[发明专利]一种模拟飞行器的飞行仿真分系统

权利要求书

1.一种模拟飞行器的飞行仿真分系统，其特征在于，包括：空气动力模型、运动方程模型、起落架模型、操纵系统模型、燃油系统模型、推进系统模型和大气环境模型；

所述空气动力模型获取气动数据、操作系统模型的输出数据及运动方程模型输出的飞行参数，并输出空气动力参数；

所述起落架模型根据跑道条件、转向、刹车参数，输出起落架参数；

所述大气环境模型获取紊流风切变、标准大气、结冰、雨雪雾参数，输出环境参数；

所述燃油系统模型根据燃油质量特性参数，输出燃油参数；

所述运动方程模型获取所述空气动力参数、起落架参数、环境参数、燃油参数及推进系统模型的输出参数，计算处理后输出仿真飞行参数；

所述空气动力模型，包括获取模块、处理模块和输出模块；

所述获取模块，用于获取气动数据、操作系统模型的输出数据及运动方程模型输出的飞行参数；

所述处理模块，用于对所述获取模块获取的数据进行预处理，生成空气动力参数；所述预处理包括：平滑、滤波、兼容性检验及数据重构；

所述输出模块，用于将所述空气动力参数输出；

所述运动方程模型包括：

坐标系设定模块，用于根据飞行器在大气中高速飞行时，其上作用着重力、发动机的推力以及空气动力和气动力矩，设定地面坐标系、机体坐标系、气流坐标系、航迹坐标系和速度坐标系；

坐标系转换模块，用于所述地面坐标系、机体坐标系和气流坐标系之间的数据转换；

飞机运动参数模块，用于确定飞机的姿态角及速度向量与机体轴系的关系；

飞机动力学方程模块，用于将飞机在空中运动分解为质心的空间运动和绕质心的定点转动两部分，并构建飞机动力学方程。

2.如权利要求1所述的一种模拟飞行器的飞行仿真分系统，其特征在于，所述坐标系转换模块，具体用于：

1）地面坐标轴系与航迹坐标轴系的转换，航迹坐标轴系与地面坐标系之间的转换方程为：和，其中转换矩阵为：

（1）

2）地面坐标轴系与机体坐标轴系的转换，地面坐标轴系到机体坐标轴系的转换矩阵为；

（2）

地面坐标轴系与机体坐标轴系之间的转换满足方程和；

3）地面坐标轴系与气流坐标轴系的转换，地面坐标轴系与气流坐标轴系的转换方程为和，其中转换矩阵为：

（3）

4）机体坐标轴系与速度坐标轴系的转换，由机体坐标轴系到速度坐标轴的转换矩阵为：

（4）

机体坐标轴系与速度坐标轴系之间的转换方程为和。

3.如权利要求2所述的一种模拟飞行器的飞行仿真分系统，其特征在于，所述飞机动力学方程模块中飞机动力学方程的向量形式为：

（5）

（6）

式中：

F表示作用在飞机上的所有外力的和；m表示飞机质量；V表示飞机的质心的速度；M表示外力矩的和；H表示动量矩。

4.如权利要求3所述的一种模拟飞行器的飞行仿真分系统，其特征在于，所述飞机动力学方程模块中动力方程组为：

外力F在机体坐标系三个坐标轴上的分量由式（18）表示：

（18）

其中,，，；，，；，，；分别为空气动力、重力、发动机推力在机体坐标系三个坐标轴，，上的分量；

（19）

（20）

（21）

式中：，表示发动机的偏置角；D表示阻力；L表示升力；Y表示测力。