飞行仿真

摘要： 由于先进的民用运输类飞机结构重量占比越来越小,飞机表现出更高的柔性,采用传统刚体模型假设研究飞机的飞行控制将会产生较大的误差。考虑机翼的大变形运动,采用基于应变的非线性梁模型建立结构动力学与传统刚体飞行动力学耦合模型,利用等效方法获得与刚体模型等效的刚弹耦合飞机气动参数,通过仿真对比了传统刚体模型和刚弹耦合模型在飞机副翼上的响应和垂直阵风响应上的差异。结果表明:副翼偏转时刚弹耦合模型副翼舵效率比刚体模型低18.77%,在垂直阵风的作用下基于刚弹耦合模型预测的翼根弯矩比传统刚体模型低8.35%,机翼的弹性运动也会对刚体运动产生一定影响。

摘要： 由于三维轨迹是一个具有连续性和交互性的复杂时间序列,因此,针对无人机飞行轨迹预测问题,结合深度学习理论特点,提出了一种基于双向门控循环单元的无人机飞行轨迹预测方法,进一步提高了轨迹信息的利用率。首先,建立无人机飞行动力模型,仿真获得不同状态的飞行轨迹样本;其次,利用均方误差作为损失函数,确定了双向门控循环单元轨迹预测模型的隐藏层节点参数和迭代次数;最后,利用Adamax算法对双向门控循环单元模型进行优化,实现了无人机飞行轨迹的预测。实验结果表明,双向门控循环单元模型在X,Y,Z轴方向上预测结果的平均绝对误差均在5.0 m内,且轨迹预测平均用时约4.2 ms,与循环神经网络、门控循环单元相比,其预测效果更佳,具有良好的应用价值。

摘要： 飞行模拟训练在飞行员培养过程中的起到重要作用,项目开发一种面向初级学员的模拟飞行程序练习器,主要提供飞行体验、正规化操纵流程、熟悉座舱仪表等功用。论文采用GL Studio 4.0软件结合Visual Studio 2008混合编程的设计方法,实现了某型初级教练机的仪表板建模仿真及数据通信,并以高度表为例详细介绍了仿真仪表的开发流程。经仿真实践证明,GL Studio建模逼真度高、易用性好,在飞行模拟仿真领域具有广泛的应用前景。

摘要： 为掌握我国飞行仿真研究的整体情况,利用CiteSpace V对1992-2022年CNKI收录的1031篇核心期刊进行分析,主要是论文产出时间图谱、作者机构合作关系和关键词突变分析等.分析研究得出:我国飞行仿真研究领域论文产出遵守了科技文献指数增长规律;《系统仿真学报》《计算机仿真》和《飞行力学》为飞行仿真研究领域的核心区期刊;形成了万志强、周洲和吕毅的核心作者群,形成了中北大学电子测试技术国家重点实验室、中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心和北京航空航天大学航空科学与工程学院的核心机构群,但作者和机构合作连接关系较弱;核心关键词主要为飞行仿真、飞行控制和无人机等;目前具有代表性的飞行仿真研究热点和前沿技术是“无人机”和“可视化”.

摘要： 水陆两栖飞机地面和水面起降特性需要满足适航规章的要求,有必要在飞机方案的优化设计过程中建立准确的计算分析方法来开展评估,以保证飞机方案的适航符合性、降低设计更改风险.基于滑行艇水面滑行水动力分析方法、地面起落架多体动力学建模方法及Matlab/Simulink仿真环境,分别建立某船身式水陆两栖飞机水面、地面起降的飞行仿真模型,数学模型中包含飞机本体飞行力学模型、水动力模型或起落架模型,通过对算例飞机水面和地面起飞过程开展飞行仿真,得到飞机各运动状态变量、起落架参数、水动力等的时间历程,并与飞行试验、水池试验数据进行对比分析.结果表明:所建立的船身式水陆两栖飞机地面、水面飞行仿真方法达到了型号设计的精度要求,仿真结果与试验试飞结果吻合得较好.

