唐大永

摘? 要：制動(dòng)系統(tǒng)的性能與操控能力對(duì)航空飛行器的穩(wěn)定性以及性能的穩(wěn)定發(fā)揮具有至關(guān)重要的價(jià)值。我國(guó)制動(dòng)系統(tǒng)的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)與操控技術(shù)是繼發(fā)動(dòng)機(jī)裝置的又一大關(guān)鍵制約技術(shù)。因此，加強(qiáng)制動(dòng)系統(tǒng)的自主研發(fā)與仿真訓(xùn)練是提升我國(guó)航空競(jìng)爭(zhēng)力的核心。本文僅從制動(dòng)系統(tǒng)的仿真訓(xùn)練視角，通過(guò)實(shí)證的方法探究我國(guó)航空競(jìng)爭(zhēng)力提升的策略與努力方向。

關(guān)鍵詞：制動(dòng)系統(tǒng)? 方針訓(xùn)練? 航空? 競(jìng)爭(zhēng)力? 實(shí)證

中圖分類號(hào)：F426.5? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2020）08（b）-0009-03

Abstract： The performance and handling ability of braking system is of great value to the stability and performance of aircraft. The independent intellectual property right and control technology of braking system in China is another key control technology after engine device. Therefore， strengthening the independent research and development and simulation training of braking system is the core of improving the competitiveness of aviation in China. This paper only from the perspective of simulation training of braking system， through empirical methods to explore China's aviation competitiveness to enhance the strategy and the direction of efforts.

Key Words： Braking system; Policy training; Aviation; Competitiveness; Empirical

制動(dòng)系統(tǒng)是航空、汽車通信、電子和工業(yè)自動(dòng)化等關(guān)鍵領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)，制動(dòng)系統(tǒng)是飛行器的重要組成部分，具有時(shí)變性和非線性兩個(gè)特性，是實(shí)現(xiàn)著陸滑跑或RTO中止起飛情況下保證飛行器安全、可靠、平穩(wěn)而高效地實(shí)現(xiàn)制動(dòng)和保持方向的重要操控手段。航空制動(dòng)系統(tǒng)一般是由正常制動(dòng)系統(tǒng)、備份剎車系統(tǒng)和應(yīng)急/停留剎車系統(tǒng)等構(gòu)成，常見(jiàn)剎車系統(tǒng)又包含輪速傳感器、剎車指令傳感器、防滑剎車控制單元、電液伺服閥、液壓保險(xiǎn)、梭形閥SHV、壓力傳感器PT、機(jī)輪和剎車裝置等部件，飛行器的制動(dòng)系統(tǒng)不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且對(duì)飛行員的應(yīng)激能力、飛行經(jīng)驗(yàn)具有極高要求。因此加強(qiáng)制動(dòng)系統(tǒng)的操控能力訓(xùn)練是保證飛機(jī)實(shí)現(xiàn)安全、可靠、快速著陸制動(dòng)以及特殊情況下加強(qiáng)良好控制保證整機(jī)性能和安全的重要手段。但根據(jù)目前論文檢索結(jié)果看，關(guān)于我國(guó)飛行器制動(dòng)系統(tǒng)仿真訓(xùn)練科研、實(shí)踐、基地建設(shè)等幾個(gè)方面的研究工作極少，由此可見(jiàn)航空制動(dòng)系統(tǒng)仿真訓(xùn)練的匱乏。根據(jù)國(guó)際先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，仿真訓(xùn)練是聯(lián)結(jié)傳統(tǒng)飛行培訓(xùn)和制動(dòng)系統(tǒng)科研的重要橋梁，也是現(xiàn)代關(guān)鍵技術(shù)獲得突破的重要手段。本文就我司——天津中天翔翼航空科技有限公司自主研發(fā)的航空可視化仿真系統(tǒng)通過(guò)實(shí)證的方式對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)仿真訓(xùn)練的價(jià)值、常見(jiàn)問(wèn)題及提升策略展開(kāi)研究。

