变革中的直升机驾驶舱

新技术的不断发展,已经可以帮助驾驶员在夜间、恶劣气象条件和拥挤空域中安全飞行。本文简要介绍了电子显示技术和微处理机发展对直升机驾驶舱带来的变化,信息时代军用和民用直升机驾驶舱的发展趋势,以及V-22驾驶舱设计思想和改进等内容。     

基于人因工程学的民用直升机驾驶舱布置

民用直升机驾驶舱布置在局方审查的过程中,暴露了不少问题,主要体现在人机功效上。通过对人因工程学在驾驶舱布置中所涉及的学科的研究,系统地梳理了驾驶舱布置需要考虑的因素及遵循的原则,从而提高驾驶员满意度并确保飞行安全。     

按照人机工效学设计的直升机座椅

直升机驾驶员在执行作战任务或完成长时间飞行时,最重要的因素之一是拥有一个理想的人机界面。一个符合人体生理需要的工作环境是提高驾驶员及整个系统效能的最好方法。而目前大多数直升机飞行员对现有工作环境感到不满,因为飞行时的非生理性姿势会导致疲劳和背部疼痛。工作环境不良的原因之一是座椅靠垫形状不符合人体外形的自然弯曲,之二是驾驶舱控制飞     

直升机贴地飞行时人—机响应特性研究

本文分析和研究了驾驶员工作负荷、操纵功效和阻尼等对贴地飞行时直升机飞行品质的影响,导出了简化的驾驶员增益和驾驶员评定等级的工程计算公式,并与飞行试验数据进行了比较.结果表明,本文的方法可用于各种直升机的飞行试验和设计估算.     

直升机旋翼迟后和驾驶员反馈作用的影响研究

本文分析研究了直升机旋翼迟后和驾驶员反馈作用对直升机飞行品质的影响,根据直升机的飞行试验结果,计算了旋翼迟后的影响,并进行了闭环分析.计算结果表明,旋翼迟后和驾驶员反馈作用均使直升机阻尼增加,稳定性增加.     

EC225/725全显示驾驶舱与航电系统

本文简要介绍了EC225/725直升机开放式驾驶舱与航电系统的组成、系统结构及设计特点等,重点阐述了驾驶舱显示系统与自动飞行控制系统所应用的新技术。     

美利坚航空公司实施高级机动飞行计划

美利坚航空公司成功地实施了一项高级机动飞行培训计划（AMP）。这一成功引起其他美国航空公司的兴趣。它们纷纷要求美利坚航为其驾驶员进行这种为期一天的培训或自己开设相同的课程。针对驾驶舱自动化水平的日益提高，AMP旨在提高驾驶员的运输机空气动力学知识、磨炼驾驶员从意外操纵失控状态中恢复的基本飞行技能和最大限度地发挥飞机的飞行性能以避免事故的发生。FAA和美国国家运输安全委员会对AMP表示赞赏并正计划向航空公司驾驶员推行这一培训计划。美利坚航空公司实施高级机动飞行计划     

直升机机动飞行的逆模拟

本文给出了一种直升机机动飞行的逆模拟方法以计算跟随预定飞行轨迹的驾驶员操纵,根据这一方法可以确定为完成直升机机动飞行所需的驾驶员操纵输入及直长机的飞行速度、角速度和的变化历程。直同飞行动力学模型没有作任何线化假设,其中考虑了旋翼入流的时滞效应、前行桨叶的压缩性物后行桨叶的失速特性及旋翼桨叶的非定常挥舞运动,引入了旋翼尾迹对直升机机身、尾翼和尾桨的气动干扰。最后以黑鹰直升机为例计算了鱼跃越障机动飞行     

直升机人机耦合研究现状与趋势

开展直升机人机耦合研究对于确保直升机飞行安全具有重要意义。简要介绍了飞机/直升机人机耦合、驾驶员诱发振荡以及驾驶员辅助振荡等概念及其关系,分析了直升机人机耦合振荡的诱发原因,总结了其分类及特点。对当前国内外直升机人机耦合的研究现状进行了综述,并对驾驶员建模技术和振荡机理分析方法等研究热点问题进行了分析。最后,指出了未来直升机人机耦合的研究趋势。     

脱胎换骨的S-76D

S-76D直升机是S-76直升机系列的一个新成员,它在原型机S-76的基础之上进行了脱胎换骨的改进,集静音技术、高燃油效率、大功率发动机和先进驾驶舱于一身,是西科斯基公司为客户精心打造的一个更安全的新型飞行平台。     

Augmented flight dynamics model for pilot workload evaluation in tilt-rotor aircraft optimal landing procedure after one engine failure

