嵌入式飞行训练系统关键技术及发展现状

韩涛锋++饶祺++温智翔

摘 要：本文介绍了嵌入式飞行训练系统的概念和优势，重点分析了有关在飞行训练过程中嵌入式的系统开发关键性技术，并且介绍了嵌入式飞行训练系统使用在国外飞机上的具体情况。

关键词：嵌入式飞行训练系统 计算机仿真 空战

中图分类号：TP391.9 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）05（b）-0248-02

随着先进战斗机机载系统及火控武器水平的不断提高，开展飞行训练的成本也与日俱增。为了解决高昂的训练成本和有限军费预算之间的矛盾，世界上各主要军事强国竞相在主战飞机或教练机上开展嵌入式飞行训练系统研究。

1 嵌入式飞行训练系统的概念和优势

嵌入式飞行训练系统，实际上就是在不将飞机原有系统的内部构成改变的基础上，将一些仿真训练的设备嵌入进整个装备的里端位置，最大程度的借助其内部的各种先进性的通讯组成设备进行组网操作，而形成一个和实际工作环境相互融合的一个完整全面的模拟仿真训练系统，最后达成在仿真环境下进行训练的要求。嵌入式飞行训练系统的飞行安控器示意图，见图1所示。

通过引入嵌入式飞行训练系统，可相对实兵对抗训练或地面模拟器训练具备以下优势。

（1）降低飞行训练投入成本。借助目标仿真运行体系组成的虚拟目标取代真实的飞机，能够大大的减少参与飞行训练的飞机数量，且通过使用虚拟探测设备可减少机载系统的维护费用，二者综合将有效解决飞行资源有限和训练任务需求之间的矛盾。

（2）减小训练空间限制。采用嵌入式飞行训练系统即便是超视距空战，也只需要将参加训练的飞机其本身的飞行空间要求纳入考虑范围，这样能够大大缩小飞行训练的空间，因此嵌入式飞行训练系统的后勤保障功能也是优势明显的。

（3）真实、灵活的模拟各种环境威胁。利用仿真技术搭建嵌入式训练系统，可根据已获得假想敌的信号特征或机动能力调整仿真参数，从而增加模拟目标的逼真度，提高飞行训练的有效性。

（4）提供真实的身体负载和态势感知情景。嵌入式飞行训练提供给飞行员的身体感知和情景意识与传统地面模拟器有本质不同，无论是从视觉上还是感觉方面都是真实的情况。

（5）安全保密优势。嵌入式飞行训练可减少参训飞机的数量，降低事故发生的可能性，同时减少飞行训练被监视以及泄密的可能性。

（6）提高飞行训练评估的实时性和及时性。智能化的嵌入式飞行训练系统还具备实时反馈指导和事后评估方面的优势，极大提高飞行训练的效率。

2 系统关键技术研究

嵌入式飞行训练技术指的是飞行训练的技术和各种装备运行技术之间的协调配合，其是建立在电子技术与信息技术的基础之上，当中包含了各种技术性的综合运行技术内容，其基本框架如图2所示。

2.1 “嵌入式”技术

因为独立嵌入式训练系统没有较大的研发难度，同时其和各种武器之间的装备接口数量较少，而且运行过程中如有必要，可以进行卸载。依照现如今存在的各项飞机装备，独立嵌入式的训练系统的组成结构是相对合理与合适的。而在这个过程中，一般需要使用到一种较为标准的接口规范，这样的话就能过在武器操作系统的设计过程中，就提出一整套完整独立的，以供嵌入式训练系统实现接入要求的各种接口要求。其次，详细具体的设计过程中以及后期完成嵌入式训练系统的过程中，减少嵌入式训练系统设计实现的重复工作。

2.2 态势生成技术

国外在超视距作战态势方面研究和开发较多。对于视距内的作战对象，飞行员是可以通过眼睛观察的。这就要求在态势生成时使虚拟目标附加在飞行员用肉眼观察到的外部环境中，通过头盔显示器或其它显示器在空战飞机座舱中逼真的显示虚拟目标，并且不影响飞行员对飞行环境的观察。

2.3 信息交互技术

嵌入式的飞行训练系统功能，主要是实现由训练系统造成的虚拟形式与各种现实装备运行模式的合作完成，核心技术就是在训练系统与实际装备系统之间建构起一个安全、边界的交互渠道。信息交互技术中包含了运行信息的收集、处理和传输等等多个环节，属于获取信息、融合、传输的各种技术性要求融合。因为嵌入式飞行训练系统处于的一种装备环境比较特殊，因此其对信息交互技术的要求也就更高，兼容性和实时性要求都需要满足。

2.4 仿真建模技术

因为嵌入式飞行训练技术的嵌入性特点，因此其仿真建模技术是建立在科学飞行、科学系统、相似原理与信息计算机技术基础之上的，其把飞行训练系统与实际的装备实行了一体化的建模操作，同时结合了各项实际装备的操作功能、运行结构等各项因素，借助系统模型的方式对武器装备的嵌入式训练做分析研究。主要内容有武器技术的仿真与作战训练仿真等等多项技术。

2.5 飞行训练评估技术

嵌入式的飞行训练评估技术是借助系统方式对整个的训练过程和当中参与的工作人员表现进行的判定与评估，也是整个训练过程中，重要性最突出的环节，其成就的好坏直接对训练效果的提升产生影响。评估技术的重点就是对各种科学标准的制定做评估，并且借助系统性的方式开展整体性评估工作。

3 发展现状

在最近几年，嵌入式飞行训练系统有较快的应用发展。美军将其当成是空军训练转型的未来发展方向，当下研究的重点就是地面的工作人员与各种设施设备的训练。例如美国的联合公司下属的AAI公司就开发了一种无人机视觉训练系统，使用的就是嵌入式训练系统。而英国的BAE系统公司当下已经研究了一整套有关于“鹰”高级教练机的嵌入式酚性训练系统。

在国内，军用教练机的研制厂商正大力投入研发嵌入式飞行训练系统，不久的将来嵌入式飞行训练系统也将在我国空军飞行员培养流程中发挥重要作用。

4 应用前景展望

时代不断发展的过程中，美军目光放在了战争的发展与人物的要求之上，现如今正在以积极的姿态掀起全面联合的第三次训练转型。在这之中，嵌入式仿真发展计划属于联合了国家训练能力而得到了一项重要组成部分。除此之外，嵌入式的飞行训练也能够使用在军用的直升机和无人机中，同样海军和陆军装备的军事训练也能够使用。因此，信息技术发展的过程中，嵌入式飞行训练的优势会慢慢的表现出来，未来的军事应用前景将会是非常广阔的。

参考文献

[1] 陈凌，吴冰，胡志伟，等.机载嵌入式空战训练的研究与发展[J].计算机仿真，2010，12（2）：108-112.

[2] 亓凯，杨任农，左家亮，等.空战飞机嵌入式训练系统的研究[J].火力与指挥控制，2011，12（9）：165-171.endprint