航空航天系统仿真应用培训成效优化模式分析

白小亮

摘   要：随着航空航天业务需求的不断攀升，特别民用航空航天事业对飞行员等关键技术人才的需求一度出现供不应求的局面。而传统人才培养周期长、技术成长慢、知识更新率低的特点已远远跟不上时代要求，仿真技术的发展与应用为航空航天关键人才的快速成长和培养成效提供了新思路与可能。本文就航空航天系统仿真应用培训当前存在的问题作为研究课题，探索相应的优化模式，以提升航空航天系统仿真应用人才培训成效。

关键词：航空航天  系统仿真应用  培训成效  优化模式

航空航天系统仿真应用是运用物理模型或数学模型代替实际系统进行实验和研究的一种新型训练手段。系统仿真从内容上可分为运动系统、计算机系统和飞行模拟器操纵系统等几个构成部分。当今航空航天设备均属高精密度、高造价设备，使得系统应用训练的试错成本高昂，安全事故容忍度极低，因此航空航天系统关键技术人才的培养和核心技术的培训已成为制约航天、航空应用快速发展的现实难题。系统仿真是一门综合新技术，强调应用能力培养的学科。随着VR等虚拟现实技术的发展，模拟仿真度更高、精准度更强，功能实现途径更为便捷和针对性，因此不仅是航空航天系统现代教学的重要辅助教学手段，更应该成为一门独立学科。因此，本文主要从航空航天人才培养发展的角度对原有的培训手段与模式进行重构与建设，以提升我国航空航天系统仿真应用的培训成效。

1  当前我国航空航天系统仿真应用培训存在的问题

1.1 仿真应用培训边缘化、航空航天理论教学知识结构与培训实践不同步发展制约培训效果

航空航天事业是当今最富国际竞争力和产业竞争前景的尖端行业，因此我国近年来一直致力于发展多个应用领域的航空航天事业，并通过技术和人才优势在火箭运载等尖端领域获得巨大市场空间。航空航天飞行器的精密、运行程序的复杂与操作系统的高科技化使得航天器的操作、飞行、维护等各项工作技术要求精度高、经验丰富且具有高变通性和知识迁移能力。而根据笔者多年的调研结果发现，在航天航空教学和实际人才培养过程中，由于资金、设备的局限，基础人才几乎没有直接触碰航天航空系统的可能，主要通过大量的仿真技术和手段来强化巩固相关理论学习并在实践中进行检验与反思。当前我国航空航天系统仿真应用培训主要运用物理模型或数学模型来代替实际系统进行实验和研究，因而系统仿真实践教学是面向实际应用能力而进行的具有很强应用特征的学科，是与理论教学、知识教学高度相结合的一门学科，但当前我国航空航天系统教学系统仿真教学由于师资、实验室建设等基建没能及时跟上，不少专业的航空航天教学仿真应用培训边缘化、航空航天理论教学课程体系结构与培训实践不能实现同步，往往在特定时间段采取集中培训的方式，这样的仿真培训力度、强度和节点都很难让学生及时与课堂知识实现对接，并通过大量的实践活动建立理论与实践之间的联系，并形成自我认知，最终制约培训效果。

1.2 仿真训练缺乏过程系统，不具有预测性、实验性、动态成长性

由于我国过去优先发展工业和制造业的办学指导思想，航空航天院校获得的相应的教育支持力度一直跟不上该行业资金、技术和人才密集型的发展特点，造成我国航空航天事业多个领域发展不平衡、发展进度不一致等现实，特别是飞机制造业中的发动机制造等关键领域仍然落后于世界先进水平，不少教学与研究处于计划中或设计，只有不断尝试与实验，才能最终获得技术突破。这就需要有过程系统训练机制，让关键人才在过程系统中进行预测、实验，获得动态成长。而航空航天的过程系统在现实世界中尚不存在，我国同样也面临这个难题。仿真应用过程系统的实现可为关键技术的研究和应用提供试验研究的可能，而且高质量的过程仿真模型具有预测性，能够通过现代高速大容量仿真计算机在极短时间内预测实际过程，具有“超时空”、超极限、破坏性试验、事故分析从而大大节省原材料、能源消耗和人力资源。

2  我国航空航天系统仿真应用培训成效优化模式探索

2.1 重构学科建设，提升仿真应用培训系统研究和实践比重，加强教学与培训实践同步结合

探索我国航空航天系统仿真应用培训成效优化模式首先要解决的就是需要从学科设置入手，重构学科建设，提升仿真应用培训实践的比重，实现理论教学与培训实践同步结合以解决当前我国仿真应用培训边缘化、航空航天理论教学知识结构与培训实践不同步发展的现实制约。当前我国航空航天系统仿真设备约67.8%依赖进口，长期发展将不利于我国通用航空系统仿真设备制造业的健康发展，因此我们应重构系统仿真学科，加强系统仿真设备的研制，从源头上为仿真应用培训提供现实基础。

航空航天系统仿真主要由运动仿真系统、计算机仿真系统和飞行模拟器操纵仿真系统等部分构成。其中，运动仿真系统是用来帮助飞行员等技术关键人才熟悉航空航天设备实际运行速度和运行姿态变化的手段与途径，能让技术人员明确航空航天器真实运动轨迹，飞行运动系统的工作状况和结构运行系统。计算机仿真系统是整个仿真应用模拟器的關键和核心技术，只有掌握计算机仿真系统才能在处理终端实现高效运行与故障判断。因此，我们必须要重构学科结构，切实提升规范应用培训实践部分的比重，实现理论教学与培训实践同步结合。

2.2 建设仿真培训过程系统，提升航空航天系统仿真培训的预测性、实验性和动态成长性

航空航天过程系统一直是航空航天事业发展过程中的一项空白，也是航空航天技术发展制高点的抢夺热点。2016年国务院办公厅出台《关于促进通用航空业发展的指导意见》深刻认识到航空航天事业的巨大社会价值，特别指出强化人才培养的要求，支持大专院校和职业学校开设通用航空类专业，鼓励社会资本投资通用航空培训机构，多层多渠道提升高层次人才的联合培养能力。我们应充分发挥政策的支撑效应，集多方力量加强探索并建设仿真培训过程系统，以切实提升航空航天系统仿真培训的预测性、实验性和动态成长性。为我国航空航天关键技术和人才的培训提供坚实的成长基础和磨练现实可能，也为我国航空航天事业的发展注入不竭发展动力。

3  结语

航空航天系统仿真可以通过模拟手段获得航空航天相关设备的飞行状态、运行环境和条件，能够不受气象条件、场地和时空限制来实现关键技术的训练与操控，以评价航空航天器的运行性能、操纵系统、飞行控制和推进装置的性能，获得最佳系统参数。能够促进关键人才和技术的快速进步。我们今后应加强系统仿真学科的自主研发，为系统仿真训练提供充足的现实支持，以提升人才培养成效。

本文充分探究了系统仿真在人才培训中的划时代价值，就当前我国航空航天系统仿真培训遇到的最主要问题和制约因素入手，从学科重构和技术发展两个核心层面提出了培训成效模式提升的发展策略。

参考文献

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