航电系统外场保障实习台的设计与研究

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1、第40卷第5期2010年9月航空计算技术AelunauticalComputing‘11echniqueV01．40No．5Sep．2010航电系统外场保障实习台的设计与研究蒋国峰1，扈胜超2(1．空军第一航空学院航空电子工程系，河南信阳4倒000；2．中国飞行试验研究院，陕西西安710089)摘要：根据航电系统在外场通电时对操作人员的技能要求和相关设备需求．提出了研制航电系统外场保障实习台的思路和方案；构建了实习台的半实物仿真模型，设计了基于模拟操作功能的硬件电路，编制了基于虚拟仪器技术的软件流程，完成了实习台的系统集成与调试．实现了航电系统外场通电保障的模拟训练；应用结果表明，实习台功能强

2、，可扩展性好，使用广泛，军事经济效益显著。关键词：航电系统；外场保障；模拟器：实习台中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1671．654x(20lO)05．0109．03引言航电系统是现代飞机的大脑和神经中枢，在飞行前后均需要对其做全面的通电检测，航电系统外场通电是地勤人员必须熟练掌握的基本技能。由于航电系统自身的特点，在外场对航电系统进行通电检测时，需要用到信标机模仿仪、伏尔导航模拟器、微波着陆模拟器、塔康模拟器、雷达信号模拟器、雷达目标模拟器及应答机模拟器等多种型号的地面保障设备配合，需要操作的设备多，操作流程复杂，地勤人员要掌握航电系统外场通电技能，需要反复地实习。若在实际装备

3、上进行反复实习，费效比很高，且直接影响设备的使用寿命；而且对于大多数教学单位来说，根本不具备相应实习条件。因而，根据实际操作的过程和相关现象，利用计算机、虚拟仪器、交互式仿真等技术开发模拟设备是开展现代化实践教学的必由之路。根据操作和显示的特点，模拟器可分为两种类型，一种是操作和显示均为虚拟的，此时模拟器也可以认为是模拟训练软件，通过键盘和鼠标进行模拟操作，通过显示器进行实时的模拟显示。另一种模拟器是操作台面为真，通过虚拟仪器进行显示，内部控制的逻辑关系由计算机软件实现并完成。两种模拟器相比较前者更灵活，成本低，但效果差；后者更逼真，效果好，但灵活性差，控制台面各种控件的费用投资较大；操作台面

4、一旦做好，不易改动，假如实际设备更新换代，模拟设备将被淘汰。根据需要模拟的实际设备和操作过程的特点，如果将上述两种模拟器结合起来，则可同时保证实习效果和灵活性。1航电系统外场保障实习台硬件设计1．1实习台功能航电系统外场保障实习台是地勤人员对飞机上的航电系统进行通电的模拟训练设备，模拟操作的对象包括机载设备和地面保障设备及其之间的配合，模拟的现象包括声音、灯光、符号及画面。模拟面板包括机载设备的模拟面板和地面保障设备的模拟面板，机载设备和地面保障设备之间的配合要求实习台面板能反映两者在配合使用过程中的相对位置，两者的模拟面板在现象上要能够展示两者在配合过程中的逻辑控制关系。除了上述基本功能之外

5、，实习台还可扩展故障模拟、专家评估和科学研究功能，以提高训练的科学规范性和有效性。1．2实习台硬件结构组成实习台要实现上述功能，需要采用半实物仿真结构，其组成如图1所示，包括模拟面板、适配器、信息采集与处理系统等部分组成。为保证实习台的灵活性和更新换代的方便，模拟面板采用集中与分布相结合的方式，因为即使机载设备更新换代，机载设备与地面保障设备之间的相对位置也是不变的，因而可集中展示。由于与地面保障设备相配合的机载设备机件(天线)均分布于飞机表面，因而，地面保障设备与机载设备之间的相对位置可采用在面板上喷涂固定的图片进行集中展示；地面保障设备面板则采用相对独立的形式嵌人到总面板上，以保证系统的灵

6、活性；地面保障设备面收稿日期：20lO．03一09作者简介：蒋国峰(19r75一)，男，河南睢县人，副教授，研究方向为航空电子装备的教学和检测设备的研发工作。航空计算技术第40卷第5期板上的操作与显示可完全模拟实际设备，以保证系统的真实感与逼真性。因为实际的机载设备均是在通过座舱内相应的控制盒或多功能显示器进行控制与显示的，因而在实习台上机载设备的显示与操作可采用虚拟面板的形式，在硬件上可应用单个或多个触摸屏进行实现。适配器主要完成信号的调理与适配，是模拟面板与工控机系统之间的连接桥梁，根据不同的操作需求，在工控机系统的控制下，实现信号通道的动态建立或撤销。工控机系统包括工控机、数字L／O、A

7、／D、D／A、声卡、RS232串口、显卡等，是实习台的信息采集与处理中心，也是系统的控制核心，在软件系统的配合下，完成对面板输入信息的采集、处理与输出，实现实习台的模拟操作与显示功能。机载设备与地面保障设备相对位置图片圈图⋯图圈模拟操作与呈现图l实习台硬件结构组成对操作和显示都比较简单的地面保障设备模拟面板，如信标机模仿仪、微波着陆信号模拟器等，需要采集和显示的信息比较少，与工控机系统之间的通信可