一种模拟仿真系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及航空技术领域，尤其涉及一种模拟仿真系统。
【背景技术】
[0002]近地告警系统主要用于保证飞机与地面的距离，尤其是在恶劣气象、能见度低等情况下避免飞机与地面的相撞，是保障飞机安全性必不可少的子系统之一。
[0003]但是近地告警系统的研发以及后续升级，需要大量的飞行数据以及飞行记录，针对不同机种的近地告警系统，其所需的飞行数据以及飞行记录都不相同，需要进行大量的试飞实验才能得到较为准确的飞行数据和飞行记录，且因试飞环境多变、难以预测，因此飞机试飞的风险很大，试飞成本也很高。而近地告警系统若实验不充分，则很容易造成系统瑕疵从而引发飞行事故。因此近地告警系统的研发和维护成本以及实验风险很高。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的实施例提供一种模拟仿真系统，能够以较低的成本和风险进行近地告警系统的飞行实验。
[0005]为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案:
[0006]第一方面，本实用新型的实施例提供一种模拟仿真系统，包括:操纵机构(1)、飞机动力学仿真系统(2)、三维视景显示系统(3)、告警计算机(4)和仪表显示模块(5);
[0007]所述飞机动力学仿真系统(2)与所述操纵机构(1)相连，用于接收所述操纵机构
(1)所发出的操作指令，所述操纵机构(1)至少包括:方向盘、脚蹬和油门杆；
[0008]所述三维视景显示系统(3)与所述飞机动力学仿真系统(2)相连，用于根据所述飞机动力学仿真系统(2)所发出的飞行状态参数显示三维视景图像，所述飞行状态参数至少包括:经度、玮度、高度、俯仰角、偏航角、滚转角、迎角和侧滑角；
[0009]所述告警计算机(4)与所述飞机动力学仿真系统(2)和所述三维视景显示系统
(3)相连，用于根据所述飞机状态信息和所述三维视景显示系统(3)发出的外部飞行环境信息生成告警信息；
[0010]所述仪表显示模块(5)分别与所述告警计算机(4)、所述飞机动力学仿真系统(2)和所述三维视景显示系统(3)相连，用于显示所述飞机状态信息、所述告警信息和所述飞机动力学仿真系统(2)发出的飞行控制信息。
[0011]第二方面，本实用新型的实施例提供一种用于模拟仿真系统的方法，所述模拟仿真系统包括:操纵机构(1)、飞机动力学仿真系统(2)、三维视景显示系统(3)、告警计算机
(4)和仪表显示模块(5);所述飞机动力学仿真系统(2)与所述操纵机构(1)相连，用于接收所述操纵机构(1)所发出的操作指令，所述操纵机构(1)至少包括:方向盘、脚蹬和油门杆；所述三维视景显示系统(3)与所述飞机动力学仿真系统(2)相连，用于根据所述飞机动力学仿真系统(2)所发出的飞行状态参数显示三维视景图像，所述飞行状态参数至少包括:经度、玮度、高度、俯仰角、偏航角、滚转角、迎角和侧滑角；所述告警计算机(4)与所述飞机动力学仿真系统(2)和所述三维视景显示系统(3)相连，用于根据所述飞机状态信息和所述三维视景显示系统(3)发出的外部飞行环境信息生成告警信息；所述仪表显示模块
(5)分别与所述告警计算机(4)、所述飞机动力学仿真系统(2)和所述三维视景显示系统
(3)相连，用于显示所述飞机状态信息、所述告警信息和所述飞机动力学仿真系统(2)发出的飞行控制信息；
[0012]所述告警计算机(4)根据所述飞机状态信息和所述外部飞行环境信息生成告警信息，包括:
[0013]所述告警计算机(4)根据所述飞机状态信息判断飞机所处状态，所述飞机所处状态包括:上升、下降和平飞状态；并获取与所确定的状态对应的告警模式和告警模式的优先级，再根据所确定的告警模式和告警模式的优先级生成所述告警信息。
[0014]本实用新型实施例提供的模拟仿真系统，能够根据操纵机构发出的操纵指令，通过飞机动力学仿真系统模拟出飞机的飞行情况，形成飞行状态参数，并通过告警计算机参照飞行状态参数和飞行环境信息，将告警信息向相连的仪表显示模块发送并显示，从而实现了通过地面的模拟仿真系统代替飞机进行试飞实验，降低了飞行实验的成本和风险。
【附图说明】
[0015]为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0016]图1为本实用新型实施例提供的模拟仿真系统的结构示意图；
