应激条件下飞行能力评估及在飞行员选拔中的应用研究

目的探讨心理应激对飞行能力的影响及在飞行员选拔中的应用。方法利用认知作业法结合电击构建应激情境,在此情境下测量受试者的下肢蹬力、目标追踪和反应能力。采用综合评价法,计算应激条件下的能力评分,与现有选拔标准进行对比分析。结果与对照组相比,应激条件下候选飞行学员的下肢蹬力、目标追踪和反应能力显著下降(P<0.01)。根据能力得分构建应激条件下的能力综合评估模型:Score=-15.8711+0.0431Pedal-0.0237Track+0.1725RR+0.0583RV。综合得分与二平台成绩相关(P<0.01,R=0.24),以通过二平台测试为标准,计算出此模型的灵敏度和特异度分别为60.00%和71.05%,正确率为62.23%。结论应激条件下受试者的各项能力均出现下降,能力综合评估模型测试的能力与二平台所测试的能力具有相关性,为应激条件下的特殊能力。

空中最小操纵速度的人机闭环数学仿真计算

空中最小操纵速度VMC的确定是民机适航符合性验证的一项重要内容,其取值大小是飞机方向舵与发动机布局设计的重要依据之一.基于对飞机空中最小操纵速度的适航符合性验证试飞过程的物理认识,提出了初步确定VMC的数学仿真计算新方法.根据VMC验证试飞过程中驾驶员的操纵行为特点,建立了驾驶员的数学模型,进而构建了相应试飞任务的人机闭环飞行数学仿真模型.通过对飞机的VMC验证试飞过程进行准确的数学仿真模拟,可得到不同验证条件下的空中最小操纵速度.该方法对于指导飞机的方案设计与适航符合性验证试飞等都具有一定的理论指导意义与实际的工程应用价值.

直升机六自由度仿真研究

建立了直升机刚体运动的六自由度仿真模型。用试飞数据进行参数识别,建立了气动导数数据库并以此计算气动力;将仿真结果与试飞结果对比,并进行了直升机机动飞行仿真计算。结果表明:六自由度仿真模型能够得到较好的仿真结果。

直升机机动飞行仿真的气动建模及试验研究

建立了适用于直升机机动飞行仿真的动力学模型。为了提高模型的真实度 ,着重通过瞬态操纵实验研究建立了旋翼非定常气动模型 ;又通过旋翼 /机身气动干扰试验研究 ,并运用神经网络技术建立了一种新的机身气动力模型。使用该仿真模型做出的UH 6

飞机机动指令生成器设计及蛇形机动仿真

分析了飞行仿真中飞机三自由度质点仿真模型机动指令生成器设计原理,并以蛇形机动飞行为例,建立了蛇形机动指令生成器数学模型。最后通过蛇形机动飞行仿真算例,验证了指令生成模型的合理性。结果表明,机动指令生成器能够完成仿真任务,从而将在飞机飞行仿真中得到广泛应用。

飞机空战仿真中机动指令生成器设计

针对大规模空战体系对抗仿真研究过程中飞机运动仿真所需的3自由度质点动力学模型,分析了机动指令生成器设计原理,并以指挥自动化系统给出的航路导引指令为例,建立了航路飞行机动指令生成器数学模型。最后给出了1个飞机在航路导引指令要求下的飞行仿真算例。正确的仿真结果验证了指令生成器数学模型的合理性。机动指令生成器能够完成仿真任务,从而将在飞机飞行仿真中得到广泛应用。

基于飞行仿真的Herbst机动飞行员过载分析

目的利用飞行仿真获取Herbst机动中飞行员生理坐标系下的各方向过载,并对获得的典型数据进行分析。方法依据典型4代机设计参数,在CAD软件中建立飞机三维几何模型,通过飞行仿真获取机体质心6个关键运动参数,根据中国飞行员人体测量数据建立人体三维几何模型;依据座舱和座椅在飞机中的位置建立飞机与人体装配模型;通过人机系统运动学分析获取机动飞行时人体不同部位的各方向过载,对3 km高度、90 m/s速度下开展的Herbst机动进行过载分析。结果人体胸部、足部和头部各方向过载基本一致,但手部与胸部Gy曲线相差很大,手部过载峰值约为1.6 g;在人体三向过载中+Gx峰值最大,约为3.0 g。结论使用机体质心过载曲线代替人体过载曲线会带来较大误差,在研究多轴向载荷对操控行为的影响时手部Gy过载曲线不能使用其他部位过载代替。

