训练型飞行模拟器系统设计及仿真研究

【作者】 樊军；

【导师】 王仲生；

【作者基本信息】 西北工业大学 ， 载运工具运用工程， 2007， 硕士

【摘要】 飞行模拟器是一种能比较逼真地复现飞机在空中的飞行状态和环境的地面设备，包括工程型飞行模拟器、研究型飞行模拟器和训练型飞行模拟器三种，是新机研制、飞行理论研究、飞行控制研究和飞行员训练不可缺少的设备。本人参与的是民航总局项目．全任务飞行模拟器研制，开发用于对飞行员进行飞行训练的模拟仿真设备。论文是对项目中所做工作的一个总结。 论文的主要工作如下： 1、论文对训练型飞行模拟器的需求形势、国内外技术现状进行了分析总结，给出了我国目前在该领域存在的差距。 2、采用GL Studio软件对空中客车A320发动机的飞行仪表界面、操纵装置进行了仿真；给出了仪表仿真界面的动态变化结果；总结了仿真过程中的一些技巧；仿真的发动机操纵装置和ECAM(中央电子监控系统)两个程序之间采用共享内存技术进行数据通讯，编制了相应的通讯程序。 3、介绍了发动机系统的仿真方法和发动机模块的组成，给出了训练型飞行模拟器的故障设置分类、要求和实现办法，复现了发动机的部分典型故障，给出了相应的仪表界面显示。 4、应用改进变步长2阶Runge-Kutta法求解了某型飞机在定直平飞状态下纵向小扰动全量运动方程组，给出了求解过程和参数的变化曲线，实际计算表明该方法能够满足飞行仿真精度和实时性的要求。该部分主要从理论上对飞行仿真的参数计算进行了探讨。 5、给出了飞行仿真视景系统设计时应考虑的因素，通过MultiGen Creator软件建立了空中客车A320的飞机三维模型和机场模型，利用视景仿真软件开发工具Vega，给出了视景仿真的流程图，模拟了飞机的起飞、降落过程。所开发的视景仿真系统能支持四级能见度。为适应飞行训练和教学演示的多种需求，视点可支持双视窗、机窗外和飞行员视景三种类型视点，并在视景上叠加了显示／隐藏飞机飞行数据功能。视景系统能真实反映飞机的位置与姿态变化，并实现了夜航模式。 论文解决了在模拟器开发初期没有油门杆等操纵硬件的问题，同时也是系统更多还原

【Abstract】 The flight simulator is the ground equipment which can make the flying condition and environment when the aircraft is in the air reappear vividly. It includes the engineer flight simulator, the research flight simulator and the training flight simulator. It is indispensable for the research and manufacture of the new aircraft, the flight theory study, the flight control study, and the pilot training. The project that I attend is the research and manufacture of the full-task flight simulator, which exploits the simulation equipment used to train the pilot and is one of the projects of CAAC. This paper is the summarization of the work that I have done.The main content of the paper is as follows:1. Analyzing and summarizing of the requirement situation of the training flight simulator and the status quo of the national and foreign technology; and stating the gap of our research in this field at present.2. Using the GL Studio software to simulate the engine’s flight instrument board and the control device of Airbus A320; giving the dynamic change result of the instrument simulation board; summarizing the skills in the simulation process; The two programs of the simulation engine control device and ECAM (Electronic Centralised Aircraft Monitor) adopt the share memory technology to make the data communication and program the corresponding communication program.3. Introducing the simulation method of the engine system and the composing of the engine module; providing the classification, requirement and realization method of the malfunction setting for the training flight simulator; reproducing some typical malfunctions of the engine and giving the corresponding display of the instrument board.更多还原