白小亮

摘? ?要：隨著航空航天業(yè)務(wù)需求的不斷攀升，特別民用航空航天事業(yè)對(duì)飛行員等關(guān)鍵技術(shù)人才的需求一度出現(xiàn)供不應(yīng)求的局面。而傳統(tǒng)人才培養(yǎng)周期長(zhǎng)、技術(shù)成長(zhǎng)慢、知識(shí)更新率低的特點(diǎn)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上時(shí)代要求，仿真技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用為航空航天關(guān)鍵人才的快速成長(zhǎng)和培養(yǎng)成效提供了新思路與可能。本文就航空航天系統(tǒng)仿真應(yīng)用培訓(xùn)當(dāng)前存在的問(wèn)題作為研究課題，探索相應(yīng)的優(yōu)化模式，以提升航空航天系統(tǒng)仿真應(yīng)用人才培訓(xùn)成效。

關(guān)鍵詞：航空航天? 系統(tǒng)仿真應(yīng)用? 培訓(xùn)成效? 優(yōu)化模式

航空航天系統(tǒng)仿真應(yīng)用是運(yùn)用物理模型或數(shù)學(xué)模型代替實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和研究的一種新型訓(xùn)練手段。系統(tǒng)仿真從內(nèi)容上可分為運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和飛行模擬器操縱系統(tǒng)等幾個(gè)構(gòu)成部分。當(dāng)今航空航天設(shè)備均屬高精密度、高造價(jià)設(shè)備，使得系統(tǒng)應(yīng)用訓(xùn)練的試錯(cuò)成本高昂，安全事故容忍度極低，因此航空航天系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)人才的培養(yǎng)和核心技術(shù)的培訓(xùn)已成為制約航天、航空應(yīng)用快速發(fā)展的現(xiàn)實(shí)難題。系統(tǒng)仿真是一門(mén)綜合新技術(shù)，強(qiáng)調(diào)應(yīng)用能力培養(yǎng)的學(xué)科。隨著VR等虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展，模擬仿真度更高、精準(zhǔn)度更強(qiáng)，功能實(shí)現(xiàn)途徑更為便捷和針對(duì)性，因此不僅是航空航天系統(tǒng)現(xiàn)代教學(xué)的重要輔助教學(xué)手段，更應(yīng)該成為一門(mén)獨(dú)立學(xué)科。因此，本文主要從航空航天人才培養(yǎng)發(fā)展的角度對(duì)原有的培訓(xùn)手段與模式進(jìn)行重構(gòu)與建設(shè)，以提升我國(guó)航空航天系統(tǒng)仿真應(yīng)用的培訓(xùn)成效。

1? 當(dāng)前我國(guó)航空航天系統(tǒng)仿真應(yīng)用培訓(xùn)存在的問(wèn)題

1.1 仿真應(yīng)用培訓(xùn)邊緣化、航空航天理論教學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)與培訓(xùn)實(shí)踐不同步發(fā)展制約培訓(xùn)效果

航空航天事業(yè)是當(dāng)今最富國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力和產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)前景的尖端行業(yè)，因此我國(guó)近年來(lái)一直致力于發(fā)展多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的航空航天事業(yè)，并通過(guò)技術(shù)和人才優(yōu)勢(shì)在火箭運(yùn)載等尖端領(lǐng)域獲得巨大市場(chǎng)空間。航空航天飛行器的精密、運(yùn)行程序的復(fù)雜與操作系統(tǒng)的高科技化使得航天器的操作、飛行、維護(hù)等各項(xiàng)工作技術(shù)要求精度高、經(jīng)驗(yàn)豐富且具有高變通性和知識(shí)遷移能力。而根據(jù)筆者多年的調(diào)研結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在航天航空教學(xué)和實(shí)際人才培養(yǎng)過(guò)程中，由于資金、設(shè)備的局限，基礎(chǔ)人才幾乎沒(méi)有直接觸碰航天航空系統(tǒng)的可能，主要通過(guò)大量的仿真技術(shù)和手段來(lái)強(qiáng)化鞏固相關(guān)理論學(xué)習(xí)并在實(shí)踐中進(jìn)行檢驗(yàn)與反思。當(dāng)前我國(guó)航空航天系統(tǒng)仿真應(yīng)用培訓(xùn)主要運(yùn)用物理模型或數(shù)學(xué)模型來(lái)代替實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和研究，因而系統(tǒng)仿真實(shí)踐教學(xué)是面向?qū)嶋H應(yīng)用能力而進(jìn)行的具有很強(qiáng)應(yīng)用特征的學(xué)科，是與理論教學(xué)、知識(shí)教學(xué)高度相結(jié)合的一門(mén)學(xué)科，但當(dāng)前我國(guó)航空航天系統(tǒng)教學(xué)系統(tǒng)仿真教學(xué)由于師資、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等基建沒(méi)能及時(shí)跟上，不少專(zhuān)業(yè)的航空航天教學(xué)仿真應(yīng)用培訓(xùn)邊緣化、航空航天理論教學(xué)課程體系結(jié)構(gòu)與培訓(xùn)實(shí)踐不能實(shí)現(xiàn)同步，往往在特定時(shí)間段采取集中培訓(xùn)的方式，這樣的仿真培訓(xùn)力度、強(qiáng)度和節(jié)點(diǎn)都很難讓學(xué)生及時(shí)與課堂知識(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)接，并通過(guò)大量的實(shí)踐活動(dòng)建立理論與實(shí)踐之間的聯(lián)系，并形成自我認(rèn)知，最終制約培訓(xùn)效果。

