飞机载荷谱实测数据双缓冲视景仿真系统设计.pdf

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1、2015年3月北京航空航天大学学报March2015第41卷第3期JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsV01．41No．3http：／／bhxb．buaa．edu．cajbuaa@buaa．edu．cnDOI：10．13700／j．bh．1001—5965．2014．0599飞机载荷谱实测数据双缓冲视景仿真系统设计田兆锋，闫楚良+(北京飞机强度研究所，北京100083)摘要：飞机载荷谱实测数据视景仿真是飞机机动动作识别和实测数据有效性验证的重要手段．针

2、对飞机实测数据源的不同数据结构，提出了逻辑数据通道的数据存储方法，解决了不同实测对象形成的不同数据源结构差异问题；针对大数据量实测数据进行飞行视景模拟时模型复杂性造成的性能问题，建立了物理通道和逻辑数据通道解析模型；基于数据双缓冲和绘图双缓冲机制，构建了飞行器模型和实测数据视景仿真系统环境，对不同试验用机的飞行实测数据进行了分析和验证．该视景系统完全满足Gigabyte级别的不同机型载荷谱飞行实测试验数据的验证和机动动作识别要求，完整地再现整个飞行历程，为飞机飞行历程机动动作识别、数据有效性验证和数据后期处理提供可视化平台

3、．关键词：飞行实测；载荷谱；双缓冲；逻辑数据通道；视景仿真系统中图分类号：TP319；V217+．32文献标识码：A文章编号：1001-5965(2015)03-0431-06飞机载荷谱实测是将飞机在使用过程中的状态参数、载荷参数等进行信息采集和记录，为飞机全机试验、结构可靠性设计提供试验数据与科学依据¨⋯．飞机载荷谱实测数据类型复杂，对于不同的机型，采集参数不同，数据结构也不相同，使得飞机载荷谱数据资源比较难以组织和管理¨⋯．随着测试需求的不断提高和测试设备的迅速发展，在飞机载荷谱实测试验中，飞行架次不断增长，实测数据量

4、急剧增加，以某预警机245个飞行架次为例，原始采集数据和数据统计处理中的过程数据达到了6TB的级别，完全可以划归为大数据，这对于数据有效性验证、机动动作判别和后期数据统计分析带来了极大的困难，并且技术人员会花费大量时间．视景仿真系统是数据可视化技术的进一步发展，数据可视化是运用计算机图形学、图像处理技术和虚拟现实将数据转化为图形或者场景并进行交互处理的理论、方法和技术¨1．视景仿真技术是综合了数据可视化、网络通讯和数据传输、模型仿真等多项高新技术发展而来的，在此基础上形成的视景仿真系统为航空工业、军事模拟等领域提供一种低成

5、本、高安全性的数据分析和验证方式¨’10

6、．通过视景仿真系统为使用者建立基于数据驱动的虚拟环境，从而使各种设计方案或者试验数据得到虚拟实现和验证，并可以反复修改，为设计者提供决策支持，可大幅度地降低设计成本和工作量，这一技术优势无疑会使视景仿真技术在军事领域得到更为广泛的应用．目前，国外对视景仿真的研究主要集中在以下两个方面：①构建通用的虚拟视景仿真应用开发平台，能让非专业人士开发出高水平的视景仿收稿13期：2014-09-26；录用日期：2014—10-24；网络出版时间：2014．11．2710：30网络出版地址：WW

7、W．enki．net／kcms／doi／lO．13700／j．bh．1001-5965．2014．0599．html基金项目：国家自然科学基金资助项目(50135010)作者简介：田兆锋(1975一)，男，山东德州人，博士后，tian．zf@139．corn+通讯作者：闰楚良(1947一)，男，内蒙古通辽人，研究员，yancl@sina．eom，主要研究方向为飞机结构可靠性；f用格式：田兆锋，闫楚良．飞机载荷谱实测数据及缓冲视景仿其系统设计fJJ．北京航空航天大学学报，2015，41p)：431—436．TianZF，Ya

8、nCL．DesignofvisualsimulationsystemofaircraftNightloadspectrummeasureddatabasedOHdouble—bufferingteeh．nologylj)．JournalofBeljingUniversityofAeronauticsandAstronautics，2015，41(3)：431．436(inChinese)．432北京航空航天大学学报真应用；②重视在视景仿真中的技术细节部分，如场景管理、实体物理建模等．国内的虚拟视景仿真领域面临的主要问题是针

9、对特定的视景仿真要独立编写程序来实现，未能形成通用的平台来适应不同场景的虚拟视景仿真，对开发人员的专业素质要求比较高，项目开发周期长¨1I．在飞机载荷谱实测飞行试验中，通常需要进行几百架次的飞行，同步采集大量的实测数据，以往判断飞行数据是否有效、飞机瞬时受载状态和任务段划分主要通过观察关键参数的飞行曲线