CN103886783B - 一种航空驾驶仪表实时仿真模拟系统 - Google Patents

Abstract

一种航空驾驶仪表实时仿真模拟系统，利用飞行仪表模拟驱动控制系统驱动姿态仪、转弯侧滑仪和航向指示器，分别指示航空器飞行的俯仰角度、倾斜角度、转弯方向、转弯快慢、侧滑方向、侧滑程度、飞行的方向和飞行方向变化的角度；利用全静压模拟驱动控制系统驱动空速表、高度表和升降速度表，分别指示航空器的飞行速度、飞行高度和上升或下降的垂直速度；利用发动机指示仪表模拟驱动控制系统驱动发动机转速表、油量表、滑油温度表、滑油压力表和燃油压力表，分别指示发动机转速、发动机油量、发动机滑油温度、发动机滑油压力和发动机燃油压力；该系统能够实时仿真模拟航空驾驶仪表的工作参数，同时性能稳定可靠、操作简单、使用维护方便，满足航空教学实训要求。

Description

一种航空驾驶仪表实时仿真模拟系统

技术领域

本发明涉及航空驾驶模拟器技术领域，尤其涉及一种航空驾驶仪表实时仿真模拟系统。

背景技术

在驾驶过程中，飞行员需要实时了解航空器的飞行姿态、发动机的工作状态以及其他分系统的工作状况，这些信息是由航空仪表及其相应的传感器等系统提供。航空驾驶模拟器是为满足航空教学实训要求而设计的，具备航空器驾驶要求的基本功能，能够在地面以经济、安全、实用的方式提高教学训练水平。而驾驶仪表模拟系统是其中的一个子系统。

驾驶仪表模拟系统用于模拟飞行仪表和发动机指示仪表的工作状态，实现飞行数据的实时仿真指示。通过模拟操控飞行姿态，观察仪器仪表示数的变化，使学员初步了解航空器的基本工作原理及其驾驶技术。驾驶仪表模拟系统由物理仪表和模拟驱动控制系统组成，设计过程复杂、开发成本高，驱动、控制的复杂性和稳定性是其设计中的主要难题之一。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种航空驾驶仪表实时仿真模拟系统，具有开发成本低、可靠性高、便于使用及维护等优点。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种航空驾驶仪表实时仿真模拟系统，包括飞机仪表和模拟驱动控制系统两个模块；飞机仪表包括飞行仪表、全静压系统仪表和发动机指示仪表，其中，飞行仪表由姿态仪、转弯侧滑仪和航向指示器组成，全静压系统仪表由空速表、高度表和升降速度表组成，发动机指示仪表由发动机转速表、油量表、滑油温度表、滑油压力表和燃油压力表组成；模拟驱动控制系统包括三个子系统：飞行仪表模拟驱动控制系统、全静压模拟驱动控制系统和发动机指示仪表模拟驱动控制系统，飞行仪表模拟驱动控制系统是一个由油缸、上下平台和万向绞链连接组成的六自由度运动模拟器，全静压模拟驱动控制系统包括真空泵、真空管、真空压力调节器和四通阀，发动机指示仪表驱动控制系统由转速信号发生器、转速信号控制器、油量信号发生器、油量信号控制器、滑油温度信号发生器、滑油温度信号控制器、滑油压力信号发生器、滑油压力信号控制器、燃油压力信号发生器、燃油压力信号控制器组成；

姿态仪安装在仪表板上，固定在六自由度运动模拟器上平台上的航空驾驶模拟器做出俯仰、侧斜动作，驾驶员通过姿态仪了解和掌握航空器的俯仰和倾斜角度；

转弯侧滑仪安装在仪表板上，六自由度运动模拟器驱动航空驾驶模拟器做出转弯、侧滑动作，驾驶员通过转弯侧滑仪掌握航空器的转弯方向、转弯快慢、侧滑方向和侧滑程度；

航向指示器安装在仪表板上，六自由度运动模拟器驱动航空驾驶模拟器做出偏航及转向动作，航向指示器为驾驶员指示出航空器飞行的方向及飞行方向变化的角度；

空速表安装在仪表板上，空速表的全压口空着，静压口接有真空管，然后通过四通阀、真空压力调节器与真空泵相连接，模拟空速表在航空器飞行中的工作状态，真空泵工作，在空速表的开口膜盒内外生成压力差，仪表指针转动，指示航空器的飞行速度，真空压力调节器用来调整空速表开口膜盒内外的压力差，以实现航空器飞行速度参数的变化；

