機(jī)維護(hù)仿真訓(xùn)練的優(yōu)勢(shì)[1，2]

軍機(jī)維護(hù)仿真訓(xùn)練是一種遵循軍機(jī)維護(hù)訓(xùn)練需求，依托系統(tǒng)化、智能化訓(xùn)練的設(shè)計(jì)思想，綜合使用現(xiàn)代控制理論和計(jì)算機(jī)控制、仿真等技術(shù)，構(gòu)建的飛機(jī)維護(hù)多專(zhuān)業(yè)、系統(tǒng)化訓(xùn)練體系。

軍機(jī)維護(hù)訓(xùn)練可以分為以基本航空維護(hù)知識(shí)培訓(xùn)為代表的初級(jí)維護(hù)訓(xùn)練，以特定機(jī)型改裝維護(hù)培訓(xùn)為代表的中級(jí)維護(hù)訓(xùn)練，還有，以強(qiáng)化地勤人員專(zhuān)業(yè)技能為核心的復(fù)習(xí)訓(xùn)練和專(zhuān)項(xiàng)技能提高訓(xùn)練。不同的訓(xùn)練階段會(huì)有不同的訓(xùn)練目的，因此就會(huì)有不同的訓(xùn)練手段，仿真訓(xùn)練手段與傳統(tǒng)訓(xùn)練手段相比主要有以下幾方面的訓(xùn)練優(yōu)勢(shì)：

2.1 戰(zhàn)前任務(wù)訓(xùn)練

仿真訓(xùn)練可以通過(guò)虛擬方式實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境，這是傳統(tǒng)訓(xùn)練中的軍事演習(xí)的內(nèi)容，由于常規(guī)軍演成本高，實(shí)現(xiàn)難度大，很難經(jīng)常開(kāi)展。但是仿真戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境可以從容地解決以上問(wèn)題，真正做到隨時(shí)隨地的訓(xùn)練，這對(duì)于提高部隊(duì)維護(hù)保障水平，保證部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力大有益處。

2.2 特情處置訓(xùn)練

在傳統(tǒng)訓(xùn)練中對(duì)一些特情處置的訓(xùn)練內(nèi)容往往只能靠教員的講解描述，無(wú)法讓學(xué)員真正體會(huì)到特情的實(shí)際狀況，因此訓(xùn)練效果不佳。但仿真訓(xùn)練的應(yīng)用卻可以實(shí)現(xiàn)對(duì)一些軍機(jī)危險(xiǎn)科目的演練，例如，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)地面試車(chē)過(guò)程中的一些故障現(xiàn)象的模擬及排故訓(xùn)練，大大增強(qiáng)學(xué)員的特情處理能力。

2.3 高效率、高質(zhì)量、安全地訓(xùn)練

應(yīng)用仿真訓(xùn)練環(huán)境，可以徹底解決傳統(tǒng)訓(xùn)練中的安全問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)真正的全天候訓(xùn)練。仿真訓(xùn)練采用的交互式的教學(xué)模式，創(chuàng)造的盡量真實(shí)的訓(xùn)練環(huán)境，大大提高了訓(xùn)練效率和質(zhì)量實(shí)現(xiàn)安全訓(xùn)練。

2.4 減少環(huán)境污染，降低訓(xùn)練成本[3]

仿真訓(xùn)練的有效應(yīng)用不僅可以節(jié)約教學(xué)時(shí)間，減少飛機(jī)的損耗，延長(zhǎng)飛機(jī)服役期，而且，還可以減少燃油消耗，實(shí)現(xiàn)環(huán)保低碳訓(xùn)練，大大降低訓(xùn)練成本。

據(jù)國(guó)外機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)，由于在訓(xùn)練過(guò)程中加入了應(yīng)用仿真訓(xùn)練手段，訓(xùn)練效果可以增加教學(xué)信息量30%，提高教學(xué)考試通過(guò)率35%，減少訓(xùn)練費(fèi)用56%, 縮短教學(xué)時(shí)間26%（圖1）。

圖1 仿真訓(xùn)練的優(yōu)勢(shì)

3 飛機(jī)維護(hù)仿真訓(xùn)練的發(fā)展[4-7]

