2024年5月9日发(作者:魏桂月)
随着计算机和软件技术的发展,飞行模拟器的性能不断提高,已经成为保障飞行
安全、大幅度提高飞行人员及机组人员的技能、缩短飞行人员训练周期、降低训
练成本,以及提高训练效率的不可缺少的重要训练装备。飞行训练基地采用飞行
模拟器,不仅可以提高飞行员训练水平,促进航空安全指标提升,确保飞行自主
训练工作顺利实施,而且今后在飞行模拟训练上将拥有更大的自主性、自控权,
并可根据飞行员的特点,有针对性地展开飞行训练,进一步提高各种训练强度。
1. 定义
通俗定义:飞行模拟机就是通过电子计算机的建模运算以在地面上最大程度
逼近飞机真实飞行状态,从而给飞行员营造一种全方位、多知觉、多飞行状况的
真实操纵感。
严格定义:是指用于驾驶员飞行训练的航空器飞行模拟机。它是按特定机型、
型号以及系列的航空器座舱一比一对应复制的,它包括表现航空器在地面和空中
运行所必需的设备和支持这些设备运行的计算机程序、提供座舱外景像的视景系
统以及能够提供动感的运动系统。
2.工作原理
为达到模拟飞行目的,研制者需要对模拟目标飞机飞行全过程涉及的各种动
态特性建立数学模型,预编好程序并嵌入计算机运行,程序在接收到操作人员(一
般为受训飞行员)的操纵信号后实现接近真实飞行的响应。具体来讲,飞行模拟
机一般由仿真控制台(飞行员驾驶舱)、仿真计算机、仿真环境、飞行员共四部
分组成的一个封闭反馈系统,如上图所示。其研制核心和难点在于仿真计算机,
该部分的飞行动力学数学模型、系统模型、仿真环境模型、外干扰模型在经计算
机求解后,通过运动系统、视景系统、音响系统给飞行员营造一种多维感知信息
的仿真环境,从而让飞行员感觉到自己犹如在空中真实操纵“飞机”一样。各主
要系统简述如下:
模拟座舱:应根据需求选择其布局与特定型号飞机或组类飞机一样。模拟座
舱内的仪表系统实时指示或显示各种飞行参数和系统参数。
音响系统:给飞行员提供各种音响效果,如发动机噪声、气流噪声。
视景系统:产生座舱外的景象,包括机场、跑道、灯光、建筑物、田野、河
流、道路、地形地貌、活动目标等,同时能模拟能见度、雾、雨、雪、闪电等气
象条件,以及白天、黄昏、夜间的不同时刻景象。
操纵负荷系统:给飞行员提供操纵载荷力的感觉。运动系统给飞行员提供运
动感觉,目前常采用的六自由度运动系统能提供瞬时过载,但不能提供持续过载,
持续过载的模拟可采用离心机、抗荷服、过载座椅等。
3.一般要求
飞行模拟器的一般要求包括如下几个方面:
(1) 功能要求
能按照所模拟飞机和要求完成下列操作科目:飞行前准备、地面操作、起飞、
爬升、巡航、下降、进近、中断进近、地面可视段和着陆、风切变、地面操纵(着
陆后)、发动机关车及停机。
(2) 仿真计算机用到的建模源数据要求
仿真计算机是飞行模拟器的核心部分,其数学建模用到的数据一般应为模拟
目标飞机的真实数据。在确实没有飞机源数据的情况下,允许采用经验数据。对
于新型号飞机尚未进行试飞的情况下,运行采用预测数据。当具备飞机的试飞数
据后,应及时对经验数据和预测数据进行修改。建立的数学模型必须经过验证,
通过与真实系统响应特性和数据的比较来进行验模的工作。
(3) 对人感系统的要求
受训飞行员的感觉有操纵力感、眼睛对窗外视景和舱内仪表的感觉、耳朵对
声音的感觉和身体对飞机运动的感觉。为给飞行员造成一个真实的飞行环境,飞
行模拟器通常要求具体如下人感系统:
操纵负荷系统:模拟飞机的操纵感觉和配平感觉。
视景系统:模拟飞机座舱外的景象,是飞行员判断飞行品质十分重要的视觉
信息。
