[发明专利]一种多发动机的直升机动力系统动态匹配的仿真方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多发动机的直升机动力系统动态匹配的仿真方法，属于飞行仿真技术领域。

背景技术

直升机采用涡轴发动机作为动力系统，通过功率轴驱动旋翼控制直升机进行垂直起落、悬停、侧飞、倒飞和空域飞行等。现代直升机因功率和机动性的需求，往往在设计上采用两个或两个以上的多发动机作为动力系统，以往的单发动机独立仿真方法不能够直接用于多发动机动力系统的仿真中，而且双发动机或多发动机在起动过程、空域飞行、故障特情中还涉及到多台发动机燃气发生器转速、自由涡轮转速和旋翼转速等相互匹配工作的情况。在地面或空中起动过程中，多台发动机先后起动，为了满足驱动旋翼转速的需要，发动机的工作状态发生变化，以往的发动机仿真方法存在不足，并不能够逼真有效的实现真实工作情况。另一方面，在飞行模拟中，通过特情故障模拟，飞行员还可在模拟器上反复练习各种故障及紧急情况的处理方法。这样，在实际飞行中遇到类似情况，就可临危不惧，减少或避免发生飞行事故，保证飞行安全。直升机飞行中被公认的三大特情是发动机停车、燃油调节故障和尾桨失效，而这三大特情都涉及到动力系统动态匹配仿真的问题，也正是以往发动机仿真中没有解决的问题。

发明内容

为了解决已有技术存在的问题，本发明提供了一种多发动机的直升机动力系统动态匹配的仿真方法。动态匹配的含义是：根据直升机的飞行状态和发动机的工作情况，实时调节发动机的参数，通过多台发动机间的相互匹配工作，使自由涡轮输出功率满足直升机飞行动态变化需求；

本发明提供的一种多发动机的直升机动力系统动态匹配的仿真方法的步骤和条件如下：包括多发动机的直升机飞行模拟器和多发动机的直升机动力系统动态匹配的仿真控制程序；多发动机的直升机动力系统动态匹配的仿真控制程序置于多发动机的直升机飞行模拟器的主解算计算机中；多发动机的直升机飞行模拟器各分系统间的通信通过以太网进行，采用TCP/IP协议，完成数据交换；

多发动机的直升机飞行模拟器包括通过网卡链接的主解算计算机、座舱模拟分系统、视景显示分系统、教员控制台分系统和运动模拟分系统；该模拟器是由空军航空大学军事仿真技术研究所研制生产的商品；

主解算计算机中存储和运行多发动机的直升机动力系统动态匹配的仿真控制程序，主解算计算机为一台PC计算机或工业控制计算机；

座舱模拟分系统中包含模拟多发动机的直升机的座舱内操纵机构、仪表、多功能显示器、指示灯、开关、按钮以及一台负责采集以上设备信息的座舱模拟分系统计算机，座舱模拟分系统计算机为一台工业控制计算机，安装信号采集卡，通过网卡与飞行模拟器的各分系统进行网络通信；座舱内操纵机构包括均为多个油门杆、冷转按钮和起动按钮，分别控制多台发动机；机械联动的总距杆同时控制多台发动机；

视景显示分系统包括视景数据库、成像子系统和显示子系统；为驾驶员提供逼真的舱外模拟景象，逼真地模拟各种气象条件下飞行时的多种空、地、海景象视觉效果以及多种空、地、海目标及其相对运动的动态效果。

视景数据库存储在成像子系统的专业图形工作站的硬盘中，包括陆地、海岸线、海洋景象、三维物体以及多种特殊效果在内的满足各种训练任务所需全彩色景象信息，视景数据库中不仅包含模型的几何信息，而且包含纹理、材质信息、灯光、细节层次LOD、模板、运动的高级特征信息；

成像子系统由一台专业图形工作站IDX-6000、三台迅腾5800图形工作站、一台UPS电源组成；IDX-6000图形工作站生成上视场三通道成像视景，两台迅腾5800图形工作站生成两个通道的下视场，一台迅腾5800图形工作站生成三方观察通道的视景；以DEM地形高程数据+卫星照片纹理+航片纹理的方式建立起来的视景数据库存储在专业图形工作站的硬盘中，成像计算机的实时管理与控制软件实时运行时，根据科目的不同预先调用相应的视景数据库，以TCP/IP协议通过1000M以太网络接受主解算计算机传送过来的直升机视点位置姿态数据，实时生成模拟座舱外视景图像，送显示子系统显示输出，同时按照飞行姿态数据解算出当前直升机位置的相对于海平面的地形高度数据，通过网络传输给主解算计算机；