本书分为11章,分别论述了运输机飞行仿真技术的发展与现状、飞行模拟机的分级和认证、运输机飞行仿真系统总体设计、飞行仿真建模与解算技术、仿真计算机及网络技术、座舱设备仿真技术、运动系统仿真技术及应用、视景系统仿真技术及应用、航空电子系统仿真技术及应用、声音仿真技术和模拟机辅助系统等内容。本书从飞行仿真工程实际出发,力求结构合理,理论性和实用性并重。
本书既可作为民航运输、民航管理等相关专业的教材,也可作为飞行仿真研究工作的参考书籍。
飞机飞行仿真(flight simulation)是以系统工程、相似理论、控制论、计算机技术、信息技术及其应用领域的专业技术为基础,以计算机和各种物理效应设备为工具,利用数学模型与飞机内的部分实物相结合,对飞机系统进行动态试验和研究的一门综合性应用学科。随着飞行仿真技术的飞速发展,飞行仿真设备已经广泛应用于飞行人员培训和飞机工程设计中。目前,在飞机设计中应用飞行仿真技术大大缩短了飞机的设计研制周期,降低了研究设计成本;在民用航空飞行员培训中,模拟训练已经成为安全、高效、低成本的主要训练手段,甚至在某些方面(如飞机应急或故障处置训练)的训练效果已经超越了实装飞行训练。因此,飞行仿真的相关技术受到航空界的高度重视,并取得了飞速的发展。
飞行仿真是一门综合性应用学科,所涉及的仿真技术门类众多,目前在国内还未形成系统的理论体系。特别是在国内民用航空领域,国外仿真技术和产品垄断严重,民用飞行仿真技术的发展和应用举步维艰。根据我们近些年在飞行仿真领域的不懈努力和追求,国内民用航空飞行仿真技术取得了可喜的发展,在飞行仿真技术研究和仿真产品的研制上取得了很多成果。为将国内外飞行仿真技术归纳成较清晰合理的理论体系,使飞行仿真技术在国内民用航空领域得到进一步的推广和应用,本书对国内外飞行仿真相关的新技术和新成果进行了总结。
鉴于此,本书充分利用上海工程技术大学飞行学院、哈尔滨飞行仿真技术研究所和上海航空公司多年来对民用飞行仿真技术研究、飞行学员教学和飞行员培训等方面积累的经验和对运输机飞行仿真技术研究成果及应用进行了整理。全书共分为11章,分别论述了飞行仿真技术的发展与现状、飞行模拟机的分级和认证、运输机飞行仿真系统总体设计、飞行仿真建模与解算技术、仿真计算机及网络技术、仿真座舱设备和信号采集与驱动技术、运动系统仿真技术及应用、视景系统仿真技术及应用、航空电子系统仿真技术及应用、声音仿真技术和模拟机辅助系统等内容。本书从飞行仿真工程实际出发,力求结构合理,理论性和实用性并重。因此,本书既可作为民航运输、民航管理等相关专业的教材,也可作为飞行仿真研究工作的参考书籍。
本书是卓越工程师教育培养计划飞行技术专业建设项目内容,由上海工程技术大学组织编写,上海工程技术大学汪泓和哈尔滨飞行仿真技术研究所谢东来共同主笔,隋成城、丁兴国、陈曦、徐宝纲、谢晨、司华伟、孙振宇、赵广兴等同志参与编写。本书经过业内专家多次审阅,他们提出了许多宝贵的意见和建议,在此一并表示衷心的感谢。
由于编著者水平所限,书中难免存在错漏之处,恳请各位专家和读者给予批评指正。
作者2013年2月
第1章绪论
1.1引言
1.2运输机飞行仿真技术的发展与现状
1.3运输机飞行仿真技术发展趋势
参考文献
第2章飞行模拟机的分级和认证
2.1引言
2.2飞行模拟机的分级和鉴定标准
2.3中国民用航空局飞机飞行模拟机鉴定性能标准
2.3.1飞机飞行模拟机一般要求
2.3.2飞机飞行模拟机客观测试
2.3.3飞机飞行模拟机主观测试
2.3.4关于风切变训练的飞机飞行模拟机鉴定要求
