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World File Search System飞行模拟
ASAT-14-003-GU 14
摘要：仿真对于系统设计和分析，尤其是飞行控制系统来说是必不可少的。仿真技术之一是硬件在环仿真 (HILS)，它将硬件和软件连接起来进行综合，目的是克服建模过程中的任何简化假设。这种类型的仿真的好处是减少所需的飞行试验次数，并提高系统设计可实现性的置信度。因此，本文讨论了图像红外 (IIR) 导引头系统的实施和评估，其中系统集成是通过 HILS 进行研发 (R&D) 的。IIR 导引头组件包括热像仪、视频跟踪器和转向系统，分别进行分析和测试。深入分析并找出组装的整体系统中的接口问题，以评估 IIR 导引头的性能。IIR 导引头提供的真实热目标坐标应用于自导系统的六自由度 (6DOF) 飞行模拟模型。介绍了与系统相关的实验装置，其中的模拟和实验结果突出了构成 IIR 导引头的各种组件的效果。提出了平滑滤波器来增强对执行不确定\随机机动的目标的拦截，并克服视频跟踪器和转向系统的动态，以实现导弹焦油
具有过渡飞行能力的微型飞行器的无模型控制算法
摘要 具有过渡飞行能力的微型飞行器，或简称为混合微型飞行器，结合了固定翼配置在续航能力方面的有益特性以及旋翼机的垂直起降能力，可在典型任务中执行五个不同的飞行阶段，例如垂直起飞、过渡飞行、前飞、悬停和垂直着陆。这种有前途的微型飞行器类别比传统微型飞行器具有更宽的飞行包线，这对控制界和空气动力学设计师都意味着新的挑战。混合微型飞行器的主要挑战之一是过渡飞行阶段气动力和力矩的快速变化，很难准确建模。为了克服这个问题，我们提出了一种飞行控制架构，它使用智能反馈控制器实时估计和抵消这些快速动态。所提出的飞行控制器旨在稳定混合微型飞行器的姿态以及它在所有飞行阶段的速度和位置。通过使用无模型控制算法，所提出的飞行控制架构无需精确的混合微型飞行器模型，因为该模型成本高昂且耗时。介绍了一套全面的飞行模拟，涵盖了尾座微型飞行器的整个飞行包线。最后，进行了真实飞行测试以比较模型
严肃游戏对航空词汇习得的影响
掌握国际民用航空组织 (ICAO) 规定的标准航空用语对于未来的飞行员与空中交通管制员和其他飞行员进行交流非常重要。标准用语中的歧义可能会给机组人员带来灾难。因此，人们认真考虑了改善航空精确交流的政策。然而，目前尚不清楚严肃游戏式的飞行模拟能否提高学习者词汇量的吸收，因为学习者大部分时间都在学习标准航空用语。关于严肃游戏和航空用语之间关联的研究也很少。技术的进步使数字游戏呈指数级增长，因此开始广泛应用于教育。因此，本研究旨在调查严肃模拟游戏 X-Plane 11 对航空词汇习得的影响，该游戏提供了宝贵的学习体验。本研究采用准实验混合方法研究，通过检索便利抽样（实验组 15 名受试者，对照组 15 名受试者）。研究结果表明，有强有力的证据表明严肃游戏对学习者的学习成果具有积极影响。在整合严肃游戏后，实验组的中等效应量显著增加。这一发现
动态界面建模与仿真。第一部分
海上直升机经常部署在现代作战舰船上。在海上从舰船上回收和发射直升机被认为是飞行员可能遇到的最苛刻和最危险的环境之一[1]。舰船的运动，加上舰船上层建筑上方和周围的气流（称为舰船尾流），增加了飞行员的整体工作负荷[2]。为了确保在直升机舰船动态接口 (HSDI) 内操作的飞行员和机组人员的安全，对舰船和直升机在海上进行了一系列发射和回收测试，测试风力大小和风向不同，以确定舰船-直升机操作极限 (SHOL)。图 1 显示了 SHOL 的一个示例，指示了在甲板上风力条件（大小和方向）组合超出该边界时直升机降落不安全的情况。通过使用建模和仿真 (M&S)，可以为给定的船舶重现海上条件，并用于分析飞机运行时的气流以及模拟环境中的实时驾驶飞行 [3]。本文介绍了 HSDI 中飞行模拟所需的各个元素的开发，以及在海上 SHOL 测试之前为检查气流而开发的室内工具。
