民用運輸類飛機工程模擬器虛擬飛行試驗臺設計

摘要：為了讓工程模擬器更加方便快捷地用于電傳飛控系統的研制、試驗、適航取證等過程，需要提前對工程模擬器上各模型進行初步驗證，本文設計了一個由模塊化功能單元組成的虛擬飛行試驗臺。試驗的結果表明此平臺具有很好的穩定性和可靠性，滿足試驗要求，還可以通過進一步改進，此平臺還可以為后續機型的試驗服務，具有可重復利用性。

關鍵詞：工程模擬器；虛擬飛行試驗臺；電傳飛控系統

1 引言

為了讓工程模擬器更加方便快捷地用于電傳飛控系統的研制、試驗、適航取證等過程，需要提前對工程模擬器上各模型進行初步驗證，本文設計了一個由模塊化功能單元組成的工程師平臺，還可以通過進一步改進，此平臺還可以為后續機型的試驗服務，具有可重復利用性。

2 虛擬飛行試驗臺設計

虛擬飛行試驗臺包括虛擬駕駛艙、控制臺、圖形計算機等，架構如圖1所示。

虛擬駕駛艙通過運行在虛擬駕駛艙計算機上的虛擬駕駛艙操縱軟件模擬飛機駕駛艙操縱器件的特性和功能。虛擬駕駛艙內所有信息通過虛擬儀表方式在觸摸顯示器顯示。控制臺是整個虛擬飛行試驗臺的控制中心，可以通過控制臺進行虛擬飛行試驗臺運行、凍結、停止等，同時可以進行試驗過程中目標參數的監控。圖形計算機、投影器及幕布通過視景軟件為試驗人員提供視覺暗示。

虛擬駕駛艙操縱軟件依據圖2所示的模型構建。

虛擬駕駛艙操縱軟件的功能模塊如表1所示：

控制臺軟件界面如圖9所示，控制臺軟件通過網絡將虛擬飛行試驗臺和飛機仿真模型、飛控系統模型、發動機系統模型等相關模型連接，實現統一調度和管理。

視景軟件主要分為數據庫、視景場景管理和網絡通訊三部分。數據庫部分按所建數據庫的類型，包括地景、活動模型、固定模型三類數據庫。其中的固定模型數據庫將被地景數據庫或活動模型數據庫調用（例如：房屋建筑、樹木等等），地景數據庫和活動模型數據庫將被視景場景管理部分直接調用。視景場景管理部分分為兩個程序模塊：場景初始化模塊及場景驅動模塊。場景初始化分為主要是用于運行環境的設置、CPU的分配、窗口設置、通道設置、觀察者設置、物體的設置、路徑設置、天氣環境設置等；場景驅動模塊主要根據接收的控制信息，實時的產生視景圖形。網絡通訊部分主要功能是接收控制信息，供視景場景管理部分場景驅動模塊使用。

整個虛擬飛行試驗臺的主要功能為了進行人在回路中的仿真。

3 試驗驗證

本文以某民用運輸機飛機仿真模型、飛控系統模型、發動機系統模型為例對虛擬飛行試驗臺進行試驗驗證。

試驗人員首先將建立飛機仿真模型、飛控系統模型、發動機系統模型通過網絡與虛擬飛行試驗臺連接，然后進行人在回路中的調試。

整個試驗結果表明：此虛擬飛行試驗臺具有很好的穩定性和可靠性，滿足試驗要求，可以完整地實現模型的修正和驗證。

4 結論

本文設計了一個由模塊化功能單元組成的虛擬飛行試驗臺，可以用于提前對工程模擬器上各模型進行初步驗證。試驗結果表明此平臺具有很好的穩定性和可靠性，滿足試驗要求。

該平臺的架構設計考慮了通用性，具有可重復利用性，可以通過更改相應軟件使其成為其他機型的試驗平臺。

參考文獻：

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