2.4国内外飞行模拟机的认证制度和方法
2.4.1飞行模拟设备鉴定的申请、受理和颁证
2.4.2飞行模拟设备的鉴定要求
2.4.3模拟机鉴定工作流程
参考文献
第3章运输机飞行仿真系统总体设计
3.1引言
3.2运输机全任务飞行模拟机设计
3.2.1运输机全任务飞行模拟机的功能
3.2.2运输机全任务飞行模拟机整体结构设计
3.2.3运输机全任务飞行模拟机分系统设计
3.3三自由度平台飞行模拟机整体设计
3.4简易飞行训练器设计
3.5工程飞行模拟器设计
参考文献
第4章飞行仿真建模与解算技术
4.1引言
4.2飞行仿真建模技术
4.2.1机理建模技术在飞行仿真中的应用
4.2.2辨识建模技术在飞行仿真中的应用
4.2.3面向对象建模技术在飞行仿真中的应用
4.2.4可视化建模技术在飞行仿真中的应用
4.3运输机常用仿真模型
4.3.1仿真坐标系统定义
4.3.2常用仿真数学模型
4.4飞行仿真解算技术
4.4.1飞机运动微分方程的求解
4.4.2飞机欧拉角的计算方法
4.4.3飞行性能仿真软件实现
4.5飞行仿真验模技术
参考文献
第5章仿真计算机及网络技术
5.1引言
5.2仿真计算机技术
5.3仿真系统中的网络通信技术
5.3.1系统延时分析
5.3.2混合实时通信网络
参考文献
第6章座舱设备仿真技术
6.1引言
6.2仿真座舱壳体
6.3仿真操纵系统
6.3.1需要模拟的操纵系统设备
6.3.2操纵负荷系统
6.4仿真仪表系统
6.4.1航空仪表的种类
6.4.2仪表仿真技术
6.5接口系统
6.5.1并、串口信号采集和驱动技术
6.5.2现场总线技术
参考文献
第7章运动系统仿真技术及应用
7.1引言
7.2三自由度运动平台
7.2.1三自由度电动平台系统
7.2.2三自由度液压平台系统
7.3六自由度运动平台
7.3.1纯电动驱动六自由度平台系统
7.3.2液压驱动六自由度平台系统
7.3.3带气浮六自由度电动平台系统
7.4过载座椅
7.5离心机
参考文献
第8章视景系统仿真技术及应用
8.1引言
8.2视景图像生成
8.2.1计算机成像技术
8.2.2成像计算机
8.3视景显示技术
8.3.1实像显示技术
8.3.2广角虚像显示技术
8.3.3立体成像显示技术
8.3.4边缘融合技术
参考文献
第9章航空电子系统仿真技术及应用
9.1引言
9.2电气系统仿真
9.2.1电气系统的组成
9.2.2电气系统的建模及仿真方法
9.3传感器仿真
9.3.1大气数据系统
9.3.2雷达系统
9.4电子飞行仪表系统仿真
9.4.1主飞行显示系统
9.4.2EFIS控制设备
9.5通信系统仿真
9.6导航系统仿真
9.6.1飞行管理计算机系统
9.6.2全球定位系统
9.6.3大气数据惯性基准系统
9.6.4无线电导航系统
9.6.5导航系统的仿真方法
9.7自动飞行控制系统仿真
参考文献
第10章声音仿真技术
10.1引言
10.2环境噪声模拟
10.2.1环境噪声模拟的要求
10.2.2模拟机声音模拟系统
10.2.3环境噪声的模拟技术
10.3语音通信系统模拟
10.4告警声音模拟
参考文献
第11章模拟机辅助系统
11.1引言
11.2电源系统
11.3主控制台系统
11.4教员台系统
11.4.1教员台功能要求
11.4.2教员台设计
11.5空调系统
11.5.1机载空调系统模拟
11.5.2模拟机环境空调系统
11.6登机梯系统
11.7模拟机防火系统
11.8应急撤离系统
参考文献