现代飞行模拟的进展

地面飞行模拟和空中飞行模拟是现代飞行模拟不可缺少的两个方面。文章旨在对现代飞行模拟的进展进行综述和分析,并对其未来发展趋势做出展望,希望对我国的模拟器研制、航空科学研究及飞行实践活动有所启示和指导。

一种多飞行器协同的GNC系统飞行模拟平台设计

空间站在轨组装和长期运营阶段涉及到多飞行器独立飞行、飞行器间交会对接、多飞行器组合体融合控制、多飞行器分离过程控制和飞行器返回再入等复杂飞行任务,完整、真实的飞行模拟是必需且至关重要的.基于时间同步、实时数据交换的分布式一体化仿真架构,设计了一种多飞行器协同的通用半物理制导、导航与控制(guidance,navigation and control,GNC)系统飞行模拟平台,可很好地满足复杂系统的飞行模拟需要.平台由若干灵活、可扩展的通用模拟器构成,单个模拟器通过配置可以实现任一飞行器的功能,能够独立对指定飞行器的全任务过程进行仿真.平台通过靶场仪器组B时间码(inter-range instramentation group-B,IRIG-B)信号进行时间同步,利用1553B总线完成动力学仿真数据实时交换,并在多模拟器之间通过协调机制实现热并网后进行协同仿真.该模拟平台成功应用于空间站飞行控制演练.

基于ANFIS-IPD的飞行模拟器座椅舒适度评价模型

为提升现有飞行模拟器座椅舒适度,减轻驾驶员长时间训练的疲劳感,基于自适应神经模糊推理系统(Adaptive Network-based Fuzzy Inference System,ANFIS)和理想压力分布(Ideal Pressure Distribution,IPD)构建一种飞行模拟器座椅舒适度评价模型。通过座椅压力分布采集系统获取压力分布数据,采用IPD将所得数据归一化作为模型输入数据,同时收集受试人员主观评分作为模型输出数据。采用非均匀有理B样条曲线(Non-Uniform Rational B-Splines,NURBS)对座椅进行改进设计,将处理后的试验数据通过ANFIS工具训练模型进行验证,并用评价模型评估设计方案及优越性。结果表明:该评价模型对飞行模拟器座椅舒适度有较好的预测能力,为提升飞行模拟器座椅舒适度提供指导和参考。

LED球幕显示技术在飞行模拟器中的应用

当前飞行模拟器采用的视景显示系统大都基于投影器和投影技术的投影系统,故介绍一种新型的、以LED(Light Emitting Diode)技术为核心的LED球幕显示系统与应用。在解决了图形通道划分、灯板排布、图像分割和几何变形、高灰度控制驱动、全彩颜色匹配、非均匀度校正等技术问题后,LED技术和显示方法得以在球形屏幕中使用。LED球幕显示系统以超大视场、高分辨率、高亮度、高对比度和易维护等优势,展示出其在飞行模拟器视景系统领域的良好应用前景。

B738飞行模拟机操纵负荷系统典型故障自动化分析与排除

该文针对某型B738飞行模拟机操纵负荷系统中的刹车故障进行分析,提出以电流传感器为基础的物联网监控系统对典型故障进行监控及分析。首先对典型刹车减速故障进行分析,对制动控制器的监控电流进行实时监控,并上传云服务器,用Web页面显示运行状态;同时对B738飞行模拟机当中的典型故障进行分类,并选取典型故障做出分析;最后对物联网监控方式以及传统故障分析方式进行对比。经测试,该文方式更具高效性和适用性。

持续载荷飞行模拟器过失速机动过载模拟

对新型的持续载荷飞行模拟器(SGFS,Sustained G-load Flight Simulator)模拟过失速机动过载的方法进行了研究.针对过失速机动中飞机角运动剧烈的特点,推导了考虑飞机转动带来的附加过载的飞机飞行员过载计算公式.在SGFS过载模拟数学模型中应用此公式,以典型的过失速机动动作.Herbst机动为例,对机动时的飞行员过载进行了仿真研究.仿真中SGFS能够较精确地跟踪输入的飞行员三轴过载指令,最大误差小于0.2g.研究结果表明:过失速机动时飞机转动引起的附加过载不可忽略,同时也表明SGFS可较好地用于对过失速机动飞行员过载的模拟.