1.2 仿真訓(xùn)練缺乏過(guò)程系統(tǒng)，不具有預(yù)測(cè)性、實(shí)驗(yàn)性、動(dòng)態(tài)成長(zhǎng)性

由于我國(guó)過(guò)去優(yōu)先發(fā)展工業(yè)和制造業(yè)的辦學(xué)指導(dǎo)思想，航空航天院校獲得的相應(yīng)的教育支持力度一直跟不上該行業(yè)資金、技術(shù)和人才密集型的發(fā)展特點(diǎn)，造成我國(guó)航空航天事業(yè)多個(gè)領(lǐng)域發(fā)展不平衡、發(fā)展進(jìn)度不一致等現(xiàn)實(shí)，特別是飛機(jī)制造業(yè)中的發(fā)動(dòng)機(jī)制造等關(guān)鍵領(lǐng)域仍然落后于世界先進(jìn)水平，不少教學(xué)與研究處于計(jì)劃中或設(shè)計(jì)，只有不斷嘗試與實(shí)驗(yàn)，才能最終獲得技術(shù)突破。這就需要有過(guò)程系統(tǒng)訓(xùn)練機(jī)制，讓關(guān)鍵人才在過(guò)程系統(tǒng)中進(jìn)行預(yù)測(cè)、實(shí)驗(yàn)，獲得動(dòng)態(tài)成長(zhǎng)。而航空航天的過(guò)程系統(tǒng)在現(xiàn)實(shí)世界中尚不存在，我國(guó)同樣也面臨這個(gè)難題。仿真應(yīng)用過(guò)程系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)可為關(guān)鍵技術(shù)的研究和應(yīng)用提供試驗(yàn)研究的可能，而且高質(zhì)量的過(guò)程仿真模型具有預(yù)測(cè)性，能夠通過(guò)現(xiàn)代高速大容量仿真計(jì)算機(jī)在極短時(shí)間內(nèi)預(yù)測(cè)實(shí)際過(guò)程，具有“超時(shí)空”、超極限、破壞性試驗(yàn)、事故分析從而大大節(jié)省原材料、能源消耗和人力資源。

2? 我國(guó)航空航天系統(tǒng)仿真應(yīng)用培訓(xùn)成效優(yōu)化模式探索

2.1 重構(gòu)學(xué)科建設(shè)，提升仿真應(yīng)用培訓(xùn)系統(tǒng)研究和實(shí)踐比重，加強(qiáng)教學(xué)與培訓(xùn)實(shí)踐同步結(jié)合

探索我國(guó)航空航天系統(tǒng)仿真應(yīng)用培訓(xùn)成效優(yōu)化模式首先要解決的就是需要從學(xué)科設(shè)置入手，重構(gòu)學(xué)科建設(shè)，提升仿真應(yīng)用培訓(xùn)實(shí)踐的比重，實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)與培訓(xùn)實(shí)踐同步結(jié)合以解決當(dāng)前我國(guó)仿真應(yīng)用培訓(xùn)邊緣化、航空航天理論教學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)與培訓(xùn)實(shí)踐不同步發(fā)展的現(xiàn)實(shí)制約。當(dāng)前我國(guó)航空航天系統(tǒng)仿真設(shè)備約67.8%依賴(lài)進(jìn)口，長(zhǎng)期發(fā)展將不利于我國(guó)通用航空系統(tǒng)仿真設(shè)備制造業(yè)的健康發(fā)展，因此我們應(yīng)重構(gòu)系統(tǒng)仿真學(xué)科，加強(qiáng)系統(tǒng)仿真設(shè)備的研制，從源頭上為仿真應(yīng)用培訓(xùn)提供現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)。