直升机机动飞行逆仿真研究

对直升机典型机动飞行做逆仿真数值计算与分析 .逆仿真中采用了较为复杂的非线性飞行动力学模型 ,包括非均匀入流、机身非线性气动力以及包含机身运动耦合的旋翼挥舞运动与作用力模型 .提出了与非线性模型相适应的逆仿真算法 ,并将组合迭代方法用于求解广义非线性代数方程组 .对跨越障碍 (pop up)和1 80°水平转弯 (levelturn)机动进行机动性描述 .以某型直升机为例 ,对跨越障碍和1

长江通航安全研究的船舶操纵仿真系统

长江水域通航条件高度复杂,有针对性地开展船舶操纵模拟系统的研究显得尤为重要.文中介绍了全功能大型船舶操纵模拟器及通用船舶操纵计算机仿真平台(U SM anCSP),提出以前者为实时模拟基础,结合U SM anCSP中的电子江图信息系统(ECS)、内河船舶操纵运动数学模型、基于模糊控制的引航员控制模型等进行快时模拟研究,建立较完善的通航安全论证分析平台,并给出了一个急弯河段的模拟研究结果.

歼击机空战机动的仿真建模研究

建立了现代歼击机空战机动仿真模型。该模型能够反映现代空战中歼击机运动特点及歼击机运动与机载雷达工作状态和空空导弹瞄准发射的关系。该模型计算的驾驶员操作程序提示信息能够满足驾驶员进行远、近距空战模拟的要求。利用该模型,在空战模拟器上实现了驾驶员参与的一对一超视距和近距空战模拟。仿真结果验证了模型的合理性和可行性。

基于试飞员操纵特性的试飞科目风险定量评估

基于"试飞员-飞机-环境"系统仿真,对飞行试验科目中的高风险动作科目进行风险定量评估研究,提出了一种基于试飞员操纵特性的风险定量评估方法。研究了试飞员操纵行为参数的随机性模型,对其进行分布假设检验后得到操纵特征参数的概率密度函数,运用仿真计算安全操纵裕度,求取试飞员的操纵风险概率。以GJB 626A-2006中的自动驾驶仪低限高度自动拉起科目为例,验证了该方法的可行性和实效性。研究结果可为制定特情处置方案、提出试飞员操纵建议和飞行安全改进措施提供理论参考。

飞行员数学模型与新机飞行品质预测

简述了建立飞行员数学模型的重要意义和方法，给出了飞行员的常用数学模型形式及有关参数参考数据，并着重讨论了飞行员数学模型在新机飞行操纵品质评估预测中的应用。飞行员评定是建立在库珀-哈珀评定等级（Cooper－Harperratingscale）基础上的。该评估由计算得到，算法公式被表示成系统误差的加权均方根值的函数和飞行员超前时间常数的函数。为了进行模拟，还必须研制出一个谓之“理论飞行员”预测飞行驾驶评估的数字机程序。

驾驶员结构模型参数辨识

给出一种驾驶员结构模型的参数辨识方法：根据人—机实时仿真试验测量的驾驶员描述函数，按最小二乘准则辨识驾驶员模型参数。推导出驾驶员结构模型的灵敏度公式，用于参数辨识过程，使计算方便、收敛性改善。针对驾驶员完成俯仰跟踪任务的人—机仿真试验结果，进行了实例计算。

