A320維護訓練模擬機研究與教學應用探究

王洛鋒

摘要：維護訓練模擬機由于其仿真駕駛艙結構和突出的故障設置培訓機理，對于培訓學員有著獨特的培養(yǎng)優(yōu)勢。但由于其高昂費用，許多高校在購置設備提升培養(yǎng)模式方面望而卻步。本文通過研究開發(fā)低成本的A320維護訓練模擬機設備用于高校培訓平臺搭建，探究多功能化設備教學模式培養(yǎng)策略。

關鍵詞：維護訓練模擬機；培養(yǎng)模式；A320

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）07-0165-02

1 引言

隨著我國經(jīng)濟一體化迅速發(fā)展，國內(nèi)航空器數(shù)量不斷增加，以及國產(chǎn)大飛機相繼研發(fā)成功，我國航空業(yè)迎來快速發(fā)展的機遇與挑戰(zhàn)。面對我國開放的航空市場，國內(nèi)航空器數(shù)量持續(xù)增長，配套培養(yǎng)相應機務維護人員以保證航空器順利運行，目前對國內(nèi)緊缺的航空院校產(chǎn)生巨大壓力。為此，如何快速地培養(yǎng)相應機務維護人員以及提高機務人員整體能力素質(zhì)，一直是國內(nèi)航空院校探討的研究方向。目前國內(nèi)高校教學培養(yǎng)以CBT授課方式為主，學生接觸真實航空器的教學機會較少，退役航空器用于航空院校教學培訓一直是稀缺資源，而高價值的飛行培訓模擬機對于飛行培訓尚捉襟見肘，為此，開發(fā)應用于機務維護人員培訓使用的模擬機設備，有著重要意義。

2 機務培訓用模擬機培訓現(xiàn)狀研究

目前，用于教學的模擬培訓系統(tǒng)分為兩類，一類為平面化二維維修訓練模擬機，另一類為三維維修訓練模擬機。

2.1 二維維修訓練模擬機

二維培訓用模擬訓練器是一種簡易硬件設備的培訓用模擬訓練設備，基于計算機輔助教學搭建培訓平臺，硬件平臺布局布置較為方便，使用計算機搭建培訓教室即可，可節(jié)省大量的設備購置費用。授課方式采用教師同時對應多名學生授課方式，場地布局方式較為靈活。在系統(tǒng)中可以練習虛擬駕駛艙的操作，熟悉動態(tài)系統(tǒng)圖，以及進行高度仿真排故練習。

2.2 三維維修訓練模擬機

三維維修模擬機相對于二維維修模擬機屬于升級版本，配備了硬件設備平臺，按照航空器駕駛艙的布局以1：1比例仿真搭建，可以模擬在駕駛艙場景操作練習，對機務維修培養(yǎng)針對性強。

目前，用于機務培訓的模擬訓練機分為全觸摸屏模擬機和全仿真件模擬機。全觸摸屏模擬機按照駕駛艙布局設計，交互界面由觸摸顯示屏代替，分為中央操縱臺、頭頂面板、主儀表板等幾個顯示器作為信號輸入端。駕駛艙各面板模塊被處理為平面圖形的方式在對應區(qū)域顯示屏顯示，通過觸控顯示屏對應操作開關、按鈕等，向控制系統(tǒng)輸入信號，實現(xiàn)模擬駕駛艙操作功能。全仿真件模擬機在觸摸屏模擬機的基礎上升級，不僅具有觸摸屏模擬機仿真駕駛艙布局的結構，交互界面全部仿真駕駛艙交互模塊，建立實物化交互界面，可以真實的操作開關、按鈕、旋鈕等，仿真在真實駕駛艙操作練習。三維維護訓練模擬機有優(yōu)越的操作空間感和操縱感，但同時也帶來高價格的設備購置費用，搭建模擬機培訓教室，廣泛用于技能培訓使用，對于航空院校來說將是一筆巨大的費用投入。

3 空客A320三維維修訓練模擬機研發(fā)研究

為解決航空院校引進高價值維修培訓模擬機費用負擔問題，可通過自主研發(fā)低成本機務維護模擬機，應用于國內(nèi)航空院校搭建模擬機培訓教室，解決國內(nèi)應用仿真設備培養(yǎng)學生的短板問題。

3.1 空客A320三維維修訓練模擬機整體設計思路

空客A320維修訓練模擬機以空客A320分機駕駛艙為原型，通過對機艙內(nèi)結構測繪和分析，使用三維建模軟件Creo建模設計。空客A320模擬機整體結構設計分為中央操縱臺、主儀表板、頭頂面板、飛行控制面板、自動油門五個部分區(qū)域建模，對每個區(qū)域獨立設計，再將各區(qū)域進行整體結構拼裝。對于各個區(qū)域版塊，根據(jù)模塊總成分為獨立控制模塊設計，再將獨立控制模塊在區(qū)域模塊框架上安裝。如圖1為空客A320維修訓練模擬機整體結構設計框架結構圖。