1? 研究對(duì)象

以我司自主研發(fā)的飛機(jī)/直升機(jī)系統(tǒng)仿真平臺(tái)搭建的飛機(jī)/直升機(jī)系統(tǒng)仿真模型為仿真訓(xùn)練技術(shù)實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)框架，通過(guò)20名飛行員為期2期，每期10d的制動(dòng)系統(tǒng)仿真模擬訓(xùn)練結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。其中，實(shí)驗(yàn)組10名，對(duì)照組10名，學(xué)員均為男性。實(shí)驗(yàn)組采用本文干預(yù)策略，對(duì)照組采用傳統(tǒng)師生相授方式。根據(jù)干預(yù)結(jié)果分析實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組學(xué)員在實(shí)際制動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控和制動(dòng)變化過(guò)程中的分析能力之間的差異，得出制動(dòng)系統(tǒng)仿真訓(xùn)練對(duì)我國(guó)關(guān)鍵技術(shù)人才實(shí)操能力和科研能力的影響，并就此次干預(yù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中制動(dòng)系統(tǒng)仿真訓(xùn)練常見(jiàn)問(wèn)題及提升策略展開(kāi)研究。

2? 研究方法

2.1 文獻(xiàn)資料法

制動(dòng)系統(tǒng)作為航空飛行器的關(guān)鍵部分，對(duì)于飛行器的穩(wěn)定、安全及性能的正常發(fā)揮具有舉足輕重的價(jià)值。但鑒于飛行器造價(jià)與精密度高，制動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)際操作能力的訓(xùn)練機(jī)會(huì)較少，相關(guān)論文研究數(shù)量也極少。通過(guò)對(duì)知網(wǎng)等數(shù)據(jù)庫(kù)的文獻(xiàn)檢索，共收集到相關(guān)資料6篇，為本文的實(shí)證研究提供了思路。

2.2 專家訪談法

制動(dòng)系統(tǒng)仿真訓(xùn)練對(duì)于學(xué)員的基礎(chǔ)水平和認(rèn)知能力、創(chuàng)新力具有較高要求和直接影響，因此針對(duì)實(shí)驗(yàn)組進(jìn)行的干預(yù)設(shè)計(jì)的科學(xué)性和適用性極為關(guān)鍵，本文對(duì)我司、南京航空航天大學(xué)及北京航空航天大學(xué)等高校近10位行業(yè)專家進(jìn)行了訪談，為本次實(shí)驗(yàn)干預(yù)的信度和效度的提升奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.3 實(shí)驗(yàn)法

實(shí)驗(yàn)干預(yù)法是本文的核心研究方法，由于實(shí)驗(yàn)對(duì)象的特殊性，本次實(shí)驗(yàn)只選取了20名實(shí)驗(yàn)人員，其中實(shí)驗(yàn)組10名，對(duì)照組10名，均為男性，干預(yù)周期為20d。

3? 結(jié)果與分析

3.1 基于制動(dòng)系統(tǒng)工作原理和組件特點(diǎn)認(rèn)知的“總-分-總”模式仿真訓(xùn)練，可顯著影響學(xué)員制動(dòng)系統(tǒng)實(shí)操能力和人才培養(yǎng)效率

飛機(jī)的剎車系統(tǒng)構(gòu)成非常復(fù)雜，主要包含正常、備用剎車系統(tǒng)等6個(gè)子系統(tǒng)，而機(jī)輪及其剎車系統(tǒng)的工作環(huán)境又非常復(fù)雜，容易受到多因素的影響，情況分析不清或操作失當(dāng)都將會(huì)導(dǎo)致剎車性能變差甚至宕機(jī)或造成事故。因此，必須對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)工作原理和組件構(gòu)成、特點(diǎn)、制動(dòng)過(guò)程進(jìn)行理論認(rèn)知與實(shí)操訓(xùn)練，才能將影響到飛機(jī)剎車性能的問(wèn)題進(jìn)行充分認(rèn)知、驗(yàn)證和提供清晰精準(zhǔn)的解決路徑，使飛機(jī)機(jī)輪及剎車系統(tǒng)的運(yùn)行達(dá)到理想狀態(tài)。但傳統(tǒng)的實(shí)操型飛行培訓(xùn)成本往往極高，普通學(xué)員的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)幾乎沒(méi)有，這也造成我國(guó)飛行員培養(yǎng)成本過(guò)高和培養(yǎng)效率過(guò)低現(xiàn)象的主因。本次干預(yù)實(shí)驗(yàn)對(duì)于實(shí)驗(yàn)組是以飛機(jī)飛行模擬器、基于民航電子系統(tǒng)仿真軟件V1.0、ZtXY航空在線軟件系統(tǒng)V1.0 /大飛機(jī)系統(tǒng)仿真軟件及飛機(jī)儀表仿真培訓(xùn)軟件為仿真軟件集群和飛機(jī)/直升機(jī)系統(tǒng)仿真平臺(tái)為核心的訓(xùn)練技術(shù)組件。其中，飛機(jī)飛行模擬器以固定翼飛機(jī)為仿真對(duì)象，主要包含模擬駕駛艙、飛行仿真軟件、航電仿真系統(tǒng)、視景系統(tǒng)和教員控制臺(tái)等，仿真訓(xùn)練目的針對(duì)飛行程序訓(xùn)練、起落航線、轉(zhuǎn)場(chǎng)飛行、故障模擬和應(yīng)急處置飛行5項(xiàng)，而飛機(jī)飛行培訓(xùn)軟件則包含動(dòng)態(tài)原理圖、操作程序、動(dòng)畫(huà)演示和手冊(cè)查詢等界面，通過(guò)交互式操作，學(xué)員可對(duì)飛機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)的基本原理和操作程序進(jìn)行實(shí)操練習(xí)。機(jī)型則為通用率較高的CESSNA172R和 CESSNA172S。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，基于制動(dòng)系統(tǒng)工作原理和組件特點(diǎn)認(rèn)知的“總-分-總”模式仿真訓(xùn)練，對(duì)實(shí)驗(yàn)組成員的制動(dòng)系統(tǒng)實(shí)操能力影響顯著，約提升了34.6%，而最終考核通過(guò)率則提升了56.3%，由此可以斷定該注重基礎(chǔ)理論與基礎(chǔ)技術(shù)的干預(yù)模式對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)仿真訓(xùn)練具有幫助。

