發(fā)布時間:2014-12-2 8:16:11
飛行仿真器是由計算機、數(shù)學模型、數(shù)據(jù)、軟件、物理效應設(shè)備等構(gòu)建的一種空中飛行虛擬環(huán)境,供飛行員在這種虛擬環(huán)境中感覺在真實環(huán)境中一樣駕駛飛行器。它是一種人在回路仿真系統(tǒng)。
內(nèi)容涉及建模理論及方法、仿真軟件、仿真計算機及接口、環(huán)境仿真和各相關(guān)專業(yè)的知識等。學科涉及飛行動力學、控制理論、計算機軟硬件、圖形圖像、機械加工制造等
當飛行員在模擬座艙內(nèi)操縱各種裝置(油門桿、駕駛桿、腳蹬、電門、按鈕等),或教員在教員臺上操縱有關(guān)控制電門、按鍵時,這些操縱控制裝置就會產(chǎn)生相應的電壓信號,經(jīng)輸入接口變換成數(shù)字量后送給計算機,計算機則按預定的管理程序和數(shù)學模型進行計算,然后將其計算結(jié)果(數(shù)字量)經(jīng)輸出接口變換后,再經(jīng)放大器放大,驅(qū)動有關(guān)的儀表指示相應的數(shù)值,驅(qū)動有關(guān)的指示燈呈現(xiàn)相應狀態(tài),音箱發(fā)出相應的聲音,運動平臺處于相應的運動狀態(tài),視景系統(tǒng)顯示相應的外部景象。
由于計算機的運算速度非常快,通常以20一40毫秒為一個運算周期,各顯示設(shè)備所顯示的狀態(tài)每秒鐘變化25~50次,因而在飛行員看來,這些變化既是連續(xù)的,又是實時的。 這些變化的信息作用給飛行員后,飛行員及時進行分析判斷,然后根據(jù)訓練任務(wù)的需要進一步操縱有關(guān)裝置。如此反復循環(huán),從而完成模擬飛行任務(wù)。
軍用飛行模擬器的發(fā)展要追溯到上個世紀,1929年美國人埃德溫林克, “林克練習器” ,沒有視景,用于基本的儀表和導航功能的訓練。20世紀70年代,訓練儀表飛行和處理緊急事故,林克研制了許多T-37和T-38訓練仿真器。70年代末,座艙內(nèi)顯示已經(jīng)比較逼真,但座艙外的視景不管飛機飛行高度顯示的都是天空和大地。AV-8鷂式飛行仿真器。20世紀80 年代以后,西方國家空軍的飛行訓練大規(guī)模采用訓練模擬器。不斷開發(fā)出高技術(shù)的戰(zhàn)役訓練模擬器材,飛行模擬訓練從單純的基礎(chǔ)訓練走向特情處置、雙機空戰(zhàn)訓練。21世紀以后,向著網(wǎng)絡(luò)化模擬訓練方向快速發(fā)展。DMT(Distributed Mission Training)計劃。位于西雅圖的F/A-22訓練中心的四臺全任務(wù)訓練器,23臺武器戰(zhàn)術(shù)訓練器能對學員進行全方位的訓練
民機飛行模擬器在1948年,柯蒂斯-萊特公司交付一套為波音737所設(shè)計的模擬器給泛美航空, 這是第一套由民間航空公司所擁有的模擬器。整個駕駛艙的設(shè)備與儀器是可用的,而且用過的機組成員覺得它十分有效。到了1950年代末,完整的動作仿真系統(tǒng)才開始成形。20世紀60年代,出現(xiàn)了各種模擬臺,奠定了工程飛行仿真器發(fā)展的基礎(chǔ)。工程仿真器主要用于飛機先進概念的設(shè)計。研制:穩(wěn)定性和操縱性氣動力設(shè)計;動力系統(tǒng)設(shè)計;關(guān)鍵機載系統(tǒng)等。美國波音公司自波音777飛機項目啟動,就開始了兩臺飛行模擬器的研制。一臺用于駕駛艙的研究和設(shè)計,早期的銷售支援,飛行顯示評定,操縱品質(zhì)研究,電傳操縱評估等;另一臺是配套齊全的綜合裝置。民航用的全功能飛行模擬機制造商有美國的飛安國際與洛克威爾·柯林斯,加拿大的CAE與MSI,以及法國的泰勒斯。