在飛機(jī)仿真訓(xùn)練領(lǐng)域，西方各國(guó)始終處在領(lǐng)先地位。以美國(guó)為代表的飛機(jī)仿真訓(xùn)練體系是以各類(lèi)航空器配套研發(fā)的需求形式出現(xiàn)，以此帶動(dòng)航空仿真技術(shù)的發(fā)展。上世紀(jì)三十年代美國(guó)人埃德溫?林克（Edw in Link）發(fā)明了第一個(gè)飛行訓(xùn)練模擬器“B lue Box”。盡管它存在著技術(shù)上的缺陷，但它已經(jīng)體現(xiàn)了不使用真實(shí)飛機(jī)就能安全、經(jīng)濟(jì)地反復(fù)進(jìn)行訓(xùn)練的優(yōu)點(diǎn)。它也是仿真訓(xùn)練手段的雛形，經(jīng)過(guò)四十年的發(fā)展到七十年代，美國(guó)空軍在1973年5月1日成立了仿真系統(tǒng)項(xiàng)目辦公室（SPO），又名TSPG，認(rèn)可地面仿真訓(xùn)練的重要性。SPO第一次采辦的訓(xùn)練體系包括B-52、A-10、和F-16飛行訓(xùn)練模擬器和地勤維護(hù)模擬器。上世紀(jì)九十年代美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA）的SIMNET（simulator net w orking）工程包含了士兵參與和虛擬設(shè)備。在1994年11月領(lǐng)導(dǎo)創(chuàng)建了分布交互式仿真協(xié)議。DARPA和軍隊(duì)仿真訓(xùn)練系統(tǒng)聯(lián)合小組通過(guò)大量演練，驗(yàn)證了實(shí)兵、虛擬、構(gòu)造一體化仿真技術(shù)的應(yīng)用。

截至2008年，在西雅圖的波音公司F/A-22訓(xùn)練系統(tǒng)小組已經(jīng)交付了四套飛行員訓(xùn)練系統(tǒng)和兩套維護(hù)訓(xùn)練系統(tǒng)以及相應(yīng)的學(xué)員教室和教學(xué)設(shè)備,滿(mǎn)足了所有F22戰(zhàn)斗機(jī)飛行員和維修培訓(xùn)需求的遍及飛機(jī)在整個(gè)生命周期訓(xùn)練系統(tǒng)。

F 22訓(xùn)練系統(tǒng)的特點(diǎn)是具備大量的基于計(jì)算機(jī)多媒體訓(xùn)練手段，這將符合航空工業(yè)基于計(jì)算機(jī)訓(xùn)練的指導(dǎo)方針和標(biāo)準(zhǔn)。

通過(guò)關(guān)聯(lián)飛機(jī)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)與訓(xùn)練設(shè)備設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)，F(xiàn)22訓(xùn)練系統(tǒng)研制過(guò)程的效率得到了提升。例如，將飛機(jī)的后勤保障分析數(shù)據(jù)直接植入教員系統(tǒng)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)大大縮短了達(dá)到學(xué)習(xí)目的所用的時(shí)間。

直接引進(jìn)飛機(jī)的計(jì)算機(jī)輔助三維交互應(yīng)用程序（CA T IA）和計(jì)算機(jī)樣機(jī)（COMOK）工程數(shù)據(jù)庫(kù)縮短了圖形開(kāi)發(fā)的時(shí)間。

F22理論訓(xùn)練環(huán)境的培訓(xùn)教室內(nèi)配備了電子化的多媒體課件，它可以替代很多傳統(tǒng)的基于紙面培訓(xùn)的材料。

F22訓(xùn)練系統(tǒng)以12個(gè)訓(xùn)練設(shè)備以支持動(dòng)手操作學(xué)習(xí)的目的為特點(diǎn)。它們包括了三個(gè)用于飛行員的訓(xùn)練設(shè)備和9個(gè)用于維護(hù)人員的訓(xùn)練設(shè)備。

F22訓(xùn)練系統(tǒng)的操作和支持功能通過(guò)一個(gè)訓(xùn)練管理系統(tǒng)和訓(xùn)練系統(tǒng)支持中心進(jìn)行整合。這個(gè)訓(xùn)練管理系統(tǒng)將提供管理安排，持續(xù)的學(xué)員記錄，和持續(xù)的訓(xùn)練系統(tǒng)工作性能評(píng)估。

