白小亮

摘? ?要：隨著航空航天業(yè)務(wù)需求的不斷攀升，特別民用航空航天事業(yè)對飛行員等關(guān)鍵技術(shù)人才的需求一度出現(xiàn)供不應(yīng)求的局面。而傳統(tǒng)人才培養(yǎng)周期長、技術(shù)成長慢、知識更新率低的特點已遠遠跟不上時代要求，仿真技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用為航空航天關(guān)鍵人才的快速成長和培養(yǎng)成效提供了新思路與可能。本文就航空航天系統(tǒng)仿真應(yīng)用培訓(xùn)當(dāng)前存在的問題作為研究課題，探索相應(yīng)的優(yōu)化模式，以提升航空航天系統(tǒng)仿真應(yīng)用人才培訓(xùn)成效。

關(guān)鍵詞：航空航天? 系統(tǒng)仿真應(yīng)用? 培訓(xùn)成效? 優(yōu)化模式

航空航天系統(tǒng)仿真應(yīng)用是運用物理模型或數(shù)學(xué)模型代替實際系統(tǒng)進行實驗和研究的一種新型訓(xùn)練手段。系統(tǒng)仿真從內(nèi)容上可分為運動系統(tǒng)、計算機系統(tǒng)和飛行模擬器操縱系統(tǒng)等幾個構(gòu)成部分。當(dāng)今航空航天設(shè)備均屬高精密度、高造價設(shè)備，使得系統(tǒng)應(yīng)用訓(xùn)練的試錯成本高昂，安全事故容忍度極低，因此航空航天系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)人才的培養(yǎng)和核心技術(shù)的培訓(xùn)已成為制約航天、航空應(yīng)用快速發(fā)展的現(xiàn)實難題。系統(tǒng)仿真是一門綜合新技術(shù)，強調(diào)應(yīng)用能力培養(yǎng)的學(xué)科。隨著VR等虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展，模擬仿真度更高、精準(zhǔn)度更強，功能實現(xiàn)途徑更為便捷和針對性，因此不僅是航空航天系統(tǒng)現(xiàn)代教學(xué)的重要輔助教學(xué)手段，更應(yīng)該成為一門獨立學(xué)科。因此，本文主要從航空航天人才培養(yǎng)發(fā)展的角度對原有的培訓(xùn)手段與模式進行重構(gòu)與建設(shè)，以提升我國航空航天系統(tǒng)仿真應(yīng)用的培訓(xùn)成效。

1? 當(dāng)前我國航空航天系統(tǒng)仿真應(yīng)用培訓(xùn)存在的問題

1.1 仿真應(yīng)用培訓(xùn)邊緣化、航空航天理論教學(xué)知識結(jié)構(gòu)與培訓(xùn)實踐不同步發(fā)展制約培訓(xùn)效果

