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。     

计算机造型和模拟在保护头盔研制中的应用

飞行员在高速弹射离机时,头盔吹掉现象时有发生。作为高性能飞机飞行员头部防护研究项目(AAHP)的一部分,美国海军航空发展中心(NADC)正在对这一问题进行研究。 飞行员离开座舱时遇到的强大气动力是高速弹射过程中造成头盔吹掉     

轻型飞行模拟器座舱中飞行员头部运动范围的求解

在轻型模拟器中,为获得头盔伺服系统有效的预测范围以及实现对其六自由度并联机构的结构优化,需要明确飞行员在进行飞行操作时的头部运动范围。本文在对影响头部运动的身体部位及关节的分析基础上,建立人体躯干至头部的结构模型。根据串联机器人运动学正解方法计算头部运动范围。仿真结果表明,求解得到的头部运动范围是符合人体运动规律的。同...     

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。     

基于改进KNN算法的飞行员工作负荷评估

针对使用主观量表评估飞行员工作负荷易受主观因素干扰的问题,将飞行员工作负荷评估试验划分成连续的15 s时间窗口,基于时间窗口内的客观绩效和生理数据,建立飞行员工作负荷评估模型。使用插值、去均值、归一化等方法预处理数据后,再将生理数据变化量作为工作负荷的特征维度,并基于生理数据变化量改进KNN算法,对工作负荷进行分类。通过引入生理数据变化量作为工作负荷的特征维度,优化分类模型的数据结构后,各传统分类算法的测试集F1分数均得到提高;使用生理数据变化量改进KNN算法后,高负荷数据分类准确率达到71%,总体准确率能达到88.5%;相比于传统KNN算法,高负荷数据分类准确率提升36.5%,总体准确率提升6.3%。     

GEC公司研制夜间作战使用的头盔系统

CEC-马可尼航空电子公司正着力开发能够改进战术喷气机夜间作战能力的夜视镜和头盔显示器.该公司的近期方案是“夜鸟”夜视镜.它用于飞行员弹射程序中最先自动分离的部分.这种弹射中的分离功能减轻了设计人员对于飞行员弹射时头盔上的目镜会损伤其颈部的担心.另一个重要的特征是该夜视镜与平显兼容,飞机员佩戴“夜鸟”时,同样可     

民用飞机后机身参数化设计探究

通过对民用飞机后机身外形特征的分析,总结了民机后机身外形定义的关键参数,研究后机身外形参数化外形成型的可能性,提出了民机外形参数化设计的方法和思路。     

头盔伺服系统的主动柔顺控制

 对头盔伺服系统(HMDPM)主动柔顺控制策略的主要内容——轨迹规划和控制方法进行了研究。首先,采用基于力反馈和滑动杆动力学模型的头部运动预测法进行轨迹规划,该方法利用并联机构(PM)分支杆长与运动平台位姿间的映射关系,通过力反馈信息和6-3UPS并联机构滑动杆动力学模型对头部运动进行预测,为头盔伺服系统的位置控制提供期望轨迹;然后,基于头盔伺服系统的动力学模型对系统的惯性项和非线性项进行了计算,设计了惯性项和非线性项补偿控制器,在进行头部运动跟踪的同时,实现了头盔显示器与头部间接触力的控制;最后,采用SimMechanics模块建立了HMDPM—人交互模型,并进行了相关验证实验。仿真结果表明,基于力反馈和滑动副滑动杆动力学模型的头部运动预测法能实时地、较为准确地预测出头部运动位置;基于动力学模型的惯性和非线性项补偿控制器不仅可以较为准确地跟踪头部运动,而且还能有效地减小头盔显示器与头部间的接触力,降低执行机构的刚度、减少系统摩擦力等非线性因素对使用者的干扰。     

一起飞机头盔显示系统故障分析

头盔显示系统是飞机机上显示系统的重要子系统之一。本文针对一起头盔显示系统地面通电检查无显示画面故障,从理论上对故障的产生进行机理分析,并结合该型飞机头盔显示系统的设计特点及理论分析结果,建立完整的排故流程,实现对故障的最终定位与排除,为今后该型头盔显示系统的维护保障工作提供一定的参考。     

基于头部运动要求的六自由度头盔伺服系统尺寸优化设计及其方法

以头部运动特性为设计要求,对六自由度头盔伺服系统的尺寸优化设计及其方法进行了研究.通过实验数据分析,总结了飞行学员训练过程中头部的运动特性.将运动特性分为两类——必备指标和可选指标,并以此为设计性能要求,定义了头盔伺服系统各运动特性指标的目标函数,并结合非线性最小二乘法的原理,建立了优化问题的数学模型.提出了一种基于C...     