摘要： 针对无人机等相关教学课程,无人机飞行实操教学环节中存在易受场地、空域、天气等因素的影响,不仅无法保证教学任务质量,而且学生个人操作不熟练等因素,易导致无人机的掉落、碰撞等损坏问题.基于VR技术开发了无人机飞行仿真和虚拟训练系统,提高了无人机实操教学的质量,减少了实践教学中无人机损坏的频率,并体现了无人机教学中"以虚为主,虚实结合"教学理念.

摘要： 当迎角较大时,小展弦比飞翼布局飞机产生了滚转方向的极限环振荡.为仿真该试验现象,文章通过建立相应的非线性气动力模型,准确描述了非定常气动力,进而以刚体运动方程模拟了风洞自由滚转试验过程.相较于传统线性化气动导数模型,该气动力模型表现出更高的建模精度,成功复现了该机的滚转自激振荡现象,展现出在大迎角非定常气动力建模方面的独特效果.最终仿真结果表明,滚转自激振荡是正负阻尼与静稳定性共同作用的结果.

摘要： 空中交通管制训练仿真系统的主要功能是模拟空中交通,对空管人员进行培训,是空管系统的必备模块,其中如何实现飞行仿真系统,即控制空中目标按照预期的航线飞行并获取精确的飞行航迹是空管训练仿真的基础.在飞行仿真系统中飞行模型的建立是十分重要的,模型的正确与否关系到了空管模拟的逼真度,模型既要满足精度的要求又要满足逼真度的要求,针对这一现实难题使用基于全量运动方程的飞机动力学建模方法,同时配合一种变步长解算方法,最后利用GL Stu-dio软件图形设计器和代码编辑器,结合VC++的混合编程设计方法,实现了对机场终端区飞机进近仿真系统界面的构建.

摘要： 为了模拟一个具有高真实感飞行动力学模型,并且扩展后可以与联合作战仿真系统中其它武器装备进行交互的飞行器,本文使用Unity开发了一套基于JSBSim飞行动力学模型的可视化飞行仿真系统.该仿真系统先对输入设备的输入数据进行解析,然后利用JSBSim飞行动力学模型进行计算,最后根据计算结果对飞机的姿态、位置和速度等信息进行更新,可实现飞机姿态控制、状态信息及三维地形显示等功能.实验结果表明,开发的飞行仿真系统可以有效地模拟飞机的横滚、俯仰、偏转和加油等操作,实现飞机的可视化飞行仿真.经过扩展后,该仿真系统还可用于联合作战仿真中飞机的模拟.

摘要： 机动动作库是飞机空战仿真的重要基础,可靠的、具有针对性的机动动作库能够提高空战仿真的真实性和应用价值.为了建立具有针对性的机动动作库,提出了一种通过三维逆向建模进行气动特性计算再建立飞机机动动作库的技术途径,对气动参数未知飞机的空战仿真问题提供了技术支撑.首先,对飞机的几何外形进行了三维重建,计算分析了其纵向气动特性;然后,将气动数据加入飞行仿真的限制环节,设计了针对该型飞机典型战术动作的机动动作库;最后,基于MATLAB函数进行了机动动作的可视化研究.研究结果表明:机动动作库体现了对于飞机类型的针对性和可靠性,可视化实现了飞行轨迹和飞机姿态的三维显示及参数游标,为空战决策、空战仿真模拟训练和提高作战效能奠定了基础.

摘要： 为了有效降低训练成本,提高飞行训练效率,实现全方位电子化培训模式,本文探究了飞行仿真技术在某型飞机接装训练中的应用.首先,简要介绍了接装培训模式,包括理论培训、模拟训练和实装训练;然后,对接装训练的虚拟训练系统进行了研究;最后,分析了飞行仿真技术在维修训练模拟器、飞行训练模拟器和飞行训练器中的应用.飞行仿真技术的应用为受训人员的培训提供了一种高效经济、安全有效的手段.

