模拟飞行器地面效应的装置制造方法及图纸

本发明专利技术是一种训练飞行员在地面效应条件下，或即将进入地面效应危险区的条件下控制飞行器的能力，以及执行操作的一种模拟飞行器地面效应的装置。它包括各种模块：用于模拟地面效应对飞行器扰动作用的模块，可以确定地面效应诱导的附加力和力矩；用于计算从飞行器到地面效应的距离的模块等。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术是一种训练飞行员在地面效应条件下，或即将进入地面效应危险区的条件下控制飞行器的能力，以及执行操作的一种模拟飞行器地面效应的装置。它包括各种模块：用于模拟地面效应对飞行器扰动作用的模块，可以确定地面效应诱导的附加力和力矩；用于计算从飞行器到地面效应的距离的模块等。【专利说明】模拟飞行器地面效应的装置
本专利技术涉及航空工程，是一种模拟飞行器地面效应的装置。具体地讲，这种模拟装置用来在陆地上模拟飞行器在距离地面或水面较近的高度范围内的飞行状态，以及用来训练飞行员在这种状态下对飞行器的控制并采取的具体措施的能力。
技术介绍
地面效应常常发生在飞行器飞行高度较低的时候。此时的飞行高度一般小于飞行器机翼翼展的长度，例如在飞行器的起飞和降落阶段。此时，飞行器能获得比空中飞行更高的升阻比(升力与阻力之比)，这种现象被称作地面效应。这种地面或水面的存在对飞行器周围流场产生影响会使飞行器在近地面飞行和在高空飞行时的空气动力学特性有很大差异。具体原因在于:三维机翼在飞行过程中会产生翼尖涡，但是在离地面较近的时候，机翼和地面距离较小，翼尖涡没有足够的空间形成，因而飞行器没有收到像在高空中飞行时由翼尖涡产生的下洗的影响。因而，飞行器遭受地面效应时，整个飞行器的上下表面的压力差增大，升力会陡然增加，同时飞行器诱导阻力也会减小。工程上此种现象主要使用在两个地方:1.赛车利用特殊设计的车底来产生向下的升力，来增加赛车的贴地性。如此一来车轮的摩擦力就会提高，从而令赛车提升更高的车速，也保证了转弯性。2.利用机翼的地面效应所产生的强大升力来飞行的特殊飞行器，是一种地面效应飞机，例如水上飞机，常用于水上运输。地面效应对飞行安全有很大影响。首先，在地面效应的作用范围内(即一定的飞行高度内)，飞行器起飞时虽然感觉飞机更容易从地面上拉起来，但此时飞机处于低速大迎角的范围，非常接近失速。当飞机爬升超过了地面效应的作用范围以后，翼尖涡流动的下洗作用不再被阻挡，开始起作用，造成了迎角进一步增大，更接近于失速。此时飞机若未能加速到更安全的速度，将有可能进入失速状态，而此时的离地高度将难以使飞机从失速中改出，结果造成飞行器失控，甚至引发灾难。同理，在降落时，飞机会在最后接近地面时因为获得地面效应的过大升力而突然上升，如果不及时应对，飞机就会在减速着陆时突然急速提升高度，因其降落速度非常接近失速速度，所以极易变成失速的状态，亦可能造成严重甚至致命的意外。因此地面效应对于飞行员来说需要谨慎处理。为了保障飞行器的安全飞行，在飞行器遭遇地面效应时，必须选取可以确保安全的飞行模式。现代飞行器是在仪表飞行规则下使用各种飞行安全系统的，飞行员的任务是实施飞行控制命令或按照自动模式控制飞行器。在这种条件下，当飞行器可能遭遇地面效应危险区的时候，飞行员和飞行器必须进行各自的任务，完成应对飞行器的地面效应的处理。所以必须训练飞行员在相同情况下执行任务的能力，为的是增大他们正确评估情况、正确判定、执行相应的飞行操作的能力。这种训练把各种不同的视觉信号信息提供给他们，目的是给飞行员设置某些操作序列特征，飞行员记忆操作序列特征，并牢记对它们的感觉。此夕卜，通过模拟训练可以是飞行员建立对飞行在地面效应期间的感情和压力的场景。提供一种在陆地上工作的飞行训练模拟装置，能对地面效应进行合适的模拟，并能训练飞行员完成上述任务是极其重要的。这种模拟装置被称为模拟飞行器地面效应的装置。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种模拟飞行器地面效应的装置，能够模拟飞行器遭遇地面效应时的状态，用以训练飞行员的相应的飞行技术，即执行应对地面效应操作以避免危险的技术。这种模拟飞行器地面效应的装置可为接受训练的飞行员提供有关确定飞行器距离地面效应危险区的距离、时间、进入地面效应危险区后飞行器表面受力和力矩的分布和强度。