多層次電子儀表系統實驗教學體系設計

郭潤夏 張英杰 張曉瑜

摘要：分析了飛機電子儀表系統EIS（Electronic Instrument System）實驗教學的不足，提出了基于系統功能認知、系統操作實踐、系統故障隔離和系統綜合維護的多層次EIS系統實驗教學體系，滿足EIS系統不同層次的實驗教學需求，提升EIS系統的專業實驗教學水平，形成具有民航特色的多層次EIS實驗教學體系。

關鍵詞：電子飛行儀表系統;計算機輔助教學;多層次實驗教學體系

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2016）42-0272-02

一、引言

電子儀表系統EIS（Electronic Instrument System）是現代民航飛機的顯示終端。當飛機出現故障時，機務維修人員需要依據EIS系統提供的故障效應，結合故障隔離手冊（FIM）、飛機維護手冊（AMM）等技術資料，實現故障排除，確保飛機的安全飛行。因此，從系統功能認知、操作實踐、故障隔離和綜合維護多個方面，形成多層次綜合化的EIS實驗教學體系，對于學生深層次理解EIS系統原理，提高解決實際維修問題的能力具有積極的意義[1，2]。

二、多層次EIS系統實驗體系設計

中國民航大學航空電子專業主要培養面向機務維護領域的專業技術人員。我國民航規章與標準規定，民航培訓機構在培養機務維護人員時需要滿足CCAR-147部[3，4]的要求。因此，EIS系統實驗內容必須符合CCAR-147部的內容要求。

CCAR-147部維修基礎培訓大綱規定EIS系統主要由電子飛行儀表系統EFIS（Electronic Flight Instrument System）和發動機指示與機組警告系統EICAS（Engine Indication and Crew Alerting System）/飛機電子中央監控系統ECAM（Electronic Centralized Aircraft Monitoring）組成，培訓內容包括系統概述、系統組成、系統功能和系統轉換與控制關系，如圖1所示。

針對EIS系統的培訓要求，結合航線維護工作流程（故障現象→故障隔離→故障排除）[5]，設計EIS系統功能認知、EIS系統操作實踐、EIS系統故障隔離和EIS系統綜合維護四個層次的實驗體系，如圖2所示。EIS系統實驗體系旨在彌補理論教學的不足，系統而有序地加強學生對機載系統的了解，能夠利用所學解決飛機維修實踐中出現的實際故障。

1.EIS系統功能認知。EIS系統功能認知實驗主要用于幫助學生了解EIS系統顯示組件的整體布局，結合理論教學內容深入學習EIS系統各顯示器的正常及故障顯示。通過EIS系統虛擬仿真軟件代替靜態的教學圖片，使學生深入認知機長外側顯示組件、機長內側顯示組件、上顯示組件、副駕駛內側顯示組件、副駕駛外側顯示組件、下顯示組件的顯示內容。通過設置不同的顯示組件故障類型（如：電源、信號丟失等），加深學生對系統故障的感性認知。通過上述的實驗設計，學生可以生動直觀地認知EIS系統，提高了學生的參與度，可以有效提高教學效果。

2.EIS系統操作實踐。EIS系統操作實踐主要涉及EIS系統轉換和控制關系，屬于操作類實驗。此階段主要解決EFIS控制面板對PFD和ND的控制，顯示源面板對組件的控制，顯示選擇面板顯示內容的轉換，顯示亮度控制面板對顯示器亮度的控制等實踐教學內容。

實驗過程中教師設置不同的外部狀態，學生根據課堂講授的系統工作原理，深入了解EIS系統是如何從飛機的導航系統、發動機系統、自動飛行控制系統等獲取飛機狀態參數。學生通過動手操作驗證所學的理論知識，提高對EIS系統結構、控制關系和信號交換的整體把握，為后續的故障隔離奠定堅實的理論基礎和動手能力。

3.EIS系統故障隔離。EIS系統故障隔離實驗主要用于引導學生利用EIS系統提供的故障效應和維修文件，解決故障隔離問題。實驗過程中教師設定不同的故障，學生根據不同的故障效應，包括警告信息、警告燈、故障旗等，結合課堂講授的系統原理分析故障原因，并且針對所分析的故障原因進行系統檢查，查找故障隔離手冊，并依據維修排故手冊進行分析測試并最終確認故障點。

4.EIS系統綜合維護實踐。EIS系統綜合維護實踐主要用于提高學生的綜合維護保障能力，通過引入EIS系統典型故障案例，從故障效應、故障確認和故障隔離等各個排故環節對學生進行訓練，有利于學生了解EIS系統體系結構，熟悉維修標準步驟，提高故障點定位等實際工作能力。一個標準的EIS系統綜合維護流程如圖3所示。

教員首先設定EIS系統典型故障，學員根據故障效應，根據所學理論知識進行相關系統的測試，獲取故障代碼。然后查找故障隔離手冊，制定故障隔離步驟，嚴格按照排故手冊要求執行排故程序。學員更換相應故障組件后，重新進行故障測試檢查，驗證故障點是否排除。若故障沒有排除重新執行上述步驟直到故障排除為止。故障排除后，打印無故障報告，提高故障排除程序，結束綜合維護實驗。

三、結語

針對EIS系統的培訓要求，結合機務維護人員航線維護工作流程，設計多層次的EIS系統實驗教學體系，從故障的效應、故障的確認和故障的隔離等各個方面，對學員進行培訓，有利于學員系統了解EIS系統工作原理，建立清晰的排故邏輯，提高實際排故能力。

參考文獻：

[1]秦慶霞，郝瑞，耿宏.基于CDIO教育理念的航空電子實驗課程開發研究[J].中國電力教育，2013，（22）：164-165.

[2]樊智勇，王娟，王勇.多功能飛機維護訓練器的建設和教學實踐[J].實驗技術與管理，2012，29（5）：182-184.

[3]陸宏.淺談CCAR-147培訓教學管理體系的建立[J].科教導刊，2013，（24）：93-94.

[4]王洪濤，鄧君香.民用航空器維修基礎培訓（CCAR-147培訓）的現狀及發展探索[J].現代企業教育，2013，（6）：206-207.

[5]張煜.航空器維護訓練器在飛機維修工作的應用[J].航空維修與工程，2009，（5）：88-89.

Design of Experimental Teaching System for the Multi-level Electronic Flight Instrument System

GUO Run-xia，ZHANG Ying-jie，ZHANG Xiao-yu

（School of Electronic Information and Automation，Civil Aviation University of China，Tianjin 300300，China）

Abstract：The deficiency of EIS （Electronic Instrument System） experimental teaching is analyzed and the multilevel EIS experimental system based on function cognition，operation practice，fault isolation and integrated maintenance for the system is proposed.Different levels of experimental teaching requirements of the EIS system are satisfied，and the professional experiment teaching standard of the EIS system is improved. Moreover，the multilevel EIS experimental teaching system with civil aviation characteristics is constructed.

Key words：Electronic Instrument System;Fault diagnosis;Multilevel EIS experimental system