摘要： 五轴飞行仿真转台以其紧凑的结构和高精度的特点,在制导武器研制中具有重要作用以及优越性.针对PC机集中控制方式存在的一些问题,介绍了一种基于ARM+DSP为核心的分散式控制系统设计,详细论述了总体方案架构和器件选用及配置,以及硬件软件的相关设计,通过ARM扩展PCI总线连接反射内存卡,采用了RT-Linux强实时系统实现DSP与反射内存卡之间的实时数据传输,构建了灵活配置、方便扩展的自主研发嵌入式控制系统,对同类型系统设计有重要参考价值.

摘要： 虚拟电子仪表显示系统是飞行仿真系统的重要组成部分,它直接影响飞行仿真的逼真性,是决定整个飞行仿真系统逼真度和先进程度的重要技术指标.本文结合GL Studio平台的技术特点,设计开发了一套模块化虚拟仪表显示系统,并成功应用到飞行仿真试验中.

摘要： 传统测试方法无法动态模拟载机的工作状态，被测试对象的工作状态没有得到充分激励，只能测试静态参数。相对于静态测试而言，以动态测试技术为核心的通信导航设备半实物仿真试验方法针对被测试对象构建接近真实的外部工作环境，能满足复杂航电系统性能的全面测试，避免数学建模所带来的误差，极大提高试验结果的可信度，是进行系统设计分析和动态性能评估的有效手段，更有利于分析航电通信导航分系统的性能，并提高其可靠性和稳定性，通过介绍了FLSIM飞行仿真系统,通过局域网把FLSIM产生的飞行仿真数据传送到局域网上任意一台终端,从而实现动态激励.

摘要： 按照飞行模拟器的要求,建立了飞行仿真系统模型,包括六自由度全量运动方程模块、气动参数模块、发动机模块、起落架模块、环境模块、机体轴合外力/力矩模块等.该系统能够根据驾驶杆的输入,响应飞机当前的状态.用死区定值法解决了六自由度方程奇异点的问题.设计了基于遗传算法的配平方法,使初始飞行状态更接近平衡点.在Simulink环境下实现各模块的功能,进行定常直线、水平盘旋、翻筋斗等仿真实验.结果表明模型的初始状态接近平衡点,计算过程稳定,克服了飞行动力学仿真的奇异值问题,能够真实地反映飞机的实际特性.

摘要： 在开发反辐射武器攻击目标的三维飞行仿真系统中或分析处理三维运动数据时,针对传统的运动姿态旋转方法存在计算繁琐、旋转不均匀性及平衡环锁定等局限问题,采用四元数法可以避免这些局限,并且几何意义明确,计算简单.因此提出在飞行仿真系统中利用四元数法来实现反辐射武器的运动姿态及飞行速度矢量的旋转,在飞行仿真试验中实现了飞行轨迹变化光滑连续的合理效果,仿真结果表明四元数法简化了矢量旋转计算模型,优化了解算性能,能够很好的应用于反辐射武器飞行仿真试验中.

摘要： 在直升机飞行模拟器飞行仿真系统的研发和应用中,分析了Helsim 直升机飞行仿真平台在项目中应用的可行性, 对如何应用此仿真平台进行了详细的描述,并给出了设计与应用的实例,利用某型直升机飞行参数据进行了初步的验证.

摘要： 介绍风的含义及大气风场的变化特性,归纳总结几种主要的风场建模方法.详细讲述几种典型的风场,并分析不同风场对飞行器运动的影响.利用国家军用标准实测数据对平均风工程化模型进行模块化处理形成数学仿真模型,并建立可直接用于飞行仿真的随机阵风风场模型,实现实际风场的模型化.通过在某型地地导弹模型飞行仿真过程中分别引入这两种风场模型,验证了建立的平均风风场模型和阵风风场模型对导弹飞行轨迹和姿态的影响,仿真结果表明建立的风场模型正确有效,平均风主要影响导弹的落点精度,而随机阵风主要影响导弹的姿态变化.

摘要： 空战机动动作库是空战机动决策的基础,本文针对两类常见的机动动作库——典型战术动作库和基本操纵动作库的不足,基于现有基本操纵动作库的改进思路,以切向过载、法向过载和滚转角为控制量,对战机实现平飞、水平转弯、俯冲和爬升等基本机动进行分析并仿真,设计了基本操纵动作库的控制算法;最后,以典型战术动作库中的战斗转弯和半筋斗为例,选取基本操纵取动作库中的机动方式进行组合,仿真结果表明,所设计的动作库及控制算法符合空战实际,具有一定的实用价值.

