[發明專利]一種多發動機的直升機動力系統動態匹配的仿真方法

有效

• 申請號: 201410214683.0
• 申請日: 2014-05-21
• 公開（公告）號: CN104035338A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 張峰;李松維;肖景新;沈君輝;吳東巖;汪沛;張志春
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍空軍航空大學軍事仿真技術研究所
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 長春科宇專利代理有限責任公司 22001
• 代理人: 馬守忠

技術領域

本發明涉及一種多發動機的直升機動力系統動態匹配的仿真方法，屬于飛行仿真技術領域。

背景技術

直升機采用渦軸發動機作為動力系統，通過功率軸驅動旋翼控制直升機進行垂直起落、懸停、側飛、倒飛和空域飛行等。現代直升機因功率和機動性的需求，往往在設計上采用兩個或兩個以上的多發動機作為動力系統，以往的單發動機獨立仿真方法不能夠直接用于多發動機動力系統的仿真中，而且雙發動機或多發動機在起動過程、空域飛行、故障特情中還涉及到多臺發動機燃氣發生器轉速、自由渦輪轉速和旋翼轉速等相互匹配工作的情況。在地面或空中起動過程中，多臺發動機先后起動，為了滿足驅動旋翼轉速的需要，發動機的工作狀態發生變化，以往的發動機仿真方法存在不足，并不能夠逼真有效的實現真實工作情況。另一方面，在飛行模擬中，通過特情故障模擬，飛行員還可在模擬器上反復練習各種故障及緊急情況的處理方法。這樣，在實際飛行中遇到類似情況，就可臨危不懼，減少或避免發生飛行事故，保證飛行安全。直升機飛行中被公認的三大特情是發動機停車、燃油調節故障和尾槳失效，而這三大特情都涉及到動力系統動態匹配仿真的問題，也正是以往發動機仿真中沒有解決的問題。

發明內容

為了解決已有技術存在的問題，本發明提供了一種多發動機的直升機動力系統動態匹配的仿真方法。動態匹配的含義是：根據直升機的飛行狀態和發動機的工作情況，實時調節發動機的參數，通過多臺發動機間的相互匹配工作，使自由渦輪輸出功率滿足直升機飛行動態變化需求；

本發明提供的一種多發動機的直升機動力系統動態匹配的仿真方法的步驟和條件如下：包括多發動機的直升機飛行模擬器和多發動機的直升機動力系統動態匹配的仿真控制程序；多發動機的直升機動力系統動態匹配的仿真控制程序置于多發動機的直升機飛行模擬器的主解算計算機中；多發動機的直升機飛行模擬器各分系統間的通信通過以太網進行，采用TCP/IP協議，完成數據交換；

多發動機的直升機飛行模擬器包括通過網卡鏈接的主解算計算機、座艙模擬分系統、視景顯示分系統、教員控制臺分系統和運動模擬分系統；該模擬器是由空軍航空大學軍事仿真技術研究所研制生產的商品；

主解算計算機中存儲和運行多發動機的直升機動力系統動態匹配的仿真控制程序，主解算計算機為一臺PC計算機或工業控制計算機；

座艙模擬分系統中包含模擬多發動機的直升機的座艙內操縱機構、儀表、多功能顯示器、指示燈、開關、按鈕以及一臺負責采集以上設備信息的座艙模擬分系統計算機，座艙模擬分系統計算機為一臺工業控制計算機，安裝信號采集卡，通過網卡與飛行模擬器的各分系統進行網絡通信；座艙內操縱機構包括均為多個油門桿、冷轉按鈕和起動按鈕，分別控制多臺發動機；機械聯動的總距桿同時控制多臺發動機；

視景顯示分系統包括視景數據庫、成像子系統和顯示子系統；為駕駛員提供逼真的艙外模擬景象，逼真地模擬各種氣象條件下飛行時的多種空、地、海景象視覺效果以及多種空、地、海目標及其相對運動的動態效果。

視景數據庫存儲在成像子系統的專業圖形工作站的硬盤中，包括陸地、海岸線、海洋景象、三維物體以及多種特殊效果在內的滿足各種訓練任務所需全彩色景象信息，視景數據庫中不僅包含模型的幾何信息，而且包含紋理、材質信息、燈光、細節層次LOD、模板、運動的高級特征信息；

成像子系統由一臺專業圖形工作站IDX-6000、三臺迅騰5800圖形工作站、一臺UPS電源組成；IDX-6000圖形工作站生成上視場三通道成像視景，兩臺迅騰5800圖形工作站生成兩個通道的下視場，一臺迅騰5800圖形工作站生成三方觀察通道的視景；以DEM地形高程數據+衛星照片紋理+航片紋理的方式建立起來的視景數據庫存儲在專業圖形工作站的硬盤中，成像計算機的實時管理與控制軟件實時運行時，根據科目的不同預先調用相應的視景數據庫，以TCP/IP協議通過1000M以太網絡接受主解算計算機傳送過來的直升機視點位置姿態數據，實時生成模擬座艙外視景圖像，送顯示子系統顯示輸出，同時按照飛行姿態數據解算出當前直升機位置的相對于海平面的地形高度數據，通過網絡傳輸給主解算計算機；