高度表安装在仪表板上，高度表的静压口接有真空管，然后通过四通阀、真空压力调节器与真空泵相连接，模拟高度表在航空器飞行中的工作状态，真空泵工作，在高度表的开口膜盒内外生成压力差，仪表指针转动，指示航空器的飞行高度，真空压力调节器用来调整高度表开口膜盒内外的压力差，以实现航空器飞行高度参数的变化；

升降速度表安装在仪表板上，升降速度表的静压口接有真空管，然后通过四通阀、真空压力调节器与真空泵相连接，模拟升降速度表在航空器飞行中的工作状态，真空泵工作，在升降速度表的开口膜盒内外生成压力差，仪表指针转动，指示航空器上升或下降的垂直速度，真空压力调节器可用来调整升降速度表开口膜盒内外的压力差，以实现航空器升降速度参数的变化；

发动机转速表安装在仪表板上，由转速信号发生器模拟生成发动机转速信号，经转速信号控制器的处理，传送到发动机转速表，驱动转速表指针指示发动机转速；

油量表安装在仪表板上，由油量信号发生器模拟生成发动机油量信号，经油量信号控制器的处理，传送到油量表，驱动油量表指针指示发动机油量；

滑油温度表安装在仪表板上，由滑油温度信号发生器模拟生成滑油温度信号，经滑油温度信号控制器的处理，传送到滑油温度表，驱动滑油温度表指针指示发动机滑油温度；

滑油压力表安装在仪表板上，由滑油压力信号发生器模拟生成滑油压力信号，经滑油压力信号控制器的处理，传送到滑油压力表，驱动滑油压力表指针指示发动机滑油压力；

燃油压力表安装在仪表板上，由燃油压力信号发生器模拟生成燃油压力信号，经燃油压力信号控制器的处理，传送到燃油压力表，驱动燃油压力表指针指示发动机燃油压力。

本发明的有益效果是：该系统能够实时仿真模拟航空驾驶仪表的工作参数，同时性能稳定可靠、操作简单、使用维护方便，满足航空教学实训要求。

附图说明

附图为航空驾驶仪表实时仿真模拟系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如附图所示，一种航空驾驶仪表实时仿真模拟系统，包括飞机仪表和模拟驱动控制系统两个模块；飞机仪表包括飞行仪表、全静压系统仪表和发动机指示仪表，其中，飞行仪表由姿态仪、转弯侧滑仪和航向指示器组成，全静压系统仪表由空速表、高度表和升降速度表组成，发动机指示仪表由发动机转速表、油量表、滑油温度表、滑油压力表和燃油压力表组成；模拟驱动控制系统包括三个子系统：飞行仪表模拟驱动控制系统、全静压模拟驱动控制系统和发动机指示仪表模拟驱动控制系统，飞行仪表模拟驱动控制系统是一个由油缸、上下平台和万向绞链连接组成的六自由度运动模拟器，全静压模拟驱动控制系统包括真空泵、真空管、真空压力调节器和四通阀，发动机指示仪表驱动控制系统由转速信号发生器、转速信号控制器、油量信号发生器、油量信号控制器、滑油温度信号发生器、滑油温度信号控制器、滑油压力信号发生器、滑油压力信号控制器、燃油压力信号发生器、燃油压力信号控制器组成；