摘要： 空战机动动作库是空战机动决策的基础,本文针对两类常见的机动动作库——典型战术动作库和基本操纵动作库的不足,基于现有基本操纵动作库的改进思路,以切向过载、法向过载和滚转角为控制量,对战机实现平飞、水平转弯、俯冲和爬升等基本机动进行分析并仿真,设计了基本操纵动作库的控制算法;最后,以典型战术动作库中的战斗转弯和半筋斗为例,选取基本操纵取动作库中的机动方式进行组合,仿真结果表明,所设计的动作库及控制算法符合空战实际,具有一定的实用价值.

摘要： 本发明涉及飞行器仿真技术领域，具体来说是一种模拟多飞行器自主飞行的仿真系统及方法，包括一多通道卫星信号模拟器、一地磁场模拟器及分别包含动力学平台、磁场测量仪、GNSS接收机、飞行控制器的多个飞行器，仿真系统和仿真方法通过时钟模块统一多个飞行器及各模块的时间，并形成数据闭环，实现了模拟多飞行器自主飞行的地面仿真，克服了人工模拟飞行器仿真时多个飞行器之间的时间难以同步的问题，能验证多机编队自主导航与控制方案的有效性及多机时间的同步性，从而能对整体编队飞行的飞行效果进行有效评估。

摘要： 本发明公开了一种高速串行数字飞行测试接口仿真设备以及一种高速串行数字飞行测试数据的接收方法，可以模拟发送的四路数据，并形成发送、接收回路，通过比较发送、接收的数据，可以判断设备是否处于正常工作状态，解决了以往采用ISA接口的同类设备在仿真过程当中拆装不便的问题，保证了设备的即插即用性，同时避免了因为工控机ISA接口资源少而争用的缺点。

摘要： 本申请提供了一种飞行控制仿真测试方法及飞行控制模块，飞行控制模块包括：飞行控制模块、初始化函数和多个飞行工况控制函数，每个飞行工况控制函数各自对应一个调用顺序，每个飞行工况控制函数各自对应的调用顺序相互具有差异，该方法包括：飞行控制模块调用初始化函数，以执行以下过程：读取机场信息和飞行计划信息，基于机场信息和飞行计划信息，输出飞行器初始状态信息给飞行模型；飞行控制模块在接收到飞行模型反馈的飞行器飞行状态信息时，按照调用顺序，调用飞行工况控制函数，将飞行器飞行状态信息输入至飞行工况控制函数，得到飞行控制信息；飞行控制模块将飞行控制信息发送给飞行模型，以使得飞行模型按照飞行控制信息控制飞行器执行航行动作。

摘要： 本发明涉及飞行控制仿真技术领域，尤其涉及一种用于固定翼飞机飞行模拟器自动飞行控制仿真方法，包括以下步骤：S1、飞机运动方式划分；S2、通过姿态内环控制加位置外环控制的方式进行通道控制；S3、设定参数，修正误差，达到控制效果。本申请根据飞机运动的飞行方式线先进行划分，然后通过姿态内环控制加位置外环控制的控制方式进行飞机通道的纵向控制以及横侧向控制，且其中每个环路采用PID控制方式进行控制，使得控制律设计简单，不管对于复杂系统还是非复杂系统，具有通用性，并且参数调整方便，不需要对整个飞机状态空间一一枚举区分；另外误差修正迅速，具有较小的超调，能满足一个状态转至另一状态参数的无缝衔接。

摘要： 本发明公开了一种模拟飞行器的飞行仿真分系统，包括：空气动力模型、运动方程模型、起落架模型、操纵系统模型、燃油系统模型、推进系统模型和大气环境模型。该仿真分系统综合考虑飞机飞行中的全部因素和数据，实时仿真飞机的姿态、位置、速度和高度等飞行参数，可以复现空中飞行环境，更有利于辅助飞行员进行起飞、着陆、爬升、转弯、机动飞行等训练；输出的仿真目标更准确；进一步地，还可以将这些飞行参数传送到其他分系统，作为其他分系统的驱动指令和运算输入参数。

