航空军械仿真系统关键技术研究

2021-06-26巩亚龙戴迪

电子测试 2021年3期

巩亚龙，戴迪

（中国飞行试验研究院机务部，陕西西安，710089）

0 引言

作为航空战斗力的主要构成部分，航空军械的保障能力应受到应有的重视，其保障能力的好坏直接影响到飞机的作战效果，所以需要技术人员日常对航空军械保障能力进行具有针对性地训练，以现有的训练手段来看，存在着投入资金大、训练风险高等阻碍因素。本文所提到的军械航空仿真系统可以通过模拟训练系统来确保战机可以得到足够的日常保障训练，是提升其保障能力行之有效的办法。

1 航空军械仿真系统的结构组成及系统功能

1.1 航空军械仿真系统的组成

航空军械仿真系统是日常用来控制和训练机载武器和外挂物的拥有先进技术的控制系统，大体上由舱内军械设备模块、外挂物管理模块、悬挂物挂点模块、多型号外配式武器及相应的模块所构成。以舱内军械设备模块为例，不仅包括专业性的MFD，还有相应的操作指示灯、控制按钮，以方便对设备进行控制，为航空军械的训练及养护提供良好的技术保障，以航空军械的实际任务为出发点，运用适宜的维保方法对其进行定期的维护和检测，来确保其可以符合日常的使用要求。常用于航空军械日维保的设备包括多样化的搭载武器检测设备、弹药运输及装配设备和维修保护设备等。

1.2 航空军械仿真训练系统的功能设定

以某型机航空军械仿真训练系统的功能设计为例，其创建的主要目的是工作人员可以完成航空军械的保障训练。构建的系统可以设定出符合要求的训练任务，通过虚拟演练来完成武器佩挂和更换的过程，通过演练过程中得到的反馈数据来判断其运行情况是否正常，还可以及时的发现其运行过程中容易产生的问题，大幅度提升解决隐患地时效性。技术人员还可通过反复观看虚拟演练的视频来分析训练效果，有助于更好地改进和优化该系统，其具体功能包括：（1）任务设置功能，既通过设定相应方案流程来确保航空军械仿真训练系统可以正常有序的运行。（2）武器装载及更换系统，既根据实际演练所需完成训练弹、武器的装载及更换流程。（3）外挂物管理模拟系统，通过总控中心发出相应的控制信号，并及时的收集反馈信息，通过检测外挂物的运行状态，来掌握其投放、剩余数量等多种情况。（4）通电测试功能，通过模拟地表检测设备对机载控制系统的通电流程，来准确地掌握装载武器发射路径，以便将来更好地操作和投放。（5）维护和保养功能，适当地维护与保养可以确保系统时刻处于良好平稳运行状态。（6）故障设置功能，在虚拟演练过程中如若出现运行故障，可以及时的做出判断。（7）监控及回放功能，完整清晰的视频回放有助于工作人员观察系统的运行过程和实际完成状况。（8）训练评估功能，对系统运行中反馈来的信息进行系统评估，通过数据来判断其可行性。（9）在线辅助功能，先进的在线辅助功能可以确保工作人员在检测系统运行时可实时分享和查询所得信息，有助于资源共享和整合。

2 航空仿真系统的硬件构成

2.1 仿真机体平台

作为航空军械仿真系统运行平台，该仿真机体平台是通过运用高强度钢修补受损飞机主题而得来，各项数据均与真实运行无异，无论是武器挂点的设计或承重载荷能力都可以达到演练要求，还可以在机身表面装配用来悬挂外挂物的框架，用来放置虚拟演练过程中需要用到的监控设备，以此来确保可以对训练操作过程进行全程视频监控并获取完成的录像方便日后回看。

2.2 系统主控机

系统主控机作为航空军械仿真系统的核心硬件，选用标准也有所要求，本文系统中应用的是研华工控机，借助Profibus网卡和PLC技术来完成系统操作及控制，可完成任务方案设计、故障检测、训练效果研究和在线学习及研讨等多种程序的管理，严谨的管理系统有助于提升航空军械仿真系统的运行可信度。

2.3 外挂物管理仿真机

于航空军械仿真系统中应用外挂物管理仿真机，是为了更好地空空、空地以及非制导设备模拟器进行管理。通过系统主控机发出的操作口令，向相应的武器模拟器传输控制指令，并及时地接受信息反馈。其中需要注意的是挂点信息交换模拟器作为各模拟器之间信号传递的辅助工具，不仅可以完成信号的调理还可以对挂点信息进行系统的记录，在外挂物管理仿真机运行过程中起到了重要作用。

2.4 训练监控装置

于军械航空仿真系统中配备训练监控装置，可完整的记录工作人员的操作流程、系统运行情况和训练质量，工作人员可通过回放训练监控来分析训练效果。训练监控装置由精密传感器、设备开关及多种功能按钮构成。精密传感器的作用是实时监测工作人员的所处位置，在工作人员完成预设的操作流程后可通过触碰功能按钮的方式来结束操作流程。并自动进入下一轮训练流程，有助于提升演练速率。

2.5 挂点悬挂装置

挂点悬挂装置起到的主要作用是为外挂物和外挂模拟器提供支撑力，以确保其安装稳定性。稳定的固定力可以增加武器装载仿真流程的真实性。本文提到的航空军械仿真系统中分别应用了实装挂架和悬挂挂架两种挂点悬挂装置，可满足系统内电器设备及端口的多种改装及悬挂要求，以此来确保外挂仿真器信号输送需求得到满足。与此同时还在可挂点悬挂装置上配备传感器和开关按钮，加强使用便利性的同时还可以加强对武器装载及运行把控，有助于仿真系统的顺利进行。

2.6 武器模拟器

航空军械仿真系统中涉及的武器模拟器型号十分丰富，虽然空空、空地和非制导模拟器的型号各不相同，但其尺寸大小、具体重量和外端接口都是保持相对一致的，方便搭载和更换。以MCU作为控制装置，通过将内部线路与外部端口进行连接，来完成各控制信号之间的传输，并适当的反馈出系统演练过程中武器的使用及更换状态，可以更好的把握系统运行情况。

3 航空军械仿真系统软件的设计及实现

3.1 航空军械仿真系统软件的设计构成

以系统的实际需求为设计导向，航空军械仿真系统软件的设计构成包含多个层面，具体划分如图1所示。控制中心的主要工作任务是划分具体功能模块并确保各模块可以正常运行，并对训练过程中反馈回的数据进行评估，出现偏差时可以及时调整，以此来确保航空军械训练效果。该套软件设计的功能模块是依附于Windows2000系统运行的。除了基本的训练功能，还要具有基础仿真功能，也就是对战机外挂物的管理能力，通过模拟设定来完成所需外挂物的选取各装配，这些基本操作均依靠PLC控制软件来得以实现。