同时，选取操作以避免飞行器遭遇过度地面效应。这种在地面效应危险状态下用于训练飞行员的飞行技术的模拟装置的表现形式是组成它的各种模块。图1是本专利技术提出的模拟飞行器地面效应的装置布局的方案图。这些模块功能及其连接关系如下:?启动模块(I):它能够选取一个训练方案并启动其它各个模块的运行。?大气条件数据库模块(2):存储多种大气环境压力、对流速度、温度、湿度等信息。.飞行参数存储模块(3 ):存储不同飞行器的外形几何尺寸、飞行器不同的飞行状态信息，如飞行速度、加速度、攻角、偏向角、滚动角等。?模拟地面效应状态的模块(4):存储由大气数据、飞行高度和飞行参数的各种组合条件下计算的飞行器表面受力和力矩分布和强度。?模拟地面效应对飞行器影响的模块(5):计算由地面效应诱发的飞行器附加受力和力矩。?模拟飞行器动态数据传输的模块(6):将飞行器的力和力矩、地面效应诱发的附加力和力矩的信号发射到模拟飞行员工作区模块、模拟航空仪表板模块和模仿外界目视状态模块。?计算从飞行器到地面效应危险区的距离的模块(7):根据大气条件和飞行参数计算飞行器到地面效应危险区的距离和时间。?模拟报警模块(8):按照危险性判断准则，根据计算的受力和力矩分布和强度，启动报警。?模拟外界目视状态的模块(9):根据飞行器类型、计算的受力和力矩分布，用视觉模拟技术绘制并显示云层、飞行器表面、地面或水面。?模拟飞行员工作区的模块(10):配备电机驱动的运动系统的座椅。?模拟航空仪表板的模块(11):显示各种航空仪表，包括地面效应报警显示窗。?模拟黑匣子的模块(12):记录各种数据、数据交换、计算结果、运行程序的中间状态信息。上述模块中，启动模块(1)与其他所有模块和单元相连接；大气条件数据库模块(2)、飞行参数存储模块(3)、模拟地面效应状态的模块(4)将信息发送到模拟地面效应对飞行器影响的模块(5)；模拟飞行器动态数据传输的模块(6)接受模拟地面效应对飞行器影响的模块(5)的信息，传送信息至模拟外界目视状态的模块(9)、模拟飞行员工作区的模块(10)、模拟航空仪表板的模块(11)；模拟报警模块(8)接受计算从飞行器到地面效应危险区的距离的模块(7)的信息，传送信息给模拟航空仪表板的模块(11)。【专利附图】【附图说明】图1模拟飞行器地面效应的装置布局方案图。图2实施例中用于模拟地面效应状态的模块(4)内部布局图。图3实施例中用于模拟地面效应对飞行器影响的模块(5)的工作流程图。【具体实施方式】以一个具体实施的例子进一步说明本专利技术提出的一种模拟飞行器地面效应的装置的原理和结构。实施例中的模拟飞行器地面效应的装置布局的方案图与图1相同。该模拟装置包括:启动模块(I)、大气条件数据库模块(2)、飞行参数存储模块(3)、模拟地面效应状态的模块(4)、模拟地面效应对飞行器影响的模块(5)、模拟飞行器动态数据传输的模块(6)、计算从飞行器到地面效应危险区的距离的模块(7)、模拟报警模块(8)、模拟外界目视状态的模块(9)、模拟飞行员工作区的模块(10)、模拟航空仪表板的模块(11)、模拟黑匣子的模块(12)。该模拟器在陆地上用于训练飞行员在地面效应危险条件下的飞行技术。启动模块(I)内部设有延迟电路，与其他各个模块相连。功能是为模拟器中各种电子元件加载电源、做必要的仪表清零设置、预热。在完成上述任务后，进入工作模式选本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模拟飞行器地面效应的装置，其特征在于，该装置包括：●启动模块（1）；●大气条件数据库模块（2）；●飞行参数存储模块（3）；●模拟地面效应状态的模块（4）；●模拟地面效应对飞行器影响的模块（5）；●模拟飞行器动态数据传输的模块（6）；●计算从飞行器到地面效应危险区的距离的模块（7）；●模拟报警模块（8）；●模拟外界目视状态的模块（9）；●模拟飞行员工作区的模块（10）；●模拟航空仪表板的模块（11）；●模拟黑匣子的模块（12）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：路明，
申请(专利权)人：西安远景动力模拟技术有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61