多层次电子仪表系统实验教学体系设计

郭润夏 张英杰 张晓瑜

摘要：分析了飞机电子仪表系统EIS（Electronic Instrument System）实验教学的不足，提出了基于系统功能认知、系统操作实践、系统故障隔离和系统综合维护的多层次EIS系统实验教学体系，满足EIS系统不同层次的实验教学需求，提升EIS系统的专业实验教学水平，形成具有民航特色的多层次EIS实验教学体系。

关键词：电子飞行仪表系统;计算机辅助教学;多层次实验教学体系

中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2016）42-0272-02

一、引言

电子仪表系统EIS（Electronic Instrument System）是现代民航飞机的显示终端。当飞机出现故障时，机务维修人员需要依据EIS系统提供的故障效应，结合故障隔离手册（FIM）、飞机维护手册（AMM）等技术资料，实现故障排除，确保飞机的安全飞行。因此，从系统功能认知、操作实践、故障隔离和综合维护多个方面，形成多层次综合化的EIS实验教学体系，对于学生深层次理解EIS系统原理，提高解决实际维修问题的能力具有积极的意义[1，2]。

二、多层次EIS系统实验体系设计

中国民航大学航空电子专业主要培养面向机务维护领域的专业技术人员。我国民航规章与标准规定，民航培训机构在培养机务维护人员时需要满足CCAR-147部[3，4]的要求。因此，EIS系统实验内容必须符合CCAR-147部的内容要求。

CCAR-147部维修基础培训大纲规定EIS系统主要由电子飞行仪表系统EFIS（Electronic Flight Instrument System）和发动机指示与机组警告系统EICAS（Engine Indication and Crew Alerting System）/飞机电子中央监控系统ECAM（Electronic Centralized Aircraft Monitoring）组成，培训内容包括系统概述、系统组成、系统功能和系统转换与控制关系，如图1所示。

针对EIS系统的培训要求，结合航线维护工作流程（故障现象→故障隔离→故障排除）[5]，设计EIS系统功能认知、EIS系统操作实践、EIS系统故障隔离和EIS系统综合维护四个层次的实验体系，如图2所示。EIS系统实验体系旨在弥补理论教学的不足，系统而有序地加强学生对机载系统的了解，能够利用所学解决飞机维修实践中出现的实际故障。

1.EIS系统功能认知。EIS系统功能认知实验主要用于帮助学生了解EIS系统显示组件的整体布局，结合理论教学内容深入学习EIS系统各显示器的正常及故障显示。通过EIS系统虚拟仿真软件代替静态的教学图片，使学生深入认知机长外侧显示组件、机长内侧显示组件、上显示组件、副驾驶内侧显示组件、副驾驶外侧显示组件、下显示组件的显示内容。通过设置不同的显示组件故障类型（如：电源、信号丢失等），加深学生对系统故障的感性认知。通过上述的实验设计，学生可以生动直观地认知EIS系统，提高了学生的参与度，可以有效提高教学效果。

2.EIS系统操作实践。EIS系统操作实践主要涉及EIS系统转换和控制关系，属于操作类实验。此阶段主要解决EFIS控制面板对PFD和ND的控制，显示源面板对组件的控制，显示选择面板显示内容的转换，显示亮度控制面板对显示器亮度的控制等实践教学内容。

实验过程中教师设置不同的外部状态，学生根据课堂讲授的系统工作原理，深入了解EIS系统是如何从飞机的导航系统、发动机系统、自动飞行控制系统等获取飞机状态参数。学生通过动手操作验证所学的理论知识，提高对EIS系统结构、控制关系和信号交换的整体把握，为后续的故障隔离奠定坚实的理论基础和动手能力。

3.EIS系统故障隔离。EIS系统故障隔离实验主要用于引导学生利用EIS系统提供的故障效应和维修文件，解决故障隔离问题。实验过程中教师设定不同的故障，学生根据不同的故障效应，包括警告信息、警告灯、故障旗等，结合课堂讲授的系统原理分析故障原因，并且针对所分析的故障原因进行系统检查，查找故障隔离手册，并依据维修排故手册进行分析测试并最终确认故障点。

4.EIS系统综合维护实践。EIS系统综合维护实践主要用于提高学生的综合维护保障能力，通过引入EIS系统典型故障案例，从故障效应、故障确认和故障隔离等各个排故环节对学生进行训练，有利于学生了解EIS系统体系结构，熟悉维修标准步骤，提高故障点定位等实际工作能力。一个标准的EIS系统综合维护流程如图3所示。

教员首先设定EIS系统典型故障，学员根据故障效应，根据所学理论知识进行相关系统的测试，获取故障代码。然后查找故障隔离手册，制定故障隔离步骤，严格按照排故手册要求执行排故程序。学员更换相应故障组件后，重新进行故障测试检查，验证故障点是否排除。若故障没有排除重新执行上述步骤直到故障排除为止。故障排除后，打印无故障报告，提高故障排除程序，结束综合维护实验。

三、结语

针对EIS系统的培训要求，结合机务维护人员航线维护工作流程，设计多层次的EIS系统实验教学体系，从故障的效应、故障的确认和故障的隔离等各个方面，对学员进行培训，有利于学员系统了解EIS系统工作原理，建立清晰的排故逻辑，提高实际排故能力。

参考文献：

[1]秦庆霞，郝瑞，耿宏.基于CDIO教育理念的航空电子实验课程开发研究[J].中国电力教育，2013，（22）：164-165.

[2]樊智勇，王娟，王勇.多功能飞机维护训练器的建设和教学实践[J].实验技术与管理，2012，29（5）：182-184.

[3]陆宏.浅谈CCAR-147培训教学管理体系的建立[J].科教导刊，2013，（24）：93-94.

[4]王洪涛，邓君香.民用航空器维修基础培训（CCAR-147培训）的现状及发展探索[J].现代企业教育，2013，（6）：206-207.

[5]张煜.航空器维护训练器在飞机维修工作的应用[J].航空维修与工程，2009，（5）：88-89.

Design of Experimental Teaching System for the Multi-level Electronic Flight Instrument System

GUO Run-xia，ZHANG Ying-jie，ZHANG Xiao-yu

（School of Electronic Information and Automation，Civil Aviation University of China，Tianjin 300300，China）

Abstract：The deficiency of EIS （Electronic Instrument System） experimental teaching is analyzed and the multilevel EIS experimental system based on function cognition，operation practice，fault isolation and integrated maintenance for the system is proposed.Different levels of experimental teaching requirements of the EIS system are satisfied，and the professional experiment teaching standard of the EIS system is improved. Moreover，the multilevel EIS experimental teaching system with civil aviation characteristics is constructed.

Key words：Electronic Instrument System;Fault diagnosis;Multilevel EIS experimental system