加拿大TRU公司的C172模擬訓(xùn)練器憑借其優(yōu)秀的性能，在中國通航訓(xùn)練器中占有較大的份額。該型模擬訓(xùn)練器的操控系統(tǒng)能體現(xiàn)真實反映飛機(jī)的飛行狀態(tài)，精確的模擬飛機(jī)訓(xùn)練的教學(xué)過程。受到飛行員的好評。該系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)決定了飛行模擬訓(xùn)練的好壞。故該操控系研究統(tǒng)的研究迫在眉睫。

　　模擬訓(xùn)練器操控系統(tǒng)模擬飛機(jī)操縱原理

　　飛機(jī)操控系統(tǒng)由操縱機(jī)構(gòu)、MCL控制系統(tǒng)兩部分組成。其中操縱機(jī)構(gòu)在飛機(jī)座艙內(nèi)，連接系統(tǒng)將操縱機(jī)構(gòu)和飛機(jī)外用于控制飛機(jī)姿態(tài)的電機(jī)、控制系統(tǒng)、位移傳感器以及提供力感模擬的力傳感器等連接在一起。飛行員通過操縱飛機(jī)座艙內(nèi)的操縱裝置，將相應(yīng)的操縱信息通過控制系統(tǒng)傳送給控制盒、調(diào)整片等，實現(xiàn)舵面的偏轉(zhuǎn)，從而控制飛行姿態(tài)。由于飛行模擬機(jī)需要操縱裝置外形和力感的逼真模擬，因此模擬座艙內(nèi)的操縱裝置和連接系統(tǒng)的一部分等保留，而座艙外面的機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)等采用力傳感器及位移傳感器和電機(jī)等加載機(jī)構(gòu)實現(xiàn)。

　　機(jī)械設(shè)備論文投稿刊物：《飛行器測控學(xué)報》是北京跟蹤與通信技術(shù)研究所主辦的學(xué)術(shù)性刊物，是中國宇航學(xué)會測控專業(yè)委員會的會刊，為國家正式科技期刊。《飛行器測控學(xué)報》涉及以下有關(guān)飛行器的技術(shù)領(lǐng)域：測控總體、數(shù)據(jù)處理與精度鑒定、彈道與軌道、無線電測量、遙測遙控、通信與時統(tǒng)、光學(xué)測量、常規(guī)兵器測試測發(fā)、電子對抗試驗技術(shù)、計算機(jī)和監(jiān)控顯示技術(shù)。

　　1.MCL控制盒

　　MCL控制盒是TRU公司獨(dú)立研發(fā)擁有自主知識產(chǎn)權(quán)關(guān)鍵設(shè)備。它通過檢測控制卡把傳感器接收到的信息通過計算，檢測出駕駛桿運(yùn)動的位置，旋轉(zhuǎn)角度、偏轉(zhuǎn)角度和拉伸角度;檢測出各種姿態(tài)下反饋到操縱桿上的真實力度變化。并傳遞給主計算機(jī)，引導(dǎo)視景系統(tǒng)和聲音系統(tǒng)做出相對應(yīng)的反映。控制盒還引導(dǎo)運(yùn)動電機(jī)給操縱桿上對應(yīng)狀態(tài)的力量補(bǔ)償。

　　2操縱機(jī)構(gòu)

　　操縱載荷系統(tǒng)是由電機(jī)、作動筒位 (含移傳感器)以及力傳感器組成的。

　　1測力傳感器

　　OMEGA工業(yè)測量的LC201-300壓縮稱重傳感器

　　張力/壓縮

　　張力校準(zhǔn)

　　0-25 lb至0-300 lb

　　0-100至0-500 N

　　激勵： 10 Vdc，最大值為15 Vdc

　　2.2運(yùn)動同步電機(jī)

　　DYNETIC SYSTEMS公司DC48V電機(jī)，系統(tǒng)把測力傳感器反饋給MCL控制盒的電信號進(jìn)行計算，使電機(jī)帶動作動筒向相反的方向運(yùn)動，在學(xué)員操縱駕駛桿運(yùn)動時感覺到阻力。使之與真實飛機(jī)感覺一致。

