一种飞机飞控模拟系统及飞行模拟训练方法

1.本发明一般地涉及飞机系统仿真技术领域。更具体地，本发明涉及一种飞机飞控模拟系统及飞行模拟训练方法。


背景技术：

2.飞行模拟训练装置是训练飞行员的一种设备，一般由驾驶舱、接口设备和各类仪器，视景系统以及训练计算机组成，是一种半实物仿真系统。计算机是飞行模拟训练装置的控制中心。学员在训练时，坐在驾驶舱里可以进行各种操作：打开电门、推拉油门，操作飞行杆和舵，还可以得到各种数据，如飞行速度、行程、位置、高度、风向、风速等。而视景系统可提供学员所处的景物模拟，学员在操作时就像坐在飞机里一样，感觉到俯冲、仰行和盘旋动作，也能看到飞机上下各种景物(云、雾、河、建筑物)，还可以设置各种飞行环境，以全面锻炼技术，学习掌握难度较大而又危险的各种操作。
3.飞机座舱模拟系统是一套半实物仿真系统，可以基于某型飞机驾驶舱布置进行设计，能够用于完成对于该型飞机机电系统驾驶舱区域检查、驾驶舱部件识别、系统驾驶舱显示功能检查、系统通电检查、故障诊断与故障隔离等各种类型的教学培训。基于此，利用本发明中的飞机座舱模拟训练系统，可以完成机电专业、航电专业的场外维护科目操作训练。基于此，飞行模拟训练装置具有节能、经济、安全、不受场地和气象条件的限制、缩短培训周期、降低培训成本、提高培训效率等突出优点，在飞行员培训中发挥着非常重要的作用。
4.目前国内有各种各样的飞行模拟训练装置，分为国外进口的以及国内自行研制的两大类。从国外引进的民用飞机飞行模拟训练装置主要包括波音、空客两大系列。而国内自行开发的飞机飞行模拟训练装置确相对较少，具有代表性的飞机飞行模拟训练装置也主要用于飞行员基本驾驶技术的飞行模拟训练。同时，现有飞机种类繁多，如果针对每种机型均设计单独的飞行模拟训练系统，将带来巨大的制作成本和空间占用。
5.例如授权公告号为cn218525011u、发明名称为“一种模块化飞行器飞控开发与仿真一体化系统”的中国实用新型专利，公开了模拟飞行器的组成方式，其中视景仿真计算机、仿真管理计算机、座舱模拟器、实时飞机模型与机载设备仿真计算机、飞控飞管计算机仿真机、综合计算机之间通过光纤网络交换机之间建立通信与反射内存卡互联，进行实时通信。但是，该系统仅仅只能针对同一型号的飞机机型进行操作训练，内容单一且无法满足多样化训练过程。
6.因此，目前亟需解决的是现有飞机模拟系统无法灵活模拟不同类型的机型，导致无法进行多样化训练的问题。


技术实现要素：

7.为解决上述一个或多个技术问题，本发明提出通过将飞机系统按照功能进行结构划分，同时通过机械备份分系统可拆卸设置，可以灵活模拟不同的飞机飞控系统，有效提升飞机在进行模拟训练时的兼容性，通过更换机械备份分系统，从而灵活模拟不同飞机的操
纵装置，实现多样化训练。为此，本发明在如下的多个方面中提供方案。
8.在第一方面中，本发明提供了一种飞机飞控模拟系统，包括：飞机模型本体，用于根据控制指令响应各操作面动作以模拟飞机动作；高升力分系统，其与所述飞机模型本体连接，用于向所述飞机模型本体发送前缘襟翼和后缘缝翼的控制指令，或根据飞机模型本体的操作命令控制飞行状态；电传与自动飞行控制分系统，其与所述飞机模型本体连接，用于向所述飞机模型本体发送方向舵、副翼、升降舵、水平安定面、扰流板的控制指令，或根据飞机模型本体的操作命令控制电传与自动飞行控制分系统的工作状态；机械备份分系统，其配置有飞机机械操纵系统，并且所述飞机机械操纵系统与所述飞机模型本体可拆卸连接，用于切换不同飞机对应的机械操纵系统，以完成不同型号的飞机的飞行训练。
9.在一个实施例中，飞机机械操纵系统包括依次传动连接的台体、脚蹬操纵模拟装置、传动钢索、传动比调节开关、机械备份作动器模拟部件及模拟方向舵。
10.在一个实施例中，还包括视景动画显示器，所述电传与自动飞行控制分系统和高升力分系统分别与所述视景动画显示器连接，用于将飞行数据进行显示。
