● 摘要
随着计算机技术的发展，利用计算机的软硬件，建立有关飞行器的飞行、控制以及评估的仿真系统已经成为各国的共识。飞行仿真技术在传统理论分析和实体实验方法的基础上，借助系统模型对真实的或设想的系统进行模拟，在很大程度上节约了经费，缩短研制周期，达到了安全高效的目的。本文采用模块化设计思想，首先对飞行仿真系统进行了总体设计，根据系统的功能和性能要求确定了适合于本课题的系统框架设计，并针对各系统模块的特点确定了软硬件开发环境。整个系统主要由以下几个模块组成：飞行仿真数学模型、操控系统，视景系统，语音告警系统等。接着，根据动力学和运动学方程建立了飞机六自由度非线性微分方程的数学模型，以操纵杆作为输入，解算出飞行状态参数作为视景显示系统的数据源。在飞行方程解算过程中，分析了多步法和单步法的数值算法，最终确立采用龙格库塔法对飞行方程进行解算。视景显示系统的实现是在Visual C++6.0环境下基于MFC进行Vega实时应用程序的开发。 通过飞行仿真环境的搭建，构造出逼真的飞机模型和三维地形场景，为了能够通过网络连接实时的接收飞行状态参数，进而改变飞机的飞行航向和姿态，系统采用基于TCP/IP协议的Winsock API编程以及多线程技术，实现了数据的更新和动态仿真画面的实时渲染。最后，对语音告警系统进行了研究，在以往利用告警指示灯或长短报警音的基础上，提出了采用自然语言的形式对故障进行相应类型和级别的语音提示，拓展了系统的智能性和人机交互性。语音告警系统实现的功能包括语音输入、数据存储、语音输出以及通过串行接口实时的接收视景显示系统发送的告警控制信号。