第四章 飞行仿真技术ppt课件
《飞行仿真技术》课件
总结词
飞行员是飞行器的操作者，其行为和决策对于飞行安全和性能具有重要影响。
要点一
要点二
详细描述
飞行员模型与仿真是飞行仿真中不可忽视的一部分，它涉及到飞行员的行为和决策过程模拟。通过建立飞行员模型，可以模拟飞行员在各种情况下的反应、操作和决策，提高仿真的真实性和可靠性。这对于评估飞行员的技能、培训和教育具有重要意义。同时，飞行员模型与仿真也有助于研究人机交互和自动化控制技术在飞行器中的应用。
飞行仿真的关键技术
空气动力学是研究气体流动规律以及气体和物体相互作用的学科，对于飞行仿真至关重要。
总结词
空气动力学建模与仿真是飞行仿真的基础，它涉及到飞行器在空中的受力分析，如升力、阻力、重力等，以及飞行器的姿态和速度控制。通过建立精确的空气动力学模型，可以模拟飞行器的飞行轨迹、速度和姿态变化，为飞行器的设计和优化提供依据。
技能训练
飞行员可以利用飞行仿真技术进行各种技能训练，如起飞、着陆、机动飞行等，提高飞行技能水平。
紧急情况处置
通过飞行仿真技术，飞行员可以在模拟的紧急情况下进行训练，提高应对紧急情况的能力和反应速度。
模拟飞行环境
飞行仿真技术可以为飞行员提供一个逼真的训练环境，模拟各种飞行条件和场景。
战术模拟
利用飞行仿真技术，可以对空中作战进行战术模拟，评估作战方案的有效性和可行性。
详细描述
VS
飞行器动力学主要研究飞行器在空中的运动规律，是飞行仿真的核心部分。
详细描述
飞行器动力学建模与仿真是飞行仿真的重要环节，它涉及到飞行器的运动方程建立、求解和控制。通过建立飞行器的动力学模型，可以模拟飞行器的姿态、位置和速度等运动参数，以及飞行器的操控性能和稳定性。这对于评估飞行器的性能、优化设计和改进具有重要意义。
《航模基础知识》课件
第七部分：安全与维护
1 安全飞行的注意事项
分享航模飞行时需要注意的安全事项。
2 航模的维护和保养
介绍保持航模正常运行所需的维护和保养步骤。
3 故障排除及维修技巧
指导故障排除以及维修航模的技巧和方法。
遥控器原理及使用
介绍航模遥控器的工作原理和正确使用方法。
接收机、伺服、速度控制器等的使用方法
讲解接收机、伺服、速度控制器等电子设备的正确使用方法。
第六部分：飞行技巧
起飞和着陆技巧
分享航模起飞和着陆时的技巧 和注意事项。
基本飞行动作技巧
教授航模基本飞行动作的技巧 和窍门。
天气状况对飞行的影响
探讨不同天气状况对航模飞行 的影响以及应对策略。
讨论航模设计中的稳定性和控制性要素。
第四部分：零件制作与安装
1
三视图和剖视图的理解与绘制
解释航模设计中的三视图和剖视图，并
零件制作的基本工艺
2
教授如何绘制。
分享航模零件制作过程中的基本工艺。
3
零件的安装和调试
指导安装和调试航模零件的步骤和技巧。
第五部分：电子控制系统
电机选择与控制
讲解如何选择和控制航模电机。
探索航模所包含的各个组成部分及其功能。
第二部分：材料与工具
1
常用材料及其特性
介绍航模常用的材料种类和特性。
2
常用工具及其用途
探索航模制作过程中所需的常用工具及其用途。
第三部ห้องสมุดไป่ตู้：设计理论基础
空气动力学基础
讲解航模设计中涉及的空气动力学知识和原理。
标准大气模型
介绍标准大气模型在航模设计中的应用。
稳定性和控制性
《航模基础知识》PPT课 件
模拟场景飞行PPT课件
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22
2、编辑和管理动画属性
动画的帧或轨迹创建完成之后，可以用动 画管理器编辑和管理组成动画的帧和轨迹。另 外，还可以改变帧的时间属性，并预览动画播 放效果。
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3、保存动画