11.在一个实施例中，所述电传与自动飞行控制分系统包括第一座舱模拟件、电传与自动飞行控制计算机和第一综合显示器，所述电传与自动飞行控制计算机与所述第一座舱模拟件连接，用于接收所述第一座舱模拟件的输入信号，所述电传与自动飞行控制计算机与所述第一综合显示器和视景动画显示器连接，用于将输出数据在综合显示器和视景动画显示器中进行显示。
12.在一个实施例中，所述第一座舱模拟件包括飞行员操纵装置、减速操纵手柄、水平安定面配平手柄、自动飞行控制装置、配平控制板、主飞行控制板和水平安定面配平切换开关。
13.在一个实施例中，所述高升力分系统包括第二座舱模拟件、高升力计算机和第二综合显示器，所述高升力计算机与所述第二座舱模拟件连接，用于接收所述第二座舱模拟件的输入信号，所述高升力计算机与所述第二综合显示器和视景动画显示器连接，用于将输出数据在综合显示器和视景动画显示器中进行显示。
14.在一个实施例中，所述第二座舱模拟件包括襟缝翼操纵手柄和襟缝翼超控控制板。
15.在一个实施例中，所述飞机模型本体包括模型控制器，所述模型控制器与所述电传与自动飞行控制计算机和高升力计算机连接，用于接收所述电传与自动飞行控制计算机和高升力计算机的控制指令，以控制飞机响应各操作面动作。
16.在第二方面中，本发明还提供了一种采用前文一个或多个实施例所述的飞机飞控模拟系统的飞行模拟训练方法，包括：接收教员设置的训练科目；根据所述训练科目加载对应构型下的飞机参数，以模拟所述训练科目对应的飞机运行状态；获取教员选择的故障对应的故障参数；根据所述故障参数完成对飞机各分系统的故障的设置，以模拟飞机的故障运行状态；接收学员针对所述训练内容和飞机的故障运行状态的训练操作；对所述训练操作进行记录，以完成飞行模拟训练。
17.在一个实施例中，所述训练科目包括操作测试和通电检查，其中操作测试包括以下内容中的一种或多种：主飞控系统操作测试、高升力控制系统操作测试、副翼控制操作测试、方向舵控制操作测试、水平安定面控制操作测试、襟翼缝翼控制操作测试、扰流板控制
操作测试和自动飞行操作测试；所述通电检查包括以下内容中的一种或多种：飞控系统通电检查、主飞控系统维护性自检查、自动飞行控制系统维护性自检查和副翼配平功能通电检查。
18.根据本发明的方案，可以通过将飞机飞控系统按照功能进行划分，提升了飞机飞控模拟系统进行模拟时的模块化水平，有效减小了系统模拟过程的复杂度，同时，通过将机械备份分系统与飞机模型本体的可差些设置，从而可以切换不同飞机机型对应的机械操纵系统，有效提升了不同类型飞机系统模拟的灵活性，有助于进行不同型号的飞机的飞行训练。进一步，通过将视景动画显示器分别与自动飞行控制分系统和高升力分系统连接，使得两个不同的分系统可以共用视景动画显示器，从而在利用不同的分系统进行模拟训练时，可以有效节省显示器资源，并且能够实现更加高效地训练过程。更进一步，本方案中还对分系统设置对应的综合显示器，从而实现对不同分系统中的仪表内容的显示，有利于提升训练效果。
附图说明
19.通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：
20.图1是示意性示出根据本发明的实施例的飞机飞控模拟系统的示意图；
21.图2是示意性示出根据本发明的一个实施例的飞机飞控模拟系统的组成的示意图；
22.图3是示意性示出根据本发明的另一实施例的机飞控模拟系统的组成的示意图；
23.图4是示意性示出根据本发明的实施例的飞机飞控模拟系统中各部件连接关系的示意图；
24.图5是示意性示出根据本发明的实施例的电传与自动飞行控制分系统的组成的示意图；
25.图6是示意性示出根据本发明的实施例的电传与自动飞行控制分系统试验台模拟面板的示意图；
26.图7是示意性示出根据本发明的实施例的高升力分系统的组成的示意图；
27.图8是示意性示出根据本发明的实施例的机械备份分系统试验台结构示意图；
28.图9是示意性示出根据本发明的实施例的机械备份分系统试验台的具体传动关系的示意图；
29.图10是示意性示出根据本发明的实施例的某型飞机飞控模拟系统软件模块的原理图；
