基于WPF技术的试飞数据实时监控系统设计研究

立足于当前大型民用飞机试飞模式,集合数据处理及实时监控特点,在Visual Studio环境下,利用WPF软件编程技术,构建了基于数据层、业务逻辑层、表示层的试飞数据实时监控系统。系统利用多种显式控件,充分模拟了试飞数据监控状态,通过WPF数据驱动模型及合理的线程资源调配,实现了对不同类型数据的实时监控、分析、存储和回放,为后续民机试飞测试技术的创新提供了参考依据。     

多无人机监控系统人机交互界面研究

首先从人机权限方面考虑,提出基于三级自主等级以上的无人机系统,分析典型无人机作战任务下各操作项自动化程度、复杂性等信息,得出多机监控能力下操作员角色需向指挥员转变。然后以四机监控为例,通过设计人机智能认知信息架构,建立操作员意图识别模型,采用空域页面布局切换和时域页面智能推显等形 式进行人机交互界面设计,实现单操作员对多架无人机的监控。最后在飞行模拟器环境下进行了多机监控仿真测试,测试结果证明本文设计的人机交互界面合理可行。     

基于三维空域网格的低空飞行航迹战略规划方法

针对复杂低空环境下航空应急救援飞行安全问题,提出了一种基于三维空域网格的飞行航迹战略规划方法。将空域网格化分成多个飞行航迹节点,同时考虑地形、气象、飞行规则以及航空器性能等多种约束,使用改进的A*算法搜索单个航空器的最优飞行航迹。在单个航空器初始飞行航迹基础上,结合时间窗原理,提出两种方法解决了多机无冲突航迹战略规划问题。最后,通过案例仿真验证了方法的有效性。     

基于AIDL的气象模型4D航迹预测

随着飞行流量的增加,提高空域利用率及安全性需要更精准的预测航迹作为飞行管理的参考依据。基于地空实时信息交换技术AIDL,将影响航迹预测精度的不确定性因素气象模型考虑在内,提出改进模型,并建立相应的4D航迹预测算法,运用AIDL语言实现多类势态信息、多用户有效分享、空地、空空、地地的协同决策。通过仿真计算及建立交互模型,考虑实际气象条件的飞行轨迹,将AIDL运用到实时交互通信中,对于提高轨迹预测的精度以及提高空域利用率具有实际应用价值。     

第三架C919飞机完成首飞

<正>2018年12月28日12时45分,C919大型客机103架机平安降落上海浦东国际机场,圆满完成第一次飞行,标志着目前共三架C919飞机进入试飞状态。此次飞行后,C919飞机103架机将适时转场西安阎良,开展颤振、空速校准、载荷、操稳和性能等科目的试飞。目前,C919飞机两架试飞机在西安阎良、山东东营和江西南昌开展多地同步试验试飞。     

一种新型相控阵雷达多目标模拟器设计

针对某型相控阵雷达目标模拟器采用单目标技术,无法真实模拟跟踪多目标回波信号的问题,设计了一种新型多目标模拟器。该模拟器采用DDS(Direct Digital Synthesis,直接数字频综)信号产生、数字信号存储及控制等技术,结合航迹数据产生与控制软件,实现多目标回波信号模拟的同时,实现并完善了模拟器的多目标引导数据注入、理论弹道演练和实测数据回放等模拟和训练功能。软件部分,在考虑目标回波特性的基础上,利用施威林Ⅰ型模型产生目标回波,实现目标回波的模拟仿真工作。在硬件上设计了以FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)为核心的功能模块,将模拟仿真信号实时生成目标回波。实际应用表明,该模拟器控制简单,运行稳定,精度高,完全满足跟踪测量和模拟训练需求。     

ARJ21-700飞机102、103架机完成银川航电系统试飞任务顺利转场西安阎良

2013年10月28日,ARJ21-700飞机103架机在完成银川航电系统试飞任务后,从银川河东机场起飞,经过51分钟飞行,顺利转场阎良试飞院机场,标志着此次银川航电系统试飞任务全部完成。此前,102架机已于10月19日从银川河东机场顺利转场阎良试飞机场。此次银川航电系统试飞任务由102、103两架飞机完成,其中102架机在银川共飞行3架次,完成了基本型仪表进近系统审定试飞科目;103架机在银川共飞行10个架次,完成了飞行管理、仪表进近、TAWS(地形防撞警告系统)、指示记录系统(结合)等审定试飞科目。经过参试人员对试飞数据的分析和对试飞结果的确认,此次试飞结果有效。     