在ArcScence中制作的动画可以存储在当前的 场景文档中，即保存在SXD文档中；也能储存成 独立的ArcScence动画文件（*.asa），用来与其它 的场景文档共享；同时也能将动画导出成AVI文 件被第三方软件调用。
这个方法是试验中用到的。
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（4）通过改变一组图层的可视化形成动画效 果
通过动画制作工具条的创建组合动画命令，选 择图层组，控制一组图层使他们按照顺序逐个 显示， 通过效果来调整实现动画效果。例如，可以用一组显 示洪水淹没过程的图层生成洪水淹没的动画效果。
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（5）通过导入路径的方法生成动画
15
飞行动画
使用动画，可以使场景栩栩如生，能够 通过视角、场景属性、地理位置以及时间的 变化来观察对象。
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飞行动画
例如，可以创建一个动画来观察运动着 的卫星在它们轨道上是如何相互作用的，也 可以用动画来模拟地球的自转及随之的光照 变化。
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17
1、如何制作动画？
在ArcScene中提供了制作动画的工具条Animation. 使用Animation能够制作数据动画、视图动画和场 景动画。 动画是由一条或多条轨迹组成，轨迹控制着对象 属性的动态改变。 例如，场景背景颜色的变化，图层视觉的变化或 者观察点的位置的变化。 轨迹是由一系列帧组成，而每一帧是某一特定时 间的对象属性的快照，是动画中最基本的元素。
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4、使用Fly工具飞行
飞行仿真技术
象条件，以及白天、黄昏、夜间的不同时刻景象。
操纵负荷系统：给飞行员提供操纵载荷力的感觉。
运动系统给飞行员提供运动感觉，目前常采用的六自由度运动系统能提供瞬时过载，但不能提供持续过载，持续过载的模拟可采用离心机、抗荷服、过载座椅等。
3.一般要求飞行模拟器的一般要求包括如下几个方面：（1）功能要求能按照所模拟飞机和要求完成下列操作科目：飞行前准备、地面操作、起飞、爬升、巡航、下降、进近、中断进近、地面可视段和着陆、风切变、地面操纵（着陆后）、发动机关车及停机。
（2）仿真计算机用到的建模源数据要求仿真计算机是飞行模拟器的核心部分，其数学建模用到的数据一般应为模拟目标飞机的真实数据。
在确实没有飞机源数据的情况下，允许采用经验数据。
对于新型号飞机尚未进行试飞的情况下，运行采用预测数据。
当具备飞机的试飞数据后，应及时对经验数据和预测数据进行修改。
建立的数学模型必须经过验证，通过与真实系统响应特性和数据的比较来进行验模的工作。
（3）对人感系统的要求受训飞行员的感觉有操纵力感、眼睛对窗外视景和舱内仪表的感觉、耳朵对声音的感觉和身体对飞机运动的感觉。
为给飞行员造成一个真实的飞行环境，飞行模拟器通常要求具体如下人感系统:操纵负荷系统：模拟飞机的操纵感觉和配平感觉。
视景系统：模拟飞机座舱外的景象，是飞行员判断飞行品质十分重要的视觉信息。
仪表系统：在座舱仪表板按所模拟飞机座舱的布局按照飞行仪表和多功能显示设备，其外形、表盘和静、动态性能应与所模拟的飞机仪表完全一致。
运动系统：用于驱动整个模拟座舱运动，模拟飞机的空中和地面运动。
通常希望采用六自由度运动系统反映飞机的三个角位移和三个直线位移的运动。
过载感觉系统:飞行员在空中感受的过载只靠运动系统是不能实现的，可采用抗负荷和过载座椅来实现。
飞行模拟器生产企业介绍成立于2010年的福州正辉信息科技有限公司是一家集研制开发、生产、服务为一体的专业化高科技企业。