An augmented flight dynamics model is developed to extend the existing flight dynamics model of tilt-rotor aircraft for optimal landing procedure analysis in the event of one engine failure.Compared with the existing flight dynamics model, the augmented model involves with more pilot control information in cockpit and is validated against the flight test data. Based on the augmented flight dynamics model, the optimal landing procedure of XV-15 tilt-rotor aircraft after one engine failure is formulated into a Nonlinear Optimal Control Problem(NOCP), solved by collocation and numerical optimization method. The time histories of pilot controls in cockpit during the optimal landing procedure are obtained for the evaluation of pilot workload. An evaluation method which can synthetically quantify the pilot workload in time and frequency domains is proposed with metrics of aggressiveness and cutoff frequencies of pilot controls. The scale of the pilot workload is compared with those of the shipboard landing procedures, bob-up/bob-down and dash/quickstop maneuvers of UH-60 helicopter. The results show that the aggressiveness of pilot collective and longitudinal controls for the tilt-rotor aircraft optimal landing procedure after one engine failure are higher than those for UH-60 helicopter shipboard landing procedures up to the condition of sea state 4, while the pilot cutoff frequency of collective control is lower than that of the bob-up/bob-down maneuver but the pilot cutoff frequency of longitudinal control is higher than that of the dash/quick-stop maneuver. The evaluated pilot workload level is between Cooper–Harper HQR Level 2 and Level 3.     

飞机座舱人机工效评定实验台研制

为解决飞机人机界面设计在新形势下面临的问题,研制了一套基于飞行模拟器的驾驶员工效评定实验台,以便在更加实际的飞行情况下对飞行员的认知特性进行研究.该实验台由飞机座舱、仿真软件、计算机系统和生理参数测量系统等组成,能开展座舱优化布局、界面信息显示适人性、脑力负荷的综合评定等研究.该实验台的研制为飞机人机界面的工效设计和评定提供了一种新的方法.     

基于视觉仿真的飞机座舱风挡眩光分布影响研究

现代飞机座舱内照明灯具、综合显示器以及其他发光显示器件的大量应用,使得座舱内光学环境越来越复杂。不合理的照明和内饰设计,或者不合适的舱内空间布局,将会导致各种有害光的出现,影响飞行安全。采用视觉仿真方法,从操纵台控制显示装置的布置角度、布置位置等方面对其在前风挡形成的有害光进行分析,结果表明：针对大弧度曲面造型风挡,调整控制显示装置布置角度对有害光分布的影响有限,调整布置位置对有害光分布的影响显著,可以大大改善或避免眩光对飞行员的影响。     

基于直升机舰面起降动态仿真的风限图计算

建立了基于直升机舰面起降动态仿真的风限图（WOD）计算方法,综合计入舰船尾流、直升机运动和驾驶员操控等多因素的作用提升风限图计算的准确度。基于耦合舰船非定常尾流的飞行动力学模型,发展了适于直升机多轴协同操控的驾驶员模型,建立了舰面起降轨迹的数学描述和生成方法,形成计入舰船尾流、直升机运动和驾驶员操控等多因素综合作用的直升机舰面起降动态仿真方法。在此基础上,总结风限图计算判据,建立风限图计算方法。计算结果表明,某些风况下直升机在舰面起飞和降落过程中受到舰船尾流的干扰远大于在甲板上方悬停时受到的作用。本文方法能够捕捉到不同起降点和起降方式导致舰船尾流时空变化的干扰,与传统计算方法相比,显著提升了风限图计算的准确度。     

Prediction of pilot workload in helicopter landing after one engine failure

This paper presents a method to predict the pilot workload in helicopter landing after one engine failure. The landing procedure is simulated numerically via applying nonlinear optimal control method in the form of performance index, path constraints and boundary conditions based on an augmented six-degree-of-freedom rigid-body flight dynamics model, solved by collocation and numerical optimization method. UH-60A helicopter is taken as the sample for the demonstration of landing after one engine failure. The numerical simulation was conducted to find the trajectory of helicopter and the controls from pilot for landing after one engine failure with different performance index considering the factor of pilot workload. The reasonable performance index and corresponding landing trajectory and controls are obtained by making a comparison with those from the flight test data. Furthermore, the pilot workload is evaluated based on wavelet transform analysis of the pilot control activities. The workloads of pilot control activities for collective control, longitudinal and lateral cyclic controls and pedal control during the helicopter landing after one engine failure are examined and compared with those of flight test. The results show that when the performance index considers the factor of pilot workload properly, the characteristics of amplitudes and constituent frequencies of pilot control inputs in the optimal solution are consistent with those of the pilot control inputs in the flight test. Therefore, the proposed method provides a tool of predicting the pilot workload in helicopter landing after one engine failure.     

基于虚拟设计的民机驾驶舱工效布局评价

提出了一种基于虚拟设计的民机驾驶舱工效布局评价方法,并对某型民机驾驶舱进行了工效布局评价.将某型民机驾驶舱CATIA模型导入工效分析软件JACK并进行优化,创建了5%、50%和95%我国飞行员人体模型,进行了座椅、仪表板、遮光罩、方向舵踏板、操纵杆(盘)、中央控制台、顶部仪表板的布局评价.发现了布局设计中若干不符合工效特性的地方,并提出了改进建议.该方法可预先在虚拟设计中进行布局评价,节约了设计费用,提高了设计效率.