飞机环控系统虚拟教学与仿真实训
通过基于WebGL 技术的虚拟仿真展示复杂的新型飞行器内部环控系统工作流程、装配以及维修过程，构建网络化应用的VR教学实验平台，帮助学生轻松学习建造知识，熟悉具体系统工作流程，加深实际工作的理解。
系统基于WebGL和虚拟现实技术,构建3D可视化的三维维修维护环境，学生利用网页浏览器登录进入虚拟教学空间，通过键盘鼠标操作相应的控件、零部件、开关按钮，并可以对航空装备进行虚拟装配操作。系统自动对学生的操作过程进行记录考评，完成虚拟教学实验和实训过程，从而实现虚拟教学实验的目的。
每一个“三维模型部件”的每一个零部件均按照虚拟现实技术要求进行层次节点关系分类，并按照虚拟仿真技术、教学实验和仿真实训的要求，进行了“属性编辑”，均为可编辑、可交互、可编程控制的矢量模型，具备接受外部数据实时驱动和交互控制的属性。
系统还内置了功能强大的“3D模型编辑器”，利用该编辑器，用户可以打开或导入“利用第三方建模软件构建的航空器环控系统三维模型”，轻松构建一个适合教学需要的“仿真实验模型”。并可对“每个模型”和“每个模型部件”的属性进行实时编辑、修改和保存，如：名称、组织层次和隶属关系、物理数据、逻辑关系、属性信息、坐标位置、功能用途等，每个要素模型的信息数据与模型本身一一对应，并被保存在一个内置的数据库中，以备用户实时调用、查询读取和编程控制。
虚拟教学与仿真实训过程
在面向航空航天大型客机、临近空间飞艇、高超声速飞行器、太阳能混合动力飞行器综合环控系统关键装备的组成、维修、操作和控制的可视化仿真过程中，VR系统通过对关键子系统的装配厂区及设施、内部结构和布置、建造常规工艺流程进行仿真模拟，制作逼真的3D可视化模型。再通过人机交互技术，让学生与虚拟现实场景中、各类立体模型进行交互操作，完成3D原型设计、零件安装、维修维护与操作控制等具体工作。同时，系统还提供了结构装配功能，通过模拟真实的装配方式，帮助受训人员了解安装与装配流程，可以有效提高学些和训练效率及质量，避免各种装备实装训练的不安全因素，降低训练费用。
系统内置“教学指南库”，根据教学大纲的需要，每一个虚拟的“三维模型”均配套完整的理论知识数据库（教学指南），包括：图片、文字说明和动态视频介绍。虚拟教学实验和仿真实训过程中，教师和学生可以实时调用相关资料辅助学习。
交互式虚拟维修教学实验和仿真实训
系统基于虚拟现实与实时交互技术开发，内置功能强大的多维交互模式，如：漫游、行走、驾驶、飞行（鸟瞰）等模式，用户可以根据需要实时选择不同的模式与三维虚拟场景进行实时交互。同时系统支持多个外置交互设备接口，如：数据手套、六自由度位置追踪系统、计算机力反馈系统、操纵杆、方向盘等，用户可以根据需要实时接入不同的交互设备与虚拟仿真场景进行实时互动。
单人交互仿真实训
基于上述交互功能，用户可佩戴头盔显示器或6自由度交互设备（如数据手套、计算机力反馈器），或调取三维电器实验工具库，如；电笔等，进行航电与环控系统设备的教学实验与操作训练。过程中，用户可以实时调阅系统内置的“教学指南”，教学指南将以多窗口的形式将文字、图片或视频显示在用户的眼前，学生可按照教学实验的要求阅读、参考和比对分析，从而完成正确的“航电与环控系统设备交互操作实验过程”，达到教学实训的目的。
多人协同仿真实训
系统内置多人分布式协同仿真演练模块，可支持多人协同教学实验和仿真训练。如：在一个实训室内，教师和学生每人可佩戴“头戴式显示器（VR眼镜系统）”，在大型位置追踪系统的辅助下实现多人协同交互和仿真实训。所有参与人员协同操作，共同完成一个大型项目的教学实验和仿真实训，每一个参与人员“分工作业，各司其职、互动演练”。所有参与人员可以在一个局域网内、也可以在互联网环境下，随时随地、不受时空限制地在“同一个场景中共同完成一个电气教学实训项目的仿真演练”。
环控系统虚拟仿真实验目的
- 掌握先进飞行器环控装备的基本原理及其热力循环，知悉主要结构部件的功能和工作机制；
- 掌握先进飞行器环控装备的控制系统基本原理及工作过程，知悉其主要测量、执行部件的功能和工作机制；
- 掌握飞行器环控装备起动工作原理及主要过程，熟悉飞行器环控装备运行过程特点；
- 掌握飞行器环控装备试车台工作原理及组成，了解飞行器环控装备试车测试技术；
- 利用虚拟环境掌握先进飞行器中涡轮冷却器的构造、原理；
- 从仿真实验中分析涡轮效率特性，并了解涡轮负荷风扇的工作情况对效率的影响；
- 通过实验加深理解座舱压力控制的工作原理；
- 帮助学生了解飞行器环控装备控制系统架构，了解飞行器环控装备主要传感器与执行部件布置，通过虚拟试车了解飞行器环控装备控制系统起动、试车运行、限制保护等模块的工作原理；
- 帮助学生了解飞行器环控装备系统品质要求，并通过虚拟运行实训优化控制系统参数，加深其对控制系统品质要求的认识。
虚拟教学与仿真实训主要内容
- 环控系统装备的组成及工作原理，该实验通过虚拟现实平台了解不同飞行器内部的环控系统结构、功能和流程。
- 涡轮冷却器性能虚拟仿真实验，了解环控系统中空气涡轮的降温原理，通过虚拟现实技术增强显示环控系统的组成和运行过程。
- 座舱压力控制系统虚拟仿真实验，该虚拟装置主要由4个分系统组成，包括：供气系统，用来调节流量；模拟座舱压力控制系统，主要由模拟座舱组成；外界大气虚拟系统，它用来模拟高空环境压力，大气舱的高度环境由虚拟仪表显示完成；模拟数据测量及记录系统等组成。
- 航空发动机防除冰及虚拟维修实验，利用浏览器登录虚拟现实教学实训页面；知悉主要防除冰结构部件的功能和工作机制掌握系统操作流程；按照流程，进行虚拟维修维护操纵；按照流程，试车过程操作。对虚拟装备进行控制参数优化试验查看系统提示，进行纠错反复操作训练和教学实训；