该公司专注于仿真模拟器的研制，是目前中国最大的学习应用软件和特殊装备智能仿真模拟体验系统提供商之一。
航模教学课件（共8篇）
航模教学课件（共8篇）第1篇：航模课培训灵宝市青少年学生校外活动中心航模课教案 2012.3.1航模教师培训课程张岩第一节航空模型基础知识一、教学目的：1、巩固提高航空模型的基础知识，了解开展航空模型活动的作用及一些常用术语；2、丰富航模知识，激发学习兴趣，增强参与意识二、教学重难点：重点：了解航模基础知识，培养兴趣难点：常用术语在航模制作中的作用三、教学过程：（一）、什么叫航空模型。
国际航联制定的竞赛规则里明确规定“航空模型是一种重于空气的，有尺寸限制的，带有或不带有发动机的，不能载人的航空器，就叫航空模型。
其技术要求是：最大飞行重量同燃料在内为五千克；最大升力面积一百五十平方分米；最大的翼载荷100克/平方分米；活塞式发动机最大工作容积10亳升。
1．什么叫飞机模型一般认为不能飞行的，以某种飞机的实际尺寸按一定比例制作的模型叫飞机模型。
2、什么叫模型飞机一般称能在空中飞行的模型为模型飞机，叫航空模型。
（二）、开展航空模型活动的作用航空模型是各种航空器模型的总称。
它包括模型飞机和其他模型飞行器。
航空模型活动从一开始起就引起人们浓厚的兴趣，而且千百年来长盛不衰．主要原因就在于它在航空事业的发展和科技人才的培养方面，起着十分重要的作用。
1．航空模型是探索飞行奥秘的工具人类自古以来就幻想着飞行。
昆虫、岛禽、风吹起树叶和上升的炊烟，都曾引起过人类飞行的遐想。
西汉刘安在《淮南子》中记载着后羿的妻子嫦娥偷食了长生药而飞上月宫的美妙故事。
这反映了古人对飞行的追求和向往。
在载人的航空器出现之前，人类就创造了许多能飞的航空摸型。
不断地探索着飞行的奥秘。
距今两千多年前的春秋战国时期．我们的祖先就制作出能飞的木鸟模型。
《韩非子》记载着：“墨子为木鸢，三年而成，飞一日而败。
”宋朝李昉等人编的《太平御宽》中也有“张衡尝作木鸟，假以羽翩，腹中施机，能飞数里”的记载。
另外，还制作出种类繁多的孔明灯、风筝和竹蜻艇等。
唐代以后，我国的风筝传到国外，在世界上流传开来。
《飞机飞行原理》PPT课件
第三节 影响升力和阻力的因素
1．机翼迎角的影响 (1)在一定范围内，机翼迎角增加，升力则增大。因为机翼迎角增加后，
机翼上表面气流的流线更加密集，流速更块，压力更小(吸力更大)，压差 更大。 (2)机翼迎角增加，阻力随之增大。因为随着机翼迎角的增加，机翼后部 的涡流区也不断扩大，压力减小；而机翼前部气流压力增大，前后压力差 (阻力)增大。机翼升力增加诱导阻力页随之增加。 2．速度的影响 相对气流的速度越大，升力和阻力就越大。实验证明：升力和阻力与速 度的平方成正比。 (1)根据柏努利定理，机翼上表面的相对气流流速越快，静压越小，上下 压力差则越大，升力就越大。 (2)气流流速越快，机翼前部的气流动压越大，受档后转换成的静压也就 越大，前后压力差也越大。压差阻力越大．另外由于相对速度大摩擦阻力 也随之增大。 。
第二节 大气的一般介绍
空气的密度、温度和压力是确定空气状态 的三个主要参数。飞行中，飞机的空气动 力和大小和飞行性能的好坏都与这些参数 有关。
粘性和压缩性是空气的两种物理性质。在 飞行中，飞机之所以会受到空气阻力原因 之一就是空气有粘性。而飞机以接近音速 或者超过音速飞行时会出现阻力突增等现 象则与空气的压缩性有关。
3．空气密度的影响
空气密度越大，升力和阻力越大。升力、阻力的大小与空 气密度成正比。根据动压公式(g=1/2ρv,2)，空气密度增大 后，气流流过机翼时的动压变化大。所以机翼上下的压力差 和机翼前后的压力差变化也大4．机真的影响
(1)面积：升力和阻力与面积成正比。