飞行模拟训练器中虚拟局域网的故障分析与诊断

本文介绍了虚拟局域网在飞行模拟训练设备中的应用情况。通过解决飞行模拟训练器中主机与各个设备之间的网络通信故障,使飞行模拟机维护人员了解飞行模拟训练器中虚拟局域网的创建方法、工作原理以及排故方法,提高飞行模拟机维护人员的维护水平。

动态飞行模拟器及其发展概述

在分析载人离心机对航空生理医学研究以及飞行员高过载训练作用的基础上,详细介绍了载人离心机向动态飞行模拟器的发展历程,并对国内外发展历史、发展现状进行总结,重点介绍当代国际上主要厂家以及国内载人离心机发展历程中的代表性产品。随着我军先进战机的大量服役,国内仅有的一台引进的动态飞行模拟器已不能满足使用需求,中国工程物理研究院总体工程研究所在多年大型科学实验用离心机研制经验的基础上,开展动态飞行模拟器研制工作,目前已完成部分主要性能指标的调试工作,并根据工程研制经验对动态飞行模拟器研制过程中的关键技术以及国内未来发展趋势展开分析讨论。

离心式飞行模拟器发展概述

目前我国很缺乏具有持续过载训练功能的地面飞行模拟器,并且缺乏体系化的飞行模拟器建设。根据离心式飞行模拟器的发展历程,以座舱自由度和主要训练功能划分,将离心式飞行模拟器分为动态飞行模拟器、空间定向飞行模拟器和综合飞行模拟器3种。并指出各类飞行模拟器的技术特点、主要功能及优缺点。最后介绍了离心式飞行模拟器的关键技术和发展趋势。

空中飞行模拟技术及其应用

现代飞行模拟技术是航空、航天科技和工业发展的重要支柱及关键技术之一。它以航空、航天科技和工业中的飞行器为研究对象,借助建模与仿真手段主要通过飞行模拟器/系统进行飞行理论、技术和方法探索、飞行器性能和特性预先研究、系统型式、结构与参数以及飞行工作人员模拟培训等。运用响应反馈方法、模型跟随方法及空中自适应飞控平台匹配飞行状态的方法进行研究,以各个部分数学模型建立及信息相似理论为基础和依托,通过相应的硬件和软件来实现。

飞行模拟器在直升机风险科目试飞中的应用

《军用固定翼飞机和旋翼机科研试飞风险科目》(GJB626A-2006)中对风险科目的定义是,指那些具有一定危险性的科目,通常指那些前人未实践过、带有探索性,或者固定翼飞机和旋翼机处于非正常状态有危险的科目。在直升机的性能及品质试飞中,涉及许多风险科目,如涡环状态、回避区验证、自转着陆等,飞行员需要掌握一些基本风险科目的试飞方法,才能在直升机飞行中出现故障问题时,及时有效地进行干预,保护自身以及直升机的安全。这些特殊的飞行科目往往具有试飞难度高、风险大、训练成本高的特点,若直接让飞行员在直升机上进行风险科目的训练会给飞行安全带来极大的压力,并且一些风险科目需要飞行员具有极高的驾驶操作水平,倘若操作不慎,将会导致机毁人亡的惨剧。而在飞行员进行实装训练之前,先在工程飞行模拟器上进行风险科目的模拟训练,可以大大提高飞行试验的效率,保证飞行安全。

一种用于飞行模拟的气象雷达下击暴流探测仿真系统研究

基于WXR-2100型气象雷达的用户手册,分析了该型雷达在飞机起降阶段探测下击暴流的功能特性,结合某型飞行模拟机的核心仿真环境,研究和实现了一个用于飞行模拟的气象雷达前视风切变探测仿真系统。该系统模拟了气象雷达在飞机起降阶段探测微下击暴流的完整逻辑和功能,可探测下击暴流的实时方位和距离,根据PWS包线生成风切变图像、风切变告警语音和Arinc 429总线数据。同时使用Qt的界面绘图库开发了一个雷达图像桌面显示仿真仪表,该仿真仪表可基于电脑桌面进行风切变图像的测试。该仿真系统最终应用于全动飞行模拟机上,满足前视风切变系统相关的训练要求。

飞行模拟机视景系统组成及故障分析

视景系统是飞行模拟机系统的重要组成部分,主要为飞行训练人员提供视觉场景,模拟飞机在不同环境与条件下的视觉效果,模拟真实视景中难以再现的场景。简要介绍CAE模拟机视景系统,并对常见故障进行分析。

