综合头盔视听系统飞行试验计划与数据采集

海军空战中心武器部（NAWCWPNS）在中国湖，在TAV－8B飞机（AV－8B训练机）上完成了先进联合攻击技术（JAST）综合头视听系统（JHAVS）的飞行验证计划。本文介绍了所采用的系统的试验方法及针对每种试验所确定的一种基本情况的背景。本次飞行试验采用的作战环境非常全面，飞行次数最少，并对飞行试验结果进行了讨论（结果包括视频图象信息、载机数据及地面真实数据）。试验的目的是验证：用于飞行员定向、战术导航及其它飞行任务的头盔显示器的导航信息；便于飞行器完成对预定目标截获的头盔显示器（HMD）成象功能；便于飞行员完成战术武器发射的HMD3信息显示功能（包括离轴功能）；投放常规武器使用HMD和平显（HUD），对其精度进行比较；提高飞机对威胁的机动反应动力的HMD三维（3－D）离轴瞄准音象告警功能；以语音方式接通导航和武器投放的功能；HMD的3－D离轴瞄准音象显示航路点及标识点；IHAVS系统技术使座舱设备减少及提高飞行员状态判别能力的潜力。评估HMD系统试验的关键问题与头盔瞄准系统结构有关，虽然这是系统的验证方案，但试验结果表明要减轻飞行员工作量，需进一步加强系统综合化设计、改善武器使用以增强战术系统性能，并对增加的或现有的系统功能进行评估。评估的主要因素是人的因素,飞行员工作量的降低，从理论上提高飞行员对状态的判断能力。     

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。     

舰载直升机理论风限图飞行模拟获取方法

获取舰载直升机实用风限图,仅依靠实装飞行试验或建模仿真都是非常困难的。通过起降飞行模拟试验获取理论风限图,结合少量的海上实装飞行验证试验是一种综合较优的方法。起降飞行模拟试验需要真实飞行员和高等级飞行模拟器参与,飞行模拟器中的母舰气流场数据、母舰运动可由建模仿真或试验测试得到,且必须考虑母舰气流场的非定场特性;只有当飞行员视景或视觉反馈受限时(如能见度降低时),飞行模拟器基座的六自由度运动才是必需的;用DIPES或Bedford方法量化飞行员主观操纵负担,结合记录的客观操纵数据,评判起降难度;典型的飞行模拟试验程序包含了不同风况下的进近和甲板着舰,通常每隔15°和5kn一个风况。通过起降飞行模拟试验得到的理论风限图,可以更加有效和安全地指导海上实装飞行验证试验,最终获得实用风限图。     

飞机智能座舱发展研究

针对未来飞行器面临的战场环境复杂性增加、飞行员操纵负荷增加、常规操纵方式无法适应危险环 境态势等问题，提出飞行器智能座舱设想，围绕基于态势感知的虚拟座舱系统、基于人工智能的飞行员辅助系 统、覆盖门到门的机组自动化系统等方向，通过虚拟现实技术、柔性显示技术、人工智能技术、信息处理技术 改进座舱设计，以增强飞行员态势感知能力、优化飞行员操纵方式、减轻飞行员决策负担、提高飞机的生存率、 实现降低飞行成本和危险环境下自主飞行。     

紧锣密鼓的F-35试飞计划

F-35飞行试验初步结果表明飞机的飞行性能优异、操纵特性良好。其航电系统试飞工作即将全面展开,包括先进头盔显示系统、AN/APG-81有源相控阵雷达、AA/AAS-37光电分布式孔径传感器、光电跟踪系统以及综合电子战系统等。     

飞机飞行事故的原因分析及预防

简要分析在造成飞行事故的原因中，人为因素的重要性，阐明为预防飞机飞行事故的发生，提出一种提高飞行员素质，减少人为因素造成飞行事故的研究方法－故障飞行模拟训练，如设置飞行主操纵系统等故障，由飞行员进行故障飞行模拟训练和研究，通过模拟训练，使飞行员了解和掌握故障发生时的操纵感觉和飞机的反应特点及处置方法，提高飞行员在应急情况下的处置能力，以避免在实际飞行中可能发生的飞行事故。     

