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1、虚拟样机及仿真技术在飞机调试中的应用 摘要：仿真技术，又被称为模拟技术，其存在，就是运用一套虚拟的系统来模拟另外一种真实系统及环境的技术。仿真技术已经在医疗、工业、建筑等行业发挥了重要的作用， 其低价、高效、真实模拟等特点，极其适用于飞机调试上，仿真技术必将发挥出巨大的经济效益和技术优势。 关键词：虚拟样机；仿真技术；调试；数据分析 一、虚拟仿真技术的基本特性和现状 1.虚拟仿真技术具有以下四个基本特性： 沉醉性。在虚拟仿真系统中，操作者，可以通过视觉、听觉、触感等方面，来获得身临其境的感受，从而反映出特定环境下，操作者紧急处理方法等。志向的虚拟仿真系统应当具有能够给人全部感知信息的功能。 交
2、互性。虚拟仿真系统中，不仅环境能够作用于人，人也可以对环境进行限制，而且人是以近乎自然的行为进行限制的，虚拟环境还能够对人的操作予以实时的反应。例如，当飞行员按动导弹放射按钮时，会望见虚拟的导弹放射出去并跟踪虚拟的目标；当导弹遇到目标时会发生爆炸，能够看到爆炸的碎片和火光。 虚幻性。虚拟仿真系统，可以模拟出特定状况下才會发生的事务，比如自然灾难、机械故障失灵等环境，来测试工作人员的应急反应。也可以创建出古代、将来、甚至是不存的虚幻世界。 逼真性。虚拟仿真系统的逼真性表现在两个方面：一方面，虚拟环境给人的的各种感觉与所模拟的客观世界特别相像，一切感觉都是那么逼真，犹如在真实世界一样；另一方面，当
3、人以自然的行为作用于虚拟环境时，环境做出的反应也符合客观世界的有关规律。如当给虚幻物体一个作用力，该物体的运动就会符合力学定律，会沿着力的方向产生相应的加速度；当它遇到障碍物时，会被阻挡。 2.仿真虚拟技术的现状 我国仿真虚拟技术发展较晚，资金投入相对较少，因此，与国外有肯定的技术差距，主要表现在建模、系统工程、经济效益等方面。 建模须要对实物或者环境，有着深化的了解和长时间积累的阅历作为前提。国外在这方面起步早，有着丰富的建模阅历和试验数据，而我国由于阅历不足和资金缺乏，大部分建模是用计算数据作为参考，效率较低。 在经济方面，国内的仿真模拟技术并未形成产业化，仍旧处于起步阶段，技术大多是像国
4、外学习，没有自主创新的实力。但是，这并不阻碍仿真模拟技术为各行业做出贡献。 二、虚拟样机和仿真技术在飞机研制、生产、调试中的应用 1.虚拟样机的优势和特点 虚拟样机可以在开发阶段，就可以给用户看到模拟出的样机。提前对用户的满足度进行评估，听取用户看法，提高样机的完成速度、削减修改率。 直观、快速的将设计师的想法，呈现给用户，可以对功能等方面早作评测。 运用虚拟样机进行测试与评估，可以尽早发觉设计上的漏洞，对飞行数据提前进行分析，大大削减了返工率。 图2.1仿真软件进行虚拟调试图 飞机，是世界空军中的战斗主力，利用虚拟仿真技术，可以及早的在生产环节，依据数据测试，提前发觉试飞时可能出现的问题，进
5、行预防处理，不论是从经济、还是效率上，都可进行极大的节约与提高。 2.在飞机研制中的应用 运动和动力学仿真。飞机的气动布局是否符合空气动力学原理、运动过程中的阻力、其内部结构布局的合理性等，在飞机设计阶段就可利用计算机仿真技术展示出产品的行为，动态表现产品的性能，产品设计必需解决运动构件工作时的运动协调关系、运动范围设计、可能的运动干涉检查、产品动力学性能、强度、刚度等。例如，生产线上各个环节的动作协调和协作是比较困难的，采纳仿真技术，可以直观地进行配置和设计，保证工作的协调。 虚拟建模设计。在飞机设计、生产过程中往往须要制造数量特别浩大的部/附件原型，而实际工作中不行能一次性就将成千上万个部
6、件正确地装配在一起来满意设计要求。 部/附件之间的协作性和可装配性是设计人员常易出现错误的地方，以往要到产品最终装配时才能发觉，导致零件的报废和工期的延误，造成巨大的经济损失和奢侈。因为采纳二维图样进行线性设计，无法预先发觉设计造成的装配干扰等问题。 目前，机械设计基于CE原则，采纳三维图样的立体模型，使得在设计产品时就可以确定产品的全部物理性能，包括重力、质量、剖面特性及重心等。通过装配模拟软件，产品设计人员可以检查部件的间隙和相互干扰，并在实际加工之前就建立整个产品的虚拟工作原型，对此虚拟原型进行试验、分析应力和变型等。若设计不符合标准，可以非常便利地更改模型，并重新生成模型。 图2.2正
7、在进行中的飞机调试图 另外，虚拟制造系统可以供应可合作性的分析支持，为合作伙伴供应协同工作环境和虚拟制造动态组合及运行支持环境。虚拟制造系统可以将异地的、各具优势的探讨开发力气，通过网络和视像系统联系起来，进行异地开发，网上探讨。从飞机需求分析、设计、零部件生产、总成装配、试验、试飞以至后续服务这一全过程中各个环节都可以进行仿真，为虚拟制造动态组合供应支持 三、结束语 虚拟样机及仿真技术，作为一门新兴的技术，对于设计、生产、调试等方面，有着极大的经济效益和技术优势。国外已经将此技术广泛应用于各个领域。我国在此技术上，虽然起步较晚，但是仍旧涌现出大批高技术人才。鉴于航空领域的困难性和综合性，虚拟仿真技术，必将能在此领域大展拳脚，为企业创建出巨大的经济效益。 参考文献： 1 陈军，周晓平，郝江涛 等.基于MatLab & Simulink的电工电子技术仿真试验平台J. 第5页 共5页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页