“飞行操纵系统”虚拟仿真实验建设及应用研究

“飞行操纵系统”是中国民航大学飞机系统课程群教学内容中的重要知识模块,面向飞行器制造工程及飞行器动力工程专业飞机系统类课程大纲中对飞机飞行操纵系统虚拟仿真实验的要求,从元件级、系统级和飞机级三个层面出发,提出了虚拟仿真实验项目建设的总体思路。探讨了“飞行操纵系统”虚拟仿真实验教学模式,借助虚拟现实环境中的精细化系统模型还原及多视角互动操作,构建虚拟仿真实验平台,有效地提升了新工科背景下学生的工程实践能力与学习效果。

用于中小型飞行模拟器的球带幕投影镜头的光学设计

针对现有沉浸式飞行模拟器进一步小型化和低成本化的需求,设计了一款应用于中小型飞行模拟器的球带幕投影镜头。论文确定了投影方案中各部件(球带幕、投影机、投影物镜)的关键参数,设计的球带幕投影镜头具有172°的视场角和6∶1的反远比,将一台装有该镜头的投影机置于银幕上沿就可以将画面投满整个球带幕。文中给出了大视场、大反远比光学系统的构造方法,对大视场非相似成像系统中的畸变、场曲和相对照度进行了分析和讨论,并给出了改善照度均匀性的有效途径。该镜头以8片透镜的低成本结构满足了4 k分辨率的高质量投影需求,在奈奎斯特频率185 lp/mm处全部视场的MTF值均达到了0.4以上,且具有良好的工艺性。

飞行仿真视景中的地形快速生成算法

在航空器飞行仿真中,地面大规模场景制约着仿真速度。为了快速生成地形场景,分析了航空器的视域特点,提出了飞行仿真的视域裁剪方法,确定了地面场景的视野范围,在保证显示质量的同时大范围降低了渲染数据;采用视点相关的LOD技术对场景进行有效简化,实现了大规模地形的实时显示;提出了视野区内背对观察者场景剔除方法和相关的节点评价算法。通过试验证实了该算法的可行性和有效性。

桂林市电子沙盘设计及其功能

桂林市电子沙盘的开发采用了 3S技术、多媒体技术和数字化技术 ,它以数字化的地形图为基础数据源 ,建立数字高程模型 ;以卫星遥感数字图像为三维景观的表层粘模。电子沙盘具有二维平面—三维立体图对照显示 ,任意调整观察的位置、高度、方位、视角等功能 ,并可以按预设的路线在空中模拟飞行观察 ,给人亲临其境的感觉。同时 ,它具有绘制剖面、求算任意区域地表面积和土石方量 (水库库容 )等功能 ,突破传统沙盘的概念。

桂林市三维地形立体显示与分析系统

“桂林市三维地形立体显示与分析系统”利用了GIS和RS技术开发研制。它以数字化的地形图为核心数据源 ,建立数字高程模型 ,以卫星遥感数字图像为三维景观的表层粘模。具有二维平面—三维立体图对照显示、地形数据与专业图像数据迭合显示和任意调整观察 (飞行 )参数等功能 ,并可以按预设的路线模拟飞行观察。还具有绘制剖面、分析地形坡度、求算面积和土石方量(或水库库容 )、综合背景查询和工程适宜性评价等功能 ,有较高的实用价值。

ARC/INFO动态视点分析并行处理研究

RC/INFO动态视点分析是动态观察分析地形图上某条路线的地形特点 ,该路线是以用户所选取的临界点为基础形成的 .分析了飞行路线的特征 ,并通过一定的算法模拟了与所选路线相似的曲线 .根据并行处理的需要在曲线中插入新的临界点 ,以临界点为基础进行任务分配 。

飞行模拟器视景系统中实时地形的研究与实现

对飞行模拟器视景系统中地形的生成算法进行了研究。为兼顾地形的渲染逼真度与渲染效率,采用LOD(Level Of De-tail)算法分割地形网格,同时通过添加修补三角形的方法解决了创建渲染三角形过程中产生的地面撕裂现象。地面的类型和陆地的高度信息使用256色位图来存储,并为地面贴上相应的纹理增加地形的真实性。为进一步提高渲染效率,将地形分块,实时渲染视野范围内的地形块,得到了比较满意的效果。

基于VegaPrime战斗机飞行视景仿真系统研究

为实现对战斗机真实飞行过程的飞行视景仿真,深入研究了操纵杆、Multi Gen Creator、Vega Prime、Visual C++及MATLAB/SIMULINK之间的数据接口技术,通过Multi Gen Creator和Vega Prime建立战斗机三维动态场景,由MATLAB/SIMULINK建立战斗机数学模型进行飞行参数解算,设计了战斗机飞行视景仿真系统。视景仿真结果表明:该战斗机飞行视景仿真系统摆脱了过去应用各类传统视景仿真软件无法模拟战斗机真实运动规律的局限性,实现了战斗机飞行参数与三维视景的无缝衔接,能够真实地模拟战斗机飞行过程。该系统对飞行模拟器的研究及飞行员训练具有一定的参考价值。

视景仿真中快速渲染方法研究概述

概述了目前视景仿真中几种快速渲染方法:可见性判断和消隐技术、细节层次技术、纹理映射技术、模型分割技术和光照模型,分析了这几种方法各自的优缺点。在此基础上,给出了相关方法在飞行视景仿真系统中的应用情况。

直升机半滚倒转机动飞行控制算法研究

对直升机半滚倒转机动动作开展机理分析,将机动动作进行分段设计。在半滚段设计滚转角速度保持,根据滚转角调整总距输入量;在俯冲拉起段设计俯仰角速度保持,根据俯仰角调整总距输入量,并在阻尼回路引入自抗扰控制算法,以提高控制系统的扰动抑制能力。针对有风/无风2种飞行环境,通过视景仿真技术对UH-60直升机开展仿真,结果表明,直升机可以在4.5 s内完成半滚倒转机动飞行,验证了该设计控制策略是合理的,飞行控制律具有良好的抗扰性能。

自动化新技术在民航领域的应用——飞行图形仿真系统

飞行模拟机中的视景系统是飞行图形仿真的一种应用。视景系统只模拟从驾驶员角度所能看见的景物,而飞行数据记录器中的飞行图形仿真系统还要模拟其他视角所看见的景物,比如:地面,飞机尾追方向等。