受限航路空域自主航迹规划与冲突管理技术

为了解决在基于航迹运行的空中交通管理自动化系统中人机意识同步的问题，以航路运行为对象，开展了面向受限空域的自主四维航迹（4DT）冲突探测与解脱（CD&R）技术研究。基于自由航线空域（FRA）环境，提出基于栅格的空域离散化处理与计算方法；在此基础上，提出受限空域自主航迹运行两阶段方法：阶段1运用可视图（VG）法和Dijkstra算法，实现了满足限制区约束的航空器期望航迹快速规划；阶段2提出航迹可达时空域模型及其图形化表达方法，并基于连续飞行动力学推导出了不同情况下的航空器位置更新模型，并采用局部冲突探测与解脱方法，以飞行距离最短为目标，实现航空器自主路径与速度联动规划，从而支撑空地、人机认知同步的无冲突四维航迹生成；最后，以中国西部典型空域为运行场景开展仿真实验，验证了所提方法的计算高效性和模型有效性，并对栅格尺寸和探测距离这2个关键参数进行了灵敏度分析。结果表明，所提方法能够支撑复杂空域高密度运行环境自主航迹运行，为推动自主空中交通系统发展提供了新思路和新方法。     

dSPACE／CLib在无人机飞行仿真中的应用

dSPACE实时仿真系统有着广泛的应用,然而其实验软件工具ControlDesk不可避免也存在一些不足,在某些情况下无法提供给开发者足够的扩展空间,无法满足特定的需求.而CLib作为dSPACE的接口库,开发者可以利用其开发满足特定需求的应用软件.在详细介绍了CLjb之后,根据无人机飞行仿真的具体要求,成功的将CLib应用于无人机飞行控制系统仿真,开发了基于CLib的无人机仿真飞行航迹显示软件.实验结果表明,CLib的应用增强了dSPACE的功能.     

基于Measurement Studio的民机颤振试飞数据实时监控分析系统设计与研究

颤振试飞是风险极高、多学科交叉的复杂试飞科目,其实时监控及分析显得极为重要。以某型国产民机颤振试飞为背景,基于Measurement Studio平台,设计开发了颤振试飞数据实时监控分析系统。系统集成了半带宽法、快速傅里叶变换、小波转换等算法,实现了颤振数据的时频域分析、阻尼计算,并以文本格式在实时状态下记录了颤振数据,同时以多线程和DataBinding模型完成了分析结果的实时显示,为国产民机的安全试飞提供了技术保障。     

A Digital Map Set for the Night Attack Aircraft

There has been much interest recently in applying cartographic digital data bases to advanced avionics systems as a solution to specific problems associated with night attack aircraft missions. The tremendous computer horsepower required to accomplish this task in real-time in an airborne environment is well documented. Hardware implementation of complex algorithms traditionally has produced custom devices which accomplish a specific function on a specific data structure. Historically, this has resulted in powerful but inflexible systems incapable of adapting to the changing requirements of military missions. In an age of evolving technology, these pitfalls must be avoided by incorporating expected changes into the design of digital map systems. If they are made to accommodate a variety of cartographic data bases and allow for programmable manipulation of those bases, this new class of digital map sets can be reconfigured at the software level to meet the changing requirements of aircraft missions. This paper addresses current design concepts for such a map system on a Night Attack aircraft. The focus is on issues concerning the development and handling of existing map data products to meet current system requirements. This system, called the Digital Map Set (DMS), is being designed to accomplish the classical manipulations of Defense Mapping Agency Digital Land Mass System data. Additionally, aeronautical charts, aerial reconnaissance photos, flight plan data, and other two-dimensional bit mapped graphics also are accommodated. Mission requirements relating to the cartographic data bases shall be discussed along with ground support station and airborne system design issues.     

机翼结冰生命周期的数字孪生软件系统

飞机巡航中的机翼结冰情况是关系到飞行安全的重大实际问题之一,如果能够实时监测甚至根据环境提前预测机翼结冰过程和状况,对改进机翼防除冰设计、规避飞行危险都具有重大意义。数字孪生技术作为5G信息时代中新兴的技术,为物理过程的虚拟呈现提供了新的思路与解决方案、同时数字孪生技术结合人工智能等技术,同样可以应用于飞机巡航中机翼结冰物理过程,对实时监测与预测提供了新的技术保证。从数字孪生的角度出发,以机翼结冰神经网络模型为切入点,设计实现了一款基于数字孪生和人工智能技术的巡航中机翼结冰二维过程快速呈现软件系统。软件获取飞机巡航结冰参数与飞行参数,运行结果能够利用动态显示方式,呈现飞机巡航中机翼结冰全生命周期。     

基于适航的通航飞机左边界飞行安全研究

失速/尾旋一直是通航飞机面临的最严重的左边界飞行安全问题，失速/尾旋事故统计结果表明，具备尾旋改出能力，不能避免失速/尾旋造成灾难性后果。为了避免飞机出现无意偏离可控飞行的趋势，通过对“多重防御”理念和基于此理念修订的失速/尾旋条款及其符合性验证方法的解析，提出通过提升飞行员的状态感知、增强飞机抗偏离特性和降低失控危害程度等层面的通航飞机左边界飞行的多重防御体系构建方法。本文提出的方法有助于通航飞机更好的符合新规章中失速尾旋适航条款的要求，达到提升左边界飞行安全的目的。     