30.图11是示意性示出根据本发明的实施例某型飞机飞控模拟系统软件交关系的示意图；
31.图12是示意性示出根据本发明的实施例的某型飞机飞控模拟系统硬件交联关系图；
32.图13是示意性示出根据本发明的实施例的飞行模拟训练方法的流程图；
33.图14是示意性示出根据本发明的实施例的电传和高升力部分训练过程的示意图；
34.图15是示意性示出根据本发明的实施例的机械备份部分训练过程的示意图。
具体实施方式
35.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
36.下面结合附图来详细描述本发明的具体实施方式。
37.图1是示意性示出根据本发明的实施例的飞机飞控模拟系统的示意图。
38.如图1所示，该飞机飞控模拟系统包括飞机模型本体、电传与自动飞行控制分系统、高升力分系统和机械备份分系统。
39.飞机模型本体用于根据控制指令响应各操作面动作以模拟飞机动作。在一些实施例中，该飞机模型本体中配置有模型控制器，该模型控制器可以接收来自各操作面的控制指令，从而响应各操作面动作。
40.高升力分系统可以与飞机模型本体连接，用于向飞机模型本体发送前缘襟翼和后缘缝翼的控制指令，或根据飞机模型本体的操作命令控制飞行状态。
41.电传与自动飞行控制分系统可以与飞机模型本体连接，用于向飞机模型本体发送方向舵、副翼、升降舵、水平安定面、扰流板的控制指令，或根据飞机模型本体的操作命令控制电传与自动飞行控制分系统的工作状态。
42.机械备份分系统配置有飞机机械操纵系统，并且飞机机械操纵系统与飞机模型本体可拆卸连接，用于切换不同飞机对应的机械操纵系统，以完成不同型号的飞机的飞行训练。
43.在一些实施例中，飞机模型本体包括模型控制器。模型控制器一方面可以与电传与自动飞行控制计算机和高升力计算机连接，用于接收电传与自动飞行控制计算机和高升力计算机的控制指令，另一方面，还可以与通过线缆组与飞机模型中的各部件连接，以控制飞机响应各操作面动作。进一步，该模型控制器还可以与机械备份分系统连接，以接收机械备份分系统的机械操作数据，从而实现手动控制飞机运行。
44.电传与自动飞行控制分系统、高升力分系统、飞机实物模型的控制器通过以太网交换机连结在一起，组成完整的模拟训练系统。电传与自动飞行控制分系统、高升力分系统通过udp将飞控指令发送给模型控制器(片上计算机)，模型控制器进行指令解码后控制飞机实物模型的舵机，完成偏转指令，并将舵片当前偏转角度回报给电传与自动飞行控制分系统、高升力分系统中的仿真控制软件。
45.图2是示意性示出根据本发明的一个实施例的飞机飞控模拟系统的组成的示意图。图3是示意性示出根据本发明的另一实施例的机飞控模拟系统的组成的示意图。
46.如图2所示，电传与自动飞行控制分系统包括第一座舱模拟件、电传与自动飞行控制计算机和第一综合显示器。电传与自动飞行控制计算机与第一座舱模拟件连接，用于接收第一座舱模拟件的输入信号。电传与自动飞行控制计算机与第一综合显示器和视景动画显示器连接，用于将输出数据在综合显示器和视景动画显示器中进行显示。
47.在一些实施例中，上述第一座舱模拟件可以包括飞行员操纵装置、减速操纵手柄、
水平安定面配平手柄、自动飞行控制装置、配平控制板、主飞行控制板和水平安定面配平切换开关。
48.高升力分系统包括第二座舱模拟件、高升力计算机和第二综合显示器。高升力计算机与第二座舱模拟件连接，用于接收第二座舱模拟件的输入信号。高升力计算机与第二综合显示器和视景动画显示器连接，用于将输出数据在综合显示器和视景动画显示器中进行显示。在一些实施例中，上述第二座舱模拟件包括襟缝翼操纵手柄和襟缝翼超控控制板。
49.该系统中还包括视景动画显示器，电传与自动飞行控制分系统和高升力分系统分别与视景动画显示器连接，用于将飞行数据进行显示。上述电传与自动飞行控制分系统与高升力分系统可以共用视景动画显示器。例如可以分别连接视频切换器，并将该视频切换器与对应的显示器连接，从而实现显示器共用。上述综合显示器例如可以分别显示对应的仪表信息。