訓(xùn)練系統(tǒng)支持中心將為所有的訓(xùn)練元素提供配置管理，數(shù)據(jù)圖書(shū)館，設(shè)備支持，課件維護(hù)支持和承包商后勤保障。

目前，F(xiàn)22項(xiàng)目已完成工程與制造開(kāi)發(fā)階段，將設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)訓(xùn)練系統(tǒng)。在F22項(xiàng)目生產(chǎn)階段，訓(xùn)練系統(tǒng)將在空軍基地建立。

訓(xùn)練系統(tǒng)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)將為工程與制造開(kāi)發(fā)用的飛機(jī)提供訓(xùn)練支持測(cè)試。這個(gè)團(tuán)隊(duì)扮演了一個(gè)非常有用的角色，它為空軍和承包商測(cè)試飛行員、地勤人員和測(cè)試工程師提供訓(xùn)練素材和指導(dǎo)。（圖2）

我國(guó)飛機(jī)地勤仿真訓(xùn)練體系發(fā)展較晚，從50年代末起步到現(xiàn)在，大致經(jīng)歷了三個(gè)階段：

從50年代末到80年代初，以機(jī)電和物理模擬為主的發(fā)展初級(jí)階段。這個(gè)階段主要采用初級(jí)的機(jī)電計(jì)算機(jī)與物理模擬相結(jié)合技術(shù)，研制了飛機(jī)單系統(tǒng)的“示教板”、“訓(xùn)練器”和“練習(xí)器”，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能單一。如：“發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)和狀態(tài)系統(tǒng)練習(xí)器”和“燃油系統(tǒng)工作情況演示板”等。

圖2 F-22飛機(jī)維護(hù)仿真訓(xùn)練系統(tǒng)

80年代特別是1984年以后幾年，進(jìn)入了以計(jì)算機(jī)技術(shù)為主的全面發(fā)展階段。航空維修訓(xùn)練模擬器從簡(jiǎn)易的物理模擬，進(jìn)入了以機(jī)械、電動(dòng)式模擬為主要技術(shù)手段的模擬。這一階段，模擬器的功能已由單一的“演示型”發(fā)展為通電、測(cè)試和分析的“多功能型”。如：“發(fā)動(dòng)機(jī)試車(chē)練習(xí)器”和“飛機(jī)操縱系統(tǒng)模擬器”等。

90年代以來(lái)，以數(shù)字計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)為主，多媒體技術(shù)、計(jì)算機(jī)成像技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和人工智能技術(shù)等高新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使航空維修訓(xùn)練模擬器的研究進(jìn)入了新的發(fā)展階段。這個(gè)階段的模擬器，功能強(qiáng)、任務(wù)覆蓋率高，技術(shù)較為先進(jìn)，效益較為突出，逐步形成了航空維修訓(xùn)練模擬器材體系。如:“某型飛機(jī)維護(hù)模擬器”和“多型飛機(jī)飛控系統(tǒng)綜合模擬器”等。

綜上所述，我國(guó)軍機(jī)仿真訓(xùn)練體系由于受西方國(guó)家技術(shù)封鎖等因素，全部為自行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)。自從1975年開(kāi)始研制殲六全任務(wù)飛行模擬器以來(lái)，經(jīng)過(guò)三十多年的摸索發(fā)展，逐步形多種飛機(jī)訓(xùn)練仿真體系，已經(jīng)基本覆蓋我國(guó)各類(lèi)型戰(zhàn)機(jī)，如殲七、殲轟七、殲八、教八、直九等飛機(jī)，殲十、殲十一、梟龍等三代機(jī)的飛機(jī)仿真訓(xùn)練體系，K 8飛機(jī)已有多套維護(hù)仿真訓(xùn)練產(chǎn)品成功地出口到亞洲、非洲和拉丁美洲等國(guó)家，受到外軍用戶(hù)的一致好評(píng)。

