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飞行模拟器

第一篇：飞行模拟器飞行模拟器飞行模拟器，从广义上来说，就是用来模拟飞行器飞行的机器。如模拟飞机、导弹、卫星、宇宙飞船等飞行的装置，都可称之为飞行模拟器。它是能够复现飞行器及空中环境并能够进行操作的模拟装置。从狭义上来说，就是用来模拟飞行器飞行且结构比较复杂功能比较齐全的装置。如果其结构比较简单且功能较少的飞行模拟装置，则称为飞行训练器。1发展历史早在1929年，美国的爱德华·林克就设计出世界上第一台机械式的飞行模拟器，称为林克机。随着科学技术的进步，飞行模拟器也变得越来越先进。现代的飞行模拟器，集计算机、机械、电气、电子、自动控制、液压、光学等技术于一身，是一种十分复杂、精密的高科技设备。在2009年加拿大根据林克机的特点和模拟技术研制出了dreamflyer模拟器，其是一个体验现实与虚拟的飞行仿真运动平台，主要适合不同用途不同群体的航空飞行爱好者实现体验驾驶飞行，学习飞行知识，提高飞行驾驶经验，不受任何天气、场地、环境、执照、空管等多种因素的制约，能够使飞行体验者产生身临其境的模拟器。[1]2组成结构用来模拟飞机飞行的模拟器，称为飞机飞行模拟器。通常由模拟座舱、运动系统、视景系统、计算机系统及教员控制台等五大部分组成。[2]2.1模拟座舱训练用飞行模拟器的模拟座舱，其内部的各种操纵装置、仪表、信号显示设备等与实际飞机一样工作、指示情况也与实际飞机相同。因此飞行员在模拟座舱内，就像在真飞机的座舱之中。飞行员操纵各种操纵设备驾驶杆、油门、开关等时，不但各种仪表、信号灯能相应工作，而且还能听到相应设备发出的声响，以及外界环境的声音。同时，飞行员的手和脚上还能有因操纵飞机而产生的力感。[2]2.2运动系统运动系统是用来模拟飞机的姿态及速度的变化，以使飞行员的身体感觉到飞机的运动。先进的飞行模拟器，其运动系统具有六个自由度，即在三维坐标中绕三个轴的转动及沿三个轴的线位移。主要有六个液压伺服作动筒及支撑的平台，模拟座舱就安装在平台之上。六个作动筒的协同运动，可驱动平台并使座舱模拟出飞机的运动变化情况。[2]2.3视景系统视景系统是用来模拟飞行员所看到的座舱外部的景象，从而使飞行员判断出飞机的姿态、位置、高度、速度以及天气等情况。先进的视景系统，是用计算机来产生座舱外部的景象，然后通过投影、显示装置显示出来。[2]2.4计算系统计算机系统是飞行模拟器的神经中枢。飞行模拟器就是一个实时性要求很高、交流的信息量很大，精度要求较高的实时仿真控制系统。计算机系统承担着整个模拟器各个系统的数学模型的解算与控制任务。现代的飞行模拟器，通常都是由若干台计算机联合组成一个网络，各计算机既分别处理不同的信息，相互之间又不断地进行信息交流，从而使整个模拟器协调一致地运行。[2]2.3教员控制台教员控制台是飞行模拟器的监控中心，主要用来监视和控制飞行训练情况。不但能及时显示飞机飞行的各种参数高度、速度、航向、姿态等,飞机飞行的轨迹,而且还能设置各种飞行条件，比如风速、风向、气温、气压、起始位置等。另外，还能设置各种故障，以训练飞行员的判断与处理故障的能力。先进的教员台，还具有维护检测、考核、鉴定等功能。[2]3主要特点dreamflyer模拟器是一个创新型产品，设计重量轻，结构紧凑，占地面积小，灵活度高，淘汰液压模拟器给用户所产生的昂贵维修费用，只需将两个USB接口插入计算机便可运行。[3]美国宇航局的认知状态监测实验室使用的是dreamflyer飞行模拟器仿真系统，结合光学神经影像学技术来监视人类的性能和在极端环境下的认知。[3]利用飞行模拟器，进行飞行训练，具有提高训练效率，节省训练经费，保证飞行安全，减少环境污染等优点，因此，不论是航空部门，还是航天部门，都越来越重视发挥飞行模拟器的作用。[3]4产品种类飞行模拟器，从大的用途来说，可分为两大类：一类是工程研究用模拟器，另一类是训练用模拟器。前者用于新型飞行器的研究、试验和已有飞行器的改进；后者用于训练飞行人员，使其掌握飞行驾驶技术和领航、轰炸、射击、空战等相关技术，以及某些复杂设备的使用方法。在训练用飞行模拟器，在地面就可以操纵飞行器，其方法与在实际飞行器上一样，并能体验到飞行器在空中飞行的感觉。[4]5应用案例2014年4月15日，空客日本首次在神户机场设立的直升机操作训练装置，于2014年14日正式投入使用。[5]引入神户机场的飞行模拟器以医用、警用EC135直升机为蓝本，能够模拟出引擎故障、恶劣天气等真机训练中难以体验到的突发状况，并能将数据精确到直升机“坠落”前。整套装置花费7亿日元，而训练费用将达到每小时18万日元。[5]2014年之前日本的直升机驾驶员都是在国外接受训练。在这套装置引进后，不仅可以缩短训练周期，训练费用也可以缩减到实机训练的一半。[5]6发展前景飞机模拟器目前普