六自(zì)由度飛行模擬器為學員學習航天飛行的技術提供(gòng)了可(kě)靠的幫助
時間:2021/9/26 14:45:41 瀏覽:
航空航天研究(jiū)是一項耗資龐大、變量參數(shù)繁雜的大型(xíng)工程(chéng),如何保障其人員與設(shè)備的安全,是首先要考慮的問題。近年來,隨(suí)著虛擬仿真(zhēn)技術的(de)成(chéng)熟,其經濟(jì)、安全(quán)與可重(chóng)複性等優點被廣泛認可,有助於彌補真實試驗(yàn)的各(gè)種局限,從而大幅提高(gāo)效率與探索能力。

在飛行模擬駕駛艙中,可進行專業(yè)級飛行員的駕駛實訓模擬(nǐ)包括起(qǐ)飛、加速、顛簸、巡航等動態過程的實時渲染,幫助熟悉(xī)機艙內(nèi)外場景,為(wéi)飛行(háng)員(yuán)的安全學習提(tí)供(gòng)可(kě)靠基礎。
模擬飛行體驗仿真(zhēn)
在飛行(háng)模擬駕駛艙中,可以建立(lì)仿真度極高的(de)飛行體驗艙,從視覺、聽(tīng)覺到震動感模(mó)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(fēi)行(háng)視(shì)覺局限,地形麵貌和植被均可清(qīng)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(fēi)行(háng)員、空乘人員等的操作技(jì)能(néng)與麵對危機的反應能力。設備還支持對飛機製造工(gōng)程(chéng)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(de)可視化方案(àn)。
模擬駕駛艙完全一比一真實的飛行模擬駕駛艙, 駕駛(shǐ)操作感與真實飛機無異,隻有一個模擬艙,一比一的比例和真正的駕(jià)駛機艙一(yī)摸一樣。
飛行(háng)模(mó)擬駕駛艙是真正用(yòng)來訓練飛行員(yuán)的仿真(zhēn)器,不是電動玩具。操縱係統(tǒng)、儀表係(xì)統、開關按鍵,包(bāo)括(kuò)打開感應燈時模擬機艙內的(de)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係統,與真實飛機相(xiàng)同的駕駛艙(cāng)布局,與現實世界相同的視景係統,機(jī)場(chǎng)、燈光、城市、建築、山(shān)川河流都一一還原,仿佛(fó)身臨(lín)其境,代入感(gǎn)滿(mǎn)滿。
模擬器(qì)的模擬(nǐ)內容(róng)
六(liù)自由度飛行模擬器主要可以模擬三個(gè)方(fāng)麵:對飛機本身的操作模擬 ;操作後對飛行(háng)狀態(tài)的模擬 ;飛行狀態改變後對心理的(de)模擬。
1、對飛機本(běn)身的操作模擬。比如拉杆導致氣動麵的動作之類,這個方麵基本可以做到完全真實。原(yuán)因不多解釋。
2、操作後對飛行(háng)狀態的模擬 。這個方麵才是現在模擬器最大的(de)不足(zú)。舉個例子,飛機以恒定(dìng)速度飛行,當(dāng)麵的風速是X米/秒。此時,風向突然改變,飛行員操作飛機保持(chí)航向(xiàng)的操作。模擬器上的操作可能就和實際情況有差距(jù)。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(qiú),導致模擬出來的飛機(jī)姿態改變量和事實情(qíng)況不吻合。而在實際飛行中,可以通過傳感器實時測量這(zhè)些數(shù)據來校正飛控係統。正如一句話所說“人類可以列出複雜的(de)方程式來計算流體(tǐ)力學,但永遠不能像鳥(niǎo)一樣理解風”。
3、飛(fēi)行狀態改變後對心(xīn)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(qíng)況下(xià)除了拉操作杆飛行員也幹不了(le)其他事情了吧,但是模擬器不一樣啊(ā),他模擬不了(le)重力加速度,飛行員對此的生理反應就會截然不同。
模擬器(qì)的局限性
飛(fēi)行(háng)仿真(zhēn)器對教練機是另一個挑戰。飛行(háng)仿真器的仿真精度越來越高,可以完成很多過去必(bì)須上天才能完成的訓練,但是終究不能取(qǔ)代教練機。
例如,做危險動作的時候,仿真器上失敗了可以(yǐ)再來,在飛機上就(jiù)不一定有這個再來的機會。這種心態的差(chà)別是仿真器無法複現的。
飛行仿真器(qì)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(fēi)行時的狀態。座艙硬(yìng)件(jiàn)要(yào)做得和真飛機(jī)一樣,這不難。但飛(fēi)行特性要和真飛機一樣,這(zhè)個難度非同小(xiǎo)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。這一方麵是實時計算速度的需要,另一方麵是“囊中羞澀”,對複雜的(de)物理現象依然(rán)缺乏微觀的了解(jiě),隻能用(yòng)簡化模型來籠統地描(miáo)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(dù)飛行模擬機上進行訓練。此(cǐ)外,世(shì)界民航組織規定,民航飛行(háng)員每六個月最少要(yào)複訓一次,D級全動飛行模擬機可以滿足飛行員(yuán)訓練的(de)全部(bù)要求(qiú),為(wéi)飛行員全麵掌握操作技能提供充分的培訓,最大限度確保飛行(háng)安全。此外,一些高危險性的試飛科目並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(shuǐ)麵上著陸(lù),類似這種情況就必須用(yòng)六(liù)自由度飛行(háng)模擬機來代替。所以,不可否認,六自(zì)由度飛行模擬器為學員學習航天飛行的(de)技術來了可(kě)靠的幫助,提(tí)高飛行訓練(liàn)質量。