姿态仪安装在仪表板上，固定在六自由度运动模拟器上平台上的航空驾驶模拟器做出俯仰、侧斜动作，驾驶员通过姿态仪了解和掌握航空器的俯仰和倾斜角度；

转弯侧滑仪安装在仪表板上，六自由度运动模拟器驱动航空驾驶模拟器做出转弯、侧滑动作，驾驶员通过转弯侧滑仪掌握航空器的转弯方向、转弯快慢、侧滑方向和侧滑程度；

航向指示器安装在仪表板上，六自由度运动模拟器驱动航空驾驶模拟器做出偏航及转向动作，航向指示器为驾驶员指示出航空器飞行的方向及飞行方向变化的角度；

空速表安装在仪表板上，空速表的全压口空着，静压口接有真空管，然后通过四通阀、真空压力调节器与真空泵相连接，模拟空速表在航空器飞行中的工作状态，真空泵工作，在空速表的开口膜盒内外生成压力差，仪表指针转动，指示航空器的飞行速度，真空压力调节器用来调整空速表开口膜盒内外的压力差，以实现航空器飞行速度参数的变化；

高度表安装在仪表板上，高度表的静压口接有真空管，然后通过四通阀、真空压力调节器与真空泵相连接，模拟高度表在航空器飞行中的工作状态，真空泵工作，在高度表的开口膜盒内外生成压力差，仪表指针转动，指示航空器的飞行高度，真空压力调节器用来调整高度表开口膜盒内外的压力差，以实现航空器飞行高度参数的变化；

升降速度表安装在仪表板上，升降速度表的静压口接有真空管，然后通过四通阀、真空压力调节器与真空泵相连接，模拟升降速度表在航空器飞行中的工作状态，真空泵工作，在升降速度表的开口膜盒内外生成压力差，仪表指针转动，指示航空器上升或下降的垂直速度，真空压力调节器可用来调整升降速度表开口膜盒内外的压力差，以实现航空器升降速度参数的变化；

发动机转速表安装在仪表板上，由转速信号发生器模拟生成发动机转速信号，经转速信号控制器的处理，传送到发动机转速表，驱动转速表指针指示发动机转速；

油量表安装在仪表板上，由油量信号发生器模拟生成发动机油量信号，经油量信号控制器的处理，传送到油量表，驱动油量表指针指示发动机油量；

滑油温度表安装在仪表板上，由滑油温度信号发生器模拟生成滑油温度信号，经滑油温度信号控制器的处理，传送到滑油温度表，驱动滑油温度表指针指示发动机滑油温度；

滑油压力表安装在仪表板上，由滑油压力信号发生器模拟生成滑油压力信号，经滑油压力信号控制器的处理，传送到滑油压力表，驱动滑油压力表指针指示发动机滑油压力；

燃油压力表安装在仪表板上，由燃油压力信号发生器模拟生成燃油压力信号，经燃油压力信号控制器的处理，传送到燃油压力表，驱动燃油压力表指针指示发动机燃油压力。

本发明的工作原理是：利用飞行仪表模拟驱动控制系统驱动姿态仪、转弯侧滑仪和航向指示器，分别指示航空器飞行的俯仰角度、倾斜角度、转弯方向、转弯快慢、侧滑方向、侧滑程度、飞行的方向和飞行方向变化的角度；利用全静压模拟驱动控制系统驱动空速表、高度表和升降速度表，分别指示航空器的飞行速度、飞行高度和上升或下降的垂直速度；利用发动机指示仪表模拟驱动控制系统驱动发动机转速表、油量表、滑油温度表、滑油压力表和燃油压力表，分别指示发动机转速、发动机油量、发动机滑油温度、发动机滑油压力和发动机燃油压力；该系统能够实时仿真模拟航空驾驶仪表的工作参数，同时性能稳定可靠、操作简单、使用维护方便，满足航空教学实训要求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种航空驾驶仪表实时仿真模拟系统，包括飞机仪表和模拟驱动控制系统两个模块，其特征在于：飞机仪表包括飞行仪表、全静压系统仪表和发动机指示仪表，其中，飞行仪表由姿态仪、转弯侧滑仪和航向指示器组成，全静压系统仪表由空速表、高度表和升降速度表组成，发动机指示仪表由发动机转速表、油量表、滑油温度表、滑油压力表和燃油压力表组成；模拟驱动控制系统包括三个子系统：飞行仪表模拟驱动控制系统、全静压模拟驱动控制系统和发动机指示仪表模拟驱动控制系统，飞行仪表模拟驱动控制系统是一个由油缸、上下平台和万向绞链连接组成的六自由度运动模拟器，全静压模拟驱动控制系统包括真空泵、真空管、真空压力调节器和四通阀，发动机指示仪表模拟驱动控制系统由转速信号发生器、转速信号控制器、油量信号发生器、油量信号控制器、滑油温度信号发生器、滑油温度信号控制器、滑油压力信号发生器、滑油压力信号控制器、燃油压力信号发生器、燃油压力信号控制器组成；

