SR-20飞行模拟练习器常见故障分析

田青

摘要：通过对SR-20飞行模拟练习器的主要组成结构进行系统的介绍，并根据视景系统、运动控制系统和IOS教官台系统在训练过程中频发故障的现象，分析这些现象并给出了故障的诊断和排除方法。

关键词：SR-20;视景系统;IOS系统;故障;仿真

中图分类号：G642        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2019）27-0253-02

Abstract： By systematically introducing the main components of the SR-20 flight simulator， analyzing the phenomenon of frequent failures in the training process according to the vision system， motion control system and IOS instructor system， these phenomena are given. Diagnosis and troubleshooting of faults.

Key words： SR-20; vision system; IOS system; fault; simulation

西銳SR-20型飞机是由西锐飞机设计制造公司生产的一种小型活塞螺旋桨式飞机，是一种采用单下翼设计、高度电子化的小型飞机。西锐 SR-20型飞行模拟练习器是根据同机型飞机1：1设计制造的。飞行模拟机训练不仅是培养新学员的一种重要的训练课程也是成熟的驾驶员进行复训方式之一。模拟机训练在培养现代飞机驾驶员的过程中起着举足轻重的作用。如果模拟机故障频发会直接导致飞行训练的延迟或取消，从而影响飞行训练的进度。因此如何减少和降低飞行模拟机的故障率是保障和提高飞行训练质量的重要前提。

1 西锐SR-20型飞机模拟机练习器的组成系统

SR-20飞行模拟训练器从宏观上看由以下几部分组成：仿真计算机、模拟座舱、运动系统、视景系统、音响系统、操纵负荷系统、教员控制系统等组成。如图1所示：

（1） 训练飞行模拟设备要求仿真度很高，因此SR20模拟机座舱的设计、布局结构、驾驶杆/盘、脚蹬、油门杆、飞行仪表、开关、指示灯的外形、性能及布局都同SR-20飞机完全一致。

（2） 仿真计算机是飞行模拟设备的核心部分，它通过运行实体对象和仿真环境的数学模型和程序，实现飞机六自由度运动方程、发动机推力和飞行控制系统数学模型的实时解算，对飞行模拟设备的运行进行管理。一般来说，采用层次化、模块化的建模方法，选取合适的积分步长，在仿真计算机中合理调度运行。

（3） 物理效应设备（人感系统）

飞行员的感觉有操纵力感、眼睛对窗外视景和舱内仪表的感觉、耳朵对声音的感觉和身体对飞机运动的感觉。为了给飞行员营造一个真实的飞行环境，SR-20飞行模拟练习器设备具有如下人感系统：

a.操纵负荷系统。模拟飞机的操纵感觉和配平感觉。驾驶杆、脚蹬的位移及其操纵力的关系要严格符合飞机情况。SR-20模拟机采用一套高性能的自动系统装于模拟设备上，来模拟操纵力位移特性。

b.视景系统。模拟飞机座舱外的景象是飞行员判断飞行品质十分重要的视觉信息。随着数字技术的发展，SR-20模拟练习器采用高速大容量的数字计算机建立所要模拟的视景数据库，图形发生器受控于解算飞机运动的飞行模拟设备主计算机产生图像信息，并选取环幕投影显示系统，给座舱内驾驶员以足够视场角显示清晰真实的景象。

c.仪表系统。座舱的仪表板是按照SR-20飞机座舱的布局。Garmin和多功能显示设备，其外形、表盘和静、动态性能与SR-20飞机仪表完全一致。

（4）教员控制台（IOS）

IOS操作台主要用于教员带领学员进行飞行训练，设置飞行科目、初始条件和故障，记录模拟飞行中的各种参量，以及最后生成飞行轨迹等。在日常维护中，维护工程师在教官台上进行日常软件故障排除和定期的QTG测试工作。

2 训练过程中常见故障分析

根据故障发生的类型分为控制系统、视景系统、软件系统。

（1） 运动控制系统故障

在正常的训练过程中发生故障率最高的就是作动筒故障导致的运动控制系统失效。这个故障的发生会引起座舱操作失效，有时会引起驾驶杆剧烈抖动，驾驶操作失去控制。这时教官台的IOS软件系统界面会出现蓝色文字提示”control loading fail”。此时，如果重新启动MCLX控制盒并重新加载模型后，故障依然存在，应暂停使用，并检查机头前端的三个作动筒是否正常工作。这三个作动筒分别由Elevator computer， Aileron computer和Rudder computer三台计算机控制。通过逐一排查每个作动筒的线路连接情况，观察是否存在线路脱落或者松动现象。随后进行恢复，故障即可排除。

若故障依然存在，维护人员可以通过教官台IOS计算机上的Host Emulator 软件读取该控制器当前的位置和力度的测量值进行判断，对该控制器的具体情况进行进一步分析。如果存在参数偏差，可以在Host Emulator 软件里或对应文件里做相应的参数修改来消除故障。

如果以上检查都没有发现问题，应当考虑作动筒自身损坏导致的故障发生，此时应当根据故障现象提示更换相应的作动筒就可以排除故障。

（2）视景系统故障

视景系统故障分为硬件故障和软件故障。硬件故障引起的通常有：投影仪灯泡到寿、投影仪电路板或者风扇损坏、视景计算机主板损坏、网线脱落等。在图像发生器发生故障的时候，通过各个变量的数据来诊断system crash故障很有帮助，如果system crash 是偶发现象，可以忽略并继续观察。如果一天内发生频率很高就可以判断是电路板故障，通过最近的观察及记录可以找到故障点，通过更换相应的硬件故障可以及时排除。

软件故障通常是视景通道程序混乱导致通道无法正常开启。而通常我们认为它已经开启。如果在LED指示灯已经提示出现故障，我们如果想要知道故障发生的详细原因，就需要通过RACU和ESU进行通讯获得信息帮助我们进行故障诊断。这种方法可以帮助我们来验证是不是因为某个开关或者特定的输入导致通道没有开启。

视景系统是一个相对复杂的系统，需要通过对各个组成部分有详细的了解和掌握，并结合实际工作经验和方法快速的诊断并排除故障。

（3）教官台Control panel 和IOS软件故障。

SR-20教官台Control panel软件最常见的故障是当IOS计算机出现非正常断电情况下installation config.xml文件丢失，会导致Control panel软件无法开启。平时应将installation config.xml文件做好备份，当系统提示文件丢失时，将 installation config.xml文件及时复位，故障即可排除。

IOS计算机正常启动后，Control panel软件和IOS软件反应迟缓或无响应，应考虑IOS计算机硬盘故障。经过硬盘测试软件检查确定是硬盘的磁道损坏之后，把备份硬盘换上，问题即可排除。

在飞行训练过程中，座舱备用仪表有时会出现读数偏差。维护人员在教官台计算机上登陆Host Phindows后，通过修改对应文件的参数来进行检测和校准消除偏差。

3 总结和意义

通过对SR-20飞行模拟练习器的结构和各个系统进行详细的分析将练习器分解为多个可维修模型。对发生故障频率较高的系统进行故障解析，介绍了几种常见故障的诊断和排除方法。飞行模拟机维护是对计算机科学，航空电子设备以及机电知识的综合的全面应用，因此只有不断地摸索和积累经验才能降低故障率，及时有效地排除故障，更好的保障飞行训练的顺利进行。

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【通聯编辑：王力】