50.在一个实施例中，飞机机械操纵系统包括依次传动连接的台体、脚蹬操纵模拟装置、传动钢索、传动比调节开关、机械备份作动器模拟部件及模拟方向舵。
51.本说明书中所使用的术语“第一”或“第二”等用于指代编号或序数的术语仅用于描述目的，而不能理解为明示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”或“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本说明书的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个或更多个等，除非另有明确具体的限定。
52.如图3所示，上述机械备份分系统还可以通过模拟备份分系统的方式实现。具体地，模拟备份分系统包括脚蹬模拟装置、比例调节开关、传动杆备份动作器和某型飞机方向舵。通过上述传动关系可以实现对飞机的手动控制。进一步，该模拟备份分系统也可以与飞机模型连接，从而将控制信息上送。
53.图4是示意性示出根据本发明的实施例的飞机飞控模拟系统中各部件连接关系的示意图。
54.如图4所示，某型飞机飞控模拟系统中，可以将电传与自动飞行控制分系统设置于电传与自动飞行控制分系统实验台中，将高升力分系统设置于高升力分系统实验台中。在电传与自动飞行控制分系统实验台中，电传与自动飞行控制分系统计算机分别对应连接告警&pfd(primary flight display，主飞行显示)显示器、mfd(multi-function display，多功能显示器)&eicas(engine indication and crew alerting system，发动机显示和机组警告系统)显示器以及总控与训练设置软件显示器，该电传与自动飞行控制分系统计算机还通过以太网交换机实现与其他系统的信息交互。同时该试验台上还设置有片上计算机，该片上计算机与前述第一座舱模拟件连接，同时通过以太网交换机实现与其他系统的通信。
55.与之类似地，高升力分系统实验台中，高升力分系统计算机还与对应的mfd&eicas显示器连接，从而实现仪表信息显示。片上计算机与上述第二座舱模拟件连接。
56.同时，上述高升力分系统计算机和电传与自动飞行控制计算机还与视频切换器连接，从而实现视频切换显示。该视频切换器的输出端可以连接一个大屏的显示器，从而实现多功能显示过程。
57.图5是示意性示出根据本发明的实施例的电传与自动飞行控制分系统的组成的示
意图。图6是示意性示出根据本发明的实施例的电传与自动飞行控制分系统试验台模拟面板的示意图。
58.如图5所示，电传与自动飞行控制分系统对应的实验台上设置有计算机、模拟信号源、飞行员操纵装置、台体和模拟座舱面板等。计算机是电传与自动飞行控制分系统的核心，包括信号输入输出模块和解算模块，用来接收来自飞行员操纵装置、水平安定面操作手柄、减速操纵手柄和模拟面板上的各类操纵控制指令信号，接收模拟信号源发送来的各类传感器及交联系统信息，经过解算模块解算后通过信号输出模块发送控制指令给飞机模型，控制副翼、升降舵、方向舵、水平安定面和扰流板偏转。
59.模拟信号源可以用来模拟三轴加速度、三轴角速度、无线电高度、大气数据和组合导航信号，提供给计算机进行解算。
60.飞行员操纵装置、水平安定面操作手柄和减速操纵手柄均采用实装仿真件，其颜色、尺寸、形状与飞机实装件相同，能够提供俯仰、倾斜和偏航三轴、水平安定面配平和扰流板操纵信号，并转换成电指令信号给计算机。
61.模拟座舱面板是模拟飞机座舱中对电传操纵与自动飞行控制分系统的操作和控制，并与计算机交联，控制飞控系统的工作状态。该模拟座舱面板主要由配平控制板、主飞行控制板、自动飞行控制装置、水平安定面配平切断开关、水平安定面配平指示器和三台综合显示器组成，其外观、安装显示方式、电路控制与实装部件一致，并按照实装连接的方式交联，模拟座舱面板示意图如图6所示。模拟面板上控制装置产生的指令信号发送给计算机进行解算，同时综合显示器接收飞控计算机发送来的系统状态信息并进行显示，其显示方式与飞机上保持一致。
