基于增强现实的发动机虚拟拆卸移动平台开发

杨振，徐耀东，李孟宇，刘阳，胡洪语

(中国民航大学，天津 300300)

虚拟现实技术是在20世纪末才兴起的一项崭新的综合性信息技术，令我们在教学课程可以观察以前我们无法观察测试到的方面。之前由于受教学条件和资源的限制，多数情况下学生无法观摩实物，对实际学习对象的主观认识只能凭借想象，空间想象能力稍弱的学习者就会遇到很大的困难。所以我们依托于此技术，利用虚拟现实软件EON studio来模拟并完成V2500发动机的虚拟拆卸过程，因此能够更加形象地了解整个发动机的运行与操作。

1 EON软件简介

EON是由全国领先的互动视觉内容管理软件供应商美国EON Reality公司开发的一种运用虚拟现实进行3D对象展示、交互拆装、5D教育媒体培训的新颖软件。它能够开发出应用于销售、训练和虚拟现实场景漫游的实时3D多媒体应用程序。

打开EON studio应用程序后，每一个子窗口完成不同的功能，主要使用以下两种：

(1)节点元件视窗，MDI工作薄模式，左侧。

节点元件视窗包括在创建模拟程式中能够用到的所有节点和元件，诸如时间触发器节点、关键帧节点等。在EON中，有142个节点，241个元件。节点被放置于节点库中，主要用得到的有四类节点：基本节点，代理节点，运动模型节点和传感器节点。

(2)逻辑关系设定视窗，MDI工作薄模式，左侧。

逻辑关系设定视窗是相当关键的一个视窗。只有将存在于模拟树中的节点拖曳到逻辑关系视窗中并定义每个节点间的联系才能使各个节点之间相互传递信息。在此之后，当传递的信息到达下一个节点才能促使其产生相应的行为。

2 动画准备

在我们进行工作前我们必须先将之前已经制作完成的CATIA模型导入EON软件中。软件经过导入之后进入存储对话框，必须要更改保存路径，之后其他选项不变，选择OK即可。模型导入过程中，依据原来的CATIA模型的复杂度和模型大小将会具有不同的导入时间与过程。模型越大越复杂则所需花费的时间就会更多。

在导入了CATIA模型后，形成一个整齐，信息准确，命名清晰的树状列表，可以避免之后的添加混乱，查找部件容易，纠错时易发现错误地址等诸多好处。在整理完树状列表后，我们可以整理和归纳相似作用的节点。为了使排气系统的系统演示更好，所以需要为模型进行材质贴图，使其具有更加逼真的颜色、表面纹理、反射折射光效果、合理的透明度等材质参数。

3 反推原理介绍及拆卸动画

3.1 反推原理。发动机工作时，大量的气体(高温燃气或空气)以高速度往后方喷出，产生的与飞机飞行方向相同的推力，推动飞机克服空气带来的阻力而向前飞行。反推力装置是将喷出的发动机气体反折向发动机前方，使气体向发动机斜前方喷出，产生与飞机飞行方向相反形成阻碍的力，即反推力。但是在实际过程中，在飞机上很难做到将排出发动机的气流偏转180度与飞机运动方向完全一致，一般采用折流板或者阻塞门挡住排气流，使气流向着斜前方喷出。一般情况下折流板与飞机轴线呈45度的夹角。因此，当打开反推力装置时，其产生的反推力约为发动机正推力的40%。

发动机反推在伸出位时，液压驱动作动筒作动，将平移罩向后移动，对飞机产生反推力。总之，反推系统的关键点在于改变外函道喷气方向，减少向后喷射的气体量来达到辅助减速的效果。

3.2 拆卸动画。制作过程体现在EON软件中就是将阻塞门拉杆的拆卸步骤转化成逻辑关系设定视窗中的条理关系。比如在拆卸过程中拆除螺母、垫片、套筒和螺栓，就是相应地利用Place节点从原模型中将这几个零部件移除。

拆卸阻塞门和函道内壁连接处的零部件，利用时间触发器节点，拖入并放置在Scene节点下级的Camera节点内，命名为“时间机器1号”；然后从节点库找到Keyframe节点，也拖到Camera节点之下，Camera能够管理所有的与视觉有关联的节点，因此接下去的Keyframe节点放在该节点下级，如此一般穿插整个拆卸过程。拆卸图如图所示。

图1 连接件拆卸

4 小结

基于EON studio软件，将已经建立完成的CATIA模型导入该软件，借助于EON studio强大的功能节点和元件，完成v2500反推系统的拆装，开发出可供教学使用的动画模型,使学生能够对原理和基础知识有更加直观的了解。