浅谈K8飞机维护仿真训练

梁明元（北京拓普瑞思科技发展有限公司 北京 100083）

黄洪浪（洪都航空工业集团 江西 南昌 330024)

浅谈K8飞机维护仿真训练

梁明元（北京拓普瑞思科技发展有限公司 北京 100083）

黄洪浪（洪都航空工业集团 江西 南昌 330024)

以K8飞机的维护训练需求为基础，通过对国内外仿真训练发展的分析，阐述了仿真训练的优势，以及如何应用仿真训练手段完善K8飞机的维护训练体系。

仿真训练；训练手段

1 引言

当前以信息化为标志的新军事变革迅猛发展，先进技术、新概念武器层出不穷，战争模式也发生了重大变化，这就对作战人员的能力、素质以及部队的战术素养、协同能力都提出了更高的要求，军事训练的地位和作用自然显得越来越突出。以武器装备仿真技术为核心的训练革命席卷全球，得到各国军队的普遍重视，在空军体现得尤为明显。由于空军武器装备一般比较昂贵，因而飞机仿真训练体系普遍发展较快。以仿真技术为核心的训练体系以其安全、经济、可控、低风险、不受气候条件和场地空间限制等独特的优势，一直受到各国空军的高度重视。

2 军机维护仿真训练的优势[1，2]

军机维护仿真训练是一种遵循军机维护训练需求，依托系统化、智能化训练的设计思想，综合使用现代控制理论和计算机控制、仿真等技术，构建的飞机维护多专业、系统化训练体系。

军机维护训练可以分为以基本航空维护知识培训为代表的初级维护训练，以特定机型改装维护培训为代表的中级维护训练，还有，以强化地勤人员专业技能为核心的复习训练和专项技能提高训练。不同的训练阶段会有不同的训练目的，因此就会有不同的训练手段，仿真训练手段与传统训练手段相比主要有以下几方面的训练优势：

2.1 战前任务训练

仿真训练可以通过虚拟方式实现战场环境，这是传统训练中的军事演习的内容，由于常规军演成本高，实现难度大，很难经常开展。但是仿真战场环境可以从容地解决以上问题，真正做到随时随地的训练，这对于提高部队维护保障水平，保证部队战斗力大有益处。

2.2 特情处置训练

在传统训练中对一些特情处置的训练内容往往只能靠教员的讲解描述，无法让学员真正体会到特情的实际状况，因此训练效果不佳。但仿真训练的应用却可以实现对一些军机危险科目的演练，例如，对发动机地面试车过程中的一些故障现象的模拟及排故训练，大大增强学员的特情处理能力。

2.3 高效率、高质量、安全地训练

应用仿真训练环境，可以彻底解决传统训练中的安全问题，实现真正的全天候训练。仿真训练采用的交互式的教学模式，创造的尽量真实的训练环境，大大提高了训练效率和质量实现安全训练。

2.4 减少环境污染，降低训练成本[3]

仿真训练的有效应用不仅可以节约教学时间，减少飞机的损耗，延长飞机服役期，而且，还可以减少燃油消耗，实现环保低碳训练，大大降低训练成本。

据国外机构统计，由于在训练过程中加入了应用仿真训练手段，训练效果可以增加教学信息量30%，提高教学考试通过率35%，减少训练费用56%, 缩短教学时间26%（图1）。

图1 仿真训练的优势

3 飞机维护仿真训练的发展[4-7]

在飞机仿真训练领域，西方各国始终处在领先地位。以美国为代表的飞机仿真训练体系是以各类航空器配套研发的需求形式出现，以此带动航空仿真技术的发展。上世纪三十年代美国人埃德温•林克（Edw in Link）发明了第一个飞行训练模拟器“B lue Box”。尽管它存在着技术上的缺陷，但它已经体现了不使用真实飞机就能安全、经济地反复进行训练的优点。它也是仿真训练手段的雏形，经过四十年的发展到七十年代，美国空军在1973年5月1日成立了仿真系统项目办公室（SPO），又名TSPG，认可地面仿真训练的重要性。SPO第一次采办的训练体系包括B-52、A-10、和F-16飞行训练模拟器和地勤维护模拟器。上世纪九十年代美国国防高级研究计划局（DARPA）的SIMNET（simulator net w orking）工程包含了士兵参与和虚拟设备。在1994年11月领导创建了分布交互式仿真协议。DARPA和军队仿真训练系统联合小组通过大量演练，验证了实兵、虚拟、构造一体化仿真技术的应用。

