基于μC/OS-Ⅱ的无人直升机飞行控制软件设计

飞行控制软件是无人直升机飞行控制的核心,随着对先进无人直升机的性能要求越来越高,无人直升机的控制系统功能越来越复杂,飞行控制软件的设计也越来越重要。本文基于μC/OS-II实时内核详细介绍无人直升机飞控软件模块化的设计方案,提出基于μC/OS-II的飞行控制软件的任务划分和任务通信等技术。该方案能很好得满足系统对实时性的要求,同时能大大降低了开发难度,提高了可读性和可维护性。并且该方案已经在某小型无人直升机飞行控制系统中得到了很好的验证。     

安全临界系统的开发

由处理器和软件控制的系统,对安全临界设计的要求不断提高,现代机电一体化系统要求安全临界设计。嵌入式处理器和其软件是设计一般系统的核心,如四余度数字飞行控制系统、航电系统等,这些系统全部有很严格的安全性和可靠要求。这些系统的故障可能导致死亡甚至于潜在的几百万人的死亡。在软件控制系统中由于故障引发的严重安全事故记录已有很多,而且在增加。把软件引入到传统的电子－机械设备中会如何影响安全？电子技术、软件和系统工程师要对此认真评估,这是最基本的,甚至极端重要的。本文可供现代电传飞机的飞行试验工程师参考。     

风洞虚拟飞行试验中的飞行控制系统快速原型设计与部署技术

利用风洞虚拟飞行技术可在风洞中开展飞行器的飞行控制验证与评估研究。飞行控制子系统是虚拟飞行试验技术的核心,采用控制系统快速原型技术,可实现嵌入式实时飞行控制代码自动生成和快速部署,从而大幅降低飞行控制系统集成难度,有效提高风洞虚拟飞行试验效率。本文概述了Φ3.2m风洞虚拟飞行试验系统组成和现状,详细介绍了基于该系统的飞行控制系统快速原型开发平台和部署方法,通过某飞机缩比模型全数字仿真、半实物仿真和风洞虚拟飞行试验,验证了该技术具有良好的通用性和开放性等特点,可以满足不同型号飞行器风洞虚拟飞行试验飞行控制系统集成需求。     

先进的数据采集和处理系统

自４０、５０年代随心所欲运载物资的飞行以来，飞行发生了惊人的变化，而计算机时代才刚刚开始，在地面根本无法获取数据而是靠语音和雷达跟踪信息来监视飞行，要进行实时安全监视还有待于将来出可靠而有效的地面系统来实现，遗憾的是由于缺少那些在大量偶然事故中发挥重要作用的系统而导致一些重要的先驱者一试飞员受伤或死亡。由于技术的发展，实时获取更多的临界发安全参数和性能参数对地面飞行试验工程师已变为现实。这些技术包     

低速风洞模型自由飞试验飞行控制系统相似准则及模拟方法研究

低速风洞模型自由飞试验技术具有试验成本低、风险低、试验条件可控、试验数据精度高等优点,是支撑新型飞行器研制和新技术验证的重要试验技术。飞行控制系统作为风洞模型自由飞试验平台的核心系统,与原型机的系统相似是保证试验结果反映原型机稳定与控制特性的关键。从试验相似准则出发,针对飞行控制系统的相似要求进行分析和仿真,研究了其需要满足的相似关系及其模拟方法,分析了飞行控制律相似性转换的方法、系统采样频率的确定以及飞控系统部件动态特性对飞机响应的影响等问题,最后开展了试验验证,验证了飞行控制系统实现以及试验结果应用于原型机飞行稳定与控制响应特性预测的可行性,为低速风洞模型自由飞试验技术的发展与完善提供依据,为其工程化应用奠定基础。     

民机自动飞行模式设计规范与适航性分析

民机自动飞行系统对降低飞行员工作负荷、提高飞行安全性具有重要作用.分析了自动飞行系统飞行模式设计的相关适航规范要求,研究了模式设计的基本方法和软件开发工具,以及适航符合性验证方法.开发了一种飞行模式设计与仿真平台,基于MATLAB/Stateflow设计飞行模式及其切换机制,采用MATLAB/GUI接收驾驶员操作输入,并调用飞行动力学模型进行实时仿真.形成一个集模式设计、仿真和验证一体化的闭环平台,可用于民机飞行模式的设计和适航性分析.     