4 K8飛機(jī)維護(hù)仿真訓(xùn)練體系

K 8飛機(jī)在國(guó)際市場(chǎng)的不斷熱銷(xiāo)，不僅歸功于它優(yōu)異的性能和超高性?xún)r(jià)比，而且，K 8完善的售后和培訓(xùn)體系也是客戶(hù)選擇K 8飛行的重要原因。K 8飛機(jī)的大量的國(guó)外用戶(hù)對(duì)我們的訓(xùn)練提出了更高的要求，我們?cè)诓粩嗤晟飘a(chǎn)品的同時(shí)，正逐步建立起了一整套傳統(tǒng)訓(xùn)練和仿真訓(xùn)練相結(jié)合的K 8飛機(jī)維護(hù)仿真訓(xùn)練體系。（表1）

過(guò)去傳統(tǒng)訓(xùn)練手段比較單一，沒(méi)有擺脫單純的理論教學(xué)和上機(jī)實(shí)訓(xùn)相結(jié)合的“師傅帶徒弟”的簡(jiǎn)單模式，根本無(wú)法適應(yīng)新時(shí)代、新機(jī)型的訓(xùn)練要求。從上表中我們可以看出，K 8飛機(jī)從飛機(jī)安全培訓(xùn)階段開(kāi)始，到K 8飛機(jī)的改裝維護(hù)基礎(chǔ)理論培訓(xùn)階段，再到K 8飛機(jī)專(zhuān)業(yè)維護(hù)訓(xùn)練階段，以及幫助地勤人員提高緊急情況處理能力的特情訓(xùn)練階段，都會(huì)有不同的仿真訓(xùn)練手段與之相適應(yīng)。所以，只有應(yīng)用仿真訓(xùn)練手段，才能有效地彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)的不足，真正搭起了從理論教學(xué)到上機(jī)實(shí)訓(xùn)之間的橋梁，才能最終使受訓(xùn)者達(dá)到“專(zhuān)業(yè)技術(shù)過(guò)硬，基礎(chǔ)理論扎實(shí)，工作作風(fēng)端正”的部隊(duì)用人要求。

表1 K8飛機(jī)維護(hù)訓(xùn)練體系

5 K8飛機(jī)維護(hù)訓(xùn)練體系中主要應(yīng)用的仿真訓(xùn)練手段

5.1 交互式多媒體教學(xué)系統(tǒng)（GIMI）

飛機(jī)地勤交互式多媒體教學(xué)系統(tǒng)（Ground crew Interactive Multimedia Instruction，簡(jiǎn)稱(chēng)GIM I），采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，提供生動(dòng)的、交互式的教學(xué)課件，學(xué)員可以由被動(dòng)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，這種參與感，有利于強(qiáng)化記憶，迅速掌握相關(guān)知識(shí)。（圖3）

圖3 K8地勤交互式多媒體教學(xué)系統(tǒng)

圖4 K8虛擬維護(hù)訓(xùn)練課件

5.2 虛擬維護(hù)訓(xùn)練系統(tǒng)（VMT）

虛擬維護(hù)訓(xùn)練系統(tǒng)（V i r tu a l Maintenance Training, 簡(jiǎn)稱(chēng)VMT）沒(méi)有座艙或機(jī)體硬件的復(fù)制品，它由8-12個(gè)學(xué)員端構(gòu)成，學(xué)員在臺(tái)式機(jī)上進(jìn)行飛機(jī)系統(tǒng)的維護(hù)和修理訓(xùn)練。該系統(tǒng)采用先進(jìn)的視覺(jué)模型，在臺(tái)式機(jī)監(jiān)控器上描繪系統(tǒng)，訪(fǎng)問(wèn)面板、診斷器和狀態(tài)顯示器以及設(shè)備艙，可通過(guò)鼠標(biāo)或觸摸屏進(jìn)行各系統(tǒng)的故障診斷和修理、部件的拆卸/更換步驟、設(shè)備的使用和功能檢查等訓(xùn)練，并可通過(guò)內(nèi)部局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)小隊(duì)訓(xùn)練和執(zhí)行任務(wù)前的預(yù)演。（圖4）