截至2008年，在西雅图的波音公司F/A-22训练系统小组已经交付了四套飞行员训练系统和两套维护训练系统以及相应的学员教室和教学设备,满足了所有F22战斗机飞行员和维修培训需求的遍及飞机在整个生命周期训练系统。

F 22训练系统的特点是具备大量的基于计算机多媒体训练手段，这将符合航空工业基于计算机训练的指导方针和标准。

通过关联飞机设计数据库与训练设备设计数据库，F22训练系统研制过程的效率得到了提升。例如，将飞机的后勤保障分析数据直接植入教员系统设计数据库大大缩短了达到学习目的所用的时间。

直接引进飞机的计算机辅助三维交互应用程序（CA T IA）和计算机样机（COMOK）工程数据库缩短了图形开发的时间。

F22理论训练环境的培训教室内配备了电子化的多媒体课件，它可以替代很多传统的基于纸面培训的材料。

F22训练系统以12个训练设备以支持动手操作学习的目的为特点。它们包括了三个用于飞行员的训练设备和9个用于维护人员的训练设备。

F22训练系统的操作和支持功能通过一个训练管理系统和训练系统支持中心进行整合。这个训练管理系统将提供管理安排，持续的学员记录，和持续的训练系统工作性能评估。

训练系统支持中心将为所有的训练元素提供配置管理，数据图书馆，设备支持，课件维护支持和承包商后勤保障。

目前，F22项目已完成工程与制造开发阶段，将设计和开发训练系统。在F22项目生产阶段，训练系统将在空军基地建立。

训练系统设计团队将为工程与制造开发用的飞机提供训练支持测试。这个团队扮演了一个非常有用的角色，它为空军和承包商测试飞行员、地勤人员和测试工程师提供训练素材和指导。（图2）

我国飞机地勤仿真训练体系发展较晚，从50年代末起步到现在，大致经历了三个阶段：

从50年代末到80年代初，以机电和物理模拟为主的发展初级阶段。这个阶段主要采用初级的机电计算机与物理模拟相结合技术，研制了飞机单系统的“示教板”、“训练器”和“练习器”，结构简单、功能单一。如：“发动机起动和状态系统练习器”和“燃油系统工作情况演示板”等。

图2 F-22飞机维护仿真训练系统

80年代特别是1984年以后几年，进入了以计算机技术为主的全面发展阶段。航空维修训练模拟器从简易的物理模拟，进入了以机械、电动式模拟为主要技术手段的模拟。这一阶段，模拟器的功能已由单一的“演示型”发展为通电、测试和分析的“多功能型”。如：“发动机试车练习器”和“飞机操纵系统模拟器”等。

90年代以来，以数字计算机仿真技术为主，多媒体技术、计算机成像技术、网络通信技术和人工智能技术等高新技术的广泛应用，使航空维修训练模拟器的研究进入了新的发展阶段。这个阶段的模拟器，功能强、任务覆盖率高，技术较为先进，效益较为突出，逐步形成了航空维修训练模拟器材体系。如:“某型飞机维护模拟器”和“多型飞机飞控系统综合模拟器”等。

综上所述，我国军机仿真训练体系由于受西方国家技术封锁等因素，全部为自行设计开发。自从1975年开始研制歼六全任务飞行模拟器以来，经过三十多年的摸索发展，逐步形多种飞机训练仿真体系，已经基本覆盖我国各类型战机，如歼七、歼轰七、歼八、教八、直九等飞机，歼十、歼十一、枭龙等三代机的飞机仿真训练体系，K 8飞机已有多套维护仿真训练产品成功地出口到亚洲、非洲和拉丁美洲等国家，受到外军用户的一致好评。

4 K8飞机维护仿真训练体系

K 8飞机在国际市场的不断热销，不仅归功于它优异的性能和超高性价比，而且，K 8完善的售后和培训体系也是客户选择K 8飞行的重要原因。K 8飞机的大量的国外用户对我们的训练提出了更高的要求，我们在不断完善产品的同时，正逐步建立起了一整套传统训练和仿真训练相结合的K 8飞机维护仿真训练体系。（表1）

过去传统训练手段比较单一，没有摆脱单纯的理论教学和上机实训相结合的“师傅带徒弟”的简单模式，根本无法适应新时代、新机型的训练要求。从上表中我们可以看出，K 8飞机从飞机安全培训阶段开始，到K 8飞机的改装维护基础理论培训阶段，再到K 8飞机专业维护训练阶段，以及帮助地勤人员提高紧急情况处理能力的特情训练阶段，都会有不同的仿真训练手段与之相适应。所以，只有应用仿真训练手段，才能有效地弥补了传统教学的不足，真正搭起了从理论教学到上机实训之间的桥梁，才能最终使受训者达到“专业技术过硬，基础理论扎实，工作作风端正”的部队用人要求。

