飞机发动机启动监控虚拟仿真实验项目

1. 项目目的

本项目的目的是让学生掌握飞机发动机启动控制原理和启动流程，理解飞机发动机启动系统与其他系统的协同工作、信号链接以及通信方式，了解飞机发动机启动典型故障现象及故障模式，通过实践内容透析理论知识。

2. 项目主要内容

本项目主要完成飞机发动机启动控制分为驾驶舱启动操作及启动流程演示和发动机启动系统工作流程两个内容。

通过机务维护训练器进行实物操作，模拟在驾驶舱进行启动操作，同时显示器显示发动机启动状态和与启动操作相对应的启动阶段虚拟演示。驾驶舱启动流程如图1所示。

 

图1 驾驶舱发动机启动流程

    通过虚拟三维技术仿真出飞机发动机启动系统全工作状态及流程，虚拟仿真主要包括发动机启动系统工作流程仿真和发动机启动控制信号及工作状态仿真。从启动机接通直至发动机慢车状态的全过程，从EEC发出指令信号至启动监控完成，并与驾驶舱操作实时同步。发动机启动系统流程如图2所示。

图2 发动机起动流程

3. 项目实施计划

通过虚实结合的教学方法使学生掌握飞机发动机的启动工作流程、发动机启动系统控制方式、驾驶舱启动操作流程。实验分三部分实施：

第一部分

教学目的：让学生掌握发动机五大部件工作原理。

教学方法：学生通过手动操作完成虚拟发动机的整体启动工作，采用WebGL发动机动态三维操作软件，该操作内容可重复，学生可重复多次进行学习操作，同时也可在课外操作学习，不局限地点和时间。该实践内容可以设置在课前预习阶段或理论课上，有效实现理论与实践相结合。

图3 发动机启动系统知识点3D模型

学生可以使用电脑或手机打开链接进入知识点目录选取学习内容，点击进入便可看到教师做好的模型。图3是发动机启动系统和配套演示部件3D模型，其中启动系统教师做好颜色标注和知识点标注（红圈内），其他配套模型均做了模型轻量化处理。

图4 发动机启动关键部件知识点3D模型

    根据发动机启动系统学习的节点，学生可以继续选择发动机启动系统更具体部件的知识点学习，重点部分教师已事先做好设置（红圈内）。

图5 知识点的节点测试

    在实验最后做总结的时候可在特定节点上设置相关测试问题，学生回答后可继续浏览学习。

第二部分

教学目的：掌握发动机启动监控原理；掌握发动机启动控制逻辑。

教学方法：学生通过手动操作完成虚拟发动机启动系统控制逻辑程序；该内容配合实践课教师讲解，采用触控方式操作发动机动态三维演示软件，该内容加载在半实物机务维护训练器上，作为学生操作之前的教学内容，有效加深学生对实践内容的掌握深度。通过虚拟驾驶舱或半实物机务维护训练器让学生通过手动操作完成发动机启动工作。

图6 虚拟环境下发动机工作原理教学

学生可在虚拟环境下学习发动机相关知识，学习步骤按照教师事先设置好的内容进行，所有操作均可在虚拟环境内完成。

第三部分

教学目的：理解发动机维修维护工作

教学方法：学生可在虚拟环境下做发动机启动前的目视检查工作通过VR眼镜在虚拟环境下完成。

图7 在VR眼镜环境下操作