62.图7是示意性示出根据本发明的实施例的高升力分系统的组成的示意图。
63.如图7所示，计算机是高升力分系统的核心，包括信号输入输出模块和解算模块，用来接收来自襟缝翼操纵手柄组件和模拟面板上的操纵控制指令信号，经过解算模块解算后通过信号输出模块发送控制指令给飞机模型，控制前缘缝翼和后缘襟翼偏转。
64.襟缝翼操纵手柄组件采用实装仿真件，其颜色、尺寸、形状与飞机实装件相同，能够提供襟翼和缝翼操纵，并转换成电指令信号给计算机。
65.模拟面板是模拟飞机座舱中对高升力分系统的操作和控制，并与计算机交联，控制高升力分系统的工作状态。主要由襟缝翼超控控制板和综合显示器组成，其外观、安装显示方式、电路控制与实装部件一致，并按照实装连接的方式交联。产生的指令信号发送给计算机进行解算，同时综合显示器接收计算机发送来的系统状态信息并进行显示，其显示方式与飞机上保持一致。
66.图8是示意性示出根据本发明的实施例的机械备份分系统试验台结构示意图。图9是示意性示出根据本发明的实施例的机械备份分系统试验台的具体传动关系的示意图。
67.大型飞机一般都备有机械操纵系统，备用飞机机械操纵系统由副翼机械操纵系统和尾翼机械操纵系统组成，确保在电气系统完全切断时，驾驶员仍可操纵飞机水平直线飞行，直到电气系统重新启动。
68.如图8所示，机械备份分系统对应的实验台可以以某型飞机下方向舵机械备份操纵子系统为模拟对象，主要包括台体、脚蹬操纵模拟装置、传动钢索、传动比调节开关、机械备份作动器模拟部件及模拟方向舵。
69.脚蹬操纵模拟装置用于提供模拟飞行员脚蹬操纵动作，并将其位移指令信号通过钢索传动装置向下传递。传动比调节开关用于控制串联在钢索传动装置上的传动比调节装置，有机械和半机械两只模式进行选择，分别对应1和0.5两种传动比状态，开关选择通过其内部电动机构的伸长与缩短在两种状态间进行转换。钢索传动装置用来向下传递位移指令，采用和飞机上一致的分段式钢索，各段之间用松紧螺套连接，松紧螺套包含在钢索组件内，松紧螺套上带有锁紧别针，当调节好钢索后，用锁紧别针将松紧螺套与钢索锁紧。机械备份作动器用来模拟接收钢索传动装置的位置指令信号，经处理后带动下方向舵偏转，同时通过机械反馈杆接收舵面的偏转信号。方向舵模拟装置采用20：1的方向舵仿真件，舵面可以在控制指令作用下绕轴转动。
70.以上说明了机械备份分系统中各部件的设置原理，接下来将结合具体传动结构进行说明。
71.以某型飞机下方向舵机械备份操纵子系统为模拟对象，如图9所示，由座舱操纵装置(横向操纵装置、水平安定面配平操纵手柄组件)、钢索传动装置和机械备份作动器组成。座舱操纵装置通过扇形轮与钢索传动装置输入端机械连接，钢索传动输出端与机械备份作动器同样是通过扇形轮机械连接，机械备份作动器又与相应舵面通过摇臂机械连接。当飞行员分别或同时操纵驾驶盘和水平安定面配平操纵手柄组件时，相应舵面偏转，改变飞机运动姿态。基于此，机械备份分系统以某型飞机下方向舵机械备份操纵子系统为模拟对象，主要包括台体、脚蹬操纵模拟装置、传动钢索、传动比调节开关、机械备份作动器模拟部件及模拟方向舵。
72.图10是示意性示出根据本发明的实施例的某型飞机飞控模拟系统软件模块的原理图。图11是示意性示出根据本发明的实施例某型飞机飞控模拟系统软件交关系的示意图。
73.如图10所示，本发明中的飞机飞控模拟系统软件可以采用模块化设计，以增强系统的操作性、可靠性、通用性、可维护性和升级能力。某型飞机飞控模拟系统中的系统软件设计包括综合仪表显示软件模块、设置软件模块、视景软件模块、飞控软件模块、信号管理软件模块和飞机模型控制软件模块。