表1 K8飞机维护训练体系

5 K8飞机维护训练体系中主要应用的仿真训练手段

5.1 交互式多媒体教学系统（GIMI）

飞机地勤交互式多媒体教学系统（Ground crew Interactive Multimedia Instruction，简称GIM I），采用先进的计算机仿真技术，提供生动的、交互式的教学课件，学员可以由被动变为主动学习，这种参与感，有利于强化记忆，迅速掌握相关知识。（图3）

图3 K8地勤交互式多媒体教学系统

图4 K8虚拟维护训练课件

5.2 虚拟维护训练系统（VMT）

虚拟维护训练系统（V i r tu a l Maintenance Training, 简称VMT）没有座舱或机体硬件的复制品，它由8-12个学员端构成，学员在台式机上进行飞机系统的维护和修理训练。该系统采用先进的视觉模型，在台式机监控器上描绘系统，访问面板、诊断器和状态显示器以及设备舱，可通过鼠标或触摸屏进行各系统的故障诊断和修理、部件的拆卸/更换步骤、设备的使用和功能检查等训练，并可通过内部局域网实现小队训练和执行任务前的预演。（图4）

5.3 武器装填训练器（WLT）

武器装填训练器 (W eapon Loading Trainer, 简称W LT) 为个人或小队提供武器装填的仿真训练。该训练器由座舱、部分机翼 (包括武器加载点) 、各种训练弹、挂弹车等同等尺寸的仿真训练设备组成，并可实现小队训练和执行任务前的预演，是军械专业学员训练的好帮手。

图5 K8W维护模拟器

5.4 维护模拟器（AMS）

K 8飞机维护模拟器(A ir c r a f t Maintenance Sim ulator, 简称AMS)，是地勤人员的重要仿真训练设备，可以使受训者熟悉座舱环境、熟悉全专业飞行三阶段检查内容、熟练掌握多达40个飞机各系统一般通电检查科目、并且，可以进行发动机地面试车、应急处置等危险科目的训练。（图5）

6 结束语

在K 8飞机维护训练体系中，仿真训练是不可缺少的训练手段。仿真训练以其安全、快速、高效的特点和某些实装训练无法实现的训练能力，正越来越受到国内、外客户的关注。在未来的训练过程中，一定会有更多、更新的仿真训练手段加入到K 8飞机维护训练体系中来，我们期待这些仿真训练手段能够成为K 8飞机的维护训练体系中新的亮点，我们也希望国内能够有更多的机型像K 8飞机一样建立起完整成熟的维护仿真训练体系。

[1] 谭安胜等. 软模拟技术及其应用研究[C]. 作战模拟与仿真技术学术研讨会论文集，2000.11

[2] Ian W St rachan . Jane’s Simulation and Training Systems[M], Twelfth Edition (1999-2000), Jane’s Information Group Inc, 2000

[3] MIL-STD-1379D Military Training Programs[S]，August 31, 2003.

[4] MIL-HDBK-29612-5. Part 5.Advanced Distributed Learning (ADL)Products and Systems[S]. August 31,2001.

[5] T. N. Chandler. Navy Aviation Maintenance Intelligent Free-Play Troubleshooting Simulations: Capturing the Aviation Maintenance Decision Process[M].2000 IEEE.

[6] AFPD 36-22, Personnel, Air Force Military Training[M]. March 22,2004.

[7] DoD Direct ive 14 30.13,“Training Simulators and Devices”[S]，August 22, 1986

Discourse on Simulated Training of K8 Aircraft Maintenance

Liang Mingyuan1, Huang Honglang2
(1. Bei jing Top-wings Technology Development Co, Ltd, Bei j ing 100083

2. Hongdu Aviation Industry Group, Nanchang, Jiangxi 330024)

Based on K8 A/C maintenance t raining requirements and analysis for simulated t raining development al l over the wor ld, this ar ticle expatiates advantages of the simulated t raining, as wel l as how to improve the K8 A/C maintenance t raining system by the simulated t raining measures.

Simulated t raining；Training measures

2010-09-26）

梁明元 1970年8月出生，总经理，研究方向为航空仿真训练理论和产品的研究工作；

黄洪浪，男，1968年7月出生，高级工程师，研究方向为飞机综合保障。