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    六自由度飛行模擬器為學員學習航天飛行的技術提供了可靠的幫助

    時間:2021-9-26 14:45:41    瀏覽:

    航空航天研究是一項耗資龐大、變量參數繁雜的大型工程,如何保障其人員與設備的安全,是首先要考慮的問題。近年來,隨著虛擬仿真技術的成熟,其經濟、安全與可重復性等優點被廣泛認可,有助于彌補真實試驗的各種局限,從而大幅提高效率與探索能力。

    在飛行模擬駕駛艙中,可進行專業級飛行員的駕駛實訓模擬包括起飛、加速、顛簸、巡航等動態過程的實時渲染,幫助熟悉機艙內外場景,為飛行員的安全學習提供可靠基礎。

    模擬飛行體驗仿真

    在飛行模擬駕駛艙中,可以建立仿真度極高的飛行體驗艙,從視覺、聽覺到震動感模擬飛機的起飛、滑行、飛翔、降落等整個飛行旅程。遠景浩瀚廣闊,近景精細考究,打破飛行視覺局限,地形面貌和植被均可清晰呈現。

    另外、飛行模擬駕駛艙還可模擬飛行過程中的突發故障與緊急事件場景,訓練飛行員、空乘人員等的操作技能與面對危機的反應能力。設備還支持對飛機制造工程的虛擬仿真演示,可從各角度與距離觀察機體的裝配,提供飛機維修的可視化方案。

    模擬駕駛艙完全一比一真實的飛行模擬駕駛艙, 駕駛操作感與真實飛機無異,只有一個模擬艙,一比一的比例和真正的駕駛機艙一摸一樣。

    飛行模擬駕駛艙是真正用來訓練飛行員的仿真器,不是電動玩具。操縱系統、儀表系統、開關按鍵,包括打開感應燈時模擬機艙內的提示音,所有的體驗和操作都和真正的機艙分毫不差。

    超180度高清投影的視覺效果系統,與真實飛機相同的駕駛艙布局,與現實世界相同的視景系統,機場、燈光、城市、建筑、山川河流都一一還原,仿佛身臨其境,代入感滿滿。

    模擬器的模擬內容

    六自由度飛行模擬器主要可以模擬三個方面:對飛機本身的操作模擬 ;操作后對飛行狀態的模擬 ;飛行狀態改變后對心理的模擬。

    1、對飛機本身的操作模擬。比如拉桿導致氣動面的動作之類,這個方面基本可以做到完全真實。原因不多解釋。

    2、操作后對飛行狀態的模擬 。這個方面才是現在模擬器最大的不足。舉個例子,飛機以恒定速度飛行,當面的風速是X米/秒。此時,風向突然改變,飛行員操作飛機保持航向的操作。模擬器上的操作可能就和實際情況有差距。根本原因就是因為現在模擬器依賴的計算機的運算模型和運算能力遠達不到真實模擬的要求,導致模擬出來的飛機姿態改變量和事實情況不吻合。而在實際飛行中,可以通過傳感器實時測量這些數據來校正飛控系統。正如一句話所說“人類可以列出復雜的方程式來計算流體力學,但永遠不能像鳥一樣理解風”。

    3、飛行狀態改變后對心理的模擬。人生理上都會對極端環境有一定的反應,就比如飛機急速墜落,這個失重情況下除了拉操作桿飛行員也干不了其他事情了吧,但是模擬器不一樣啊,他模擬不了重力加速度,飛行員對此的生理反應就會截然不同。

    模擬器的局限性

    飛行仿真器對教練機是另一個挑戰。飛行仿真器的仿真精度越來越高,可以完成很多過去必須上天才能完成的訓練,但是終究不能取代教練機。

    例如,做危險動作的時候,仿真器上失敗了可以再來,在飛機上就不一定有這個再來的機會。這種心態的差別是仿真器無法復現的。

    飛行仿真器是種種仿真器的一種,說穿了就是用和飛機座艙相同的環境,模仿飛行時的狀態。座艙硬件要做得和真飛機一樣,這不難。但飛行特性要和真飛機一樣,這個難度非同小可。

    即使在計算機技術高度發達的今天,仿真用的數學模型依然是高度簡化的。這一方面是實時計算速度的需要,另一方面是“囊中羞澀”,對復雜的物理現象依然缺乏微觀的了解,只能用簡化模型來籠統地描述。

    雖然如此,每一名飛行員駕駛真實飛機之前都需要在全動六自由度飛行模擬機上進行訓練。此外,世界民航組織規定,民航飛行員每六個月最少要復訓一次,D級全動飛行模擬機可以滿足飛行員訓練的全部要求,為飛行員全面掌握操作技能提供充分的培訓,最大限度確保飛行安全。此外,一些高危險性的試飛科目并不適合在真飛機上完成,比如飛行員如何在完全無動力的情況下滑翔到水面上著陸,類似這種情況就必須用六自由度飛行模擬機來代替。所以,不可否認,六自由度飛行模擬器為學員學習航天飛行的技術來了可靠的幫助,提高飛行訓練質量。


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