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優勢。但由于其高昂費用，許多高校在購置設備提升培養模式方面望而卻步。本文通過研究開發低成本的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策略。

關鍵詞：維護訓練模擬機；培養模式；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

隨著我國經濟一體化迅速發展，國內航空器數量不斷增加，以及國產大飛機相繼研發成功，我國航空業迎來快速發展的機遇與挑戰。面對我國開放的航空市場，國內航空器數量持續增長，配套培養相應機務維護人員以保證航空器順利運行，目前對國內緊缺的航空院校產生巨大壓力。為此，如何快速地培養相應機務維護人員以及提高機務人員整體能力素質，一直是國內航空院校探討的研究方向。目前國內高校教學培養以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狀研究

目前，用于教學的模擬培訓系統分為兩類，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。在系統中可以練習虛擬駕駛艙的操作，熟悉動態系統圖，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，向控制系統輸入信號，實現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，可通過自主研發低成本機務維護模擬機，應用于國內航空院校搭建模擬機培訓教室，解決國內應用仿真設備培養學生的短板問題。

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域建模，對每個區域獨立設計，再將各區域進行整體結構拼裝。對于各個區域版塊，根據模塊總成分為獨立控制模塊設計，再將獨立控制模塊在區域模塊框架上安裝。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，面板根據實物結構數據建模，在Creo軟件中完成硬件結構設計組裝。根據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域安裝框架裝配，完成獨立區域的裝配。然后，分析其他區域的邏輯控制功能，分別對其他區域設計結構框架和單元控制模塊建模，完成其他控制區域的整體設計。分析駕駛艙結構，根據其駕駛艙布局，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 開發維修訓練模擬機用于教學培訓可行性研究

對于飛行專業學生，訓練條件較為優越，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量與有限的設備數量，用于機務維護人員培養并不現實。由此，應用所開發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技能培訓。

4.2 維修訓練模擬機用于機務培養模式研究

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龐雜的故障情況，航空公司更希望接受高素質維修學員。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，根據教學內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，熟悉系統測試的操作步驟，例如系統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，系統根據設置的故障信息顯示對應故障情況，培訓學員根據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能力，降低維修培訓成本。

參考文獻：

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【通聯編輯：梁書】