74.综合仪表显示软件模块用来接收飞机状态数据并显示飞机状态参数等。设置软件模块用来设置科目，设计故障，考评分析等，将设置状态传输给飞控软件模块。视景软件模块实时显示飞机飞行状态，地形等信息。飞控软件模块接收飞机飞控系统状态信号和操纵指令信号，实时计算飞机舵面控制指令，将控制指令发送给信号管理软件模块，将飞机状态数据发送给综合仪表显示软件模块，将飞机飞行状态数据发送给视景软件模块。信号管理软件模块通过将采集的模拟数据转化为数字信号发送给飞控软件模块，同时将控制指令信号发送给飞机模型控制软件模块。飞机模型控制软件模块接收信号管理软件模块发送来的控制指令信号实时控制仿真飞机舵面偏转，并将偏转情况反馈给信号管理软件模块。
75.在另一种实施方式中，按照系统软件功能划分，某型飞机飞控系统模拟系统配套软件将包含综合仪表软件、信号管理软件、飞控软件、飞机数字仿真模型、系统总控和训练设置软件、激励模拟软件、视景动画软件、飞机模型控制软件等8个不同的软件模块，软件交联关系图如图11所示(适用于电传与自动飞行控制分系统原理实验台软件和高升力分系统原理实验台软件，不适用于机械备份分系统，机械备份分系统不包含配套软件)。
76.飞机软件是整个软件系统的核心。由信号管理软件通过电传与飞控计算机或高升力计算机上的ad、da、dio等接口卡获取座舱模拟件发来的操纵控制指令，以及激励模拟软件模拟的三轴加速度、三轴角速度、无线电高度、大气数据和组合导航信号等数据，经过处理后发送给飞控软件，然后，由教员使用系统总控和训练设置软件设置训练科目，并设置故障，并将这些训练科目和故障清单信息发送给飞控软件。飞控软件基于这些信息进行实时解算处理，生成控制指令，控制飞机数字仿真模型动作，并接收飞机数字仿真模型回传的动作状态信息。飞控软件生成的控制指令信息以及飞机数字仿真模型生成的动作状态信息将发送给综合仪表软件进行状态显示，发送给视景动画软件进行动作状态解算，然后在视景动画显示器上显示。飞控软件生成的控制指令数据还将发回给信号管理软件，由信号管理软件将座舱模拟件操纵控制指令发送给座舱模拟件，用于匹配系统总控和训练设置软件的故障设置状态，并将飞机各操作面控制指令数据发送给飞机模型控制软件，由飞机模型控制软件控制飞机模型产生响应的动作，并接收飞机模型的当前状态回报。
77.图12是示意性示出根据本发明的实施例的某型飞机飞控模拟系统硬件交联关系图。
78.按照上述关于某型飞机飞控系统模拟系统的组成原理的相关阐述，该系统包含电传与自动飞行控制计算机1台、高升力分系统计算机1台、综合显示器4台、动画演示显示器1台，以及与某型飞机实装部件一致的仿真件，具体包含飞行员操纵装置、减速操纵手柄、水平安定面配平手柄、自动飞行控制装配、配平控制板、主飞行控制板、水平安定面配平切断开关、襟缝翼操纵手柄、襟缝翼超控控制板。上述各设备交联在一起，和实验台台体共同组成电传与自动飞行控制分系统实验台和高升力分系统实验台。系统硬件交联关系如图12所示：
79.如图12所示，电传与自动飞行控制计算机3台综合显示器连接，高升力分系统计算机与1台计算机相连接。两台计算机通过视频切换器与动画演示显示器连接。2台计算机上分别配置片上单片机，然后通过串行总线、网线与座舱模拟操纵装置和模拟面板连接。
80.图13是示意性示出根据本发明的实施例的飞行模拟训练方法的流程图。
81.在本发明的另一方面中，还提供了一种采用前文一个或多个实施例所述的飞机飞控模拟系统的飞行模拟训练方法。
82.在步骤s1301处，接收教员设置的训练科目。在一些实施例中，训练科目包括操作测试和通电检查，其中操作测试包括以下内容中的一种或多种：主飞控系统操作测试、高升力控制系统操作测试、副翼控制操作测试、方向舵控制操作测试、水平安定面控制操作测试、襟翼缝翼控制操作测试、扰流板控制操作测试和自动飞行操作测试；所述通电检查包括以下内容中的一种或多种：飞控系统通电检查、主飞控系统维护性自检查、自动飞行控制系统维护性自检查和副翼配平功能通电检查。
83.在步骤s1302处，根据训练科目加载对应构型下的飞机参数，以模拟训练科目对应的飞机运行状态。在一些实施例中，教员可以演示某型飞机飞控系统的闭环工作过程，并能够根据不同的工作模式模拟各个子系统的工作过程。也可以构建某型飞机飞控系统的模拟通电测试环境，能够按照要求支持用户完成不同典型科目的操作流程的讲解和演示
