本课程采用浏览器/服务器(Browser/Server，B/S)架构实现虚拟仿真功能，具有不低于300人的并发实验能力。学生通过访问远程服务器完成在线虚拟仿真实验，自动完成考核评价。

学生应提前预习本课程配套实验文件：《风切变基础》、《飞机仪表认知和起飞着陆操作》、《风切变飞行原理》、《风切变改出的风险提示》，以及《波音B737-800飞机标准操作手册》、《波音B737-800飞机快速检查单》等。在在线教学服务人员的支持下，学习《学生实验指导书》和《网站实验说明》，了解本实验课程大纲、教学内容和资源、能力培养目标。

1.教改立项

[1]高振兴，高健. 新工科背景下研究型民航飞行人才的培养模式研究与实践. 江苏省高等教育教改重点课题(2023JSJG098).

[2]高振兴. 研究型飞行人才培养模式研究与实践. 2023年校本科教育教学改革研究重点项目.

2.论文

[1]高振兴，司海青，蔡中长等. 风切变特情飞行虚拟仿真实验平台开发[J]. 实验室研究与探索，2021, 40(10): 86-90+102.

[2]高振兴，李一鸣，窦欣宇等. 湍流特情飞行虚拟仿真实验技术研究[J]. 航空计算技术，2021, 51(6)：18-22.

[3]高健，高振兴. 创新研究型民航飞行人才培养模式[N]. 光明日报，2024.7.10.

3.教材

[1] 高振兴，民航飞机电气仪表及通信系统（第二版），中国民航出版社，2022.

[2] 丁松滨，飞行性能与飞行计划（第二版），科学出版社，2023.

4.专利和软件著作权

[1] 高振兴，张洋洋，夏明瑀，向志伟. 基于飞行数据的扰动风定制化建模和大气数据估计方法，ZL202111398335.X，2021.

[2] 高振兴，张洋洋，高岩松. 基于实时飞行数据的民航飞机飞行异常操作在线识别方法，ZL2023102473102，2023.

[3] 南京航空航天大学. 基于B/S架构的多用户特情飞行仿真管理软件V1.0，2022.6.

[4] 南京航空航天大学. 一种风切变特情飞行仿真软件V1.0，2022.6.

[5] 南京航空航天大学. 一种扰动风下飞行品质评估软件V1.0，2022.6.

[6] 南京航空航天大学. 基于多示例学习的民航飞机偏出跑道预防软件V1.0，2024.7.

风切变是一种近地面风速风向快速变化的天气现象，严重影响飞机起飞着陆飞行安全。据统计，由于风切变及伴随的恶劣天气诱发的飞行事故(含严重征候)占事故总数的30%以上。风切变飞行具有高危和极端环境、不可逆操作的特点。以进近着陆时遇微下击暴流风切变为例，如图(a)所示，飞机首先遭遇逆风，航迹高于下滑道；接近暴流中心时遭遇强烈下沉气流，继而是强烈顺风。由于风速风向的快速变化和发动机推力响应延时，特别是近地面湍流和伴随的强烈侧风(飞机可能进入侧风切变，如图(b)所示)，都可能使飞行员作出错误判断，诱发可控飞行撞地、冲出/偏出跑道等风险，极易产生极端后果。对风切变的处置训练主要在飞行模拟机上进行，具有高成本、高消耗的特点。

建立飞机及其运行场景模型，叠加显示主要飞行状态参数，如图所示。交互操作过程以对话框形式展示。采用单一变量控制的方法，让飞机遭遇风切变时，以单一风向为主，突出飞行状态在单一风向下随风速的变化，从而使仪表显示出遇风切变的最主要特征。交互式实验操作步骤如下表所示。

若出现实验操作错误，则发挥虚拟仿真的优势，直观地以视频展现衍生的五大类风险，包括：起飞时临界失速导致可控飞行撞地；着陆时二次接地、擦机尾、冲/偏出跑道；脱离风切变时突破指令高度、飞错程序或轨迹、TCAS冲突；超襟翼/起落架使用空速限制；严重颠簸等。

全部实验步骤完成后，从风切变特情处置程序的偏时性、错序性、遗漏性、多余性，以及脱离前后机动飞行超限性的角度，自动给出量化评分。实验过程结束。

表1 交互式实验操作步骤

(1)掌握风切变中的安全飞行处置和风险管控知识。在课程实验中考察飞行学员处置程序的准确性，避免操作的“错、漏、忘”；在脱离风切变机动飞行中，将飞行参数控制在给定范围内，防止出现超限风险。

(2)掌握风切变中的安全飞行原理。掌握预防风切变的起飞着陆性能计算；遇风切变后的仪表识别、反应型风切变的脱离机动飞行操作和脱离后操作等，预防可控撞地、冲出/偏出跑道、设备使用超限等风险。

(3)掌握特情飞行的处置方法、决策和改出能力。培养标准操作程序SOP、快速检查单QRH的规章执行力，掌握遇风切变特情的判断、决策和改出能力，避免操作程序的错序、遗漏和多余操作等多种风险。

实验成绩评定要求参照民航飞机遇风切变特情时实施脱离机动的场景进行操作处置的量化考核。赋分模型建立在对风切变特情处置的偏时性、错序性、遗漏性、多余性和超限性的定量评价上，具体步骤分如表1所示。处置过程和实验结果与真实场景一致。实验结果完全量化地展现学生在程序执行和连续操作中存在的问题。借助虚拟仿真手段，展现风切变特情处置不当造成的如下风险：

(1)可控飞行撞地风险。学生未严格遵循风切变机动改出的推力、姿态控制和程序要求，未使用最大推力或盲目收油门，使飞机能量不足以改出风切变，不能形成足够的正上升率，极易造成飞机长时间处于风切变、甚至因失速掉高度、衍生可控撞地风险。

(2)擦尾及冲/偏出跑道风险。操纵飞机在大风乱流低高度阶段易进入管道效应，决断意识不强，如果学生注意力分配不当、偏差发现晚，当风切变警告发生时，可能因处置动作迟缓，造成飞机二次接地、擦尾以及冲/偏出跑道风险。

(3)“五防”类风险。风切变机动飞行是复杂状态改出的特情处置，如果学生没有遇风切变及改出复飞的相关预期，极易造成飞机突破管制员指令高度、飞错程序或轨迹以及空中危险接近等风险