飞机横截面积分布的跨声速面积律验证

利用跨声速面积律对超声速飞机进行外形修形是飞机外形设计中的一项重要工作。本文基于对CATIA和EXCEL进行二次开发,利用Visual Basic语言编制出自动测量飞机横截面积分布的程序。通过在多个型号飞机外形设计中的应用,说明该方法对指导超声速飞机外形设计具有重要的指导意义。     

基于视频图像处理的头部位置跟踪方法的探索

针对目前头盔显示器头部位置跟踪过程中存在瞄准速度不快,灵敏度不高,头盔重量偏大,只考虑头部位置,未考虑人眼在跟踪瞄准过程中的功能等问题,特提出一种基于人眼及头位综合视频检测高精度快速瞄准新方法,它采用基于视频图像处理方法来检测头部与飞机的夹角和注视方向相对头部的偏角。     

一种基于刀口测头的内尺寸测量方法研究

随着精密机械加工复杂化程度的提高,传统量块组合填塞法或影像法测量各种柱面内尺寸已不能满足精密测量技术发展的需要,它们或对人员素质要求较高,或只能反映局部特征。本文介绍了一种基于刀口(楔形)测头的内尺寸测量方法,通过改进万能测长仪的内测钩,设计专用刀口平面组合测头,利用内外测头结合标定的方法,采用量块比较测量法实现了对柱面内尺寸的测量。并以花键环规为例,分析了测量结果的测量不确定度,通过En值的计算,证明了该方法的有效性和可靠性。     

某型初级教练机燃油测量系统改进研究

本文简要介绍了某型初级教练机燃油测量系统工作原理,并进行了改进研究,改进后,燃油测量系统测量精度较高,能适应飞机的各种飞行状态,满足飞行员的使用要求.     

基于马赫线切割的楔形乘波前体改进设计研究

为了改善楔形乘波前体两侧大下反角对其横航向静稳定性的不利影响,利用马赫线切割方法对其进行了改进设计。该方法为在不影响进气道入流的条件下,对前体预压缩面的改进提供了基础。通过斜激波关系式求出了后掠斜楔激波脱体的临界参数,将其应用于楔形乘波前体的改进,使改进后的外形仍具有乘波特性。使用以上方法对典型楔形乘波前体开展了改进设计,采用数值模拟方法对改进外形进行计算分析。结果表明无粘流场中进气道入流区域的流场与原楔形乘波前体完全一致,无粘升阻比有所提高;同时,改进外形的横航向静稳定性与原楔形乘波体相比有明显改善。粘性数值模拟结果显示改进外形在有粘条件下仍具有较好的乘波特性和升阻比。     

跨声速飞机高可信度多设计点多约束气动优化设计技术研究

本文目的是研究和开发工程实用的高可信度数值优化设计技术,并应用于先进跨声速飞机机翼的三维气动外形优化设计。本文综合应用了自由几何变形(FFD)几何外形参数化方法、弹簧比拟非结构网格变形方法、基于RANS方程的高可信度计算流体力学(CFD)分析方法、径向基函数(RBF)代理模型方法、粒子群寻优(PSO)方法等技术,分别对NASA CRM模型、航空工业设计的W2机翼模型展开了单设计点和多设计点的三维气动外形优化设计。通过对单设计点优化设计后的CRM翼身组合体、双设计点优化设计后的W2机翼模型气动外形进行详细的气动分析,发现优化后的CRM翼身组合体、W2机翼模型相对初始外形气动性能得到显著改进,证实了数值优化设计技术应用于先进跨声速飞机机翼三维气动外形设计的有效性。同时证实了开发的数值优化设计技术和工具的正确性和实用性。     

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。     

空天飞机用涡轮风扇-冲压组会发动机的设计研究

本文对分离式涡扇-冲压发动机进行了初步设计研究,讨论了如何选择发动机结构外形,设计参数(包括旁路比、压力比、涡轮前温度和燃料种类)以及涡轮冲压发动机工作方式等。通过计算表示了不同设计参数对发动机性能的影响,还分析了普通进气道对发动机性能的影响。     

超声速飞行器FADS系统实时解算设计与验证

针对典型超声速飞行器的头部外形,采用CFD数值模拟方法计算获得超声速飞行器头部测压点阵列的压力数据,设计了基于BP神经网络技术的求解算法和基于FPGA+DSP构架数字信号处理的解算机、飞行马赫数2.0~4.5的嵌入式大气数据传感系统实时解算方案。应用蒙特卡罗法分析测量总误差对算法模型的影响,并获得满足嵌入式大气数据传感系统设计目标要求的测量系统总误差。算法在解算机上完成1次计算所需时间1ms,完全可以满足嵌入式大气数据传感系统算法实时解算设计的要求。在1.2m×1.2m超声速风洞完成求解算法的实时解算试验,试验结果与风洞系统的测量结果基本吻合,系统在实时解算过程中未出现异常、能灵敏反映出来流参数变化、具有很好的鲁棒性和敏捷性。静压测量相对误差≤6.9%,马赫数测量误差0.1,迎角和侧滑角的测量误差均1°。最后还分析了试验误差影响因素,提出了试验改进的方法。     

直升机机身气动外形的低阻优化设计

直升机机身阻力是飞行阻力的主要来源之一,通过对机身外形的优化设计,能够实现直升机的高效低阻飞行.首先,把机身划分为头部、中段和尾梁三段,对其外形轮廓线进行CST参数化表示;其次,采用拉丁超立方法选取试验设计样本点,计算各样本点的阻力系数,构造Kriging代理模型,估计模型预测的精度;最后,选用序列二次规划算法对其进行优化,并对优化后的机身模型进行了风洞试验.通过计算分析可知:所建立的Kriing代理模型能够精确预测阻力系数值,优化后得到了机身的设计参数;机身阻力系数减小了15.3％,理论值与试验值吻合良好.