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Meteorology and Environment
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李心然 华筱怡|安胜（天津）飞行模拟系统有限公司
摘要：结合当前我国飞行模拟器的设
计情况来看，与真实机载系统有所不同的是，在模拟器中主要以地面件为载体，只是对飞机中的座舱进行仿真，但是建立飞行模拟器的目的是为了能够覆盖地面以及空中的飞行科目与训练任务。基于这个理由，想要做好飞行模拟器的仿真系统设计工作，一定要充分考虑大气数据，真实地再现飞行过程中的故障及特性，本文主要内容研究飞行模拟器中的大气数据仿真系统设计工作.
关键词：飞行模拟器；大气数据；仿真系统
在飞行模拟器涉及的系统当中，计算大气数据是设计研发中的重要组成部分，直接关乎着飞行模拟器
的用户体验，因此想要提高飞行模拟器的仿真精度及性能参数，就需要对大气数据系统设计工作予以重视。计算大气数据有两种方案，一是使用大气数据计算机，二是使用大气数据仿真系统。大气数据计算机（Atmosphere Data Computer）是一个造价高，数据处理量大，精度高，且操作复杂的航电器材，而在飞行模拟器上使用大气数据仿真系统是一种节约成本，操作简单更客户化的解决方案。
大气数据仿真系统，需要模拟飞机在不同天气条件下、各种飞行姿态中、飞机各类故障时提供对应传感器特性参数，使得飞行模拟器在地面上实现飞机在空中的飞行所需功能及性能。
1 飞行模拟器的相关概述
飞行模拟器是一种为飞行员训练，尽可能真实地再现飞机飞行及其飞行环境的设备，它通过模拟控制飞机飞行的方程，提供应对飞行控制的应用，实现其他飞机系统的影响，以及飞机如何对外部因素做出反应，例如模拟空气密度，湍流，风切变，云，降水等，该设备构成十分复杂但是功能齐全，比飞行模拟器结构简单并且功能较少的装置被称为飞行训练器，自飞行模拟器问世以来，因为相对安全、成本经济、不受气象条件影响等特点，发展十分迅速。目前，我国飞行模拟器行业日新月异，2017年6月，国内首台自主研发的737NG 全自动模拟机通过中国民航局D 级资格鉴定；2019年9月和11月，相继两台A320全自动模拟机通过中国民航局D 级资格鉴定。
漂流河道设计2 飞行模拟器的系统组成
2.1 仿真模拟系统的整体架构
以当前我国某D 级飞行模拟器为例，在该飞行模拟器当中，包含航电系统，如燃油控制单元、电子飞行控制系统、空中防撞系统、天气雷达等40多种系统；环境因素，如结冰、侧风、风切变等；飞机飞行系统，如辅助动力系统、刹车系统、动力系统、燃油系统、液压系统、防火系统等10多种系统；其他交互如声音、运动、视景系统、教员台等。训练监控
二恶英检测2.2 大气数据仿真系统的输入与输出
气胀式救生衣结合飞行模拟器的系统组成情况来看，大气数据仿真系统属于航电系统之一，将模拟大气数据计算机的主要功能，所以大气数据仿真系统的输入输出与大气数据计算机的输入输出保持一致。因此大气数据仿真系统的输入包括全静压、大气总温和如迎角等，这些数据来自于其各自模拟的传感器数据；还包括电源系统，在起飞和着陆时襟翼的状态，空速等，这些数据来自于其模拟的系统状态。这些数据信息最终会作为大气计算机的原始参数，通过系统中的相关传感器输入，以便最终能够实现飞行模拟器模型内容的仿真。
高温瞬时灭菌大气数据仿真系统的输出众多，其中大气总温，大气静温，气压高度，真攻角，大气密度比、压力比、大气总温等参数将用于飞行控制系统和航电系统；失速告警将是显示系统、定光告警系统、飞行数据记录器的输入；校正空速、气压高度、相对气压高度、马赫数将用于方向舵载荷的计算；其他系
统如飞行记录仪将记录大气数据仿真系统输出的数据，包括校正空速、马赫数、大气总温、大气静温、真攻角等。
2.3 信号交联
大气数据仿真系统与其他航电系统同时运行于计算机系统当中。在该系统中，所有构件都需要受到模拟驾驶舱内驾驶员操作的控制，有两路信息传递方式，一是通过数字输入（DI），数字输出（DO），模拟输入（AI）和模拟输出（AO）将如发动机阀门位置，油门位置，飞行操纵装置参数等通过硬件传入数据库中；第二路是航电件或航材件通过ARINC429通道传入数据库中，这两路都会通过以太网与接口系统进行连接。在完成上述工作之后，接口计算机还需要通过串行总线的方式，反
馈机载座舱设备信息，最终完成控制与驱动。
3 飞行模拟器大气数据仿真系统设计的实现
3.1 大气数据仿真系统中传感器数据仿真模型
在构建飞行模拟器大气数据仿真系统过程中，结合当前国际大气标准，以及所有基准数据，在标准大气条件下按照一定的流程设计，对大气数据计算机输出的大气模拟传感器数据进行计算仿真。首先需要对输入信息进行判断，随后对相关大气环境数据进行计算，以便能够得出飞行模拟器的运行数据，
随后模拟阶段数据，将所有数据信息打包分发到飞行模拟器的其他系统中，使得飞行模拟器得以正常运行，模拟出真实的大气环境。
3.2 应用示例
自愈混凝土在飞行模拟器项目实施过程中，大气数据仿真系统作为其中一个模块，该模块以一百赫兹为周期进行调用，有关数据常数为r=0.01s，根据大气数据仿真系统软件算法，计算大气数据仿真设计系统的实时数据。总的来说，该系统在运行过程中，升降速度以及气压高度在不断变化，但是有关飞行模拟器的运行数据都会被实时计算更新，最终得出飞行模拟器的实施飞行高度以及大气计算机输出气压高度以及升降速度，动态响应到显示系统，使飞行员做出相应判断。
4 结语
综上所述，结合当前我国飞行模拟器制造情况来看，有关大数据仿真系统设计工作设计内容较多，包含有多个环节。不少飞行模拟器中都包含有大气数据系统仿真设计，在此设计工作中，一定要充分考虑大气数据系统建模方法，还需要着眼于实际工程项目应用情况，保障大气数据系统严谨性的同时，还需要生成模拟器的空中飞行参数，以便能够满足飞行模拟器的日常飞行任务，提高飞行训练效果，为完成各项训练活动提供保障。
参考文献
[1]王聪，师国伟，赵显亮等.飞行错觉模拟器飞行仿真系统设计[J].航天医学与医学工程,2019(2):128-133.
[2]孙薛鹏，闫思齐.飞行模拟器经典洗出算法参数优化[J].现代制造,2017(33):73-74.
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