航空航天 | MDPI
飞机设计本质上是一项多学科工作，在此过程中，多个工程师团队之间必须交换数据和信息，每个团队都拥有特定领域的专业知识。管理协作组之间的数据传输、可能的翻译和存储非常复杂且容易出错。采用标准化、以数据为中心的方案存储所有数据可提高一致性并降低误解和冲突的风险。为了有效实现这一点，必须首先努力在分析模块和数据档案之间开发合适的接口。此外，设计过程的每个阶段对设计和分析工具的保真度和分辨率都有不同的要求。对于稳定性和控制分析以及飞行模拟，需要生成气动力、力矩和导数的查找表。不同的飞行分析工具需要不同的表格/输入格式。例如，代尔夫特理工大学开发的飞行分析器和模拟器 PHALANX [ 1 – 4 ] 需要一组三维力和力矩系数表，每个控制通道单独作用。多保真度气动建模旨在以最佳的计算资源分布覆盖整个飞行包线的飞行状态参数空间。这又需要一个标准化的、以数据为中心的方案来托管数据，这些数据可用于可变的保真度。标签 Li （其中 i = 0、1、2、3）用于对计算模型及其软件实现的保真度级别进行分类：
基于场景的飞行模拟训练 - 核心
基于场景的飞行模拟训练：其开发的人为因素分析及更好设计的建议 Christopher M. Johnson 美国威斯康星大学麦迪逊分校 Douglas A. Wiegmann 美国威斯康星大学麦迪逊分校 美国联邦航空管理局 (FAA) 资助了一项研究，旨在改善目视飞行规则 (VFR) 飞行员在仪表天气条件 (IMC) 下飞行的问题。基于场景的模拟训练 (SBST) 旨在检验私人飞行员的威胁和错误管理 (TEM) 技能。SBST 以航线导向飞行训练 (LOFT) 为模型，并开发了新技术来改进天气模拟。本文包括对飞行模拟开发的人为因素分析，并详细介绍了天气模拟的改进。历史天气数据用于准确重现飞行前简报、模拟天气参数和飞行中天气报告，并在截然不同的飞行员群体中测试了这些技术。第一个实验研究的是职业航空学生，第二个实验涉及没有职业抱负的 VFR 飞行员。为该项目开发的技术揭示了与训练不足有关的有趣发现，结果表明 SBST 可以有效填补从头飞行训练中的漏洞，并在所有级别的飞行训练中提高模拟保真度。在莱特兄弟设想动力飞行不到十年后，
自动吸气式推进测试设施
在新型发动机概念开发的早期，重点放在对发动机循环及其部件的分析评估上，以将设计方案的选择范围缩小到最有利于进一步开发的设计方案。重复的地面测试虽然昂贵且困难，但却是必要的下一步，因为通常不可能从第一原理对发动机的所有物理现象进行分析建模。对于新型高速（高超音速）发动机尤其如此，因为大多数技术领域（流体动力学、燃烧、材料等）的最新技术水平都超出了传统界限。因此，地面测试的重要性得到了强调。地面飞行模拟可能是一项复杂的任务。将测试发动机牢固地安装在地面上，通过将发动机放置在高速气流中来模拟飞行，该气流会在发动机内部和外部产生适当的速度、压力和温度条件。为了产生这种气流，来自高压高温供应的空气通过超音速（或高超音速）喷嘴膨胀。根据能量守恒定律，当高供应压力和温度条件下的空气膨胀到所需的超音速时，会产生适当的局部静压和温度条件来模拟所需的高度。因此，地面测试设施必须具有压缩、储存和加热大量空气的能力，并且必须配备控制系统来为这些大型喷气机提供适当的流量。此外，还必须有燃料供应系统、水供应系统、排气抽吸系统等。