CJ818飞机座舱显示的合成视景系统研究

所谓合成视景系统(Synthetic Vision System,简称SVS),就是通过地形数据、飞机位置、航向和姿态信息等,对飞行航迹、趋势矢量和周围环境进行描绘,改进飞行员情境意识,从而提高安全性,降低可控飞行撞地的可能性,并可减轻飞行员的工作量,降低飞行员手动操纵误差[1]。分析了应用于CJ818飞机的SVS系统基本结构、工作原理、系统软硬件以及数据库方面的问题,探讨了SVS系统的可认证性能,最后对目前SVS系统的研发和应用情况作了介绍。     

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…     

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。     

蓬勃发展的军用直升机头盔显示器

头盔显示器(HMD)可以将平视显示器(HUD)上的飞行数据和其他信息投影到头盔显示目镜上,与飞行员的视场叠加,因而更加便于武器瞄准,提高了飞行员的状况感知能力.该装置以前通常专供执行攻击任务的直升机飞行员使用,但随着技术的发展和成本的下降,现在战场运输和搜救直升机的飞行员也开始装备HMD,用来在夜间和恶劣气象环境下看清航路,发现目标.     

适于空战的综合头盔显示方案

为评估作为NASA大迎角技术计划(HATP)的一部分而开发的几种头盔显示器(HMD)的画面格式，利用圆顶模拟器进行了一项有人驾驶模拟研究。这些显示格式传递能量管理、空间定向和武器管理信息。将HMD格式与现役战斗机的典型平视显示器(HUD)进行了对比。给各飞行员的任务是花尽可能多的时间获得一个武器解，以便获得按他们所在包线选择的正确武器，并尽量避开敌机的武器包线。对几种不同显示画面单独和同时对地进行了试验，以了解单独的显示方案如何同时存在。真实的结果表明采用头盔显示的画面形式在适中的飞行员工作负荷条件下飞行员选择其所在包线的正确武器的能力提高率50％，而在高工作负荷条件下提高90％。在试验后的评估中，飞行员仍通常认为头盔显示好于平显显示。在少数几种情况下，飞行员更喜欢直接读出参数数值。此外还测量了头盔显示器对视力敏锐度的短期暴露效应，但未发现有害结果。     

俯仰轴飞行品质中等效系统准则的计算与模拟

在理解飞机飞行品质规范MIL-STD-1797A基础上，采用等铲系统准则评价了某机的俯仰轴飞行品质，等效系统是通过阻尼最小二乘法拟配获得，其拟配结果与人-机闭环操纵模拟试验结果一致，表明所采用的理论计算和模拟试验方法来验证飞行品质是可行的，合理的，此外，还探讨了等效系统模型形式，拟配参数初值的选取等对拟配结果的影响。     

F-35将换装第三代头盔系统

<正>洛克希德·马丁公司在吸取第二代头盔系统在飞行试验和飞行员训练中使用经验的基础上,研发了第三代头盔系统,其硬件系统已经开始生产,并将在今年春天晚些时候到达飞行员培训地点投入使用。     

用于评定未来运输机控制方案的空中飞行模拟器

苏联飞行研制院正在利用一架由图－154M运输改装的空中飞行模拟器进行研究工作。该模拟器的设计目的是用来进行先进控制方案的综合研究以及对“人－机”系统参数进行优化。模拟器上装备有侧杆控制器，小型驾驶盘，数字式飞行控制系统和平视显示器。此外，还可利用地面计算机，通过遥测装置按飞机－地面－飞机控制环控制模拟器。每个试验系统以及模拟器的动态特性均可在空中改变。本文讨论了试验系统在模拟器上实现的方式，给出了一些优化结果。比较了各种类型的小型控制器参数，根据控制器类型确定了运输机操纵品质，文中不给出了各种小型控制器的使用及其先进增强控制律（相对于运输机）的试验结果。通过飞行试验对于各种飞行控制律确定了飞行员导航数据的最佳显示格式。     

