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基于半实物仿真的飞行验证技术研究

杨翼  
【摘要】:随着国际航空运输的高速增长,空域资源紧张、繁忙机场容量趋于饱和等情况突出,为解决当前面临的问题,使航空运输体系更加安全、高效,民航飞行新技术层出不穷,相关技术的应用和推广问题被全球民航界所高度关注。飞行验证是民航新技术的应用、推广过程中的一个必不可少的环节,但是其高成本、高风险严重阻碍了民航技术的发展。建立民航飞行仿真环境,开展民航飞行新技术可行性分析、安全风险评估等前期研究,已成为民航新技术理论与真机验证飞行的一个中间纽带。由于我国民航缺少相关的技术平台和技术手段,加上没有必要的基础数据,很难进行新技术的验证和分析。本论文主要围绕系统体系构架和部分基础性工作展开。主要工作如下:1、在全面分析民航实际运行和飞行新技术特点的前提下,确定了民航飞行新技术仿真系统体系框架,并结合相关技术领域的发展,确定系统建设的基本思路;2、在现有飞行模拟软件建立基本飞行环境的基础上,开发了软件接口程序,实现了飞行模拟软件与外部系统单元的数据交互,为系统的构建奠定了基础;3、考虑到本系统的功能主要是面向民航飞行新技术验证的实际需求,开发了可以叠加空管和飞行约束的半实物自主飞行控制平台,有效的解决了现有飞行模拟软件自驾功能无法满足新技术飞行要求的问题;4、建立了分布式、集群式民航空中交通态势演化平台,可以模拟指定空域在新飞行技术应用过程中的交通状态的实时变化,多个飞行控制器分别控制参与仿真的飞机,通过网络可以将分布在不同地理位置的仿真单元进行互联,并利用数据库对仿真过程中产生的数据进行存储,从而构建了一个分布式的半实物仿真平台。最后,在此平台上针对空域内的多架飞机开展4-D航迹的飞行技术仿真验证,测试结果达到平台设计要求。


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