3.2 基于Direct3D技術(shù)構(gòu)建的仿真技術(shù)呈現(xiàn)模式，可顯著提升學(xué)員應(yīng)激訓(xùn)練成效和教學(xué)反思能力

相對(duì)于傳統(tǒng)的飛行訓(xùn)練按照飛行培訓(xùn)大綱和飛行實(shí)踐考試標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)三維仿真、動(dòng)畫(huà)模擬等方法動(dòng)態(tài)展示飛行科目、操作程序和注意事項(xiàng)的呈現(xiàn)方式，本次干預(yù)實(shí)驗(yàn)所采用的飛機(jī)系統(tǒng)仿真平臺(tái)Direct3D技術(shù)，針對(duì)支線飛機(jī)、民航客機(jī)的仿真平臺(tái)呈現(xiàn)制動(dòng)系統(tǒng)仿真模型，并讓學(xué)員通過(guò)仿真訓(xùn)練模擬實(shí)際系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)和隨時(shí)間變化的過(guò)程，特別是制動(dòng)系統(tǒng)操縱系統(tǒng)數(shù)字仿真、飛行控制系統(tǒng)仿真和六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)對(duì)學(xué)員綜合分析仿真系統(tǒng)輸出參數(shù)即時(shí)分析能力和飛行仿真等應(yīng)激訓(xùn)練成效有一定影響，實(shí)驗(yàn)組在應(yīng)激能力、教學(xué)反思力兩組指標(biāo)上的表現(xiàn)力平均高于對(duì)照組45.2%和35.6%，由此可見(jiàn)制動(dòng)系統(tǒng)仿真訓(xùn)練對(duì)學(xué)員的認(rèn)知力和反思力都具有影響，能夠提升產(chǎn)、學(xué)、研的結(jié)合成效和互相推進(jìn)。

4? 結(jié)語(yǔ)

此次仿真訓(xùn)練實(shí)證研究表明，制動(dòng)系統(tǒng)的仿真訓(xùn)練能夠顯著提升實(shí)操能力、理論認(rèn)知力和應(yīng)激水平及教學(xué)反思能力，對(duì)航空飛行人員的培訓(xùn)具有重要實(shí)用價(jià)值?；谏鲜鰧?shí)驗(yàn)結(jié)果，筆者認(rèn)為今后應(yīng)加強(qiáng)制動(dòng)系統(tǒng)仿真訓(xùn)練建設(shè)與研究，特別是建立校企合作，加快提升航空仿真訓(xùn)練體系建設(shè)，提升我國(guó)關(guān)鍵技術(shù)人員的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和集群優(yōu)勢(shì)是主發(fā)展渠道。而根據(jù)大量的檢索結(jié)果顯示，我國(guó)能進(jìn)行航空制動(dòng)系統(tǒng)仿真訓(xùn)練的平臺(tái)建設(shè)能力和水平仍然較低，主要集中在幾個(gè)大型國(guó)有企業(yè)，民營(yíng)企業(yè)參與率和參與度較低，因此加強(qiáng)民營(yíng)企業(yè)參與度是制動(dòng)系統(tǒng)仿真平臺(tái)的搭建和訓(xùn)練水平提升關(guān)鍵。也是今后筆者將進(jìn)行后續(xù)研究的中心。

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