飞行模拟器声音模拟系统技术研究

飞行模拟器能够复现飞行器及空中环境,并为装备操作人员提供使用模拟,从而有效辅助飞行员进行训练,加速装备效能发挥。声音模拟系统作为飞行模拟器的重要系统之一,能够为飞行员提供声音仿真,创造逼真的环境感受。文章以飞行模拟器中声音模拟系统为研究对象,通过分析声音模拟系统在实际训练中的需求,构建了声音模拟系统的功能结构及特性;并通过对声音环境进行梳理,明确了声音模拟系统的研究内容。最后结合国内外声音仿真技术的发展,梳理了声音模拟系统的发展路径。通过声音模拟系统,能够在听觉角度使飞行模拟器发挥更大作用。

一种新的高精度数控3轴飞行模拟转台

介绍一种新研制的高精度数控电动3轴飞行模拟转台的机械结构设计特点和控制系统特点。文中详细阐述了随动系统常用的力矩电机、测速机、光电编码器及计算机等关键元器件的选取,讨论了关键元器件与系统指标的关系.机械结构与系统指标的关系。最后介绍了转台系统所达到的性能指标。

飞行模拟机MPIC接口系统工作原理

飞行模拟机的接口系统是计算机系统和航空设备之间输入/输出(Input/Output,I/O)数据信息的通路,是模拟机系统中的关键子系统。多功能接口卡(Multi-Purpose Interface Card,MPIC)系统通过硬件和软件的高度集成,实现了飞行模拟机中多种设备的实时控制和数据处理。重点研究MPIC系统的模块化设计、电源管理、I/O控制、以太网通信以及故障检测功能等特性,从软件和硬件方面阐述MPIC系统工作原理。同时,对比其他模拟机接口系统功能差异,结合故障案例,分析MPIC系统的维护重点和故障消除措施。

吊放声纳仿真系统接入直升机飞行模拟系统中的设计与应用

以直升机吊放声纳系统为实例,根据声波信号在海洋中的传播特性,从声场传播、环境噪声和主动声纳信号三方面进行仿真建模;结合直升机飞行模拟仿真系统,开展接口设计和模拟探测流程设计,将吊放声纳仿真系统接入整个飞行模拟仿真网络,构建了逼真的仿真环境,实现了直升机机组协同探测训练和操作员独立训练功能,可满足模拟探测训练需求。

管制模拟与飞行模拟器联合训练的探讨和设计

本文阐述了综合管制仿真与飞机仿真联合培训间的数据交互及总体连接框架设计。基于这一框架,本文对两大系统的核心组件进行了精简与重构,进而构建了一个融合控制与指挥仿真、飞行模拟功能的一体化训练平台。该平台能够逼真地模拟空管人员与飞行员间的协同交流场景,显著提升了空管训练与飞行模拟训练的效能与实用性。近年来,随着民用航空业的蓬勃发展,航空控制指挥与飞行仿真训练的需求激增。同时,空中交通流量剧增及空域信息的动态变化增加了紧急指挥调度与极限飞行等特殊情况下的协同处理难度。当前,多数训练设备仅局限于对单一业务模块的模拟,难以满足特殊环境下管制员与飞行员同步训练的需求。针对此问题,本文致力研发一种新型综合训练仿真系统,该系统通过灵活编辑多科目训练脚本,能够模拟空管与飞机在同一环境下的协同作业场景,并涵盖特情处置、协调沟通等多元化训练科目。该成果将为航空试飞、特情应对及极限飞行指挥等领域提供关键技术支撑,显著提升训练的全面性和实用性。

飞行模拟训练器中发动机起动过程模型的建立和仿真

在飞行模拟训练器的研制中 ,发动机的起动过程是需要重点研究和模拟的过程之一。本文根据发动机起动工作过程的具体特点 ,采用三段积分法建立了仿真模型并进行了仿真研究。所得结论基本达到了训练器的要求。

飞行模拟训练对提高飞行技术专业教学质量的作用研究

飞行模拟训练是飞行学员转为飞行员的一项训练手段,利用飞行模拟机进行的的飞行模拟训练,可以快速有效的使飞行学员了解飞行训练的要求和飞行程序,飞行学员通过有目的有计划的飞行模拟训练,对于了解飞行知识,初步掌握飞行技术,早日走上飞行之路打下坚实的基础。