直升机工程模拟器简介

直升机工程模拟器是现代直升机研究中不可缺少的设计和验证工具,主要用于直升机全机总体方案论证、气动布局优化、飞行品质评估,先进飞行控制律设计、验证和优化,以及危险飞行科目的模拟飞行、故障分析研究等。直升机工程模拟器是直升机研制保障条件建设项目．中国直升机设计研究所于2001年6月开始实施建设方案,2004年实现了人在回路的全状态运转。该模拟器主要包括计算机系统、飞行动力学系统、视景系统、操纵负荷系统、六自由度运动系统、座舱与航电系统、座椅抖振系统、音响系统和控制中心等。主控计算机系统能控制、驱动和组织管理其它分系统,使它们成为模拟器的有机部分,发挥出预定的功能与性能。操纵负荷系统通过建立直升机飞行操纵系统模型,采用电动驱动控制技术,实现了飞行操纵特性的高逼真度模拟。视景系统由专用图形计算机、曲面校正系统、多通道边缘融合系统、运动兼容球幕显示等组成,视场角为水平180°,垂直90°,同时还包含白天、黄昏、夜晚等模式,雨、雪、云、雾等气象环境以及爆炸、烟雾、弹道等一些特殊效果。     

图-24的综合训练器

图-204是俄罗斯新一代中型客机,该机的综合训练器是奔萨模拟设计局根据航空运输局的要求研制的,1992年12月完成了国家试验。 图-204综合训练器配备有数字式综合视景系统、六自由度加速效应运动系统、数字式机载设备接口和以32位数小型电子计算机为基础的计算系统。 视景系统可模拟在夜间和昏暗能见度条件下的外部目视场景,共有三个通道。座舱内装4个显示器,使左右驾驶员可同时获得目视信息,两者的视场均为70°×28°。两位驾驶员使用的主显示器与教练员的显示器显示的信息相同。目视光学装置不断为驾驶员显示舱外地形的图像。     

一种三通道球带幕视景系统的开发

飞行仿真试验环境要求提供大视场角、高实时性的视景系统。在分析飞控系统要求的基础上,提出了一种三通道球带幕视景系统的开发方案,并对其进行了数字模拟与分析,最后对其性能指标进行了验证,结果表明该视景系统具有视场角大和高实时性等特点,能够满足飞控系统试验环境的要求。     

汉莎航、美海军选用益世产品

汉莎航空公司的飞行训练中心最近为其A340—300全任务飞行模拟器选择了益世公司的ESIG—3800GT图像发生器，这种最新的图像发生器有3个通道，视场为200X40度。由于在硬件和软件上有重大改进，系统在处理多边形和纹理能力方面有很大提高。美海军为其SH—60B、SH—60F和HH—60H教练机及其相关武器训练系统选用了益世公司的narmony图像发生器，该视景系统由数据库、数据生成系统、Chin窗监视器、夜视镜、前视红外探测器以及满足窗外视场的显示系统等构成，可以满足海军飞行员执行多种复杂任务的训练要求。汉莎航、美海军选用益世产品…     

理想的全视野视景显示系统——广角显示器和目标显示器

益世电脑公司生产的广角显示器(VistaView)和目标显示器(TargetView)全视野视景显示系统,可满足军用战斗机和直升机全任务飞行模拟器的视景显示要求.     

直升机飞行模拟器视景系统地形数据库的设计与实现

由于直升机飞行高度低、飞行速度较慢,直升机飞行模拟器的视景系统具有特殊性。本文以某直升机飞行模拟器为背景,详细介绍了直升机视景数据库的结构形式,描述了视景数据库的设计和实现方法,分析了其中的关键技术并提出了解决措施。     

航空航天技术与产品

有益于飞行员状态感知的航空电子组件尤尼弗塞尔电子公司推出了一种称作system—1的新型航空电子组件，它能在辅助飞行员提高飞行中的状态感知的同时，改善飞行的信息流。地形感知和告警系统（TAWS）设计用来帮助防止可控飞行进人地形事故，能提供3种当前视景并预测飞机位置。每一种视景都包括飞行计划、与飞行航迹相关的周围地形显示以及取自飞行管理系统大气数据计算机、无线电高度表和仪表着陆系统的数据。TAWS将与存在快闪存储器中的全球地形数据库数据比较飞机所在位置。系统显示采用触敏式屏幕，该屏幕为780×1024像素，重约2千克…     