摘要： 本发明涉及一种弹性体飞行器飞行仿真方法、系统及计算机存储介质，该方法中，在前m步使用CFD方法计算气动力，进行CFD/CSD/RBD耦合计算，以便精确计算出初始激励对结构动力学响应的影响，时间步长采用ts′;当m＜k≤N时，结合CFD和UAM方法计算气动力，进行多时间尺度的UAM/CFD/CSD/RBD耦合计算，判断k是否为n的整数倍，如果是，则进行CFD/CSD/RBD耦合计算，其中RBD时间步长采用n·ts，CSD时间步长采用ts；如果否，则进行UAM/CSD耦合计算，时间步长采用ts。本发明技术方案相比于CFD/CSD/RBD耦合计算，在保证计算精度的前提下，减少了CFD调用次数，提高了计算效率，更适于工程应用。

摘要： 本申请公开了一种失速尾旋实时飞行仿真建模方法，包括：获取目标飞机的气动数据和试飞数据；基于气动数据，采用准定常气动建模方法建立第一气动模型；基于常规试飞数据修正第一气动模型；基于修正后的第一气动模型进行人在回路的失速尾旋仿真飞行；基于失速尾旋飞行数据验证仿真失速尾旋飞行数据；修正气动数据，基于修正后的气动数据采用非定常气动建模方法建立第二气动模型。本申请采用了准定常气动建模和非定常气动建模相结合的方法建立气动模型，并修正了气动模型，得到了更接近目标飞机的气动模型，实现了人在回路的飞机失速尾旋实时飞行仿真，在应用到模拟训练时能够提高模拟的真实性。

摘要： 本发明涉及一种弹性体飞行器飞行仿真方法、系统及计算机存储介质，该方法中，在前m步使用CFD方法计算气动力，进行CFD/CSD/RBD耦合计算，以便精确计算出初始激励对结构动力学响应的影响，时间步长采用ts′;当m＜k≤N时，结合CFD和UAM方法计算气动力，进行多时间尺度的UAM/CFD/CSD/RBD耦合计算，判断k是否为n的整数倍，如果是，则进行CFD/CSD/RBD耦合计算，其中RBD时间步长采用n·ts，CSD时间步长采用ts；如果否，则进行UAM/CSD耦合计算，时间步长采用ts。本发明技术方案相比于CFD/CSD/RBD耦合计算，在保证计算精度的前提下，减少了CFD调用次数，提高了计算效率，更适于工程应用。

摘要： 本实用新型实施例提供了一种飞行模拟器及其飞行仿真座椅，涉及飞行仿真技术领域，飞行仿真座椅包括垂直运动装置、椅架、椅垫、椅盆运动装置和靠背运动装置，垂直运动装置使椅架在上下方向移动，从而能够模拟振动颠簸体感；通过椅盆运动装置不断推抵椅垫的坐落部分，从而能够模拟超重和失重体感；通过靠背运动装置不断推抵椅垫的后背部分，从而能够模拟加速和减速的推背感和抖动，通过靠背运动装置带动后背部分在椅垫的宽度方向横移移动，从而能够模拟左右偏移的抖动体感。

摘要： 本实用新型公开了用于飞行器的飞行仿真验证装置，包括机体，机体的中部开设有若干个仿真口，若干个仿真口的内部通过若干个电动伸缩杆固定安装有工作台，若干个仿真口的一侧固定安装保护板，若干个仿真口的顶部均固定安装有指示灯，机体的内部通过隔板从上到下依次分隔为第一处理室和第二处理室，本实用新型用于飞行器的飞行仿真验证装置，第一处理室和第二处理室的设置，实现了处理室之间能够协同开发并行进行，提高了飞行器的研发速度，感知叶片上的感知板对飞行环境的风速、温度等进行感知，若干个密封圈的安装使得机体的密封性良好，散热板辅助机体进行散热，若干个保护板对仿真口进行保护便于存放和下次使用。