(2)平面形状：机翼产生升力后出现涡流，使上翼面压强增 加，下翼面压强减小，机翼升力受到损失，并产生诱导阻力。 当机翼平面形状接近椭圆形时，升力损失最小，诱导阻力也 较小，平面形状为矩形的机翼升力损失较大，诱导阻力也较 大。而梯形机翼居 两者之间，因此椭圆形机翼空气动力性能 最好。
航模培训航模飞机制作教程ppt学习课件
首飞过程记录及问题分析
记录航模飞机起飞、飞行、降落过程 中的各项数据，如飞行高度、速度、 航向等
分析航模飞机在飞行过程中出现的问 题，如飞行不稳定、偏离航线等
观察航模飞机飞行姿态是否稳定，有 无异常抖动或偏移现象
针对问题提出改进措施，如调整电机 输出、优化飞控参数等
针对问题调整策略分享
对于飞行不稳定问题，可 以尝试调整电机输出和飞 控参数，提高航模飞机的 稳定性和操控性
对于偏离航线问题，可以 检查GPS模块定位精度和 航向传感器准确性，优化 航线规划算法
对于电池续航能力不足问 题，可以选择更高能量密 度的电池或优化航模飞机 功耗设计
分享调整策略时，应提供 具体步骤和注意事项，以 便学员能够准确理解和操 作
采用高增益天线等方法进行改善。
舵机设置及调整技巧
01
舵机类型选择
根据航模需求选择合适的舵机类型，如模拟舵机、数字舵机等。
02
安装与连接
将舵机安装在航模上合适的位置，并连接至接收机对应通道。
03
调整技巧
通过遥控器对舵机进行中立点调整、行程调整以及反向调整等操作，确
保舵机能够准确响应遥控器指令。同时，还需注意舵机的防震和散热问
02
航模飞机结构与原理
航模飞机组成部分
机翼
提供升力的主要部分，分为上 单翼、中单翼和下单翼三种类 型。
发动机
提供飞行动力，分为活塞发动 机、喷气发动机等类型。
机身
航模飞机的主体部分，承载发 动机、机翼、尾翼等部件。
尾翼
包括水平尾翼和垂直尾翼，用 于保持航向和稳定性。
起落架
用于支撑飞机在地面停放和滑 行，分为前三点式和后三点式 两种类型。
航模课件ppt
05
航模发展前景与趋势
航模在科技教育领域的应用
激发科技兴趣
丰富教学手段
航模作为科技教育的工具，能够激发 学生对航空航天科技的兴趣，培养他 们的创新思维和实践能力。
航模课件可以作为传统教育手段的有 益补充，通过实践操作和互动教学， 提高学生的学习效果和可以学习 到空气动力学、材料科学、电子技术 等方面的知识，提升自身的科学素养 。
航模在航空航天领域的发展趋势
无人机应用普及
随着无人机技术的不断发展，航 模在农业、环保、物流等领域的 应用将更加广泛，无人机将成为
航模产业的重要发展方向。
航空航天技术创新
航模技术的发展将推动航空航天 领域的创新，如小型卫星、微型 飞行器等，为科学研究和技术革
新提供更多可能性。
法规监管不断完善
随着无人机等航模应用的普及， 相关法规和监管措施将不断完善 ，以确保航模产业健康有序发展
。
航模产业的未来展望
市场规模持续扩大
随着无人机等航模应用领域的不断拓展，航模市场规模将持续扩 大，吸引更多企业加入。
技术创新推动产业发展
新材料、新能源等技术的创新将推动航模产业的发展，提高航模的 性能和安全性。
国际合作与交流加强
随着全球化的深入发展，国际合作与交流将成为航模产业发展的重 要趋势，推动产业共同进步。
装与测试。
03
技巧
在制作过程中，注意保持精度和细节处理，使用合适的胶水和固定装置
，确保航模结构的牢固性和稳定性。同时，遵循安全规范，避免在制作
和飞行过程中发生意外。
03
航模飞行技巧与安全
航模飞行前的准备
场地选择
选择空旷、无障碍物的 场地，以确保飞行安全
。
模拟飞行教学培训教材(教师讲义)
