【技術實現步驟摘要】
本申請涉及發動機試車，具體而言，涉及一種航空發動機虛擬試車訓練系統。
技術介紹
1、混合現實指的是合并現實和虛擬世界而產生的新的可視化環境，物理和數字對象共存并實時互動。混合現實將多種技術結合到一個設備中，然后不斷掃描周圍的環境，再將采集到的信息與數字信息進行交互，可以將數字世界帶進我們的真實世界中，創造了一種獨特的，更深層次沉浸感的體驗。
2、航空發動機的試驗復雜、成本高、風險大，試車過程中對試車操作人員的要求很高，且高溫高壓的環境給觀測帶來了較大的困難，難以細致的展示航空發動機的內部結構和流場狀態。
技術實現思路
1、本申請實施例的目的在于提供一種航空發動機虛擬試車訓練系統，根據飛行任務自行組裝航空發動機關鍵部件，在虛擬仿真系統中進行試車操作，并在試車完成后系統會評估試車質量并進行打分，進而促進了用戶深入了解航空發動機部件結構于工作情況，提高發動機試車訓練效果。
2、第一方面，提供了一種航空發動機虛擬試車訓練系統方法，該系統可以包括：
3、虛擬三維模型存儲模塊、性能計算模塊、操作交互平臺、試車場景平臺、通訊模塊和試車流程設計平臺；
4、虛擬三維模型存儲模塊，用于存儲非完整的航空發動機虛擬模型、不同型號的第一發動機部件的虛擬模型和各發動機部件的基本數據；所述非完整的航空發動機虛擬模型包括除所述第一發動機部件的虛擬模型之外的第二發動機部件的虛擬模型；所述各發動機部件包括第一發動機部件和第二發動機部件；
5、試車流程平臺，用
6、試車場景平臺，用于生成試車場景，并通過通訊模塊將所述試車場景傳輸至實體顯示設備中；所述試車場景內的組件包括所述航空發動機虛擬模型；通過通訊模塊獲取試車操作指令，對所述航空發動機虛擬模型執行試車過程；
7、操作交互平臺，用于通過實體顯示設備獲取用戶觸發的操作指令，并通過通訊模塊與試車場景平臺中試車場景內的各組件進行交互；
8、性能計算模塊，用于讀取所述虛擬三維模型存儲模塊中存儲的各發動機部件的基本數據，以及計算出發動機虛擬模型的性能參數、試車過程的性能指標和試車后主要零部件的功耗，并通過通訊模塊與實體顯示設備交互；獲取試車質量評估結果。
9、在一個可能的實現中，所述試車場景內的組件還包括虛擬操作臺組件和文本顯示組件；
10、操作臺組件分布在試車場景的右上側；文本顯示組件分布在試車場景的左上側和試車場景的下側，用于向操作者顯示發動機部件信息與試車流程；
11、所述虛擬操作臺組件上配有具有不同操作功能的操作桿；所述操作桿用于接收用戶觸發的試車操作，以生成試車操作指令；所述操作桿包括發動機啟動操作桿、主燃燒室油門操作桿和加力燃油流量操作桿。
12、在一個可能的實現中，所述選定飛行任務包括加速任務、爬升任務、巡航任務和高速飛行任務。
13、在一個可能的實現中，所述第一發動機部件包括壓氣機部件、燃燒室部件、渦輪部件和噴管部件；所述壓氣機部件包括低壓壓氣機和高壓壓氣機；所述渦輪部件包括低壓渦輪和高壓渦輪；
14、其中，所述壓氣機部件按增壓比、壓氣機效率和額定轉速的不同，分成不同型號；所述燃燒室部件按總壓恢復系數、燃燒效率和出口溫度的不同，分成不同型號；所述渦輪部件按效率的不同，分成不同型號；所述噴管部件按噴管類型和總壓恢復系數的不同，分為不同型號。
15、在一個可能的實現中，所述操作交互平臺，還用于在所述試車場景中接收試車場景調整指令，并通過通訊模塊將所述試車場景調整指令發送至試車場景平臺，以指示對所述試車場景進行調整。
16、在一個可能的實現中，所述操作交互平臺，還用于展示任務選擇界面、部件選擇界面、試車界面和試車質量評估界面；
17、其中，所述任務選擇界面用于展示待選擇的飛行任務；所述部件選擇界面用于展示各種不同型號的第一發動機部件；所述試車界面用于根據選定飛行任務的任務需求，通過虛擬操作臺組件的操作桿與文本顯示組件，指示操作者完成試車操作；所述試車質量評估界面用于根據用戶操作指令執行試車過程回溯，以及顯示試車質量評估結果、試車過程中的飛行參數、轉速、推力、環境參數、燃油流量、各部件進出口氣流參數。
18、在一個可能的實現中，所述操作交互平臺，具體用于通過通訊模塊接收鍵盤或鼠標控制虛擬操作臺中的目標操作桿的試車操作，或接收與顯示設備中的vr眼鏡配套的vr手柄按鍵控制虛擬操作臺中的目標操作桿的試車操作，基于所述試車操作生成試車操作指令。
19、在一個可能的實現中，所述基本數據包括設計點的進氣流量、壓力、各級壓氣機壓力、效率、燃燒室溫升、燃燒室效率、各級渦輪壓力、效率、機械效率、引氣量和噴管效率；
20、所述性能參數包括各級壓氣機入口、各級壓氣機出口、燃燒室入口、燃燒室出口、渦輪入口、渦輪出口、噴管入口、噴管出口的氣動參數；
21、所述試車過程的性能包括指標升時間、調節時間、超調量、穩態誤差和油耗。
