[发明专利]飞行环境仿真系统

说明书

技术领域

本发明涉及计算机仿真领域，尤其涉及一种改进的飞行环境仿真系统。

背景技术

在飞行器的研发过程中，常常需要对飞行器的各个系统进行性能测试，以检验其是否能够满足设计需要，并且是否具有可靠性和稳定性。出于安全性的考虑，这些测试必须在飞行器试飞之前在地面上完成，而不能在飞行器组装完成后在空中进行。于是，在这些测试过程中，就需要使用飞行环境仿真系统来对飞行器的飞行环境进行模拟仿真，向待测试的系统提供各种仿真数据，从而即使在试验室中，也能对飞行器各种设备在各种环境下的工作性能做出测试。

传统的飞行仿真系统采用纯软件的仿真模式，即所有的仿真数据均来自于计算机的模拟。具体而言，在飞行仿真系统中包括各种飞行环境的子模型，例如飞行器运动模型、发电机模型、自动飞行导航模型等，并且通过这些模型来模拟通用飞行器的飞行环境，从而完成测试。

近年来，也出现了一些针对传统飞行仿真系统的改进，例如在飞控系统处，接入了真实的飞行员操作装置以取代传统的键盘、鼠标和触摸屏。通过接入真实的操作界面，使得测试的效果得到一定改善。

但是，上述飞行仿真系统的缺点仍然是十分明显的。由于采用内置的通用飞行器的各种飞行环境子模型作为仿真数据的来源，使得这些模拟得到的数据与所针对的特定飞行器的真实数据存在较大的差距，从而仿真效果大打折扣，也给各种系统测试的有效性和可靠性埋下了安全隐患。在后来的试飞或实际使用中，飞行器所产生的真实数据可能远远超出了经过测试的安全范围，由此造成设备失灵。

发明内容

本发明的目的就在于克服上述传统飞行仿真系统的缺点，从而显著提高仿真的精确度。为了实现这一目的，本发明提出了在传统的飞行仿真系统的基础上，可根据试验要求，有选择性地将飞行环境仿真系统与飞行器的真实设备或高精确的模拟设备相联，并替代飞行环境仿真系统中内置的通用飞行器仿真模型。从而利用真实设备或高精确的模拟设备产生的真实的或非常接近于真实的数据信号来仿真特定的飞行环境，使得仿真得到的飞行环境几乎和实际使用中的环境完全一致，有效地提高了飞行环境仿真系统的精确度。

为了实现上述目的，本发明提供一种飞行环境仿真系统，其包括：核心解算模块，用于解算仿真数据；信号采集模块，其与核心解算模块电连接，用于采集真实的或仿真的外部设备的数据信号，并将数据信号提供给核心解算模块，其中，信号采集模块包括航电系统试验台信号采集装置，用于将航电系统试验台的数据参数提供给核心解算模块；输入输出模块，其与核心解算模块电连接，用于向核心解算模块输入控制指令，并且用于输出核心解算模块解算出的仿真数据。此外，信号采集模块还包括发动机控制试验台信号采集装置和/或铁鸟试验台信号采集装置，分别用于将发动机控制试验台和铁鸟试验台生成的数据提供给核心解算模块。

通过系统中的信号采集装置，可以实现飞行环境仿真系统与外部仿真设备的连接，从而有效改善了仿真的效果。

进一步地，飞行环境仿真系统还可以包括模式选择模块，其与核心解算模块、信号采集模块和输入输出模块分别相连，从而可以在多个模式中进行切换，方便地将核心解算模块中的子模块，例如互相并列的飞行器气动导系数模块、运动方程模块和发动机推力模块等替换为真实的或仿真的外部设备。

其中的一种模式是，航电系统试验台信号采集装置与外部的航电系统试验台电连接，并通过航电系统试验台向飞行环境仿真系统传送飞行操作指令。

另一种模式是，航电系统试验台信号采集装置和发动机控制试验台信号采集装置分别与外部的航电系统试验台和发动机控制试验台电连接，外部的发动机控制试验台代替内置的发动机推力模块计算仿真数据，并通过航电系统试验台向飞行环境仿真系统和发动机控制试验台传送操纵指令。

再一种模式是，航电系统试验台信号采集装置、发动机控制试验台信号采集装置和铁鸟试验台信号采集装置分别与外部的航电系统试验台、发动机控制试验台和铁鸟试验台电连接，外部的发动机控制试验台和铁鸟试验台代替内置的发动机推力模块以及飞行器气动导系数模块和运动方程模块计算仿真数据，并通过航电系统试验台向飞行环境仿真系统、发动机控制试验台和铁鸟试验台传送操纵指令。

进一步地，飞行环境仿真系统还可以包括与核心解算模块和输入输出模块导航环境数据解算模块，用于模仿在任何特定经纬度位置的导航台站信息。

再进一步地，飞行环境仿真系统还可以包括数据传输网络，其中数据传输网络包括数据缓存区和连接上述各模块的数据线网，用于传输仿真数据。