直升机综合航电显控仿真系统设计及运用
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作者:呼飞龙
摘 要：随着经济的迅速发展以及科学技术水平的不断提高，我国的航空技术取得了很大程度上的进步。在直升机复杂繁多的系统之中，航电显控系统是十分重要的构件之一，对此系统的设计至关重要。本文就针对直升机综合航电显控仿真系统设计及运用进行研究与分析。本文针对直升机综合航电显控仿真系统设计及运用进行研究与分析，在设计方式上以模块化设计为主，并在此基础之上对直升机之上各种航空电子系统的相关数据与接口进行一定程度上的模拟，已提供科学合理的参考依据。
关键词：直升机 综合航电 显控仿真系统 设计 运用
中图分类号：V247 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）05（c）-0018-02、
近年来，我国经济迅速发展，科学技术水平不断提高，在这一背景之下集成电路与计算机发展迅速，并在各行各业中有着广泛的应用。这两项技术在直升机中的应用主要表现在航空电子系统，航空电子系统具有很强的系统性，功能强大且全面，形成了一套包含传感器、信号采集、信号处理、显示的系统，例如雷达系统、惯导系统、大气机等，它们能够对飞机姿态、空中与地面目标信息、地表地形等信息进行有效的提供。
1 硬件设计
在进行硬件设计的过程中，为了对综合航电显控仿真系统的稳定性与可靠性进行有效的保证，选择工控机或者加固计算机的方式进行。雷达视频的设计主要是对VGA视频采集卡进行有效的利用，并在此基础之上将采集到的信息在综显模拟器之上进行显示。充分参考设计方案，对系统综合仿真试验平台进行有效构建，以便于后期进行系统联试。在硬件设计的过程之中，需要对逻辑与接口进行一定程度的验证，基于此使用软件仿真技术，需要注意的是，在运用软件仿真技术时，需要保证接口真实，然后在这一基础之上对系统的功能与逻辑进行验证，看其是否能够满足系统需求。仿真系统具有系统性、复杂性的特点，是由多个构件共同组成的，主要包含有综合处理接口计算机、接口任务处理计算机、雷达仿真器、惯导仿真器、大气机仿真器、非航电接口仿真模块、语音告警模块和数字视频记录仪等。
（1）综合处理接口计算机：对综合航电系统的数据流进行一定程度上的控制，并在此基础之上获取相关模拟器数据，并对这些数据进行有效的分析与处理，充分结合当前状态情况，最后将显示画面进行合理组织，并发送至综显模拟器之上。在充分掌握综显模拟器操作信息的基础之上，对相应的控制命令进行一定程度的组织，并以此来对系统数据流、信息流以及接口控制操作进行有效实现。在这一仿真系统之中，综合处理接口计算机有着十分重要的地位与作用，它是整个系统的总线控制器。在此前提下，将接口处理任务计算机作为备用的总线控制器，两者相互配合，对综合航电系统数据传输的余度管理进行科学而有效的实现。
（2）接口处理任务计算机：在这一模块，主要是对雷达、惯导、大气机等模拟器的信息进行有效的接收，并在此基础之上实现导航计算、目标参数计算等功能。除此之外，接口处理任务计算机还具有数据备份的功能，从而更好的进行航电系统的余度管理。
（3）雷达仿真器：在直升机系统中，雷达的主要作用是对空中或地面目标进行探测，并以此做出防撞告警，同时雷达系统还可以提醒飞行员对恶劣天气进行回避等。而雷达仿真器可以对与综显的接口一定程度的模拟，并将模拟所获得的相关信息向综合处理接口计算机以及接口处理任务计算机进行传输，并同时将雷达视频信息传输至综显模拟器之上进行显示。
（4）数字视频记录仪：在这一模块，数字视频记录仪的主要作用是飞行过程中完成综显的视频记录与音频记录进行有效的记录，以便为日后的重放与分析提供参考。
（5）除了上述的几个模块之外，硬件设计中还包含了惯导仿真器和大气机仿真器等，前者的作用是对飞机上惯导的作用进行一定程度的模拟，并通过模拟数据的分析为综合航电系统提供有效的位置信息、速度信息以及姿态信息等;后者的作用是对直升机实时的空速、旋翼诱导空速、高度、降速度、大气密度比等大气数据进行有效的提供。
2 软件设计
在对综合航电显控仿真系统的软件进行设计时，需要对其实时性进行有效的保证，因此对于显示功能、控制功能与通讯功能的设计十分关键。为了保证系统的实时性，经过研究与分析，仿真系统采用多线程编程方式予以实现，具体如下：将显示功能与控制功能在主线程之中予以实现，而将数据处理、通讯功能、总线数据记录、视频记录等功能在子线程中进行实现。
（1）显示模块：为了对显示功能进行有效实现，在显示模块主要是对综合航电显控仿真系统进行有效的设计与布局，设计的内容主要包含有字符、周边键、光标等。除此之外，还对相关的绘图对象进行一定程度的生成，例如飞机、坦克等目标的生成，并形成形象化画面，在此基础之上，将视频采集卡所采集到的雷达视频图像与之进行有效的叠加，使得画面信息更加系统而丰富。当切换为防撞工作方式时，显示模块会对三维视图进行构建，并在三维视图之上对大气机与惯导的仿真数据进行显示。
（2）控制模块：在整个系统之中，控制模块有着十分重要的作用，在这一模块之下，可以实现对于用户和雷达仿真器、大气机仿真器和惯导仿真器通讯的有效联系，并在此基础之上对整个系统的时序进行合理有效的控制。用户可以结合当下的需求对界面进行操作，从而对雷达的控制参数做出改变。除此之外，用户还可以通过切换周边键来实现POP的逻辑管理等。具体操作方式如下：先启动仿真系统，对界面进行初始化操作，系统会对共享数据区进行自动创建。创建完成之后，对辅助线程、通讯录线程、记录线程进行启动，之后系统会发送反馈信息，用户可以依据系统信息选择不同的处理方式。
（3）通讯模块：这一模块主要是对通讯功能进行实现。在通讯模块之下，主要是对通讯板卡进行一定程度的管理同时进行一系列的操作，主要有板卡的启动与关闭、数据的读取、保存与写入等。通讯板卡自带函数，依据函数信息，能够对编程进行合理而有效的实现。在通讯模块之中，还有一个十分重要的功能，即对通讯板卡的故障情况合理的判断，如果发现存在问题，例如综合处理接口计算机不能完成任务时，会及时向接口处理任务计算机发出相应的操作指令，对备份计算机进行启动，对综显与控制功能的稳定性进行了有效的保证。
3 结语
本文主要针对直升机综合航电显控仿真系统设计及运用进行研究与分析。首先从综合处理接口计算机、接口处理任务计算机、雷达仿真器、数字视频记录仪等方面阐述了直升机综合航电显控仿真系统的硬件设计，然后从显示模块、控制模块以及通讯模块3个方面分析了直升机综合航电显控仿真系统的软件设计。总而言之，直升机综合航电显控仿真系统是一项具有综合性强、复杂程度高、功能全面的特點，在对其进行设计的过程中，应当充分应用当前成熟的面向编程技术，并对相关系统与技术进行一定程度上的结合，从多方面、方维度提高直升机综合航电显控仿真系统设计的科学性、稳定性与适用性。
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