电子航图在通用航空飞行准备中的应用

以一个飞行准备辅助系统的开发为例，详细介绍了电子航图在通用航空飞行准备中的应用技术和方法，包括地理信息、航行资料和机型性能数据库的建库技术以及航线准备、飞行计划制定方法等内容，可供相关系统的开发人员借鉴。     

Ⅱ类仪表着陆系统的性能要求和建设方案

Ⅱ类仪表着陆系统对提高民航机场的精密进近导航能力，保障低能见度情况下民航飞行安全和提高航班正常率能起到巨大的促进作用，但同时对系统性能、设备配置、台址设置和临界区保护也提出了更严格的要求，笔者根据国际民航组织和中国民航总局有关仪表着陆系统技术要求和运行规定，结合设计和建设北京首都机场Ⅱ类仪表着陆系统的经验，对系统的性能要求、设备配置方案、台和保护区以及飞行校验应注意的问题进行了较为系统的论述。     

固定翼无人机飞行性能试验验证标准研究

通过对国内外现有的无人机飞行性能试验验证相关规范和标准进行研究,对传统有人机飞行性能验证方法的适用性进行分析,提出了我国固定翼无人机飞行性能试验验证标准的具体要求,并针对我国无人机飞行性能适航审查要求出相关建议,将促进我国无人机系统标准体系及适航性技术体系的建立。     

X—29A飞机结构载荷飞行试验

Ｘ－２９Ａ研究和技术验证机已完成了一项成果显著的飞行试验计划，主要研究目的是稳妥地开发、评价和验证许多气动、结构和飞行控制技术，所有这一切均高度地综合在该飞机的设计之中。本文概述了有关技术、飞行试验方法，主要结果和根据结构飞行载荷分析所得到的经验。     

航空公司飞行任务管理计算机软件系统

飞行任务人员排班与飞行时间统计管理是航空公司飞行管理工作的核心任务，它关系到航班飞行正常，飞行人员技术档案的有效管理，并可以避免飞行超时、保证飞行安全。飞行任务管理计算机软件系统利用计算机网络和数据库技术，为这项工作的现代化管理提供了强有力的工具。     

直升机模型跟踪光传飞控技术研究

为提高武装直升机贴地飞行操纵品质,开发了自适应显模型跟踪实时飞行控制仿真系统,建立了直升机显模型跟踪贴地飞行电/光传操纵地面物理仿真验证平台。经电/光传特性对比,验证了所开发的2种光传技术的有效性。为直升机光传控制技术的研究开发提供了技术措施及地面物理仿真验证平台。     

充气式减速技术试验器的设计和飞行试验

为验证充气再入与式减速技术的原理和返回工作程序,研制了基于多充气环结构的飞行试验器,介绍了试验器的设计方案、技术指标、飞行试验方案,并对试验器的核心装置——充气锥的设计进行了说明。开展飞行试验对部分关键技术进行验证,并对地面试验和演示验证飞行试验情况进行了总结。飞行试验结果表明,基于多充气环结构的充气式减速系统方案合理,折叠包装效率较高,与运载平台分离后快速充气展开,返回过程满足气动减速要求,着陆速度达到预期要求;柔性气动减速技术、刚柔耦合结构设计技术、多充气环结构加工制造技术、高效折叠包装及有序展开技术、快速充气技术、地面试验技术等关键技术得到了验证。     