模拟飞行培训教材（讲义）教师培训专用模拟飞行教学培训教材（讲义）目录第一篇：模拟飞行介绍第一讲：什么是模拟飞行第二讲：模拟飞行的发展史及现状第二篇：理论教学第一讲：航空器第二讲：飞机的主要组成部分及作用第三讲：机场的构建及陆空对话第三篇：实践教学第一讲：FSX软件介绍及操作第二讲：初级教练机赛斯纳-172及仪表的认识第三讲：赛斯纳-172的开关车程序第四讲：地面滑行第四讲：起飞及目视空域飞行第五讲：降落程序第六讲：起落航线的构建及五边飞行第七讲：自动驾驶及初级GPS转场飞行第三篇：比赛第一讲：本场五边飞行第二讲：直升机穿越飞行第三讲：红牛挑战赛（穿越气柱）第四讲：目视转场飞行第四篇：模拟飞行硬件的日常维护第一讲：怎样做日常维护及注意事项第一篇: 模拟飞行介绍第一讲：什么是模拟飞行驾驶飞机在蓝天上自由翱翔，是许多航空爱好者的梦想和愿望。
由于受到经济条件、工作条件、身体条件、环境条件等许多因素的影响，使航空爱好者的梦想和愿望不能变成现实。
现在，科学家和航空爱好者的不懈努力下，发明、开创了飞行模拟这一新的领域。
让航空爱好者在虚拟的环境里实现了飞天的梦想。
模拟飞行，是一项新兴的科技活动，它是利用计算机系统和网络环境，配置飞行摇杆，耳麦，等专用设备，在模拟飞行软件平台上进行高仿真度的体验飞行，模拟飞行可以在看似非常真实的环境中进行飞机的机动训练，和特技飞行表演。
它还可以利用计算机网络开展各式各样的飞行竞技比赛和虚拟的空中战争！目前，这项技术已被世界各国广泛应用于对飞行员的训练。
从模拟飞行开始，再由模拟飞行到真实飞行这样的航空教育新模式不仅有效的向广大航空运动爱好者及青少年普及国防航空知识，推广航空体育运动，而且还可以为国家储备大量的飞行人才模拟飞行课程的教育意义模拟飞行运动有很强的适用性和普及性，它运用电脑和网络传播航空知识和飞行驾驶技能，以及学习机械、物理、数学、通信、气象、地理、历史、英语、无线电等其他各类知识，既降低了成本，又保证了充裕的培训时间，同时通过三维演示，使航空理论和飞行技术更加易学、易懂、易操作，提高了在现实中参与真实飞行的效率和成功率。
飞行模拟课件
C y C a (a a 0 ) C jj y y
其中Cjy为平尾偏转引起的升力系数变化，j为平尾偏角，通常 Cjy j这一项的值比较小，可以忽略 Cay称为升力线斜率
升力曲线
Cy
2.0
1.5
a0
1.0
0.5
0.0 -10 -0.5 0 10 20 30
某第二代战斗机 采用对称翼型 a0=0 a
V
飞行速度
Q
受力分析及角度定义(三)
Y
Y
升力 侧力 重力 滚转角
Z G
Z
G
重力G
• 重力大小：G=m g
– m 飞机质量
• 飞机质量随燃油消耗／外挂投放等变化 • 性能计算过程中，飞机质量通常取常值
– g
重力加速度
• 重力加速度与地理位置／飞行高度相关，但变化很小 • 通常取9.81
• 重力方向：铅垂向下
40 50
M数对升力曲线的影响
2.0
1.5
M=0.0 M=0.8 M=1.0 M=1.2 M=1.7
Cy
1.0
0.5
0.0 0 5 10 15 20 25
a
大迎角区的升力特性
2.0
Cy
Cymax 最大升力系数 alj Cysx Cyyx Cydd 失速升力系数 asx 最大允许使 用升力系数 ayx
迎角
Q G
q
J V
航迹倾角
俯仰角 飞行速度
发动机
发动机安装角
机身轴线
3º
2º
发动机轴线 发动机尾喷口轴线
相对于发动机轴有5°夹角
定直平飞的受力分析
定常直线 水平飞行
x P
飞行模拟器讲诉PPT课件
1
内容安排
一、概述 二、飞行仿真技术的应用 三、飞行模拟器系统的组成 四、飞行模拟器的工作原理
2
一、概述
模拟飞行也可以称做飞行模拟，是指 通过计算机软件及外部硬件设备来对真实 世界飞行中所遇到的各种元素，例如空气 动力，气象，地理环境，飞行操控系统， 飞行电子系统，战斗飞行武器系统，地面 飞行引导等，综合的在计算机中进行仿真 模拟，并通过外部硬件设备进行飞行仿真 操控和飞行感官回馈的一项事物。
3
二、飞行仿真技术的应用
使用飞行模拟器训练飞行 员 ， 可 以 节 省 30% 的 上 机时间。
4
二7、.1飞行分仿布真交技互术仿的真应技用术
模拟飞行训练的优势
5
二、飞行仿真技术的应用
飞机 设计
和 机载 设备 试验
