持续载荷飞行模拟器过载模拟新原理

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1、第31卷2010在第11期11月航空学报ACTAAERONAUTlCAETASTR()NAUTICASINICAV01．31NO．11NOV．2010文章编号：1000—6893(2010)11—2159—07持续载荷飞行模拟器过载模拟新原理潘文俊，王立新(北京航空航天大学航空科学与工程学院，北京100191)PrinciplesofGloadSimulationforaNovelSustained—GFlightSimulatorPanWenjun，WangLixin(schoolofAeronauticSciencea

2、ndEngineering，BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Beijing100191，China)摘要：先进战斗机空战机动时产生的持续性高过载会严重危及其飞行安全。为了能够在地面开展高过载的飞行员飞行训练，需要对新型持续载荷飞行模拟器(SGFS)持续性过载模拟的新原理进行研究。首先分析了SGFS过载模拟的新机理，系统地推导了相关的计算公式，在此基础上建立了SGFS过载模拟的数学模型。为了考察SGFS对单轴及多轴过载的模拟能力，分别对梯形过载指令及飞机全滚机动时的

3、飞行员3轴过载进行了数值仿真，并研究了过载模拟时SGFS的运动规律。仿真结果验证了所建立的SGFS数学模型的正确性，同时表明SGFS可对实际飞行时的飞行员3轴持续性过载进行精确地模拟。关键词：离心机；加速度；持续载荷飞行模拟器；高过载；飞行训练中图分类号：V216．7文献标识码：AAbstract：Advancedfightersarecapableofgeneratinghighsustained-Gduringaerialcombatmaneuvers，whichhasseriouslythreatenedflight

4、safety．InordertOcarryOuthighG-loadflighttrainingontheground，researchonnewprinciplesofG-loadsimulationforanovelsustained—Gflightsimulator(SGFS)isnecessary．First，themechanismofG-loadsimulationonSGFSisanalyzedandformulasrelativetOG-loadsimulationaresystemati—callyder

5、ived．Then，amathematicmodelforSGFSG-loadsimulationisestablished．TotesttheSGFS’capa—bilityofsimulatingsingleaxisandmulti—axisG-loads，bothtrapeziformG-loadcommandand3-axisG-loadsonpilotina360。rollmaneuverarenumericallysimulatedbyusingthemodel．TheregularityofSGFSmotio

6、ndur-ingG-loadsimulationisalsoinvestigated．Simulationresultsvalidatethatthemodelisaccurateandalsoindi—catethatSGFSisabletOduplicatein—flight3-axissustained—Gonpilotprecisely．Keywords：centrifuge；acceleration；sustained-Gflightsimulator；highG-load；flighttraining现代先进战

7、斗机产生的最大过载可达99，加载率最大可达69／s，过载持续时间较长并可能反复出现L1]。这种持续性高过载的作用可使飞行员出现短暂黑视、空间定位错觉甚至意识丧失[2’3]，严重地影响飞行员的空间感和对战势的判断能力，危及飞机的飞行安全L4-63。新型的持续载荷飞行模拟器(Sustained—GFlightSimulator，SGFS)以载人离心机为运动平台，具备普通固定基座及六自由度运动平台飞行模拟器【7。81没有的持续性高过载模拟能力。受训飞行员通过在SGFS上进行安全可控的高过载飞行训练，可熟练掌握高过载空战的机动动作

8、，提高过载耐受能力，防止和减少由于高过载而造成的飞行事故。从20世纪80年代末开始，美国等航空先进收稿日期：2009—12—15：修订日期：2010—07—04通讯作者：王立新E-mail：bhu—wlx@tom．colu国家开始考虑将载人离心机应用于飞行员的飞行模拟训练[9]。到目前为止，大多数的SG