[發明專利]一種飛機機頭物理樣機演示驗證平臺

在審

• 申請號: 201710618159.3
• 申請日: 2017-07-26
• 公開（公告）號: CN107357175A
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發明（設計）人: 朱江;李偉;崔堅;姬云;時圣軍
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司西安飛機設計研究所
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 北京航信高科知識產權代理事務所(普通合伙)11526
• 代理人: 高原

技術領域

本發明屬飛行控制技術領域，具體涉及一種飛機機頭物理樣機演示驗證平臺。

背景技術

工程模擬器試驗作為飛行控制系統設計中的一個重要環節，主要對飛行控制系控制律與飛行品質進行評估。工程模擬器試驗需要借助于工程模擬器、飛行員和飛機設計人員進行，試驗內容較多，歷時較長，因此，在飛機研制初期會同步啟動工程模擬器的研制。但實際情況是：飛機設計過程中，飛機機頭物理樣機出現較早，它包括了飛機的幾何外形、物理特性、操縱機構和聯接關系等，而工程模擬器的研制進度要滯后于飛機。

發明內容

本發明針對飛機結構設計沒有定型、飛機座艙布局仍然需要進行大的修改、工程模擬器無法及時到位等情況，利用現有飛機機頭物理樣機中的座艙結構和操縱機構等部件，增加艙外視景以及最基本的綜合控制單元、飛行仿真單元和聲音仿真單元，以構建開放式的綜合演示驗證平臺。該平臺可作為工程模擬器的前期替代，便于飛行控制系統初步開發和理論設計驗證。同時，能夠對飛行控制系統的操縱形式、基本功能和飛行品質進行全方位評價，給出控制律設計的改進意見或建議，從而滿足科研演示和飛機設計的需要。

本發明飛機機頭物理樣機演示驗證平臺，主要包括:

座艙結構，采用飛機機頭物理樣機前半部分框段結構件；

操縱機構，采用飛機機頭物理樣件原有結構并加裝傳感器；

綜合控制單元，用于提供演示驗證平臺的飛行調度、管理與控制；

飛行仿真單元，用于提供飛機的飛行過程仿真，通過接收綜合控制單元的初始化信息以及操縱機構的飛機操縱信息，經過實時解算后得到飛機的飛行狀態信息，然后發送給儀表仿真單元、視景仿真單元以及聲音仿真單元；

儀表仿真單元，采用虛擬儀表方式實現，通過接收飛行仿真單元解算出的飛行狀態信息，控制相應的儀表畫面顯示；

視景仿真單元，接收飛行仿真單元解算出的飛行狀態信息，控制相應的場景畫面顯示；以及，

聲音仿真單元，通過接收飛行仿真單元解算出的飛行狀態信息，調用相應的聲音素材，驅動聲卡，實現聲音模擬；

其中，各仿真單元之間通過以太網方式實現數據傳輸與通信。

優選的是，所述操縱機構至少包括駕駛桿、駕駛盤、腳蹬、剎車機構以及油門機構。

優選的是，所述駕駛桿、駕駛盤以及腳蹬加裝位移傳感器，并增加傳感器的有效行程；所述剎車機構加裝位移傳感器和彈簧裝置，油門機構加裝位移傳感器。

優選的是，綜合控制單元所提供的演示驗證平臺的飛行調度、管理與控制包括飛機初始狀態及參數的設置、飛行環境的設置、系統運行過程的控制以及飛行參數的實時顯示控制。

優選的是，飛行仿真單元提供的飛機飛行過程仿真包含飛機在滑行、起飛、巡航、進場和著陸等典型過程的全包線范圍內的飛行仿真。

優選的是，所述視景仿真單元提供的場角為水平視場角220度，垂直視場角50度。

優選的是，所述視景仿真單元采用五通道柱幕方式實現，包括視景計算機、投影器以及柱幕組件。

優選的是，所述聲音仿真單元包含聲音仿真機、功放、音箱和耳機。

優選的是，通過接收飛行仿真單元解算出的飛行狀態信息，調用相應的聲音素材，驅動聲卡，再經過功放、音箱和耳機實現逼真的聲音模擬。

本發明在飛機機頭物理樣機基礎上進行了信息化改造，增加了飛行仿真模型、人機交互和視景顯示等內容，所以在功能上有了較大突破，最大程度地發揮了飛機機頭物理樣機的潛能。本發明可作為工程模擬器的前期替代，不僅具有逼真的飛行模擬演示功能，滿足飛機設計初期飛行控制系統設計與試驗驗證需求，進行型號研制中一些前期的理論性研究，而且能夠為其他型號的開發提供選型和預研支撐，為飛機系統設計積累經驗、節約時間和成本。

附圖說明

圖1為按照本發明飛機機頭物理樣機演示驗證平臺的一優選實施例的平臺架構示意圖。

其中，1－座艙結構、2－操縱機構、3－綜合控制單元、4－飛行仿真單元、5－儀表仿真單元、6－視景仿真單元、7－聲音仿真單元。

具體實施方式