战术飞行实时轨迹优化系统设计

介绍了在所开发的“战术飞行轨迹优化系统”中采用的轨迹优化方法－启发式搜索算法的改进方案。为了加快搜索速度，建立了专家系统，介绍了专家系统的规则。为了验证方法的有效性，建立了基于局域网的地面实时仿真系统，详细介绍了专家系统的设计。仿真计算结果表明，所开发的飞行轨迹优化系统是可行的。     

容错软件：提高软件可靠性的有效途径

一.引言对于某些安全关键系统(飞机的飞行控制系统)、维修人员不可达系统(人造卫星和宇宙飞船上的某些控制系统)和失效后会造成重大经济损失的系统,对可靠性都提出了很高的要求。对于军用飞机的飞行控制系统而言通常在每次飞行时间为一小时条件下其效率就达到10**(-7)/小时(相当于机械操纵系统水平)。而对于民用飞机的飞行控制系统而言,则要求每次飞行时阀为10小时条件下,其失效率应达到10**(-10)/小时。这样的高可靠性要求,从硬件设计的角度看,目前的工艺水平和元器件水平     

二维有限元模型在燃气轮机转子-支承系统临界转速计算中的应用

应用专业的转子动力特性分析软件SAMCEF／ROTOR，建立了燃气轮机转子的二维有限元分析模型，计算了该转子系统的临界转速，并与其它经典方法的计算结果以及试验结果进行了比较，验证了用二维轴对称有限元模型计算转子临界转速的工程实用性和可靠性。     

一种半实物仿真试验软件安全性评估方法

针对机载软件在多因素耦合复杂飞行情形下的安全性评估与开发安全控制,提出一种基于半实物仿真试验的软件安全性评估方法。介绍了采用飞行模拟器试验对软件安全性进行评估的思想;设计了实施该方法的操作流程;建立了试验平台中仿真系统主要的数学模型;借鉴生物学理论,分析了软件缺陷诱发飞机飞行危险的机理;最后,运用该方法对增稳系统嵌入式软件安全性进行了评估,验证了该方法运用于工程实践的可行性。利用该方法能够减少潜在的机载软件缺陷,降低复杂情形下软件诱发飞机功能危险的概率,提高机载软件安全性。     

基于SCADE的飞控软件的适航验证与确认

中国民用航空规章第25部对机载软件提出了适航要求,DO178B是对适航要求的符合性方法,但其中一些验证和确认目标并不适用于基于SCADE的软件验证。为此,分析了飞控软件的适航要求和符合性方法,并对基于SCADE的飞控软件的开发流程和传统的开发流程进行了分析对比,对基于SCADE的飞控软件的适航验证与确认工作提出了建议。     

下一代飞机发展的关键之一——气动飞行试验

进入70年代以来,一方面由于航空测试技术的发展,另一方面空气动力学研究向更高层次发展,飞行试验的地位在不断提高,许多气动方面的基础研究和先期应用开发,都借助了飞行试验平台和气动技术研究机.进行气动力飞行试验研究,要求相应的测试技术和方法与之相适应.在亚音速和超音速范围内,许多技术已基本成熟,但仍面临着许多挑战,计算流体动力学(CFD)的验证和确认以及流动机     

民机垂直飞行模式设计与仿真验证研究

自动飞行系统是现代民机的关键飞行系统,对降低飞行员工作负荷、提高飞行安全性具有重要作用。分析了自动飞行系统的俯仰和自动油门工作模式的相关适航规范设计要求,结合B737NG飞机的垂直飞行模式实例,分析了飞行模式的工作原理和设计方法。研究了一种综合飞行模式设计、仿真与验证一体的桌面式仿真平台,在飞行仿真模型的支持下,通过图形化输入界面接收操作事件输入、经模拟综合显示仪表反映飞行模式及当前飞行状态。通过起飞和进近着陆飞行过程的模拟,对上述仿真平台的功能进行了闭环验证。