[发明专利]一种面向临机空间飞行器的仿真系统

权利要求书

1.一种面向临机空间飞行器的仿真系统，其特征在于，包括：仿真计算模块、可视化展示模块、数据查询模块和仿真结果评估模块；

所述仿真计算模块，用于根据飞行器3D模型，获取气动数据、飞行器自身属性数据、输入飞行条件数据，进行飞行器轨迹的计算、飞行器表面流场的计算、等离子体鞘套下天线辐射特性的计算；

所述可视化展示模块，根据所述仿真计算模块的计算结果、基于OpenGL函数库对应展示飞行器在预设场景下飞行位置和飞行姿态发生变化时的三维动态变化；所述预设场景包括：近空间场景和太空场景；所述飞行姿态包括：飞行器起飞、匀速飞行、变速飞行、飞行器降落；

所述数据查询模块，用于根据输入的查询关键字，在数据库中遍历查找所述关键字所对应的轨迹任务、流场任务和天线任务仿真数据的查询；

所述仿真结果评估模块，用于单流场仿真结果评估、多流场仿真结果评估、单天线仿真结果评估、多天线仿真结果评估和天线安装窗口评估。

2.如权利要求1所述的一种面向临机空间飞行器的仿真系统，其特征在于，所述仿真计算模块包括：任务队列子模块、任务控制子模块和算法封装子模块；

所述任务队列子模块，根据仿真任务由总控制端以任务消息队列的形式提交到软总线，转发到任务控制子模块；

所述任务控制子模块，用于根据仿真任务重要程度来区分任务的计算优先级；

所述算法封装子模块，用于封装轨迹、流场、天线的计算公式，并根据仿真任务选择对应的计算公式。

3.如权利要求1所述的一种面向临机空间飞行器的仿真系统，其特征在于，所述可视化展示模块，包括模拟飞行器子模块和三维场景子模块；

所述模拟飞行器子模块，还用于在3DsMax中，根据输入的长度、升阻比、马赫数、实验时间、滑翔距离参数绘制模拟飞行器；

所述三维场景子模块，用于获取世界坐标系的三维物体数据，经三维几何变换、投影变换、裁剪、视口变换、生成屏幕坐标系中的图像显示。

4.如权利要求3所述的一种面向临机空间飞行器的仿真系统，其特征在于，所述模拟飞行器子模块，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。

5.如权利要求4所述的一种面向临机空间飞行器的仿真系统，其特征在于，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。

6.如权利要求4所述的一种面向临机空间飞行器的仿真系统，其特征在于，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；

运动参数模块，用于确定模拟飞行器的姿态角及速度向量与机体轴系的关系；

动力学方程模块，用于将模拟飞行器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，并构建模拟飞行器动力学方程。

7.如权利要求1所述的一种面向临机空间飞行器的仿真系统，其特征在于，还包括：用户交互模块，作为仿真系统的GUI，用于仿真任务的输入和仿真过程的控制。