直11型直升机完成适航取证科目试飞

直 11型直升机的民用适航取证科目试飞于 1999年 6月开始 ,至 2 0 0 0年 10月 30日完成。考核试飞工作由中国民航总局上海审定中心主持 ,试飞科目包括高原、高寒高风险科目试飞和常规科目的考核验证试飞。在整个试飞过程中 ,直 11型直升机创造了国内直升机飞行史上的多项记录并显示出良好的性能。直升机的最大坡度角达± 65°,俯仰角达 - 4 0°～ +50°,在10 0 0ｍ高空飞行速度达 2 89ｋｍ/ｈ ;在海拔 360 0ｍ的某高原机场 ,由俄罗斯飞行员顺利完成了高原地区Ｂ、Ｃ、Ｄ点等全部边界科目试飞 ,闯过了飞行禁区 ,一次完成了速度 -高度组合下的…     

三角翼低速动态大攻角气动特性试验研究

对后掠角分别为X=60°、70°和80°尖前缘平板三角翼模型和一个前缘后掠角为（76° 40°）的双三角翼模型在低速风洞中作大攻角俯仰摩波运动，振幅am=30°、60°和90°，缩减频率K=0.01～0.12，基于根弦长雷诺数Re=2.76×10^5～8.23×10^5。进行了六分量动态气动载荷测量，动态流动显示和70°三角翼上翼面非定常压力测量，并分别与对应的静态试验结果比较。分析了运动参数包括缩减频率、振幅和Re数、后掠角对气流动态迟滞特性的影响。     

关于直升机机外载荷飞行的几个问题

直升机具有独特的飞行性能，因而从它一出现就引起人们高度重视，自40年代进入实用阶段以来，一直以很快的速度在发展着。作为其独特的飞行性能的主要表现之一机外载荷飞行，以其较高的效益引起人们的关注，一些人在实践中不断总结经验，采取了一系列措施，包括在直升机制造咄现专用的机外载荷直升机）、飞行人员选拔和训练、运行管理的规章和标准方面，便直升机机外载荷飞行也以很快的速度发展着。据有关资料称，美国1996年有直升机机外载荷运营人384家。我国1964年开始组建民用直升机操作单位，在社会需求推动下，1982年开始正规执行机外…     

3维声音系统

法国塞克斯坦特公司正在头盔显示器上试验的3维声音系统,可改进战斗机和直升机在战斗环境中的威胁定位工作.公司采用机场为40°×3O°的双目头盔显示器在模拟器上进行试验,试验时向飞行员发出表示空中或地面威胁的声音,用不同的声音组合来区分不同的威胁类型,系统     

一种夜间和不利于天气综合导航与近地引导系统的设计和飞行鉴定

美国国家航空航天局和陆军已设计、研制并飞行鉴定了一各计算机辅助直升机低空飞行（ＣＡＬＡＨＦ）引导系统。该系统为直升机飞行员提供近地隐蔽飞行引导。它自动处理精密导航信息、直升机任务要求和近地飞行引导。该自动处理过程通过头盔显示器上的符号集提供给飞行员。符号集以“飞行员为中心”设计,向飞行员提供超越ＣＡＬＡＨＦ系统自动化过程的灵活性和权限。已在美国陆军ＨＵＨ－６０ＳＴＡＲ（航空电子研究系统试验平台）试验直升机上进行了充分的飞行鉴定。此次飞行鉴定在崎岖山地进行,执行一个多航路点直升机飞行任务,离地高度从３００到１２５英尺,空速从４０到１１０节。鉴定结果表明,飞行员能精确跟随自动装置字符集,同时保持较好的视景感觉。     

综合训练是未来军用机飞行员训练的必由之路

军用机飞行员的训练主要包括使机组进入作战状态的恢复性训练、机组的飞机改型训练和战术连续训练三大类.训练的目标就是要在短时间内使机组以最低的成本保持最理想的技术状态.随着军用机航空电子和武器系统的日趋复杂,对训练内容的要求发生了很大变化.特别是冷战结束后,军费的缩减,给西方国家的军用机飞行员训练带来了诸多的限制.无论从安全角度还是从减少飞机噪声,保护环境出发,低空飞行和空战训练都在寻求新的替代方式,尽量减少实际飞行     

