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某型飞机工程飞行仿真数据管理系统

2013-10-09 17:25:44作者:孙振宇 隋成城 陈曦 姜南 来源:

摘要文章针对某型飞机建立一个工程飞行仿真数据管理系统,采用此系统对该型飞机进行仿真试验,并与真实典型飞行数据对比,仿真结果吻合度较好。研究表明,此飞行仿真系统能够反映飞机真实的飞行特性,并且数据管理系统能够给用户提供较好的编辑及试验平台。...

  针对我国自行研制的某型飞机进行工程飞行模拟器研制,采用面向对象技术对飞机各分系统进行工程飞行仿真建模,使之能够用于不同大气环境条件下,对不同的飞行状态进行人机闭环工程飞行仿真,并实现飞机多种飞行动力学构型和故障仿真、飞行品质评定、仿真过程记录、回放等功能。工程飞行仿真数据管理系统可以设置不同飞机的各种飞机构型的气动参数及模拟飞行故障,并可对工程模拟器实施监控、维护、测试和应急控制处理,还可以为工程飞行仿真控制人员提供友好的图形化人机界面以及调试、监测和数据管理环境。

  1 飞机仿真模型

  飞机仿真模型主要包括:六自由度非线性飞机运动学及动力学模型、空气动力模型、发动机及推进系统模型、油箱模型、飞行控制系统模型、起落架模型、地面作用模型、质量系统模型、大气环境模型、数据传输模块和信号采集模块等主要仿真数学模型,各系统仿真模型数据结构及流程如图1所示,各系统模型采用面向对象的开发方法,使程序与数据相分离,以提高软件的重用性和开发效率,本文构建了飞机仿真模型框架,使用MySql数据库将飞机各种模型特性数据组织起来,用户只需修改数据库文件中有关飞机各系统模型的数据就可实现不同飞机构型的仿真。

  

工程仿真系统结构及数据流程图
图1 工程仿真系统结构及数据流程图

  2 工程飞行仿真数据管理系统

  工程仿真管理系统主要为工程师提供一个单独的工程飞行仿真建模的平台,数据传输及模型结构如图1(a)所示。本系统采用面向对象的程序设计方法,把数据及模型算法分离,为了能够简单、迅捷地修改飞机各系统参数和处理模拟飞行得到的数据,并与真实试飞数据进行对比,工程仿真管理软件既要有强大的功能,也需具有友好的人机界面,特别是具有可视化效果和结果反馈功能。如图1(b)所示,工程仿真管理系统负责工程飞行仿真设计,同时将设计结果(工程飞行仿真数据)分发给飞行实时解算计算机。飞行实时解算系统在教员管理系统指挥下进行实时仿真计算,并将仿真结果发送给数据记录计算机,数据记录计算机可根据教员管理系统的指令将记录参数发送回实时解算计算机和工程仿真管理计算机进行仿真结果回放,飞机各个模型数据存储、调用及编辑仿真数据库处理过程如图2所示。

  

数据库建模原理
图2 数据库建模原理

  工程飞行仿真数据管理系统软件包括工程仿真数据编辑管理模块和飞行数据实时显示模块,如图3所示。工程仿真编辑管理是指工程飞行仿真前对仿真的创建、分系统模块的创建、数据的定义、编辑及加载;实时显示指的是仿真过程中对飞行数据的二维实时显示、飞机空中姿态及位置的三维显示,工程师可以实时观察想要监视的仿真结果。

  
(本文不涉密)
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