航空軍械仿真系統關鍵技術研究

鞏亞龍，戴迪

（中國飛行試驗研究院機務部，陜西西安，710089）

0 引言

作為航空戰斗力的主要構成部分，航空軍械的保障能力應受到應有的重視，其保障能力的好壞直接影響到飛機的作戰效果，所以需要技術人員日常對航空軍械保障能力進行具有針對性地訓練，以現有的訓練手段來看，存在著投入資金大、訓練風險高等阻礙因素。本文所提到的軍械航空仿真系統可以通過模擬訓練系統來確保戰機可以得到足夠的日常保障訓練，是提升其保障能力行之有效的辦法。

1 航空軍械仿真系統的結構組成及系統功能

1.1 航空軍械仿真系統的組成

航空軍械仿真系統是日常用來控制和訓練機載武器和外掛物的擁有先進技術的控制系統，大體上由艙內軍械設備模塊、外掛物管理模塊、懸掛物掛點模塊、多型號外配式武器及相應的模塊所構成。以艙內軍械設備模塊為例，不僅包括專業性的MFD，還有相應的操作指示燈、控制按鈕，以方便對設備進行控制，為航空軍械的訓練及養護提供良好的技術保障，以航空軍械的實際任務為出發點，運用適宜的維保方法對其進行定期的維護和檢測，來確保其可以符合日常的使用要求。常用于航空軍械日維保的設備包括多樣化的搭載武器檢測設備、彈藥運輸及裝配設備和維修保護設備等。

1.2 航空軍械仿真訓練系統的功能設定

以某型機航空軍械仿真訓練系統的功能設計為例，其創建的主要目的是工作人員可以完成航空軍械的保障訓練。構建的系統可以設定出符合要求的訓練任務，通過虛擬演練來完成武器佩掛和更換的過程，通過演練過程中得到的反饋數據來判斷其運行情況是否正常，還可以及時的發現其運行過程中容易產生的問題，大幅度提升解決隱患地時效性。技術人員還可通過反復觀看虛擬演練的視頻來分析訓練效果，有助于更好地改進和優化該系統，其具體功能包括：（1）任務設置功能，既通過設定相應方案流程來確保航空軍械仿真訓練系統可以正常有序的運行。（2）武器裝載及更換系統，既根據實際演練所需完成訓練彈、武器的裝載及更換流程。（3）外掛物管理模擬系統，通過總控中心發出相應的控制信號，并及時的收集反饋信息，通過檢測外掛物的運行狀態，來掌握其投放、剩余數量等多種情況。（4）通電測試功能，通過模擬地表檢測設備對機載控制系統的通電流程，來準確地掌握裝載武器發射路徑，以便將來更好地操作和投放。（5）維護和保養功能，適當地維護與保養可以確保系統時刻處于良好平穩運行狀態。（6）故障設置功能，在虛擬演練過程中如若出現運行故障，可以及時的做出判斷。（7）監控及回放功能，完整清晰的視頻回放有助于工作人員觀察系統的運行過程和實際完成狀況。（8）訓練評估功能，對系統運行中反饋來的信息進行系統評估，通過數據來判斷其可行性。（9）在線輔助功能，先進的在線輔助功能可以確保工作人員在檢測系統運行時可實時分享和查詢所得信息，有助于資源共享和整合。

2 航空仿真系統的硬件構成

2.1 仿真機體平臺

作為航空軍械仿真系統運行平臺，該仿真機體平臺是通過運用高強度鋼修補受損飛機主題而得來，各項數據均與真實運行無異，無論是武器掛點的設計或承重載荷能力都可以達到演練要求，還可以在機身表面裝配用來懸掛外掛物的框架，用來放置虛擬演練過程中需要用到的監控設備，以此來確?？梢詫τ柧毑僮鬟^程進行全程視頻監控并獲取完成的錄像方便日后回看。