舰载直升机着舰模拟技术研究

针对直升机着舰模拟技术开展深入研究，重点研究舰载直升机着舰模拟器的重要组成部分，包括直升机和舰船数学模型，飞控系统数学模型，视景显示系统，仪表显示系统，舰船甲板流场模型，教员控制台和操纵负荷系统等。     

美国两大公司研发军用合成视景系统

为民用航空研发的“合成视景系统”正在向军事领域发展，这种系统可以提高低能见度下的飞行安全性，能帮助直升机飞行员在旋翼卷起的扬尘和其他低能见度环境下安全着陆。     

头盔显示系统的飞行试验

头盔显示系统可以在能见度降低的情况下提高飞机飞行的安全性能。该系统是对早期头盔瞄准具和目标系统的改进和完善，目的是改善飞行员大视场传感器图像。加拿大全国科学委员会飞行研究试验室进行了一系列的试验，目的是测试头盔显示系统的设计参数及其技术性能，分析研究在能见度降低的情况下HMD的飞行情况。试验表明：操纵品质不仅受显示器图像的影响，还受摄像机平台等其他系统的影响。试验中还发现制约摄像机平台和约束视场对飞行员头部运动会产生一定的影响，而且滚转自由度摄像机平台可以提高直升机的操纵品质。     

侧风下直升机水上迫降模型试验研究

为了研究侧风对直升机水上迫降性能的影响，开展了侧风环境模拟技术研究和模型着水试验，研究风扇桨叶角、风扇间距对侧风风速的影响以及侧风风速对直升机模型姿态角、过载和底部压力的影响。结果表明，风扇采用18°桨叶角方案比采用15°或20°桨叶角方案更优；风扇间距比为1.66时侧风风速分布均匀；有侧风时，对模型俯仰角几乎没有影响，横滚角幅值较大且难以稳定；随着侧风速度增大，重心过载逐渐增大、对称面和近侧风端的底部压力增大、远离侧风端的底部压力减小。     

倾转旋翼机连续倾转过渡状态数值模拟

倾转旋翼机在倾转过渡过程中气动构型不断变化,气动特性具有强非线性的特点。针对倾转旋翼机复杂的连续倾转过渡状态,基于运动嵌套网格和局部坐标系理论建立一套适合于模拟倾转旋翼机连续倾转过渡状态的网格系统,并采用 RANS 方程建立适合于强非线性气动特性的非定常流场分析的 CFD 方法;采用该方法模拟某型倾转旋翼机从直升机模式到固定翼模式的连续倾转过渡状态的气动特性。结果表明：对于不同的倾转过渡时间,旋翼和机体气动特性随旋翼倾转角增加变化趋势基本一致;随着旋翼倾转角增加,机体升力系数先增大后减小,在旋翼倾转角 40°附近达到最大,相比初始状态及平飞状态增大约 30%;随着旋翼倾转角、总距角及前飞速度线性增大,旋翼拉力系数及其垂向分量逐渐减小;旋翼倾转角和前飞速度线性增大,采用合适的总距角非线性变化曲线,倾转旋翼机总升力可以保持在目标值附近。     

可调唇口改善大攻角下S弯进气道内部压力场的实验研究

实验研究了可调唇口对大攻角下Ｓ弯进气道内气流压力场的作用。在攻角从０°到８０°、唇口角从０°到５０°的实验条件下，分别测量了Ｓ弯进气道的４个壁面沿程静压以及管道出口截面静压。结果表明：如果没有可调唇口技术，随着攻角增大，Ｓ弯进气道内的压力会大大减小。可调唇口大大地提高了进气道压力，改善了进气道的预扩压性能     

所需性能导航的飞行模拟机视景仿真实现

为实现适合所需性能导航(RNP)程序训练的飞行模拟机机场视景仿真数据库,从拉萨机场对RNP飞行程序训练的实际需求出发,研究RNP程序,对地形网格算法进行人为干预,引导地形生成需要的效果和精度,满足飞行验证和训练的要求,实现机场三维全态仿真与RNP程序的结合,研究结果可推广到其他类似机场的视景仿真开发。