面向着舰安全性仿真的飞行员人因可靠性模型

传统飞行员模型无法体现飞行员失误和认知可靠性,无法用于飞行安全仿真,为此结合认知可靠性失误分析方法(CREAM)和自适应飞机驾驶员最优控制模型(AOCPM)建立一种面向飞行安全仿真、能够反映飞行员认知行为和失误特点的舰载机飞行员操纵行为模型(PRMSSCL)。对发生于1981年的尼米兹级航母舰载机事故进行仿真开展模型验证。结果表明,处于事故环境会显著激发飞行员人因失误,增加事故概率,导致着舰失败概率由4%上升到17%;事故概率增加与实际飞行事故发生有可比性。

飞行仿真中的机动生成器

讨论了作为数字飞行仿真计算中的关键环节的轨迹跟踪和指示矢量两种机动生成器的原理与应用， 并根据常用的飞行员模型讨论了机动生成器设计参数的选取问题。机动生成器由于采用统一的比例积分微分 （ Ｐ Ｉ Ｄ） 反馈形式， 简化并改进了以往数字飞行仿真中有关环节的处理， 在使用中具有良好的效果。

机动飞行目标的数学模型与仿真算法研究

描述系统运动的状态方程所含的状态量越多 ,其数学模型就越准确 ,但其数字仿真时的算法实现也越困难。因此 ,采用“当前”统计模型建立机动飞行目标的空间运动方程 ,并结合桥函数级数理论求解 ,实现了对机动飞行目标稳定、准确、实时地仿真计算。以典型机动目标为例 ,进行了数字仿真 ,通过对各主要状态量的计算结果分析 ,验证了该方法的有效性。

串置翼太阳能无人机气动特性仿真与设计

国内外试飞成功的太阳能无人机均采用常规机翼布局。设计确定一种太阳能螺旋桨无人机总体参数,机翼采用串置翼。应用FLUENT并基于3D粘性流场计算,验证表明串置翼比单翼具有气动优势。在迎角0°和6°下,对串置翼前后翼水平及垂直相对位置60种变化组合,模拟计算组合翼型升阻特性。结果表明两翼水平距离为5倍弦长和垂直距离为0.4倍弦长下,串置翼气动性能最佳。进一步确定翼及副翼和舵参数,制作完成缩比模型并试飞。

基于跟踪补偿任务的飞行员感知模型

针对飞行员对外部信息的多通道感知特点,建立了基于跟踪补偿任务的飞行员感知模型,模型具有视景和前庭系统反馈.通过对飞行员感知特性的深入分析,利用视景系统的外部特征和前庭器官的生理结构建模,结合俯仰跟踪任务,利用最小二乘法对模型进行参数辨识,并在降落和起飞两个飞行工况中对模型进行了验证.试验表明,在跟踪补偿飞行任务中,飞行员控制行为模型的仿真输出曲线与飞行测试数据之间的高度误差小于3.5 m,俯仰角误差小于1.5°,说明建立的飞行员感知模型能够较好地反应飞行员的感知特性.

民机横航向静稳定性适航符合性数学仿真评估

针对适航标准对民机横航向静稳定性的要求,提出了一种基于人机闭环数学仿真计算的适航符合性评估方法。根据适航条款的要求提出了量化评估指标,建立了飞机系统模型和驾驶员操纵模型,以实现定常直线侧滑飞行等的特定飞行任务的人机闭环数学仿真,并依据数学仿真结果和评估指标对飞机的横航向静稳定性做出评估。运用此方法完成了某型民机设计方案的适航符合性评估,并较准确地确定了飞机横航向2个静稳定导数的合理取值范围。该方法可应用于民机的概念方案设计,计算结果可为飞行试验提供理论参考。

计算机生成航空兵力编队能力的实现

计算机生成兵力系统中的兵力应具有协同能力，其中，作战单位内的实体应能实现组成编队及队形保持的能力．对于自由度多、高速运动的空中飞机来说，编队飞行能力的实现则要困难一些．编队飞行的仿真问题主要指编队定直飞行的队形保持和转弯时的队形保持．为实现编队定直飞行的队形保持，采用了一种新的编队模型；此外为了让僚机快速进入规定的编队位置且保留在该位置处，还采用了包括时间最短的最佳控制在内的３项措施．为了让飞机编队在转弯过程中进行队形保持，采用了两种队形保持模型，浅转弯和陡转弯模型．采用上述模型和策略。