应用飞行仿真技术来评价整机的飞行性能和操纵系统、仪 表显示系统、飞行控制系统、飞机武器系统、推进装置等 的性能，利用它修改各系统的参数，并通过反复试验得出 最佳参数。
滑跑声 生成器
事事件件控控制制
音音响响管管理理
声音合成
声音合成 声音拾取
音音响响 数数据据库库
声声音音输输出出 声声音音缓缓存存对对象象
声声音音合合成成
音响系统结构图
图图例例 数据流 控制流 外部输入
功功能能模模块块
数数据据或或对对象象
飞行训练讲评系统
根据飞行过程中记录的飞行参数按飞 行标准自动判定飞行员飞行水平，以达到客观、 全面源自有效、快速地评估飞行员飞行品质的目的
• 捷联式惯性导航（惯性基准系统IRS）： 根据机体坐标系中的 线加速度、角速度、角加速度，得到导航坐标系中的惯性线加 速度和姿态角，进而计算得到飞机的位置、航向和地速。
飞行模拟器PPT课件
虚拟现实技术与飞行模拟器结合
总结词
增强沉浸感
详细描述
虚拟现实技术能够将飞行员完全沉浸在模拟的飞行环境中，提供更加真实的感官体验。通过头戴式显 示器和传感器的配合，飞行员可以感受到模拟飞行的各种状态，如飞行高度、速度、姿态等，提高训 练效果。
人工智能在飞行模拟器中的应用
总结词
智能化训练
详细描述
人工智能技术可以在飞行模拟器中扮演多种角色，如自动生成训练任务、评估飞行员表现等。通过机器学习和数 据分析，模拟器能够根据飞行员的表现和需求进行智能调整，提供更加个性化和高效的训练。
感谢观看
THANKS
特点
高度仿真、可重复性、安全性、 低成本等。
飞行模拟器的发展历程
初创阶段
20世纪40年代，飞行模拟器主要 用于飞行员训练，但当时的模拟 器较为简单，仅能模拟基本的飞
行操作。
发展阶段
20世纪70年代以后，随着计算机 技术的进步，飞行模拟器的仿真 度和功能得到了大幅提升，开始 广泛应用于飞行员训练和航空工
控制系统
实现飞行模拟器的各项功能控 制和参数设置。
飞行模拟器的传感器与控制系统
传感器
数据记录与回放系统
监测飞行员的操作和飞行状态，实时 反馈数据。
记录飞行过程的数据，供分析和评估 使用。
控制系统
根据飞行员的操作和传感器数据，计 算和控制飞行模拟器的运行状态。
03
飞行模拟器的操作与使用
飞行模拟器的启动与关闭
业领域。
创新阶段
进入21世纪，随着虚拟现实和计 算机图形技术的飞速发展，飞行 模拟器的仿真度和沉浸感得到了 极大提升，开始应用于娱乐、游
戏等领域。
飞行模拟器的应用领域
第四章-飞行实施阶段-3PPT演示课件
Your oxygen mask is in the service compartment over your head and it will automatically drop while there is decompression. To start the flow of oxygen, pull the mask towards you. Place the mask over your nose and mouth, slip the elastic strap over your head, tighten it by pulling the end of the strap. Now, breathe calmly and the oxygen starts to flow.
第四章 飞行实施阶段
——安全示范与广播词服务
• 广播词
– 1.发音正确 – 2.语调适中 – 3.停顿、升降调正确 – 4.意群完整 – 5.语句流利
•1
Safety demonstration
Ladies and Gentlemen:
Now we’ll demonstrate the in-flight safety information, please pay attention to our cabin crew.
