钟如松
中国民用航空飞行学院绵阳分院
现有模拟训练器的上仪表状况：当前大多数模拟训练器是机械式仪表，有着庞大的机械传动组件，电磁场复杂电路板、磁电机的结构，使仪表体积大，元件多，故障频繁，高能耗，而且存在物理磨损和电磁干扰，长时间使用造成的精度下降，与主用设备不同步，校准程序复杂。这些都严重影响正常的飞行训练。
飞行模拟训练器的使用率高、工作时间长，训练器从早上8点开始，到晚上8点，每天12个小时的训练量，单台模拟训练器年均训练小时数3000多小时，如何使这些精密的仪表保持要求极高的可靠性、准确性并实现低功耗，就摆在技术人员的面前。
作者决定另辟蹊径，放弃传统对飞行仪表的模仿，利用虚拟仿真在民航工业中方兴未艾，玻化仪表技术在模拟机制造中更是广泛应用。研究设计一款虚拟仪表，通过3D设计，较立体的显示出仪表的指示界面。，准确的反映出飞行的相关数据。它是发展的技术，是通用的技术，具有广泛的推广价值。
项目的研究内容、研究目标,以及拟解决的关键问题。
(1) Cessna 172R练习器系统程序接口和网络通信协议的解码。
a. 分析现有仿真主机的工作原理；
b. 通过对现有训练器仿真网络进行通信数据包的抓取分析Cessna 172R练习器系统程序接口和网络通信协议。
(2) 虚拟仿真部分的研发
通过对现有机械仪表的系统分析，研发高逼真度的虚拟仿真程序。
a.精确测量现有飞行仪表中的各个元素的尺寸；
b.设计虚拟仪表中各个指针、背景、标识旗都应该与现有仪表一致；
c.设计虚拟仪表指示区域的尺寸和各个元素的尺寸应该与现有仪表一致
d.设计虚拟仪表能够实时跟随飞行仿真模型的飞机姿态与状态进行相应的动作和指示。
(3) 机壳的设计与制造
a. 根据现有安装情况，设计适合现有仪表安装的机壳。
b. 设计生产的机芯，制造虚拟仪表。
(4)整机的部署与安装验证
a. 设计组装好的虚拟仪表安装到训练器上，不影响驾驶舱布局与外观；
b. 进行试飞验证，确保整机性能良好。
3、拟采取的研究方案及可行性分析。
虚拟仪表硬件平台拟采用嵌入式计算机平台，结合Android/嵌入式Linux操作系统/Windows Embedded操作系统，搭载一块高分辨率的LCD液晶显示器来实现，电路部分拟采用Altium Designer来设计。
虚拟仿真部分拟采用Unity3D / XNA Game Studio等开发工具结合OpenGL图形引擎进行开发。
通信组件模块拟采用Microsoft .NET平台的C# 脚本进行开发，并且结合.NET Framework平台巨大的网络处理。
机壳部分拟采用Pro/ENGINEER进行设计。
图1 – 虚拟仪表的硬件基本框架
图2 – 虚拟仪表的软件基本框架
图3 – 备用地平仪的内部软件框架图4 – 通信组件的软件框架
4、系统开发采用了C++，CSharp，XNA，Windows Forms控件等编程语言、技术和软件框架。