民机试飞测试数据处理分析软件设计开发

测试数据是民机试飞过程中的最终产物,是反映飞机系统状态、表明适航符合性的重要依据。 随着大量先进航空总线在民机上的应用,测试数据的体量越发庞大、类型也更为复杂,为测试数据的处理和分析带来了巨大的挑战。 对民机试飞测试数据的类型、存储特点和常用分析方法进行了研究,深入分析了试飞测试数据的处理和分析需求,立足于 WPF( windows presentation foundation)平台,采用 MVVM(Model-View-ViewModel)设计模式,使用了内存管理、DataBinding 事件模型、反射等关键技术,集成了 SciChart、时序数据库等组件,设计开发了民机试飞测试数据处理分析软件。 软件实现了试飞测试数据的快速处理、分析及可视化,可完成多个数据文件的同时加载、进行 1 Hz ~ 16 kHz 不同采样率下数据分析结果的可视化展示,经实际应用,满足了某国产大型客机的试飞需求。     

大型客机燃油重量特性仿真技术研究

基于虚拟飞行的大型客机特性评估,需要更加精准的燃油重量特性,而现有的燃油重量特性分析方法在计算速度和精度上已经无法满足需求,也没有系统的燃油重量特性仿真工具。针对这一问题,改进传统燃油切片法,提出一种基于数据库和耗油顺序的分析方法,分为油箱燃油重量特性数据库构建、燃油系统瞬时重量特性计算和燃油系统重量特性实时监控3个模块进行研究,并基于CATIA二次开发平台,VC++开发环境和Unity3D游戏引擎,开发了一套较系统的飞机燃油重量特性分析软件。选用双通道的A330-300客机作为算例,根据官方公布的数据,利用CATIA建立油箱组模型,作为仿真的原始输入,经过前处理、仿真和后处理3个步骤,对算法及软件的快速性和准确性进行了验证,也说明了发展燃油主动重心控制技术的必要性。     

高高原起飞推力限制参数验证飞行航迹研究

起飞推力限制参数验证试飞(lapse-rate take off,简称LRTO)是飞机高高原动力试飞的核心科目之一。该科目在高高原试飞时,需要在高高原机场的最低安全高度(minimum safety altitude,简称MSA)以下飞行。针对高高原起飞推力限制参数验证试飞的飞行航迹设计进行了研究。介绍了扇区最低安全高度的定义和CCAR91部对低高度飞行的适用条款。阐述了航迹设计的基本要求,包括保护区的定义和要求、航迹精度的构成。详细描述了低于扇区最低安全高度飞行航迹的设计方法,包括试飞区域地形数据的获取、航迹绘制的经验总结、航迹的性能校核、模拟机校核和真机飞行时的逐步逼近。以稻城亚丁机场为例介绍了设计完成的飞行航迹在稻城机场应用的情况,包括航迹在实际应用中的超障余度和应用时的气象要求。     

基于飞控系统故障后的飞行品质评定方法适航验证技术研究

使用电子飞行控制系统的运输类飞机必须要满足适航安全性的要求。由于运输类飞机通用的规章(14CFAR25部)中许多稳定性和操纵性的要求已经不能代表和覆盖对这类飞机的最低安全要求,因此需要采用新的适航验证方法进行适航评定。通过对某型飞机的研究,采用HQRM方法评定,给出了分析取证的流程以及思路,最后给出按照不同组合概率选取不同的适航验证方案。     

基于Agent复杂低空飞行行为建模与仿真

为探索复杂低空混合飞行态势特性,采用Agent技术研究复杂低空飞行建模与仿真。从低空飞行环境分析入手,构建低空环境Agent、通用航空器Agent及内部推理结构,采用Netlogo平台开发复杂低空飞行态势仿真验证系统。仿真结果表明,飞行量与飞行冲突、平均间隔存在相关关系：随着飞行量不断增加,飞行冲突缓慢增加且波动较小,平均间隔呈递减趋势;但当飞行量达到一定程度,飞行冲突迅速增加且波动加剧,平均间隔趋于稳定,表明低空能力达到饱和。     

航空器海上飞行空域规划方法

为充分利用海上空域资源,提供海上飞行有效空域活动范围,针对海上空域可用资源问题进行了研究,主要目的是寻找一种有效的海上空域可用资源规划方法。一方面,分析了我国周边海域的海上空域资源,并基于岸基军、民航已规划使用空域的环境数据,结合周边空管雷达监视能力服务范围信息,设计了一种基于图形栅格化法的海上空域资源智能规划方法。另一方面,基于协同区域随机搜索算法,分析计算出适合航空器飞行的海上空域数据,可为航空器海上飞行空域规划提供可靠依据。