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六自由度平台在仿真模拟飞行上的应用

2021-02-26 09:20:50

随着我国国民经济和航空工业的高速发展,六自由度飞行模拟器以其安全性、经济性、可靠性、高逼真度等特点,已经成为飞行员训练和飞机研发过程中不可缺少的试验仿真设备,特别是在我国自主研制民用大型运输机的背景下,对六自由度飞行模拟器的需求就变得更加迫切了。


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六自由度平台在仿真模拟飞行上的应用:飞机飞行过程中经常遭遇到低空风切变、大气紊流等各类复杂大气扰动现象,威胁飞行安全的主要危险。一旦飞行员不及时规避或操纵失误,可能造成严重飞行事故。六自由度飞行模拟器能逼真地复现飞机在空中的飞行状态和环境的地面设备,在运动过程中飞行员能感觉到的瞬时过载动感,重力分量的持续感及部分抖动冲击信息,使飞行仿真更加逼近真实飞行。

六自由度运动平台是由六支电动缸,上、下各六只万向铰链和上、下两个平台组成,下平台固定在基础上,借助六只电动缸的伸缩运动,完成上平台在空间六个自由度(α,β,γ, X,Y,Z)的运动,从而可以模拟出各种空间运动姿态。六自由度运动平台涉及到机械、液压、电气、控制、计算机、传感器,空间运动数学模型、实时信号传输处理等一系列高科技领域,因此六自由度运动平台是控制领域水平的标志性象征。主要包括平台的空间运动机构、空间运动模型、液压系统、控制系统。

可广泛应用到各种训练模拟器如飞行模拟器、舰艇模拟器、海军直升机起降模拟平台、坦克模拟器、汽车驾驶模拟器、火车驾驶模拟器、地震模拟器以及动感电影、娱乐设备等领域,甚至可用到空间宇宙飞船的对接,空中加油机的加油对接中。在加工业可制成六轴联动机床、灵巧机器人等。由于六自由度运动平台的研制,涉及机械、液压、电气、控制、计算机、传感器,空间运动数学模型、实时信号传输处理、图形显示、动态仿真等等一系列高科技领域。

随着我国国民经济和航空工业的高速发展,六自由度飞行运动平台以其安全性、经济性、可靠性、高逼真度等特点,已经成为飞行员训练和飞机研发过程中不可缺少的试验仿真设备,特别是在我国自主研发民用和军用飞机的背景下,对六自由度飞行运动平台协助进行研发测试的需求就变得更加迫切了。


六自由度运动平台在仿真模拟飞行上的应用:飞机飞行过程中经常遭遇到低空风切变、大气紊流等各类复杂大气扰动现象,威胁飞行安全的主要危险。一旦飞行员不及时规避或操纵失误,可能造成严重飞行事故。六自由度飞行模拟器能逼真地复现飞机在空中的飞行状态和环境的地面设备,在运动过程中飞行员能感觉到的瞬时过载动感,重力分量的持续感及部分抖动冲击信息,使飞行仿真更加逼近真实飞行。


下面方元明科技为您盘点部分关于六自由度平台在飞行模拟中的应用范围:


严格按照民航有关模拟机应用规范的要求进行设计,为机组提供初始训练、转机型训练、升级训练、定期复训等科目的全面训练。


• 模拟起飞前的各种仪表参数及起飞时的各种视觉、听觉、动感等。


• 模拟各种俯仰、偏航、加速、抖振、悬停等飞行状态。


• 按照真实飞机的操纵、仪表、声音等设计,模拟出可以给飞行员各种的生理感觉。


• 包括无线电系统、通信系统、语音系统、导航系统、视景系统、发动机系统、燃油系统、液压系统、操纵系统等。


• 提高飞行员的特情处置能力,可应用于搜救、公务、海上平台作业飞行等领域。


• 模拟各种特情状态,起飞、着陆、转场、转机等。


六自由度飞行模拟运动平台应用功能:


1、模拟飞机三个自由度的运动,包括俯仰、(左倾右倾)滚转、垂直升降运动;


2、模拟飞机各种飞行条件的变化引起的运动,如大气扰动和武器发射等;


3、模拟着陆接地姿态和碰撞以及使用刹车时出现的运动;


4、模拟在接近真实飞机频率处的振动和抖振以及大气紊流在对应自由度上引起的抖振。


西安方元明自主研发的六自由度平台也可广泛应用在仿真模拟飞行上,我们拥有强大的技术团队,平台配备的是拥有自主研发专利的大载荷伺服电动缸、精密丝杠和伺服驱动器,具有坚硬品质的六自由度平台大幅度减少了应用中的功率损耗和维护,拥有高控制精度和高控制稳定性。


方元明六自由度平台的电动缸与上下平台连接均采用高刚性虎克铰连接,运动平稳平滑,刚性好,强度大,免维护。虎克铰的摆角需要通过大量的演算获得,动平台在精调任务空间内灵巧运动时,通过下列数学关系可得到虎克铰的摆角:


六自由度运动平台的伺服电动缸是由伺服电机、高精度传动丝杠等组成的高精度、高可靠性机电一体化传动组件,这种强强搭配确保了运动平台能满足高速、高响应和高精度的需求。


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