民用飞机飞行仿真系统研究

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1、民用飞机飞行仿真系统研究曹全新，严林芳，刘永超(上梅飞机设计研究所，上海200232)摘要：飞行仿真系统为民机设计动态验证提供重要的支持，以正在研制的面向21世纪的先进的喷气式新支线飞机为背景，从民用飞机飞行仿真系统的构型、仿真模型的功能、仿真模块之间的通信、仿真模型的建立、仿真系统的实现等角度进行了剖析，研究成果已经在ARJ21飞机研制中得到成功的应用。关键词：系统仿真；飞行仿真；民机；飞行控制系统中图分类号:V411.8；TP391.1文献标识码:A文章编号：1000-8829(2009)07-0102-06ResearchofFlightContr

2、olSimulationSystemofCivilAircraftCAOQuan-xin,YANLin-fang,LIUYong-chao(ShanghaiAircraftDesignAndResearchInstitute,Shanghai200232,China)Abstract：Flightsimulationsystemprovidesessentialsupportforthedynamicvalidationofcivilaircraftdesign・BasedondesigninganddevelopingARJ21(advancedreg

3、ionaljetfortwentyfirstcentury),theframeofcivilaircraftsimulationsystem,thefunctionofsimulationmodel,thecommunicationbetweeneachmodule,thefoundationofsimulationmodelandrealizationofsimulationsystemarediscussed・Andthesesolutionshavebeensuccess-fullyappliedintheavionicsintegrationt

4、estKeywords:systemsimulation;flightsimulation;civil飞行仿真系统是飞机设计研制的重要工具，已经成为飞机研制过程中不可缺少的重要手段。E行仿真系统搭建的动态验证环境具有以下几个重要的作用：协助早期发现问题，完善设计，减少风险；支持动态综合系统验证,解决各系统之间的匹配连接关系;支持在地面进行空中故障复现，分析解决试飞中岀现的故障；支持飞行员训练器,使飞行员能够地面进行熟悉训练。在航空电子的综合仿真测试系统中，欲使整个系统能够在动态连续的状态下完成闭环测试,飞行仿真系统是其重要的组成部分。当今民机飞行常用系统

5、包括飞行控制系统、导航制导、自动油门、自动飞行、航路优化计算和先进的飞行管理等，因此飞行仿真系统的搭建是一个综合复杂的工程。飞行控制系统是由控制部分和飞行器组成的闭合回路的静、动态系统，因此飞行仿真系统必须建立控制系统和飞行器的数学模型，其形式可以是微分方程、传递函数或状态空间表达式等。收稿日期：2008-11-04作者简介：曹全新（1977—）,男，湖北人，工程师，硕士，主要研究方向为航电系统综合试脸、航电系统设备故障诊断、航电综合化仿貝和航电系统测试设备的研究与开发。>rARJ21・aircraft;flightcontrolsystem本研究的主要

6、内容是飞行控制板（FCP）、显示控制板（DCP）、飞行管理系统、导航系统（II5/V0R/DME/GPS）、自动驾驶仪（AP）、自动油门（AT）和飞行操纵系统（包括和驾驶盘/杆/脚蹬组件）所有模态的综合仿真,设计在飞行包线允许的情况下飞机按所有模态的飞行仿真以及模态与模态之间的逻辑转换。在整个的飞行过程中,飞机的大气环境数据、自动飞行模态通告、姿态和航向数据以及飞行计划信息等都能在主飞行显示器上实时显示岀来，驾驶员可通过飞行控制板发出主要的飞行控制指令及组合指令。1各个分系统功能描述飞行仿真系统是个综合复杂的大系统，有许多不同功能的分系统有机地综合而成，

7、以下是对飞行仿真系统的各个分系统所实现的主要功能的描述。1.1飞行控制面板飞行控制板提供飞行员操作的FD、AP、AT通断开关和AP/AT通断总开关;模式选择开关包括NAV、HDG、APPR、1/2BANK、B/C,THRSEL,FLC,VS,VNAV,ALT,XFR；参数调节旋钮有CRS、HDG、SPEED,ALTO其一般布局如图1所示。1.2显示器控制面板显示器控制面板提供飞行员PFD显示菜单回调激活开关（MENU）及菜单调节旋钮;格式快速选择开关（FRMT）；快速模式选择开关有REFS、RADAR、TERR、WX、TFC；导航源快速切换开关NAV；雷

8、达范围调节及雷达角度调节复合组件（TILT/RANGE）；气压调节/标准气压切换