3.2 維修訓練模擬機模塊化設計研究

對于每個控制模塊，采用獨立的結構設計思路。控制模塊包含開關、按鈕、旋鈕等控制開關，以及面板結構和電路控制部分。根據(jù)駕駛艙對應真實模塊結構，將所對應開關等控制部件通過Creo軟件建模，面板根據(jù)實物結構數(shù)據(jù)建模，在Creo軟件中完成硬件結構設計組裝。根據(jù)真實飛機控制模塊功能，分析其邏輯控制功能，設計邏輯控制單元，建立接口電路板，并在建模軟件中完成整個獨立控制模塊裝配建模，實現(xiàn)單個獨立模塊的建模設計。按照同樣設計思路，分別對單個區(qū)域的控制模塊一一建模設計，將設計好的建模模塊在設計好的區(qū)域安裝框架裝配，完成獨立區(qū)域的裝配。然后，分析其他區(qū)域的邏輯控制功能，分別對其他區(qū)域設計結構框架和單元控制模塊建模，完成其他控制區(qū)域的整體設計。分析駕駛艙結構，根據(jù)其駕駛艙布局，按照同比例尺寸設計整體安裝框架結構，將建模完成的區(qū)域版塊組裝在整體機構框架，完成模擬機硬件結構平臺的設計。如圖2為A320維修訓練模擬機整體結構建模圖。

4 維修訓練模擬機用于教學研究

4.1 開發(fā)維修訓練模擬機用于教學培訓可行性研究

對于飛行專業(yè)學生，訓練條件較為優(yōu)越，有專用于飛行訓練的培訓用模擬機，可在飛行模擬訓練器操作訓練以熟悉飛行流程。但由于飛行模擬訓練器昂貴的設備購置費用及保養(yǎng)費用，用于訓練的小時費用比較昂貴，而對于龐大的待培訓飛行學員數(shù)量與有限的設備數(shù)量，用于機務維護人員培養(yǎng)并不現(xiàn)實。由此，應用所開發(fā)的低成本機務維護模擬機用于機務教學有著得天獨厚的培養(yǎng)條件，可使用有限的教育資金搭建培訓教室，用于對機務維修人員專業(yè)技能培訓。

4.2 維修訓練模擬機用于機務培養(yǎng)模式研究

機務維修人員對于飛機維修屬于高技能人才，對于飛機結構及系統(tǒng)龐雜的故障情況，航空公司更希望接受高素質(zhì)維修學員。而僅僅通過課本知識教學遠遠不能滿足學生對飛機系統(tǒng)知識和故障機理的需求，在航空器上通過真實故障情況的學習研究和故障排除練習，對于新進學員難以有機會直接接觸維修操作。

通過引進維修訓練用模擬機，根據(jù)教學內(nèi)容設置相關使用維修訓練模擬機培訓維修教程，學生可在仿真設備操作練習，以熟練排故流程，鍛煉排故邏輯思路，更好地掌握相關航空器維修知識。

4.3 維修訓練模擬機教學培訓方案研究

維修訓練用模擬機由硬件設備和軟件系統(tǒng)設備兩部分組成，通過硬件設備平臺可以訓練維修人員對駕駛艙交互界面控制按鈕的檢測操作流程培訓，熟悉系統(tǒng)測試的操作步驟，例如系統(tǒng)自檢測試的各控制按鈕操作流程。同時，可通過硬件平臺設置培訓故障項目，系統(tǒng)根據(jù)設置的故障信息顯示對應故障情況，培訓學員根據(jù)故障情況分析故障原因和解決故障的方案，在硬件平臺操作以查找解決故障的方法。

5 結語

通過自主研發(fā)維修訓練模擬機搭建培訓平臺，可解決高校購置高費用模擬機帶來的資金問題，以及后期維護帶來的維修成本問題。維修培訓用模擬機由于真實的訓練環(huán)境和故障設置培訓，可更好地提高學員對維修技能知識的掌握。將維修訓練模擬平臺加入技能人員培養(yǎng)課程，可在學員課堂知識學習的基礎上，提高學員的維修技能和綜合維修素質(zhì)能力，降低維修培訓成本。

參考文獻：

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[3]王鋼，田巨.飛機維修模擬訓練器發(fā)展現(xiàn)狀與應用研究[J].卷宗，2013（11）：296-296.

【通聯(lián)編輯：梁書】