航空航天事業(yè)是當(dāng)今最富國際競爭力和產(chǎn)業(yè)競爭前景的尖端行業(yè)，因此我國近年來一直致力于發(fā)展多個應(yīng)用領(lǐng)域的航空航天事業(yè)，并通過技術(shù)和人才優(yōu)勢在火箭運載等尖端領(lǐng)域獲得巨大市場空間。航空航天飛行器的精密、運行程序的復(fù)雜與操作系統(tǒng)的高科技化使得航天器的操作、飛行、維護等各項工作技術(shù)要求精度高、經(jīng)驗豐富且具有高變通性和知識遷移能力。而根據(jù)筆者多年的調(diào)研結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在航天航空教學(xué)和實際人才培養(yǎng)過程中，由于資金、設(shè)備的局限，基礎(chǔ)人才幾乎沒有直接觸碰航天航空系統(tǒng)的可能，主要通過大量的仿真技術(shù)和手段來強化鞏固相關(guān)理論學(xué)習(xí)并在實踐中進行檢驗與反思。當(dāng)前我國航空航天系統(tǒng)仿真應(yīng)用培訓(xùn)主要運用物理模型或數(shù)學(xué)模型來代替實際系統(tǒng)進行實驗和研究，因而系統(tǒng)仿真實踐教學(xué)是面向?qū)嶋H應(yīng)用能力而進行的具有很強應(yīng)用特征的學(xué)科，是與理論教學(xué)、知識教學(xué)高度相結(jié)合的一門學(xué)科，但當(dāng)前我國航空航天系統(tǒng)教學(xué)系統(tǒng)仿真教學(xué)由于師資、實驗室建設(shè)等基建沒能及時跟上，不少專業(yè)的航空航天教學(xué)仿真應(yīng)用培訓(xùn)邊緣化、航空航天理論教學(xué)課程體系結(jié)構(gòu)與培訓(xùn)實踐不能實現(xiàn)同步，往往在特定時間段采取集中培訓(xùn)的方式，這樣的仿真培訓(xùn)力度、強度和節(jié)點都很難讓學(xué)生及時與課堂知識實現(xiàn)對接，并通過大量的實踐活動建立理論與實踐之間的聯(lián)系，并形成自我認(rèn)知，最終制約培訓(xùn)效果。

1.2 仿真訓(xùn)練缺乏過程系統(tǒng)，不具有預(yù)測性、實驗性、動態(tài)成長性

由于我國過去優(yōu)先發(fā)展工業(yè)和制造業(yè)的辦學(xué)指導(dǎo)思想，航空航天院校獲得的相應(yīng)的教育支持力度一直跟不上該行業(yè)資金、技術(shù)和人才密集型的發(fā)展特點，造成我國航空航天事業(yè)多個領(lǐng)域發(fā)展不平衡、發(fā)展進度不一致等現(xiàn)實，特別是飛機制造業(yè)中的發(fā)動機制造等關(guān)鍵領(lǐng)域仍然落后于世界先進水平，不少教學(xué)與研究處于計劃中或設(shè)計，只有不斷嘗試與實驗，才能最終獲得技術(shù)突破。這就需要有過程系統(tǒng)訓(xùn)練機制，讓關(guān)鍵人才在過程系統(tǒng)中進行預(yù)測、實驗，獲得動態(tài)成長。而航空航天的過程系統(tǒng)在現(xiàn)實世界中尚不存在，我國同樣也面臨這個難題。仿真應(yīng)用過程系統(tǒng)的實現(xiàn)可為關(guān)鍵技術(shù)的研究和應(yīng)用提供試驗研究的可能，而且高質(zhì)量的過程仿真模型具有預(yù)測性，能夠通過現(xiàn)代高速大容量仿真計算機在極短時間內(nèi)預(yù)測實際過程，具有“超時空”、超極限、破壞性試驗、事故分析從而大大節(jié)省原材料、能源消耗和人力資源。

2? 我國航空航天系統(tǒng)仿真應(yīng)用培訓(xùn)成效優(yōu)化模式探索

2.1 重構(gòu)學(xué)科建設(shè)，提升仿真應(yīng)用培訓(xùn)系統(tǒng)研究和實踐比重，加強教學(xué)與培訓(xùn)實踐同步結(jié)合

探索我國航空航天系統(tǒng)仿真應(yīng)用培訓(xùn)成效優(yōu)化模式首先要解決的就是需要從學(xué)科設(shè)置入手，重構(gòu)學(xué)科建設(shè)，提升仿真應(yīng)用培訓(xùn)實踐的比重，實現(xiàn)理論教學(xué)與培訓(xùn)實踐同步結(jié)合以解決當(dāng)前我國仿真應(yīng)用培訓(xùn)邊緣化、航空航天理論教學(xué)知識結(jié)構(gòu)與培訓(xùn)實踐不同步發(fā)展的現(xiàn)實制約。當(dāng)前我國航空航天系統(tǒng)仿真設(shè)備約67.8%依賴進口，長期發(fā)展將不利于我國通用航空系統(tǒng)仿真設(shè)備制造業(yè)的健康發(fā)展，因此我們應(yīng)重構(gòu)系統(tǒng)仿真學(xué)科，加強系統(tǒng)仿真設(shè)備的研制，從源頭上為仿真應(yīng)用培訓(xùn)提供現(xiàn)實基礎(chǔ)。