•7
紧急出口
• 指示出口方位 • 指示逃生路径
•8
安全指示卡
• 展示 • 指示方位 • 翻转展示
无人驾驶航空器的飞行仿真技术
无人驾驶航空器的飞行仿真技术在当今科技飞速发展的时代，无人驾驶航空器已经成为了航空领域的热门话题。
而其中，飞行仿真技术作为无人驾驶航空器研发和应用的重要支撑，发挥着至关重要的作用。
无人驾驶航空器，顾名思义，是指无需人类飞行员直接操控就能完成飞行任务的航空器。
它们在军事、民用等多个领域都有着广泛的应用前景，比如侦察、监测、物流配送等。
然而，要确保这些无人驾驶航空器能够安全、高效地执行任务，飞行仿真技术就显得不可或缺。
飞行仿真技术，简单来说，就是通过建立数学模型和模拟环境，在计算机上重现无人驾驶航空器的飞行过程。
这就像是给无人驾驶航空器创造了一个虚拟的“训练场”，让它们在不实际飞行的情况下，就能接受各种条件和场景的考验。
那么，飞行仿真技术具体是如何实现的呢？首先，需要对无人驾驶航空器的物理特性和运动规律进行深入的研究和分析。
这包括航空器的外形结构、动力系统、控制系统等方面。
通过建立精确的数学模型，来描述这些特性和规律。
比如，对于航空器的空气动力学特性，需要考虑机翼的形状、气流的流动等因素对飞行的影响。
接下来，就是构建仿真环境。
这个环境要尽可能地接近真实的飞行场景，包括地形、气象条件、电磁环境等。
比如，在模拟飞行中遇到的风场时，要考虑风速、风向的变化对航空器飞行姿态的影响。
同时，还需要考虑其他航空器或障碍物的存在，以检验无人驾驶航空器的避障能力。
在仿真过程中，还需要有高效的计算方法和算法。
因为要实时地计算和模拟航空器的飞行状态，对计算能力的要求是很高的。
为了提高仿真的效率和准确性，科学家们不断探索和优化计算方法，比如采用并行计算、数值解法等。
飞行仿真技术的应用场景非常广泛。
在无人驾驶航空器的设计阶段，通过仿真可以对不同的设计方案进行评估和优化，提前发现潜在的问题，从而减少实际试飞的风险和成本。
在训练阶段，操作人员可以在仿真环境中进行反复练习，熟悉操作流程和应对各种突发情况的策略。
在任务规划阶段，可以通过仿真来预测飞行过程中可能遇到的情况，制定更加合理的飞行路线和任务方案。
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视景系统
飞行导航控制系统
综合自然环境
通用飞机低成本飞行\维护模拟训练器系统结构图
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教员台系统
教员台系统的功能包括仿真初始化、仿 真过程管理、数据显示、测试科目设置、仿真 数据分析等功能。
位置冻结
状态抽样 页
飞行故障 页
高度冻结
飞机状态 页
系统总复 位
燃油冻结 进近定位 页
系统关闭
完全冻结 时间加速
• 捷联式惯性导航（惯性基准系统IRS）： 根据机体坐标系中的 线加速度、角速度、角加速度，得到导航坐标系中的惯性线加 速度和姿态角，进而计算得到飞机的位置、航向和地速。
• 方式控制面板 ✓ 方式控制开关量 （飞行指引、自动油门、自动驾驶仪的通断 状态，纵向、横测向、油门的控制方式开关） ✓ 控制量预设（预设速度、航向角、高度）
6
二、飞行仿真技术的应用
飞机 设计 和 机载 设备 试验
应用飞行仿真技术来评价整机的飞行性能和操纵系统、仪 表显示系统、飞行控制系统、飞机武器系统、推进装置等 的性能，利用它修改各系统的参数，并通过反复试验得出 最佳参数。
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.
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三、飞行模拟器系统的组成
硬件组成
.
三、飞行模拟器系统的组成
地图页
跑道性质 页
训练器初始设置页
.
飞机动力学模型和气动模型
主要包括运动方程模块、气动参数模块
、气动力和力矩模块。
操纵系统
气动数据 舵偏角
起落架、襟翼位置
气
气
动 气动力
动 气动参数 力 （力矩）
系
和
数
力
模
矩
块
模
块
运动方程 模块
发动机 燃油模型
载油质量、重心
教员台
质量特性
质量、重心 惯量
湍流和风 标准大气
现代仿真技术
飞行仿真技术
.
1
内容安排
一、概述 二、飞行仿真技术的应用 三、飞行模拟器系统的组成 四、飞行模拟器的工作原理
.
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一、概述
飞行仿真是指通过计算机软件及 外部硬件设备来对真实世界飞行中所 遇到的各种元素，例如空气动力，气 象，地理环境，飞行操控系统，飞行 电子系统，战斗飞行武器系统，地面 飞行引导等，综合的在计算机中进行 仿真模拟，并通过外部硬件设备进行 飞行仿真操控和飞行感官回馈的一种 技术。
软件组成及数据流
教员控制台
各分系统控制信息 各分系统反馈信息
综合自然环境模型
• 标准大气环境模型
• 风模型 • 雨模型 • 雪模型
大气密度、 风向、风速 等环境信息
飞机数学模型
• 海浪模型
• 动力学模型
• 发动机模型
驾驶杆、油门杆、• 自动飞行系统
操纵装置
脚蹬、起落架、 • 导航系统 襟翼位置等信息 • 舵机模型等
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• 视景系统
视景系统
OGRE
视景系统架构图
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视景效果示意图
综合自然环境模型
环境设定、飞行信息
标准大气模型
突风模型 湍流模型 风切变模型
海浪模型
雨模型
环境信息 飞行\机务训练器
综合自然环境模块划分图
雪模型
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音响系统
发动机转速 飞行高度
触地状态x3 滑跑速度
舵面状态 起落架状态 水斗状态 告警指令
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二、飞行仿真技术的应用
模
拟
苗圃学
飞
开飞机
行
训
练
赵本山斥资 2亿购买私
人飞机
成龙大哥，不仅有私人
专机，还一直努飞行仿真技术的应用
使用飞行模拟器训练飞行 员 ， 可 以 节 省 30% 的 上 机时间。
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二7、.1飞分行布仿交真互技术仿的真应技用术
模拟飞行训练的优势
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雨、雪、海浪等环境信息 .