面向倾转旋翼机的TRC响应类型控制律设计

倾转旋翼机操纵的复杂性对其任务能力提出了较高要求，而设计响应类型可以大幅提高其任务执行能力，减轻飞行员操纵负担。本文设计了倾转旋翼机在直升机模式下的平移速率指令（TRC）响应类型控制律并进行了飞行品质的仿真验证。首先，建立了基于机理法的倾转旋翼机非线性飞行动力学模型，并进行了线性化处理；其次，根据有人直升机飞行品质要求，设计了直升机模式下的TRC响应类型控制律；最后，进行了飞行品质的仿真验证。仿真结果表明，设计的TRC响应类型满足相关品质规范要求，飞行品质达到等级1。通过本文研究，能够显著改善倾转旋翼机在悬停/低速飞行状态下的操纵品质和精确机动能力，减轻飞行员操纵负荷，提升任务执行能力，满足倾转旋翼机近地低速机动飞行需求。     

安装主动侧杆的飞机的人机交互控制系统研究

主动侧杆人机交互控制是一种具有广泛应用前景和重要意义的技术，它不仅可以减轻飞行员的负担，也可以提高飞机的性能和安全性。为了解决飞机执行器出现故障时可能出现的飞机失控问题，本文构建了含有主动侧杆的飞机中飞行员与控制增稳系统之间的并联人机交互控制架构，设计了一种新的主动侧杆与飞行员交互方式，主动侧杆不仅传递操纵指令，还通过触觉反馈向飞行员传递飞行状态，使飞行员能够快速感知飞机故障并采取相应措施。同时，设计了控制增稳系统，选用自适应控制器，并在此基础上设计了改进型自适应控制器+PID控制器。利用模糊控制机制动态分配人机控制权重，为飞机系统和飞行员之间的交互提供更加灵活和精确的控制方式。最后，通过仿真验证了所设计的含主动侧杆的人机交互控制方法的有效性。     

战斗机头盔瞄准/显示系统

装备大离轴角近距空空导弹的战斗机,飞行员只有配备头盔瞄准/显示系统才能具有“看到就打”(look-to-shoot)的能力,达到先发制人的目的。最简单的头盔瞄准具采用发光二极管产生的十字线对准目标,导弹的导引头就会指向目标,而复杂的头盔瞄准具把阴极射线管(CRT)产生的图像投影在飞行员护目镜上,不仅显示瞄准符号,而且显示飞行数据和火控数     

近舰区风场建模与着舰仿真分析

通过分析近舰区风场特点,建立了低空风场和舰尾流模型,对飞机的着舰过程进行了仿真分析。分析认为:近舰区风场影响了着舰航迹的稳定性,降低了飞机着舰的安全性和乘坐品质。为了验证模型的合理性,进行了飞行员在环的地面飞行模拟试验,分析了近舰区风场对飞机着舰过程和飞行员操纵特性的影响。试验结果表明,近舰区风场的存在显著增加了飞行员的滚转操纵负荷。     

基于AHP法和Java EE技术的飞行操纵品质评估系统的设计

本文以QAR译码作为飞行操纵品质评估的数据基础,以AHP法这种多目标决策分析方法作为评估手段,采用JavaPlatformEnterpriseEdition(JavaEE)中相关技术设计并实现了飞行操纵品质评估系统。系统投入运行后,能较全面合理地反映了飞行员实际技术水平。由于系统基于JAVA消息服务的多层分布式架构,使用极为方便且极具扩展性,已与故障诊断系统进行了集成。     

图片消息

作为追赶俄罗斯在近距格斗技术领域的领先地位的一部分,美国在近距模拟空战中使用了头盔显示技术。预先研究计划局是在一架针对一架NASA F/A-18A的模拟作战的X-31上使用此显示器(见图)。在飞行员头盔观察窗上显示了关键飞行信息,包括迎角、航向、空速和加速度,因此,飞行员不必下视而失去对目标的注视。紧接着的计划内容是,在显示上叠加模拟敌机的图像用于训练。X-31自去年11月开始试验以来的15次针对F/A-18模拟交战中赢了多数次。之后,X-31将消除垂尾的影响和使用推力矢量控制验证无尾翼飞行的可行性。取消垂尾将可减小阻力、重量和雷达信号。 (鄢)