[0017]图2为本实用新型实施例提供的模拟仿真系统工作过程的流程示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0019]本实用新型实施例提供一种如图1所示的模拟仿真系统，包括:操纵机构(1)、飞机动力学仿真系统(2)、三维视景显示系统(3)、告警计算机(4)和仪表显示模块(5)。
[0020]其中:飞机动力学仿真系统(2)与操纵机构⑴相连，用于接收操纵机构⑴所发出的操作指令，操纵机构(1)至少包括:方向盘、脚蹬和油门杆。在本实施例的优选方案中，飞机动力学仿真系统(2)基于Simulink建立，并生成为经过优化的C代码，从而提高计算速度，减小处理延时。飞机动力学仿真系统(2)，具体用于通过USB接口读取操纵机构(1)发出的操作指令，所述操作指令用于表示所述脚蹬对升降舵和副翼、所述方向盘对方向舵，以及所述油门杆对油门的控制，实现飞机六自由度实时仿真，并得到飞行状态参数。
[0021]三维视景显示系统(3)与飞机动力学仿真系统(2)相连，用于根据飞机动力学仿真系统(2)所发出的飞行状态参数显示三维视景图像，飞行状态参数至少包括:经度、玮度、高度、俯仰角、偏航角、滚转角、迎角和侧滑角。
[0022]告警计算机(4)与飞机动力学仿真系统(2)和三维视景显示系统(3)相连，用于根据飞机状态信息和三维视景显示系统(3)发出的外部飞行环境信息生成告警信息。
[0023]仪表显示模块(5)分别与告警计算机(4)、飞机动力学仿真系统⑵和三维视景显示系统(3)相连，用于显示飞机状态信息、告警信息和飞机动力学仿真系统(2)发出的飞行控制信息。
[0024]具体的，操纵机构(1)通过USB接口与飞机动力学仿真系统(2)中的PilotControl模块相连。飞机动力学仿真系统(2)，具体用于通过USB接口读取操纵机构(1)发出的操作指令，操作指令用于表示脚蹬对升降舵和副翼、方向盘对方向舵，以及油门杆对油门的控制。
[0025]在本实施例中，仪表显示模块(5)具体是与告警计算机(4)连接的机械仪表、电子仪表、显不仪；或者是集成在告警计算机(4)上的虚拟仪表，例如:仪表显不模块(5)是米用Tilcon软件设计的虚拟仪表。进一步的，仪表显示模块(5)包括主飞行显示和导航显示两个部分，主飞行显示部分显示的参数至少包括:飞机的姿态、空速、马赫数、气压高度、气压基准、升降速度和无线电高度，导航显示部分显示的参数至少包括:航迹、前方地形、告警文字和声音。
[0026]在本实施例的可选方案中，操纵机构(1)、飞机动力学仿真系统(2)、三维视景显示系统(3)、告警计算机(4)和仪表显示模块(5)之间通过STP网线建立连接并组建为局域网。例如，通过STP网线将操纵机构(1)、飞机动力学仿真系统(2)、三维视景显示系统(3)、告警计算机(4)和仪表显示模块(5)与华为S5700-24TP-SI (AC)以太网交换机相连并组建为局域网，通过太网交换机实现模拟仿真系统中各个组成部分的数据交互。
[0027]其中，三维视景显示系统(3)包括至少三个显示器，每一个显示器与一台视景计算机相连，每一个显示器用于显示指定观察角度的景物。三维视景显示系统(3)具体可以通过FI ightGear实现，飞行状态参数进行打包，通过UDP网络发送给FI ightGear，实现三维视景显示，视景显示使用三块显示器显示机外的景物，三台视景计算机通过设定不同的视点位置、俯仰角偏移量、方向角偏移量、视角即可获得不同观察方式的景物。
[0028]具体的，本实施例中视景计算机、告警计算机(4)以及运行飞机动力学仿真系统
(2)的计算机的硬件配置都为Intel Core ?3的处理器，主频2.93GHz，2G内存，GTS450的显卡。若仪表显示模块(5)为计算机通过程序模拟的虚拟仪表，则告警计算机(4)和仪表显示模块(5)可以集成在同一台计算机上。
[0029]与显示器相连的视景计算机用于接收飞机动力学仿真系统(2)通过STP网线广播的UDP数据包，UDP数据包由飞行状态参数打包得到。
[0030]基于如图1所示的模拟仿真系统，本实用新型实施例还提供一种用于模拟仿真系统的方法，包括:
[0031]告警计算机(4)根据飞机状态信息和外部飞行环境信息生成告警信息，包括:
[0032]告警计算机(4)根据飞机状态信息判断飞机所处状态，飞机所处状态包括:上升、下降和平飞状态。并获取与所确定的状态对应的告警模式和告警模式的优先级，再