虚拟仪表系统
飞行姿态、 速度、油 量等信息
• 主飞行显示仪表 • 导航显示仪表 • 辅助显示仪表
飞机的位 置和姿态 信息
飞行视景系统
• 环境模型渲染 • 三维模型显示控制 • 视点切换控制 • 三维模型驱动
四、 半实物仿真平台的工作原理
教员台
仪表系统
音响系统
飞行动力学模型 气动模型
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仪表显示
导航参数
组合导航模块
驾驶员
飞行方式 方式选择 控制面板
捷联式惯性导航
无线电导航 导航数据库
导航数据 航迹规划
飞行控制 机动规划 指令
自动驾驶仪 自动油门
初始状态 预设航路点
飞行参数
教员台
飞机动力学模 型和气动模型
舵机控制指令
飞行导航控制系统的结构图
飞行导航控制系统
• 无线电导航：航线导引、确定飞机位置及航行参数、着陆导引 。根据飞机位置、导航台位置计算导航参数（航向、方位角、 航迹、航路点、地速、空速、指点信标、航向信标、下滑信标 ）。
气动模块完. 成飞机空气动力特性的仿真，即计
飞机动力学模型和气动模型
• 气动力和力矩模块 根据气动参数模块计算得到的气动系数，以
及计算得到的动压，和输入的参考的翼展和面积 ，利用公式得到了气流轴上的气动力和力矩，最 后计算出机体轴上的气动力和力矩，输出到“运 动方程模块”。
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飞行导航控制系统
导航系统可以根据飞 行系统输出的相关参 数解算出飞机当前位 置(经度、纬度、高 度)和飞机的姿态角 及角速度，及磁航向 角等信号，作为自动 飞行系统、仪表等系 统的输入信号；控制 系统解算俯仰，横滚， 偏航三个通道的控制 律，给出飞行指令杆 与舵面偏转角的控制 指令。
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仪表系统
• 主飞行显示屏 分为水平姿态仪和罗盘。水平姿态仪上显示垂直高度
、空速，垂直速度等信息。罗盘上显示航向选择游标， 飞机航向（当前与指令）等信息。
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仪表系统
• 导航显示屏 显示航向，航线，航路点等信息，。
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仪表系统
• 辅助显示屏 显示引擎的基本信息。如推力、发动机温
度、功率、滑油温度、滑油油量等信息。
雨
环境 信息
飞机运 动参数
仪表系统 视景系统 导航系统 发动机系统
雪
海浪
飞行动力学模型与其它模型交互关系图
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飞机动力学模型和气动模型
• 运动方程模块 主要完成飞机六自由度刚体运动方程
的解算，六自由度运动模块由多个子模块组成。 飞机动力学模型在该模块中，首先综合飞机所受 的各种力和力矩，包括重力、气动力、发动机推 力和起落架力及其各种力矩，计算沿机体轴的线 加速度和角加速度，然后产生飞机的合成速度。 把风和紊流扰动速度加到机体轴线速度上，并用 来计算飞行轨迹参数。把机体轴角速度分解到气 流轴上并计算飞机迎角、侧滑角及其变化率，以 提供给气动系数模块使用。把角速度分解到地轴 上，然后用积分计算三个欧拉角。 • 气动参数模块
发动机噪 声生成器
滑跑声 生成器
事事件件控控制制
音音响响管管理理
声音合成
声音合成 声音拾取
音音响响 数数据据库库
声声音音输输出出 声声音音缓缓存存对对象象
声声音音合合成成