飞机机动航迹模型及模拟软件设计

摘要

计算机视景仿真技术就是一种图形模拟技术，它在数值仿真的基础上，以图形和动画来表达数值仿真的过程或结果。飞行视景仿真便是计算机视景仿真技术的典型应用，其能对飞机机动飞行相关的研究提供高效直观的问题解决方案。飞机机动飞行航迹的获取是飞行视景仿真的一个重要研究课题，通过建立飞机机动航迹模型，并通过视景仿真获取飞机机动航迹，将其运用到电子对抗作战研究之中，能够有效的获取敌方飞行器的 RCS值，此值可对作战过程中研判敌方目标的型别属性提供有效的参照依据，能为更好的发挥电子对抗作战效能提供可靠的数据支持。
　　本研究采用三个自由度和六自由度的方法，在深入分析飞机机体结构和动力学关系的基础上，建立了飞机机动航迹的三个自由度质点模型和六个自由度飞行动力学模型，并利用Matlab/Simulink、FlightGear软件，搭建了Matlab/Simulink+FlightGear联合仿真平台，获取了飞机在各类战术机动飞行过程中的六个自由度航迹数据，提出了基于简单模型拼接和基于FEKO软件的飞机机动飞行过程中RCS值的计算方法。然后，以VC++6.0、MS3D、开放图形程序接口OpenGL作为软件开发环境，基于面向对象的编程思想，详细介绍了飞机机动航迹模拟软件中航迹绘制部分的航迹实现过程、三维视景仿真部分的飞机三维模型、飞机尾焰、地形地貌、天空、雾化效果、飞行驱动的实现方法，同时也介绍了 RCS计算部分的软件实现方法，最终完成了飞机机动航迹模拟软件的设计。经验证，建立的飞机机动航迹模型能够较好的满足研究需求，获取的飞机机动航迹数据与飞机实际机动飞行产生的航迹数据能够较好的吻合，提出的两种飞机机动飞行过程中的RCS值计算方法之间可形成互补，能够获得较为精确的RCS值。飞机机动航迹模拟软件已经完成了开发和测试工作，软件能够根据飞行需求自动规划生成科学的飞行航迹，并实现航迹模拟、能够流畅逼真的显示飞机机动飞行中的姿态位置变化过程和飞行视景，实现了真正的飞行仿真、也能够较精确的计算飞机机动飞行过程中的RCS值，其结果具有很高的军事应用价值。

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插图索引

符号对照表

第一章 绪论

1.1论文的研究背景和意义

1.2国内外研究现状及发展趋势

1.3论文的主要工作

第二章 基于不同自由度的飞机机动航迹模型建模方法

2.1几种相关坐标系简介

2.2基于三个自由度的空中运动目标航迹模型

2.3基于六个自由度的飞行动力学航迹模型

2.4本章小结

第三章 飞机机动航迹获取方法

3.1基于 Matlab/simulink+FlightGear 仿真系统的飞机机动航迹获取方法

3.2基于FlightGear的飞机机动航迹获取方法

3.3基于三个自由度的空中运动目标航迹模型的飞机机动航迹获取方法

3.4本章小结

第四章 飞机机动飞行过程中的RCS值计算

4.1 RCS的定义

4.2飞机机动飞行过程中的RCS值计算方法

4.3本章小结

第五章 飞机机动航迹模拟软件设计

5.1飞机机动航迹绘制部分

5.2飞机机动航迹三维视景仿真部分

5.3飞机机动过程中RCS值的实时计算部分

5.4本章小结

第六章 总结与展望

参考文献

致谢

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