基于增強現實的發動機虛擬拆卸移動平臺開發

楊振，徐耀東，李孟宇，劉陽，胡洪語

(中國民航大學，天津 300300)

虛擬現實技術是在20世紀末才興起的一項嶄新的綜合性信息技術，令我們在教學課程可以觀察以前我們無法觀察測試到的方面。之前由于受教學條件和資源的限制，多數情況下學生無法觀摩實物，對實際學習對象的主觀認識只能憑借想象，空間想象能力稍弱的學習者就會遇到很大的困難。所以我們依托于此技術，利用虛擬現實軟件EON studio來模擬并完成V2500發動機的虛擬拆卸過程，因此能夠更加形象地了解整個發動機的運行與操作。

1 EON軟件簡介

EON是由全國領先的互動視覺內容管理軟件供應商美國EON Reality公司開發的一種運用虛擬現實進行3D對象展示、交互拆裝、5D教育媒體培訓的新穎軟件。它能夠開發出應用于銷售、訓練和虛擬現實場景漫游的實時3D多媒體應用程序。

打開EON studio應用程序后，每一個子窗口完成不同的功能，主要使用以下兩種：

(1)節點元件視窗，MDI工作薄模式，左側。

節點元件視窗包括在創建模擬程式中能夠用到的所有節點和元件，諸如時間觸發器節點、關鍵幀節點等。在EON中，有142個節點，241個元件。節點被放置于節點庫中，主要用得到的有四類節點：基本節點，代理節點，運動模型節點和傳感器節點。

(2)邏輯關系設定視窗，MDI工作薄模式，左側。

邏輯關系設定視窗是相當關鍵的一個視窗。只有將存在于模擬樹中的節點拖曳到邏輯關系視窗中并定義每個節點間的聯系才能使各個節點之間相互傳遞信息。在此之后，當傳遞的信息到達下一個節點才能促使其產生相應的行為。

2 動畫準備

在我們進行工作前我們必須先將之前已經制作完成的CATIA模型導入EON軟件中。軟件經過導入之后進入存儲對話框，必須要更改保存路徑，之后其他選項不變，選擇OK即可。模型導入過程中，依據原來的CATIA模型的復雜度和模型大小將會具有不同的導入時間與過程。模型越大越復雜則所需花費的時間就會更多。

在導入了CATIA模型后，形成一個整齊，信息準確，命名清晰的樹狀列表，可以避免之后的添加混亂，查找部件容易，糾錯時易發現錯誤地址等諸多好處。在整理完樹狀列表后，我們可以整理和歸納相似作用的節點。為了使排氣系統的系統演示更好，所以需要為模型進行材質貼圖，使其具有更加逼真的顏色、表面紋理、反射折射光效果、合理的透明度等材質參數。

3 反推原理介紹及拆卸動畫

3.1 反推原理。發動機工作時，大量的氣體(高溫燃氣或空氣)以高速度往后方噴出，產生的與飛機飛行方向相同的推力，推動飛機克服空氣帶來的阻力而向前飛行。反推力裝置是將噴出的發動機氣體反折向發動機前方，使氣體向發動機斜前方噴出，產生與飛機飛行方向相反形成阻礙的力，即反推力。但是在實際過程中，在飛機上很難做到將排出發動機的氣流偏轉180度與飛機運動方向完全一致，一般采用折流板或者阻塞門擋住排氣流，使氣流向著斜前方噴出。一般情況下折流板與飛機軸線呈45度的夾角。因此，當打開反推力裝置時，其產生的反推力約為發動機正推力的40%。

發動機反推在伸出位時，液壓驅動作動筒作動，將平移罩向后移動，對飛機產生反推力?？傊?，反推系統的關鍵點在于改變外函道噴氣方向，減少向后噴射的氣體量來達到輔助減速的效果。

3.2 拆卸動畫。制作過程體現在EON軟件中就是將阻塞門拉桿的拆卸步驟轉化成邏輯關系設定視窗中的條理關系。比如在拆卸過程中拆除螺母、墊片、套筒和螺栓，就是相應地利用Place節點從原模型中將這幾個零部件移除。

拆卸阻塞門和函道內壁連接處的零部件，利用時間觸發器節點，拖入并放置在Scene節點下級的Camera節點內，命名為“時間機器1號”；然后從節點庫找到Keyframe節點，也拖到Camera節點之下，Camera能夠管理所有的與視覺有關聯的節點，因此接下去的Keyframe節點放在該節點下級，如此一般穿插整個拆卸過程。拆卸圖如圖所示。

圖1 連接件拆卸

4 小結

基于EON studio軟件，將已經建立完成的CATIA模型導入該軟件，借助于EON studio強大的功能節點和元件，完成v2500反推系統的拆裝，開發出可供教學使用的動畫模型,使學生能夠對原理和基礎知識有更加直觀的了解。