　　2.3作動筒

　　由TRU公司設(shè)計的由電機(jī)推桿和位移傳感器組成的精密組件。電機(jī)推桿移動控制駕駛桿的移動范圍和操控姿態(tài)。位移傳感器，通過單位時間的位置變化引起單位時間的電信號變化。并將這些信號傳送給MCL控制盒處理。最終轉(zhuǎn)化成旋轉(zhuǎn)角度、偏轉(zhuǎn)角度和拉伸角度三個姿態(tài)信息反應(yīng)到模擬機(jī)儀表上和視景圖像。逼真的模擬出飛機(jī)的運(yùn)動態(tài)勢。

　　3操控系統(tǒng)的故障檢測與預(yù)防

　　3.1物理結(jié)構(gòu)的檢測與預(yù)防

　　C172模擬訓(xùn)練器的操控系統(tǒng)包含大量機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)。金屬疲勞，耦件磨損必不可少。我們在維護(hù)工作中要定期對設(shè)備關(guān)節(jié)部位進(jìn)行潤滑來防止磨損，定期堅固螺栓防止設(shè)備松動。檢查部件外形是否完好，發(fā)現(xiàn)裂紋就要及更換。

　　3.2測力傳感器的檢測

　　先關(guān)閉HOST主機(jī)運(yùn)行的仿真模型，在 IOS桌面上運(yùn)行TRU公司專用維護(hù)軟關(guān)于Control Loading的“HOST EMULATOR”程序，選擇“MODE selection——fix”操縱桿會在電機(jī)作用下固定不動，用一個較大的力推拉操縱桿。軟件上力與時間的曲線會出現(xiàn)波動。

　　3.3作動筒的檢測

　　關(guān)閉電源輕輕推拉操縱桿，作動筒推桿能否自由移動同時檢測位移傳感器的電阻是否在0-4800歐間線性變化。

　　3.4 伺服電機(jī)的檢測

　　先關(guān)閉HOST主機(jī)運(yùn)行的仿真模型，在 IOS桌面上運(yùn)行TRU公司專用維護(hù)軟關(guān)于Control Loading的“HOST EMULATOR”程序。查看主計算機(jī)能否找到電機(jī)。關(guān)閉電源，取下電機(jī)測量電機(jī)阻值是否接近0.

　　3.5MCL控制盒檢測

　　先關(guān)閉HOST主機(jī)運(yùn)行的仿真模型，在 IOS桌面上運(yùn)行TRU公司專用維護(hù)軟關(guān)于Control Loading的“HOST EMULATOR”程序。Ping主計算機(jī)與MCL控制盒是否通信正常，讀取“data”中的數(shù)值，看參數(shù)是否正常。

　　4設(shè)備更換后的校準(zhǔn)

　　模擬訓(xùn)練器的操控系在更換了設(shè)備后必須進(jìn)行校準(zhǔn)，因為新設(shè)備的性能參數(shù)不可能與原設(shè)備一致。只有對現(xiàn)有系統(tǒng)的力、位置和增益進(jìn)行校準(zhǔn)，才能使操控系統(tǒng)能體現(xiàn)真實反映飛機(jī)的飛行狀態(tài)，精確的模擬飛機(jī)訓(xùn)練的教學(xué)過程。

　　4.1力的校準(zhǔn)

　　力的矯正：以用于拉動駕駛桿較順暢，不費(fèi)力為好;選擇“MODE selection——free”，適當(dāng)調(diào)整“data——force offset”中的數(shù)值，以達(dá)到校準(zhǔn)。

　　4.2位置較準(zhǔn)

　　以“graphics”中的線與水平零位線重合為好。選擇“Mode selection——normal”，設(shè)“airspeed”為“105”，觀察“Actual position vs time”即期望值線與“Desired position vs time”即實際值線是否重合或接近重合;若相差較大，適當(dāng)修改“data-----position offset”中數(shù)值使之接近;若重合則為校準(zhǔn)好;若有較小差距，則從圖中得出期望值與實際值之間的差數(shù)，然后在升降舵配置文件中修改相應(yīng)數(shù)值并保存。

　　4.3 kvff(增益)校準(zhǔn)

　　以“graphice”中的水平為好，選擇“Mode selection-----position sine wave”，在“grapnice”中選擇“position Err vs position”，觀察線是否水平，適當(dāng)調(diào)整“data----kvff”數(shù)值，使之水平。保存，退出。

　　作者：鐘如松