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飛行仿真模擬器的結(jié)構(gòu)與工作原理

發(fā)布時間:2014-12-2 8:15:06

隨著飛行仿真行業(yè)的日益成熟,與飛行相關(guān)的行業(yè)和軍事演練開始應(yīng)用飛行仿真模擬器,來降低成本提高效率,飛行仿真系統(tǒng)也隨之逐漸增多,不少企業(yè)開始研制屬于自己的飛行仿真系統(tǒng)與設(shè)備,每種系統(tǒng)與設(shè)備都有它的優(yōu)勢與劣勢.具有代表意義的是幻視達(dá)飛行仿真模擬器。幻視達(dá)的模擬器是硬件與軟件的結(jié)合,形成一套完整飛行仿真模擬器,完全模擬真實的操作感覺。

飛行仿真模擬器是全真實的模擬飛機(jī)的駕駛過程,它的組成部分包括:計算機(jī)、駕駛艙、運動系統(tǒng)、視景系統(tǒng)、操作負(fù)載系統(tǒng)。

1.計算機(jī):是飛機(jī)飛行仿真器的主要組成部分。早期的飛行仿真器采用模擬計算機(jī)或混合計算機(jī),現(xiàn)在廣泛采用數(shù)字計算機(jī),通過編寫程序的方法來描述飛機(jī)、發(fā)動機(jī)和機(jī)載各系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。

2.駕駛艙:它與真飛機(jī)駕駛艙相似,艙內(nèi)設(shè)有儀表、指示燈、開關(guān)按鈕和操縱手柄。駕駛員根據(jù)儀表指示和外景顯示操縱飛機(jī)。

3.運動系統(tǒng):它給駕駛員以運動感覺。駕駛艙安裝在運動基座上。在“飛行”過程中運動基座給座艙內(nèi)的駕駛員以俯仰、滾轉(zhuǎn)和偏航 3個角運動的感覺。運動基座由大功率伺服系統(tǒng)驅(qū)動,驅(qū)動信號由計算機(jī)計算形成。運動系統(tǒng)分為3自由度、4自由度和6自由度三種。

4.視景系統(tǒng):它給駕駛員以外景的視感覺。隨著飛機(jī)的“飛行”位置和“飛行”狀況的變化,在座艙前顯現(xiàn)當(dāng)?shù)禺?dāng)時的機(jī)外景象,包括機(jī)場、跑道、田野、河流、道路、 山脈和城鎮(zhèn)建筑等。 地景模型-光學(xué)探頭-攝像機(jī)-投影器-顯示屏幕閉路電視系統(tǒng)是飛行仿真器中采用的一種視景系統(tǒng)。而計算機(jī)成像系統(tǒng)是另一種現(xiàn)代飛行仿真器的視景系統(tǒng)。

5.操縱負(fù)載系統(tǒng):駕駛員在操縱飛機(jī)的駕駛桿、油門桿和方向舵等操縱機(jī)構(gòu)時,操縱負(fù)載系統(tǒng)給駕駛員以操縱負(fù)載力的感覺。這些負(fù)載力隨操縱機(jī)構(gòu)的行程大小、飛行高度和飛行速度等飛行參數(shù)的變化而改變。操縱負(fù)載系統(tǒng)通常采用力伺服系統(tǒng)。

駕駛員在飛行仿真器上進(jìn)行飛行訓(xùn)練時,可以人為地設(shè)置各種故障和特殊情況,以培養(yǎng)駕駛員處置故障和特殊情況的能力。

幻視達(dá)軍用飛行仿真模擬器包括所有系統(tǒng),具有飛行培訓(xùn),飛艙回放等功能,能夠使所記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行真實回放,再現(xiàn)飛機(jī)飛行狀態(tài)、飛行軌跡、包括故障信息等數(shù)據(jù)。通過后臺數(shù)據(jù)庫的調(diào)用,將虛擬視景與真實飛行數(shù)據(jù)相結(jié)合,達(dá)到飛行員教學(xué)評比,飛行質(zhì)量評估等目的。

飛行仿真模擬器的整個系統(tǒng)仿真內(nèi)容涵蓋了空氣動力學(xué)模型和大氣模型、航電系統(tǒng)仿真、機(jī)械系統(tǒng)仿真、故障仿真和動態(tài)原理圖仿真等幾大部分,對飛機(jī)駕駛艙各個部分進(jìn)行了充分的模擬,并利用三維視景仿真技術(shù)生成一個逼真的、精準(zhǔn)的虛擬環(huán)境,可以全方位、多角度的模擬真實飛行中的種種狀況。

該套軍用級別飛行模擬器將會大大降低飛行人員的培訓(xùn)成本,解決培訓(xùn)的時間及安全問題。

不管是飛行仿真系統(tǒng)還是模擬器,都是極度逼真的模擬駕駛飛機(jī)的感覺,這個行業(yè)現(xiàn)在還在發(fā)展階段,在未來之中相信還會有突飛猛進(jìn)的發(fā)展,來更真實的模擬飛行駕駛,滿足行業(yè)的需求與娛樂的需求。

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