22、本申請實施例提供的一種航空發動機虛擬試車訓練系統中虛擬三維模型存儲模塊存儲非完整的航空發動機虛擬模型、不同型號的第一發動機部件的虛擬模型和各發動機部件的基本數據；非完整的航空發動機虛擬模型包括除第一發動機部件的虛擬模型之外的第二發動機部件的虛擬模型；各發動機部件包括第一發動機部件和第二發動機部件；試車流程平臺基于選定飛行任務的任務需求，在虛擬三維模型存儲模塊中確定滿足該任務要求的第一發動機部件的虛擬模型，并將滿足該任務要求的第一發動機部件的虛擬模型和存儲的非完整的航空發動機虛擬模型構成航空發動機虛擬模型；試車場景平臺生成試車場景，并通過通訊模塊將試車場景傳輸至實體顯示設備中；通過通訊模塊獲取試車操作指令，對航空發動機虛擬模型執行試車過程；試車場景內的組件包括航空發動機虛擬模型；操作交互平臺通過實體顯示設備獲取用戶觸發的操作指令，并通過通訊模塊與試車場景平臺中試車場景內的各組件進行交互；性能計算模塊讀取虛擬三維模型存儲模塊中存儲的各發動機部件的基本數據，以及計算出發動機虛擬模型的性能參數、試車過程的性能指標和試車后主要零部件的功耗，并通過通訊模塊與實體顯示設備交互；試車獲取試車質量評估結果。該系統根據飛行任務自行組裝航空發動機關鍵部件，在虛擬仿真系統中進行試車操作，并在試車完成后系統會評估試車質量并進行打分，進而促進了用戶深入了解航空發動機部件結構于工作情況，提高發動機試車訓練效果。
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1.一種航空發動機虛擬試車訓練系統，其特征在于，所述系統包括：虛擬三維模型存儲模塊、性能計算模塊、操作交互平臺、試車場景平臺、通訊模塊和試車流程設計平臺；
2.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述試車場景內的組件還包括虛擬操作臺組件和文本顯示組件；
3.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述選定飛行任務包括加速任務、爬升任務、巡航任務和高速飛行任務。
4.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述第一發動機部件包括壓氣機部件、燃燒室部件、渦輪部件和噴管部件；所述壓氣機部件包括低壓壓氣機和高壓壓氣機；所述渦輪部件包括低壓渦輪和高壓渦輪；
5.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述操作交互平臺，還用于在所述試車場景中接收試車場景調整指令，并通過通訊模塊將所述試車場景調整指令發送至試車場景平臺，以指示對所述試車場景進行調整。
6.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述操作交互平臺，還用于展示任務選擇界面、部件選擇界面、試車界面和試車質量評估界面；
7.如權利要求2所述的系統，其特征在于，所述操作交互平臺，具
8.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述基本數據包括設計點的進氣流量、壓力、各級壓氣機壓力、效率、燃燒室溫升、燃燒室效率、各級渦輪壓力、效率、機械效率、引氣量和噴管效率；
...【技術特征摘要】
1.一種航空發動機虛擬試車訓練系統，其特征在于，所述系統包括：虛擬三維模型存儲模塊、性能計算模塊、操作交互平臺、試車場景平臺、通訊模塊和試車流程設計平臺；
2.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述試車場景內的組件還包括虛擬操作臺組件和文本顯示組件；
3.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述選定飛行任務包括加速任務、爬升任務、巡航任務和高速飛行任務。
4.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述第一發動機部件包括壓氣機部件、燃燒室部件、渦輪部件和噴管部件；所述壓氣機部件包括低壓壓氣機和高壓壓氣機；所述渦輪部件包括低壓渦輪和高壓渦輪；
5.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述操作交互平臺，還用于在所述試車場景中接收試車場景調...
【專利技術屬性】
技術研發人員：馬龍，韓克偉，張源俊，陳高翔，胡殿印，
申請(專利權)人：北京航空航天大學，
類型：發明
國別省市：
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