84.在步骤s1303处，获取教员选择的故障对应的故障参数。
85.在步骤s1304处，根据故障参数完成对飞机各分系统的故障的设置，以模拟飞机的
故障运行状态。在一些实施例中，在系统中预先设置和注入故障，能够呈现相应的故障现象，根据故障现象进行故障原因分析并排除。
86.在步骤s1305处，接收学员针对训练内容和飞机的故障运行状态的训练操作。
87.在步骤s1306处，对训练操作进行记录，以完成飞行模拟训练。
88.接下来将结合具体的训练过程对本发明的方案进行阐述。图14是示意性示出根据本发明的实施例的电传和高升力部分训练过程的示意图。图15是示意性示出根据本发明的实施例的机械备份部分训练过程的示意图。
89.如图14所示，针对电传与自动飞行控制分系统或高升力分系统中的训练过程。
90.(1)用户(例如教员)登录系统总控和训练设置软件。
91.(2)系统总控和训练设置软件判断当前用户是否为管理员。如果当前用户是管理员，软件自动切换到用户信息界面，管理员可以编辑用户信息，为系统增加新的用户，并设定登录号和密码。如果当前用户是普通用户(教学和学员都作为普通用户登录)，软件自动切换到默认显示界面，即工作过程演示界面。在系统总控与训练设置软件上显示工作过程演示、科目训练、故障分析、数据记录、用户信息等功能模块。
92.(3)教员登录系统总控和训练设置软件，在按照教学大纲要求完成演示和讲解的同时，设定好训练科目。
93.(4)学员在教员讲解的过程中查看工作过程演示，根据教员设置的训练科目，通过查看综合仪表软件和视景显示软件的显示内容，操作自动驾驶仪控制板、状态选择板和武器操作员操作板这3个座舱模拟面板，完成训练科目的操作过程(教员在学员按照训练科目进行操作前和操作过程中，选择通过故障分析模块注入各种不同类型的系统故障，学员可以根据故障现象，学习如何进行故障分析和排故)。
94.(5)系统总控和训练设置软件记录学员的操作过程数据；教员查看软件记录的数据，对学员操作过程进行评价。
95.(6)学员登录系统总控和训练设置软件，查看系统记录的数据和教员评价，进行纠错和总结。
96.如图15所示，针对机械备份分系统中的训练过程：
97.(1)教员讲解下方向舵机械备份分系统组成及工作原理。
98.(2)学员在教员讲解的过程中查看下方向舵机械备份分系统结构。
99.(3)教员提出操作要求。
100.(4)学员根据教员提出的操作要求，通过查看综合仪表软件和视景显示软件的显示内容，完成训练科目的操作过程(教员在学员按照训练科目进行操作前和操作过程中，选择通过故障分析模块注入各种不同类型的系统故障，学员可以根据故障现象，学习如何进行故障分析和排故)。
101.(5)系统总控和训练设置软件记录学员的操作过程数据；教员查看软件记录的数据，对学员操作过程进行评价。
102.(6)学员登录系统总控和训练设置软件，查看系统记录的数据和教员指导意见，进行纠错和总结。
103.虽然本说明书已经示出和描述了本发明的多个实施例，但对于本领域技术人员显而易见的是，这样的实施例只是以示例的方式提供的。本领域技术人员会在不偏离本发明
思想和精神的情况下想到许多更改、改变和替代的方式。应当理解的是在实践本发明的过程中，可以采用对本文所描述的本发明实施例的各种替代方案。所附权利要求书旨在限定本发明的保护范围，并因此覆盖这些权利要求范围内的模块组成、等同或替代方案。

技术特征：