2024年5月9日发(作者:魏桂月)
随着计算机和软件技术的发展,飞行模拟器的性能不断提高,已经成为保障飞行
安全、大幅度提高飞行人员及机组人员的技能、缩短飞行人员训练周期、降低训
练成本,以及提高训练效率的不可缺少的重要训练装备。飞行训练基地采用飞行
模拟器,不仅可以提高飞行员训练水平,促进航空安全指标提升,确保飞行自主
训练工作顺利实施,而且今后在飞行模拟训练上将拥有更大的自主性、自控权,
并可根据飞行员的特点,有针对性地展开飞行训练,进一步提高各种训练强度。
1. 定义
通俗定义:飞行模拟机就是通过电子计算机的建模运算以在地面上最大程度
逼近飞机真实飞行状态,从而给飞行员营造一种全方位、多知觉、多飞行状况的
真实操纵感。
严格定义:是指用于驾驶员飞行训练的航空器飞行模拟机。它是按特定机型、
型号以及系列的航空器座舱一比一对应复制的,它包括表现航空器在地面和空中
运行所必需的设备和支持这些设备运行的计算机程序、提供座舱外景像的视景系
统以及能够提供动感的运动系统。
2.工作原理
为达到模拟飞行目的,研制者需要对模拟目标飞机飞行全过程涉及的各种动
态特性建立数学模型,预编好程序并嵌入计算机运行,程序在接收到操作人员(一
般为受训飞行员)的操纵信号后实现接近真实飞行的响应。具体来讲,飞行模拟
机一般由仿真控制台(飞行员驾驶舱)、仿真计算机、仿真环境、飞行员共四部
分组成的一个封闭反馈系统,如上图所示。其研制核心和难点在于仿真计算机,
该部分的飞行动力学数学模型、系统模型、仿真环境模型、外干扰模型在经计算
机求解后,通过运动系统、视景系统、音响系统给飞行员营造一种多维感知信息
的仿真环境,从而让飞行员感觉到自己犹如在空中真实操纵“飞机”一样。各主
要系统简述如下:
模拟座舱:应根据需求选择其布局与特定型号飞机或组类飞机一样。模拟座
舱内的仪表系统实时指示或显示各种飞行参数和系统参数。
音响系统:给飞行员提供各种音响效果,如发动机噪声、气流噪声。
视景系统:产生座舱外的景象,包括机场、跑道、灯光、建筑物、田野、河
流、道路、地形地貌、活动目标等,同时能模拟能见度、雾、雨、雪、闪电等气
象条件,以及白天、黄昏、夜间的不同时刻景象。
操纵负荷系统:给飞行员提供操纵载荷力的感觉。运动系统给飞行员提供运
动感觉,目前常采用的六自由度运动系统能提供瞬时过载,但不能提供持续过载,
持续过载的模拟可采用离心机、抗荷服、过载座椅等。
3.一般要求
飞行模拟器的一般要求包括如下几个方面:
(1) 功能要求
能按照所模拟飞机和要求完成下列操作科目:飞行前准备、地面操作、起飞、
爬升、巡航、下降、进近、中断进近、地面可视段和着陆、风切变、地面操纵(着
陆后)、发动机关车及停机。
(2) 仿真计算机用到的建模源数据要求
仿真计算机是飞行模拟器的核心部分,其数学建模用到的数据一般应为模拟
目标飞机的真实数据。在确实没有飞机源数据的情况下,允许采用经验数据。对
于新型号飞机尚未进行试飞的情况下,运行采用预测数据。当具备飞机的试飞数
据后,应及时对经验数据和预测数据进行修改。建立的数学模型必须经过验证,
通过与真实系统响应特性和数据的比较来进行验模的工作。
(3) 对人感系统的要求
受训飞行员的感觉有操纵力感、眼睛对窗外视景和舱内仪表的感觉、耳朵对
声音的感觉和身体对飞机运动的感觉。为给飞行员造成一个真实的飞行环境,飞
行模拟器通常要求具体如下人感系统:
操纵负荷系统:模拟飞机的操纵感觉和配平感觉。
视景系统:模拟飞机座舱外的景象,是飞行员判断飞行品质十分重要的视觉
信息。