姿态仪安装在仪表板上，固定在六自由度运动模拟器上平台上的航空驾驶模拟器做出俯仰、侧斜动作，驾驶员通过姿态仪了解和掌握航空器的俯仰和倾斜角度；

转弯侧滑仪安装在仪表板上，六自由度运动模拟器驱动航空驾驶模拟器做出转弯、侧滑动作，驾驶员通过转弯侧滑仪掌握航空器的转弯方向、转弯快慢、侧滑方向和侧滑程度；

航向指示器安装在仪表板上，六自由度运动模拟器驱动航空驾驶模拟器做出偏航及转向动作，航向指示器为驾驶员指示出航空器飞行的方向及飞行方向变化的角度；

空速表安装在仪表板上，空速表的全压口空着，静压口接有真空管，然后通过四通阀、真空压力调节器与真空泵相连接，模拟空速表在航空器飞行中的工作状态，真空泵工作，在空速表的开口膜盒内外生成压力差，空速表指针转动，指示航空器的飞行速度，真空压力调节器用来调整空速表开口膜盒内外的压力差，以实现航空器飞行速度参数的变化；

高度表安装在仪表板上，高度表的静压口接有真空管，然后通过四通阀、真空压力调节器与真空泵相连接，模拟高度表在航空器飞行中的工作状态，真空泵工作，在高度表的开口膜盒内外生成压力差，高度表指针转动，指示航空器的飞行高度，真空压力调节器用来调整高度表开口膜盒内外的压力差，以实现航空器飞行高度参数的变化；

升降速度表安装在仪表板上，升降速度表的静压口接有真空管，然后通过四通阀、真空压力调节器与真空泵相连接，模拟升降速度表在航空器飞行中的工作状态，真空泵工作，在升降速度表的开口膜盒内外生成压力差，升降速度表指针转动，指示航空器上升或下降的垂直速度，真空压力调节器可用来调整升降速度表开口膜盒内外的压力差，以实现航空器升降速度参数的变化；

发动机转速表安装在仪表板上，由转速信号发生器模拟生成发动机转速信号，经转速信号控制器的处理，传送到发动机转速表，驱动转速表指针指示发动机转速；

油量表安装在仪表板上，由油量信号发生器模拟生成发动机油量信号，经油量信号控制器的处理，传送到油量表，驱动油量表指针指示发动机油量；

滑油温度表安装在仪表板上，由滑油温度信号发生器模拟生成滑油温度信号，经滑油温度信号控制器的处理，传送到滑油温度表，驱动滑油温度表指针指示发动机滑油温度；

滑油压力表安装在仪表板上，由滑油压力信号发生器模拟生成滑油压力信号，经滑油压力信号控制器的处理，传送到滑油压力表，驱动滑油压力表指针指示发动机滑油压力；

燃油压力表安装在仪表板上，由燃油压力信号发生器模拟生成燃油压力信号，经燃油压力信号控制器的处理，传送到燃油压力表，驱动燃油压力表指针指示发动机燃油压力。