1.一种飞机飞控模拟系统，其特征在于，包括：飞机模型本体，用于根据控制指令响应各操作面动作以模拟飞机动作；高升力分系统，其与所述飞机模型本体连接，用于向所述飞机模型本体发送前缘襟翼和后缘缝翼的控制指令，或根据飞机模型本体的操作命令控制飞行状态；电传与自动飞行控制分系统，其与所述飞机模型本体连接，用于向所述飞机模型本体发送方向舵、副翼、升降舵、水平安定面、扰流板的控制指令，或根据飞机模型本体的操作命令控制电传与自动飞行控制分系统的工作状态；机械备份分系统，其配置有飞机机械操纵系统，并且所述飞机机械操纵系统与所述飞机模型本体可拆卸连接，用于切换不同飞机对应的机械操纵系统，以完成不同型号的飞机的飞行训练。2.根据权利要求1所述的飞机飞控模拟系统，其特征在于，飞机机械操纵系统包括依次传动连接的台体、脚蹬操纵模拟装置、传动钢索、传动比调节开关、机械备份作动器模拟部件及模拟方向舵。3.根据权利要求1所述的飞机飞控模拟系统，其特征在于，还包括视景动画显示器，所述电传与自动飞行控制分系统和高升力分系统分别与所述视景动画显示器连接，用于将飞行数据进行显示。4.根据权利要求3所述的飞机飞控模拟系统，其特征在于，所述电传与自动飞行控制分系统包括第一座舱模拟件、电传与自动飞行控制计算机和第一综合显示器，所述电传与自动飞行控制计算机与所述第一座舱模拟件连接，用于接收所述第一座舱模拟件的输入信号，所述电传与自动飞行控制计算机与所述第一综合显示器和视景动画显示器连接，用于将输出数据在综合显示器和视景动画显示器中进行显示。5.根据权利要求4所述的飞机飞控模拟系统，其特征在于，所述第一座舱模拟件包括飞行员操纵装置、减速操纵手柄、水平安定面配平手柄、自动飞行控制装置、配平控制板、主飞行控制板和水平安定面配平切换开关。6.根据权利要求4所述的飞机飞控模拟系统，其特征在于，所述高升力分系统包括第二座舱模拟件、高升力计算机和第二综合显示器，所述高升力计算机与所述第二座舱模拟件连接，用于接收所述第二座舱模拟件的输入信号，所述高升力计算机与所述第二综合显示器和视景动画显示器连接，用于将输出数据在综合显示器和视景动画显示器中进行显示。7.根据权利要求6所述的飞机飞控模拟系统，其特征在于，所述第二座舱模拟件包括襟缝翼操纵手柄和襟缝翼超控控制板。8.根据权利要求6所述的飞机飞控模拟系统，其特征在于，所述飞机模型本体包括模型控制器，所述模型控制器与所述电传与自动飞行控制计算机和高升力计算机连接，用于接收所述电传与自动飞行控制计算机和高升力计算机的控制指令，以控制飞机响应各操作面动作。9.一种采用权利要求1-8任意一项所述的飞机飞控模拟系统的飞行模拟训练方法，其特征在于，包括：接收教员设置的训练科目；根据所述训练科目加载对应构型下的飞机参数，以模拟所述训练科目对应的飞机运行状态；
获取教员选择的故障对应的故障参数；根据所述故障参数完成对飞机各分系统的故障的设置，以模拟飞机的故障运行状态；接收学员针对所述训练内容和飞机的故障运行状态的训练操作；对所述训练操作进行记录，以完成飞行模拟训练。10.根据权利要求9所述的飞行模拟训练方法，其特征在于，所述训练科目包括操作测试和通电检查，其中操作测试包括以下内容中的一种或多种：主飞控系统操作测试、高升力控制系统操作测试、副翼控制操作测试、方向舵控制操作测试、水平安定面控制操作测试、襟翼缝翼控制操作测试、扰流板控制操作测试和自动飞行操作测试；所述通电检查包括以下内容中的一种或多种：飞控系统通电检查、主飞控系统维护性自检查、自动飞行控制系统维护性自检查和副翼配平功能通电检查。

技术总结
本发明涉及一种飞机飞控模拟系统及飞行模拟训练方法，包括飞机模型本体，高升力分系统与飞机模型本体连接，用于向飞机模型本体发送前缘襟翼和后缘缝翼的控制指令，或根据飞机模型本体的操作命令控制飞行状态；电传与自动飞行控制分系统与飞机模型本体连接，用于向飞机模型本体发送控制指令，或根据飞机模型本体的操作命令控制电传与自动飞行控制分系统的工作状态；机械备份分系统配置有飞机机械操纵系统，并且飞机机械操纵系统与飞机模型本体可拆卸连接，以切换不同飞机对应的机械操纵系统，以完成不同型号的飞机的飞行训练。根据本发明的方案，解决了现有飞机模拟系统无法灵活模拟不同类型的机型，导致无法进行多样化训练的问题。的问题。的问题。


技术研发人员：严浩 张旭 陈为伦 车华 陶金牛
受保护的技术使用者：中国人民解放军空军工程大学航空机务士官学校
技术研发日：2023.06.09
技术公布日：2023/8/13