2.2 系統主控機

系統主控機作為航空軍械仿真系統的核心硬件，選用標準也有所要求，本文系統中應用的是研華工控機，借助Profibus網卡和PLC技術來完成系統操作及控制，可完成任務方案設計、故障檢測、訓練效果研究和在線學習及研討等多種程序的管理，嚴謹的管理系統有助于提升航空軍械仿真系統的運行可信度。

2.3 外掛物管理仿真機

于航空軍械仿真系統中應用外掛物管理仿真機，是為了更好地空空、空地以及非制導設備模擬器進行管理。通過系統主控機發出的操作口令，向相應的武器模擬器傳輸控制指令，并及時地接受信息反饋。其中需要注意的是掛點信息交換模擬器作為各模擬器之間信號傳遞的輔助工具，不僅可以完成信號的調理還可以對掛點信息進行系統的記錄，在外掛物管理仿真機運行過程中起到了重要作用。

2.4 訓練監控裝置

于軍械航空仿真系統中配備訓練監控裝置，可完整的記錄工作人員的操作流程、系統運行情況和訓練質量，工作人員可通過回放訓練監控來分析訓練效果。訓練監控裝置由精密傳感器、設備開關及多種功能按鈕構成。精密傳感器的作用是實時監測工作人員的所處位置，在工作人員完成預設的操作流程后可通過觸碰功能按鈕的方式來結束操作流程。并自動進入下一輪訓練流程，有助于提升演練速率。

2.5 掛點懸掛裝置

掛點懸掛裝置起到的主要作用是為外掛物和外掛模擬器提供支撐力，以確保其安裝穩定性。穩定的固定力可以增加武器裝載仿真流程的真實性。本文提到的航空軍械仿真系統中分別應用了實裝掛架和懸掛掛架兩種掛點懸掛裝置，可滿足系統內電器設備及端口的多種改裝及懸掛要求，以此來確保外掛仿真器信號輸送需求得到滿足。與此同時還在可掛點懸掛裝置上配備傳感器和開關按鈕，加強使用便利性的同時還可以加強對武器裝載及運行把控，有助于仿真系統的順利進行。

2.6 武器模擬器

航空軍械仿真系統中涉及的武器模擬器型號十分豐富，雖然空空、空地和非制導模擬器的型號各不相同，但其尺寸大小、具體重量和外端接口都是保持相對一致的，方便搭載和更換。以MCU作為控制裝置，通過將內部線路與外部端口進行連接，來完成各控制信號之間的傳輸，并適當的反饋出系統演練過程中武器的使用及更換狀態，可以更好的把握系統運行情況。

3 航空軍械仿真系統軟件的設計及實現

3.1 航空軍械仿真系統軟件的設計構成

以系統的實際需求為設計導向，航空軍械仿真系統軟件的設計構成包含多個層面，具體劃分如圖1所示。控制中心的主要工作任務是劃分具體功能模塊并確保各模塊可以正常運行，并對訓練過程中反饋回的數據進行評估，出現偏差時可以及時調整，以此來確保航空軍械訓練效果。該套軟件設計的功能模塊是依附于Windows2000系統運行的。除了基本的訓練功能，還要具有基礎仿真功能，也就是對戰機外掛物的管理能力，通過模擬設定來完成所需外掛物的選取各裝配，這些基本操作均依靠PLC控制軟件來得以實現。

圖1 航空軍械仿真系統軟件的設計構成圖

3.2 航空軍械仿真系統軟件的具體實現

以上文提到過的外掛物管理仿真模型為例，應創建系統的操作流程對其進行控制，其中應包括武器加、切換等流程，如若用數字來表示其操作流程，則數字狀態是從“0”至“1”的狀態，控制中心才會發出相應的控制指令，增加了外掛物管理仿真模塊管理的嚴謹和安全性。

4 結束語

本文具體介紹了航空軍械仿真系統設計構成、技術應用及可實現性，可對某型飛機進行日常模擬訓練和檢測，技術人員可以通過應用此種技術來提升航空軍械的戰斗力，仿真系統的應用還可以大幅度減少訓練成本的投入，無論是對軍事方面或經濟方面都有重要的意義。