飞机运动的运动学和动力学
本章的最终目标是，一架刚性飞机在扁圆形旋转地球上空的运动方程。平地方程描述了在重力恒定的非旋转地球上一小块区域上的运动，我们将作为特殊情况推导得出该方程。为了达到这个最终目标，我们将使用经典力学的矢量分析来建立运动方程，使用矩阵代数来描述坐标系的运算，并使用大地测量学、引力和导航中的概念来介绍地球形状和质量引力的影响。在第 2 章之前，作用在飞行器上的力矩和力（地球的质量引力除外）将是抽象的。在此阶段，只要有合适的力和力矩模型，这些方程就可以用来描述任何类型的航空航天飞行器（包括地球卫星）的运动。术语“刚性”意味着不允许结构灵活性，并且假定飞行器中的所有点始终保持相同的相对位置。在大多数情况下，这种假设对于飞行模拟来说已经足够好了，并且对于飞行控制系统设计来说也足够好了，前提是我们不试图设计一个系统来控制结构模式或减轻飞机结构上的气动载荷。运动方程处理所需的矢量分析通常会给学生带来困难，特别是角速度矢量的概念。因此，提供了相关主题的回顾。在某些情况下，我们已经超越了传统的飞行力学方法。例如，由于四元数具有“全姿态”能力以及在模拟和控制中的数值优势，因此引入了四元数。它们现在广泛应用于模拟、机器人、制导和导航计算、姿态控制和图形动画。主题来自
使用...进行飞行控制系统开发
模拟是一种技术，通过计算机程序以数学形式表示物理系统，以解决问题。过去 20 年来，计算速度和软件质量的进步使飞行模拟在模拟飞行环境方面特别有效，现在它已成为民用、军用、制造和研究领域航空领域不可或缺的一部分。航空标准建议在飞行控制系统 (FCS) 开发期间进行有人驾驶模拟。至少应完成以下模拟：(a) 在硬件可用之前使用 FCS 的计算机模拟进行有人驾驶模拟，以及 (b) 在首次飞行之前使用实际 FCS 硬件进行有人驾驶模拟 [1]。与飞行环境相比，模拟可以对所研究的条件进行严格控制，并允许按需提供特定的飞行情况，其中一些是罕见或危险的。与使用飞机进行这些活动相比，模拟不会造成污染、噪音或其他干扰。对于除最简单的飞机之外的所有飞机，飞行模拟的成本也比使用飞机本身低得多。最后，模拟器可以昼夜不停地以密集的运行速度运行，并且可以执行数据库中包含的任何练习或功能，而不受地点、天气、一天中的时间或一年中的季节的限制。随着航空电子系统、先进的驾驶舱控制、先进的驾驶舱显示器、电传操纵技术等的快速发展，从概念到认证的快速转变是成功的飞机开发项目的基本要求。使用
使用... 进行飞行控制系统开发
模拟是一种技术，通过计算机程序以数学方式表示物理系统以解决问题。过去 20 年来，计算速度和软件质量的进步使飞行模拟在建模飞行环境方面特别有效，现在它已成为民用、军用、制造和研究领域航空领域不可或缺的一部分。航空标准建议在飞行控制系统 (FCS) 开发期间进行有人驾驶模拟。至少应完成以下模拟：(a) 在硬件可用之前使用 FCS 的计算机模拟进行有人驾驶模拟，以及 (b) 在首次飞行之前使用实际 FCS 硬件进行有人驾驶模拟 [1]。与飞行环境相比，模拟可以对调查条件进行严密控制，并允许按需提供特定的飞行情况，其中一些情况是罕见或危险的。与使用飞机进行这些活动相比，模拟不会造成污染、噪音或其他干扰。除了最简单的飞机外，飞行模拟的成本也远低于使用飞机本身。最后，模拟器可以在白天和夜晚以密集的运行速度使用，并且可以执行其数据库中包含的任何练习或功能，而不受地点、天气、一天中的时间或一年中的季节的影响。随着航空电子系统、先进的驾驶舱控制、先进的驾驶舱显示器、电传操纵技术等的快速发展，从概念到认证的快速转变是成功的飞机开发项目的基本要求。使用