航空航天系統(tǒng)仿真主要由運(yùn)動(dòng)仿真系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)和飛行模擬器操縱仿真系統(tǒng)等部分構(gòu)成。其中，運(yùn)動(dòng)仿真系統(tǒng)是用來(lái)幫助飛行員等技術(shù)關(guān)鍵人才熟悉航空航天設(shè)備實(shí)際運(yùn)行速度和運(yùn)行姿態(tài)變化的手段與途徑，能讓技術(shù)人員明確航空航天器真實(shí)運(yùn)動(dòng)軌跡，飛行運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的工作狀況和結(jié)構(gòu)運(yùn)行系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)是整個(gè)仿真應(yīng)用模擬器的關(guān)鍵和核心技術(shù)，只有掌握計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)才能在處理終端實(shí)現(xiàn)高效運(yùn)行與故障判斷。因此，我們必須要重構(gòu)學(xué)科結(jié)構(gòu)，切實(shí)提升規(guī)范應(yīng)用培訓(xùn)實(shí)踐部分的比重，實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)與培訓(xùn)實(shí)踐同步結(jié)合。

2.2 建設(shè)仿真培訓(xùn)過(guò)程系統(tǒng)，提升航空航天系統(tǒng)仿真培訓(xùn)的預(yù)測(cè)性、實(shí)驗(yàn)性和動(dòng)態(tài)成長(zhǎng)性

航空航天過(guò)程系統(tǒng)一直是航空航天事業(yè)發(fā)展過(guò)程中的一項(xiàng)空白，也是航空航天技術(shù)發(fā)展制高點(diǎn)的搶奪熱點(diǎn)。2016年國(guó)務(wù)院辦公廳出臺(tái)《關(guān)于促進(jìn)通用航空業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》深刻認(rèn)識(shí)到航空航天事業(yè)的巨大社會(huì)價(jià)值，特別指出強(qiáng)化人才培養(yǎng)的要求，支持大專(zhuān)院校和職業(yè)學(xué)校開(kāi)設(shè)通用航空類(lèi)專(zhuān)業(yè)，鼓勵(lì)社會(huì)資本投資通用航空培訓(xùn)機(jī)構(gòu)，多層多渠道提升高層次人才的聯(lián)合培養(yǎng)能力。我們應(yīng)充分發(fā)揮政策的支撐效應(yīng)，集多方力量加強(qiáng)探索并建設(shè)仿真培訓(xùn)過(guò)程系統(tǒng)，以切實(shí)提升航空航天系統(tǒng)仿真培訓(xùn)的預(yù)測(cè)性、實(shí)驗(yàn)性和動(dòng)態(tài)成長(zhǎng)性。為我國(guó)航空航天關(guān)鍵技術(shù)和人才的培訓(xùn)提供堅(jiān)實(shí)的成長(zhǎng)基礎(chǔ)和磨練現(xiàn)實(shí)可能，也為我國(guó)航空航天事業(yè)的發(fā)展注入不竭發(fā)展動(dòng)力。

3? 結(jié)語(yǔ)

航空航天系統(tǒng)仿真可以通過(guò)模擬手段獲得航空航天相關(guān)設(shè)備的飛行狀態(tài)、運(yùn)行環(huán)境和條件，能夠不受氣象條件、場(chǎng)地和時(shí)空限制來(lái)實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)的訓(xùn)練與操控，以評(píng)價(jià)航空航天器的運(yùn)行性能、操縱系統(tǒng)、飛行控制和推進(jìn)裝置的性能，獲得最佳系統(tǒng)參數(shù)。能夠促進(jìn)關(guān)鍵人才和技術(shù)的快速進(jìn)步。我們今后應(yīng)加強(qiáng)系統(tǒng)仿真學(xué)科的自主研發(fā)，為系統(tǒng)仿真訓(xùn)練提供充足的現(xiàn)實(shí)支持，以提升人才培養(yǎng)成效。

本文充分探究了系統(tǒng)仿真在人才培訓(xùn)中的劃時(shí)代價(jià)值，就當(dāng)前我國(guó)航空航天系統(tǒng)仿真培訓(xùn)遇到的最主要問(wèn)題和制約因素入手，從學(xué)科重構(gòu)和技術(shù)發(fā)展兩個(gè)核心層面提出了培訓(xùn)成效模式提升的發(fā)展策略。

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