航空航天系統(tǒng)仿真主要由運動仿真系統(tǒng)、計算機仿真系統(tǒng)和飛行模擬器操縱仿真系統(tǒng)等部分構(gòu)成。其中，運動仿真系統(tǒng)是用來幫助飛行員等技術(shù)關(guān)鍵人才熟悉航空航天設(shè)備實際運行速度和運行姿態(tài)變化的手段與途徑，能讓技術(shù)人員明確航空航天器真實運動軌跡，飛行運動系統(tǒng)的工作狀況和結(jié)構(gòu)運行系統(tǒng)。計算機仿真系統(tǒng)是整個仿真應(yīng)用模擬器的關(guān)鍵和核心技術(shù)，只有掌握計算機仿真系統(tǒng)才能在處理終端實現(xiàn)高效運行與故障判斷。因此，我們必須要重構(gòu)學(xué)科結(jié)構(gòu)，切實提升規(guī)范應(yīng)用培訓(xùn)實踐部分的比重，實現(xiàn)理論教學(xué)與培訓(xùn)實踐同步結(jié)合。

2.2 建設(shè)仿真培訓(xùn)過程系統(tǒng)，提升航空航天系統(tǒng)仿真培訓(xùn)的預(yù)測性、實驗性和動態(tài)成長性

航空航天過程系統(tǒng)一直是航空航天事業(yè)發(fā)展過程中的一項空白，也是航空航天技術(shù)發(fā)展制高點的搶奪熱點。2016年國務(wù)院辦公廳出臺《關(guān)于促進通用航空業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》深刻認(rèn)識到航空航天事業(yè)的巨大社會價值，特別指出強化人才培養(yǎng)的要求，支持大專院校和職業(yè)學(xué)校開設(shè)通用航空類專業(yè)，鼓勵社會資本投資通用航空培訓(xùn)機構(gòu)，多層多渠道提升高層次人才的聯(lián)合培養(yǎng)能力。我們應(yīng)充分發(fā)揮政策的支撐效應(yīng)，集多方力量加強探索并建設(shè)仿真培訓(xùn)過程系統(tǒng)，以切實提升航空航天系統(tǒng)仿真培訓(xùn)的預(yù)測性、實驗性和動態(tài)成長性。為我國航空航天關(guān)鍵技術(shù)和人才的培訓(xùn)提供堅實的成長基礎(chǔ)和磨練現(xiàn)實可能，也為我國航空航天事業(yè)的發(fā)展注入不竭發(fā)展動力。

3? 結(jié)語

航空航天系統(tǒng)仿真可以通過模擬手段獲得航空航天相關(guān)設(shè)備的飛行狀態(tài)、運行環(huán)境和條件，能夠不受氣象條件、場地和時空限制來實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)的訓(xùn)練與操控，以評價航空航天器的運行性能、操縱系統(tǒng)、飛行控制和推進裝置的性能，獲得最佳系統(tǒng)參數(shù)。能夠促進關(guān)鍵人才和技術(shù)的快速進步。我們今后應(yīng)加強系統(tǒng)仿真學(xué)科的自主研發(fā)，為系統(tǒng)仿真訓(xùn)練提供充足的現(xiàn)實支持，以提升人才培養(yǎng)成效。

本文充分探究了系統(tǒng)仿真在人才培訓(xùn)中的劃時代價值，就當(dāng)前我國航空航天系統(tǒng)仿真培訓(xùn)遇到的最主要問題和制約因素入手，從學(xué)科重構(gòu)和技術(shù)發(fā)展兩個核心層面提出了培訓(xùn)成效模式提升的發(fā)展策略。

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