[發(fā)明專利]具有持續(xù)性過(guò)載模擬能力的飛行模擬器系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010524763.8
• 申請(qǐng)日: 2010-10-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102013187A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王立新;潘文俊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G09B9/08
• 分類號(hào): G09B9/08
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實(shí)專利事務(wù)所 11121
• 代理人: 李有浩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種地面飛行模擬系統(tǒng)，更特別地說(shuō)，是指一種能夠模擬實(shí)際飛行時(shí)產(chǎn)生的三個(gè)軸向持續(xù)性過(guò)載的地面飛行模擬系統(tǒng)。

背景技術(shù)

現(xiàn)代高性能飛機(jī)在機(jī)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生非常大的過(guò)載，對(duì)人體生理有非常大的影響。這種過(guò)載的特點(diǎn)是峰值較大，最大過(guò)載可達(dá)9g(g為重力加速度常數(shù)，9.81m/s²)；過(guò)載加載快，增長(zhǎng)率可達(dá)6g/s；過(guò)載的持續(xù)時(shí)間也較長(zhǎng)，可持續(xù)數(shù)秒并可能反復(fù)出現(xiàn)。這種持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的較大過(guò)載嚴(yán)重影響飛行員在空戰(zhàn)機(jī)動(dòng)時(shí)的空間感和形勢(shì)判斷能力，飛行員可能出現(xiàn)短暫黑視、空間定位錯(cuò)覺(jué)甚至意識(shí)喪失，造成機(jī)毀人亡的嚴(yán)重飛行事故。這里所說(shuō)的過(guò)載是指作用于飛行器或飛行員身體上的除重力以外的力產(chǎn)生的加速度與重力加速度常數(shù)之比。

航空醫(yī)學(xué)研究表明，如果能對(duì)飛行員進(jìn)行反復(fù)的高過(guò)載情況下的飛行訓(xùn)練，則可明顯提高飛行員的過(guò)載耐受能力。但采用真實(shí)的飛機(jī)進(jìn)行高過(guò)載科目的訓(xùn)練，不僅消耗飛機(jī)有限的結(jié)構(gòu)壽命，還可能危及飛行安全。因此最好是能在地面模擬器上為飛行員提供各種機(jī)動(dòng)下的過(guò)載體驗(yàn)。

地面飛行模擬器是在地面模擬飛行器空中飛行和地面運(yùn)動(dòng)的設(shè)備，按照其基座是否能運(yùn)動(dòng)可分為固定基座飛行模擬器和運(yùn)動(dòng)基座飛行模擬器。

固定基座飛行模擬器因其平臺(tái)固定，對(duì)模擬器的體積和重量限制較少，其視景仿真和座艙仿真(座艙布局、音效等)可達(dá)到較高的逼真度，同時(shí)成本可以控制的較低，但其不具備過(guò)載模擬能力，受訓(xùn)飛行員(受訓(xùn)練者)沒(méi)有運(yùn)動(dòng)輸入，飛行模擬的真實(shí)感較差。

運(yùn)動(dòng)基座飛行模擬器目前一般采用Stewart六自由度機(jī)構(gòu)(參見(jiàn)：Stewart?D.Aplatform?with?six?degree-of-freedom.Proceedings?of?the?Institute?forMechanical?Engineering.1965，180：371-386)作為其運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，既有視景仿真又有有限的瞬時(shí)過(guò)載模擬能力(約為0.1g～1.9g，g為重力加速度常數(shù)，9.81m/s²)，目前已廣泛應(yīng)用于民航客機(jī)等低機(jī)動(dòng)飛機(jī)的飛行訓(xùn)練，但應(yīng)用于高機(jī)動(dòng)飛機(jī)的飛行訓(xùn)練時(shí)受其運(yùn)動(dòng)平臺(tái)工作范圍的限制，只能模擬飛機(jī)有限的位移變化及微量的角加速度變化，且沒(méi)有持續(xù)載荷模擬功能，模擬器的逼真度不高，飛行訓(xùn)練效果較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種具有持續(xù)性過(guò)載模擬能力的飛行模擬系統(tǒng)，該飛行模擬系統(tǒng)通過(guò)在地面模擬實(shí)際飛行時(shí)產(chǎn)生的三個(gè)軸向(胸-背向、左-右向、頭-足向)持續(xù)性過(guò)載，并結(jié)合視景仿真為受訓(xùn)練者提供盡可能接近實(shí)際飛行的模擬飛行環(huán)境，以在地面進(jìn)行安全可控的高機(jī)動(dòng)飛行訓(xùn)練，提高受訓(xùn)練者的抗過(guò)載能力，熟練掌握高過(guò)載飛行機(jī)動(dòng)。

本發(fā)明的一種具有持續(xù)性過(guò)載模擬能力的飛行模擬器系統(tǒng)，該飛行模擬器系統(tǒng)借助飛機(jī)座艙輸出的飛行參數(shù)作為過(guò)載分量的輸入信息；所述飛行參數(shù)經(jīng)過(guò)載分量模型整合得到需要加載到受訓(xùn)練者身上的過(guò)載G_xc、G_yc和G_zc。

本發(fā)明的一種具有持續(xù)性過(guò)載模擬能力的飛行模擬器系統(tǒng)，其飛行模擬器系統(tǒng)中的飛行模擬器包括有吊艙(1)、滾轉(zhuǎn)架(2)、旋臂(3)、配重塊(4)、基座組件(5)、第一驅(qū)動(dòng)組件(6)、第二驅(qū)動(dòng)組件、第三驅(qū)動(dòng)組件和第四驅(qū)動(dòng)組件；其中，旋臂(3)、吊艙(1)和滾轉(zhuǎn)架(2)構(gòu)成運(yùn)動(dòng)載人離心平臺(tái)；

第一驅(qū)動(dòng)組件(6)包括有A直流力矩電機(jī)(61)、A聯(lián)軸器(62)、第一轉(zhuǎn)軸(63)、A滾珠軸承(64)、B滾珠軸承(65)和A電機(jī)支架(66)，凸字形A電機(jī)支架(66)的兩端固定在滾轉(zhuǎn)架(2)的第一邊梁(21)上，A電機(jī)支架(66)的中間面板上安裝有A直流力矩電機(jī)(61)，A直流力矩電機(jī)(61)的輸出軸穿過(guò)A電機(jī)支架(66)的中間面板上的通孔后連接在A聯(lián)軸器(62)的一端，A聯(lián)軸器(62)的另一端連接在第一轉(zhuǎn)軸(63)的一端上，第一轉(zhuǎn)軸(63)的另一端順次穿過(guò)A滾珠軸承(64)、B滾珠軸承(65)后連接在吊艙(1)的B半球殼(1B)的安裝孔(1C)內(nèi)，A滾珠軸承(64)和B滾珠軸承(65)安裝在滾轉(zhuǎn)架(2)的第一邊梁(21)的A通孔(211)內(nèi)；