5.3 武器裝填訓(xùn)練器（WLT）

武器裝填訓(xùn)練器 (W eapon Loading Trainer, 簡(jiǎn)稱(chēng)W LT) 為個(gè)人或小隊(duì)提供武器裝填的仿真訓(xùn)練。該訓(xùn)練器由座艙、部分機(jī)翼 (包括武器加載點(diǎn)) 、各種訓(xùn)練彈、掛彈車(chē)等同等尺寸的仿真訓(xùn)練設(shè)備組成，并可實(shí)現(xiàn)小隊(duì)訓(xùn)練和執(zhí)行任務(wù)前的預(yù)演，是軍械專(zhuān)業(yè)學(xué)員訓(xùn)練的好幫手。

圖5 K8W維護(hù)模擬器

5.4 維護(hù)模擬器（AMS）

K 8飛機(jī)維護(hù)模擬器(A ir c r a f t Maintenance Sim ulator, 簡(jiǎn)稱(chēng)AMS)，是地勤人員的重要仿真訓(xùn)練設(shè)備，可以使受訓(xùn)者熟悉座艙環(huán)境、熟悉全專(zhuān)業(yè)飛行三階段檢查內(nèi)容、熟練掌握多達(dá)40個(gè)飛機(jī)各系統(tǒng)一般通電檢查科目、并且，可以進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)地面試車(chē)、應(yīng)急處置等危險(xiǎn)科目的訓(xùn)練。（圖5）

6 結(jié)束語(yǔ)

在K 8飛機(jī)維護(hù)訓(xùn)練體系中，仿真訓(xùn)練是不可缺少的訓(xùn)練手段。仿真訓(xùn)練以其安全、快速、高效的特點(diǎn)和某些實(shí)裝訓(xùn)練無(wú)法實(shí)現(xiàn)的訓(xùn)練能力，正越來(lái)越受到國(guó)內(nèi)、外客戶(hù)的關(guān)注。在未來(lái)的訓(xùn)練過(guò)程中，一定會(huì)有更多、更新的仿真訓(xùn)練手段加入到K 8飛機(jī)維護(hù)訓(xùn)練體系中來(lái)，我們期待這些仿真訓(xùn)練手段能夠成為K 8飛機(jī)的維護(hù)訓(xùn)練體系中新的亮點(diǎn)，我們也希望國(guó)內(nèi)能夠有更多的機(jī)型像K 8飛機(jī)一樣建立起完整成熟的維護(hù)仿真訓(xùn)練體系。

[1] 譚安勝等. 軟模擬技術(shù)及其應(yīng)用研究[C]. 作戰(zhàn)模擬與仿真技術(shù)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集，2000.11

[2] Ian W St rachan . Jane’s Simulation and Training Systems[M], Twelfth Edition (1999-2000), Jane’s Information Group Inc, 2000

[3] MIL-STD-1379D Military Training Programs[S]，August 31, 2003.

[4] MIL-HDBK-29612-5. Part 5.Advanced Distributed Learning (ADL)Products and Systems[S]. August 31,2001.

[5] T. N. Chandler. Navy Aviation Maintenance Intelligent Free-Play Troubleshooting Simulations: Capturing the Aviation Maintenance Decision Process[M].2000 IEEE.

[6] AFPD 36-22, Personnel, Air Force Military Training[M]. March 22,2004.

[7] DoD Direct ive 14 30.13,“Training Simulators and Devices”[S]，August 22, 1986

Discourse on Simulated Training of K8 Aircraft Maintenance

Liang Mingyuan1, Huang Honglang2
(1. Bei jing Top-wings Technology Development Co, Ltd, Bei j ing 100083

2. Hongdu Aviation Industry Group, Nanchang, Jiangxi 330024)

Based on K8 A/C maintenance t raining requirements and analysis for simulated t raining development al l over the wor ld, this ar ticle expatiates advantages of the simulated t raining, as wel l as how to improve the K8 A/C maintenance t raining system by the simulated t raining measures.

Simulated t raining；Training measures

2010-09-26）

梁明元 1970年8月出生，總經(jīng)理，研究方向?yàn)楹娇辗抡嬗?xùn)練理論和產(chǎn)品的研究工作；

黃洪浪，男，1968年7月出生，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)轱w機(jī)綜合保障。