民用飛機(jī)飛行仿真系統(tǒng)研究

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1、民用飛機(jī)飛行仿真系統(tǒng)研究曹全新，嚴(yán)林芳，劉永超(上梅飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所，上海200232)摘要：飛行仿真系統(tǒng)為民機(jī)設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)驗(yàn)證提供重要的支持，以正在研制的面向21世紀(jì)的先進(jìn)的噴氣式新支線飛機(jī)為背景，從民用飛機(jī)飛行仿真系統(tǒng)的構(gòu)型、仿真模型的功能、仿真模塊之間的通信、仿真模型的建立、仿真系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)等角度進(jìn)行了剖析，研究成果已經(jīng)在ARJ21飛機(jī)研制中得到成功的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：系統(tǒng)仿真；飛行仿真；民機(jī)；飛行控制系統(tǒng)中圖分類號(hào):V411.8；TP391.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào)：1000-8829(2009)07-0102-06ResearchofFlightContr

2、olSimulationSystemofCivilAircraftCAOQuan-xin,YANLin-fang,LIUYong-chao(ShanghaiAircraftDesignAndResearchInstitute,Shanghai200232,China)Abstract：Flightsimulationsystemprovidesessentialsupportforthedynamicvalidationofcivilaircraftdesign?BasedondesigninganddevelopingARJ21(advancedreg

3、ionaljetfortwentyfirstcentury),theframeofcivilaircraftsimulationsystem,thefunctionofsimulationmodel,thecommunicationbetweeneachmodule,thefoundationofsimulationmodelandrealizationofsimulationsystemarediscussed?Andthesesolutionshavebeensuccess-fullyappliedintheavionicsintegrationt

4、estKeywords:systemsimulation;flightsimulation;civil飛行仿真系統(tǒng)是飛機(jī)設(shè)計(jì)研制的重要工具，已經(jīng)成為飛機(jī)研制過(guò)程中不可缺少的重要手段。E行仿真系統(tǒng)搭建的動(dòng)態(tài)驗(yàn)證環(huán)境具有以下幾個(gè)重要的作用：協(xié)助早期發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，完善設(shè)計(jì)，減少風(fēng)險(xiǎn)；支持動(dòng)態(tài)綜合系統(tǒng)驗(yàn)證,解決各系統(tǒng)之間的匹配連接關(guān)系;支持在地面進(jìn)行空中故障復(fù)現(xiàn)，分析解決試飛中岀現(xiàn)的故障；支持飛行員訓(xùn)練器,使飛行員能夠地面進(jìn)行熟悉訓(xùn)練。在航空電子的綜合仿真測(cè)試系統(tǒng)中，欲使整個(gè)系統(tǒng)能夠在動(dòng)態(tài)連續(xù)的狀態(tài)下完成閉環(huán)測(cè)試,飛行仿真系統(tǒng)是其重要的組成部分。當(dāng)今民機(jī)飛行常用系統(tǒng)

5、包括飛行控制系統(tǒng)、導(dǎo)航制導(dǎo)、自動(dòng)油門、自動(dòng)飛行、航路優(yōu)化計(jì)算和先進(jìn)的飛行管理等，因此飛行仿真系統(tǒng)的搭建是一個(gè)綜合復(fù)雜的工程。飛行控制系統(tǒng)是由控制部分和飛行器組成的閉合回路的靜、動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，因此飛行仿真系統(tǒng)必須建立控制系統(tǒng)和飛行器的數(shù)學(xué)模型，其形式可以是微分方程、傳遞函數(shù)或狀態(tài)空間表達(dá)式等。收稿日期：2008-11-04作者簡(jiǎn)介：曹全新（1977—）,男，湖北人，工程師，碩士，主要研究方向?yàn)楹诫娤到y(tǒng)綜合試臉、航電系統(tǒng)設(shè)備故障診斷、航電綜合化仿貝和航電系統(tǒng)測(cè)試設(shè)備的研究與開(kāi)發(fā)。>rARJ21?aircraft;flightcontrolsystem本研究的主要

6、內(nèi)容是飛行控制板（FCP）、顯示控制板（DCP）、飛行管理系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)（II5/V0R/DME/GPS）、自動(dòng)駕駛儀（AP）、自動(dòng)油門（AT）和飛行操縱系統(tǒng)（包括和駕駛盤/桿/腳蹬組件）所有模態(tài)的綜合仿真,設(shè)計(jì)在飛行包線允許的情況下飛機(jī)按所有模態(tài)的飛行仿真以及模態(tài)與模態(tài)之間的邏輯轉(zhuǎn)換。在整個(gè)的飛行過(guò)程中,飛機(jī)的大氣環(huán)境數(shù)據(jù)、自動(dòng)飛行模態(tài)通告、姿態(tài)和航向數(shù)據(jù)以及飛行計(jì)劃信息等都能在主飛行顯示器上實(shí)時(shí)顯示岀來(lái)，駕駛員可通過(guò)飛行控制板發(fā)出主要的飛行控制指令及組合指令。1各個(gè)分系統(tǒng)功能描述飛行仿真系統(tǒng)是個(gè)綜合復(fù)雜的大系統(tǒng)，有許多不同功能的分系統(tǒng)有機(jī)地綜合而成，

7、以下是對(duì)飛行仿真系統(tǒng)的各個(gè)分系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的主要功能的描述。1.1飛行控制面板飛行控制板提供飛行員操作的FD、AP、AT通斷開(kāi)關(guān)和AP/AT通斷總開(kāi)關(guān);模式選擇開(kāi)關(guān)包括NAV、HDG、APPR、1/2BANK、B/C,THRSEL,FLC,VS,VNAV,ALT,XFR；參數(shù)調(diào)節(jié)旋鈕有CRS、HDG、SPEED,ALTO其一般布局如圖1所示。1.2顯示器控制面板顯示器控制面板提供飛行員PFD顯示菜單回調(diào)激活開(kāi)關(guān)（MENU）及菜單調(diào)節(jié)旋鈕;格式快速選擇開(kāi)關(guān)（FRMT）；快速模式選擇開(kāi)關(guān)有REFS、RADAR、TERR、WX、TFC；導(dǎo)航源快速切換開(kāi)關(guān)NAV；雷

8、達(dá)范圍調(diào)節(jié)及雷達(dá)角度調(diào)節(jié)復(fù)合組件（TILT/RANGE）；氣壓調(diào)節(jié)/標(biāo)準(zhǔn)氣壓切換