飛行仿真原理

目 錄
第1章 緒論
1.1 歷史回顧
1.1.1 飛行史上的第一個40年（1905年~1945年）
1.1.2 模擬計算機年代（1945年~1965年）
1.1.3 數(shù)字計算機年代（1965年~1985年）
1.1.4 微電子技術(shù)革命時代（1985年至今）
1.2 仿真的應(yīng)用案例
1.2.1 安全性
1.2.2 經(jīng)濟效益
1.2.3 訓(xùn)練遷移
1.2.4 工程飛行仿真
1.3 仿真角色的轉(zhuǎn)變
1.4 飛行模擬器構(gòu)成
1.4.1 運動學(xué)公式
1.4.2 空氣動力模型
1.4.3 發(fā)動機模型
1.4.4 數(shù)據(jù)采集
1.4.5 傳動模型
1.4.6 氣象模型
1.4.7 視景系統(tǒng)
1.4.8 音效系統(tǒng)
1.4.9 運動系統(tǒng)
1.4.10 控制載荷
1.4.11 儀表顯示
1.4.12 導(dǎo)航系統(tǒng)
1.4.13 系統(tǒng)維護(hù)
1.5 實時仿真基本概念
1.6 飛行員感知
1.6.1 視覺感知
1.6.2 運動感知
1.7 訓(xùn)練與仿真
1.8 仿真案例
1.8.1 商業(yè)飛行訓(xùn)練
1.8.2 軍事飛行訓(xùn)練
1.8.3 初級飛行訓(xùn)練
1.8.4 陸地車輛模擬器
1.8.5 工程飛行模擬器
1.8.6 能力測試
1.8.7 基于計算機的訓(xùn)練
1.8.8 維修培訓(xùn)
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第2章 建模原理
2.1 建模的概念
2.2 牛頓力學(xué)
2.3 坐標(biāo)系
2.4 微分方程
2.5 數(shù)值積分
2.5.1 近似方法
2.5.2 一階方法
2.5.3 高階方法
2.6 實時計算
2.7 數(shù)據(jù)采集
2.7.1 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化
2.7.2 數(shù)據(jù)采集
2.8 飛行數(shù)據(jù)
2.9 內(nèi)插
2.10 分布式系統(tǒng)
2.11 實時協(xié)議
2.12 建模中的問題
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第3章 飛機動力學(xué)
3.1 飛行建模原理
3.2 大氣
3.3 力
3.3.1 氣動升力
3.3.2 氣動側(cè)力
3.3.3 氣動阻力
3.3.4 推進(jìn)力
3.3.5 重力
3.4 力矩
3.4.1 靜態(tài)穩(wěn)定性
3.4.2 氣動力矩
3.4.3 氣動導(dǎo)數(shù)
3.5 坐標(biāo)系
3.5.1 機體系
3.5.2 安穩(wěn)坐標(biāo)系
3.5.3 風(fēng)軸系
3.5.4 慣性系
3.5.5 坐標(biāo)系變換
3.5.6 地心固聯(lián)坐標(biāo)系
3.5.7 經(jīng)緯度
3.6 四元數(shù)法
3.7 運動方程
3.8 推進(jìn)系統(tǒng)
3.8.1 活塞式發(fā)動機
3.8.2 噴氣式發(fā)動機
3.9 起落架
3.10 公式集
3.11 公式回顧——長距離導(dǎo)航
3.11.1 科里奧利加速度
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第4章 飛行控制系統(tǒng)仿真
4.1 拉普拉斯變換
4.2 仿真中的傳遞函數(shù)
4.3 PID控制系統(tǒng)
4.4 配平
4.5 飛機飛行控制系統(tǒng)
4.6 轉(zhuǎn)彎配位器和偏航阻尼器
4.7 自動油門
4.8 垂直速度管理
4.9 高度保持
4.10 航向保持
4.11 定位跟蹤
4.12 自動著陸系統(tǒng)
4.13 飛行管理系統(tǒng)
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第5章 飛機顯示系統(tǒng)
5.1 顯示系統(tǒng)原理
5.2 繪制線條
5.3 字符生成
5.4 二維圖形操作
5.5 紋理
5.6 OpenGL
5.7 飛機儀表仿真
5.8 EFIS顯示器仿真
5.8.1 姿態(tài)指示儀
5.8.2 高度計
5.8.3 空速指示器
5.8.4 羅盤卡
5.9 平視顯示器
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第6章 飛行導(dǎo)航系統(tǒng)仿真
6.1 導(dǎo)航原理
6.2 導(dǎo)航計算
6.3 地圖投影
6.4 基本飛行信息
6.4.1 姿態(tài)指示儀
6.4.2 高度計
6.4.3 空速指示器
6.4.4 羅盤
6.4.5 垂直速度指示儀
6.4.6 轉(zhuǎn)彎指示儀
6.4.7 側(cè)滑球
6.5 自動定向儀（ADF）
6.6 甚高頻全向信標(biāo)（VOR）
6.7 測距儀（DME）
6.8 儀表著陸系統(tǒng)（ILS）
6.9 飛行指揮儀
6.10 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)
6.10.1 坐標(biāo)系
6.10.2 慣導(dǎo)系統(tǒng)方程
6.10.3 慣導(dǎo)系統(tǒng)誤差建模
6.10.4 慣導(dǎo)系統(tǒng)模型確認(rèn)
6.11 全球定位系統(tǒng)
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進(jìn)一步閱讀材料
第7章 模型校核
7.1 模擬器鑒定和驗收
7.2 模型校核方法
7.2.1 座艙幾何構(gòu)造
7.2.2 靜態(tài)測試
7.2.3 開環(huán)測試
7.2.4 閉環(huán)測試
7.3 時延
7.4 性能分析
7.5 縱向動力特性
7.6 側(cè)向動力特性
7.7 正確的模型校核
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第8章 視景系統(tǒng)
8.1 背景
8.2 視景系統(tǒng)流水線
8.3 三維圖形運算
8.4 實時圖像生成
8.4.1 基本的實時線框IG系統(tǒng)
8.4.2 OpenGL實時IG系統(tǒng)
8.4.3 OpenGL實時紋理IG系統(tǒng)
8.4.4 OpenSceneGraph IG系統(tǒng)
8.5 視景數(shù)據(jù)庫的管理
8.6 投影系統(tǒng)
8.7 視景系統(tǒng)中的問題
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第9章 教員控制臺
9.1 教育、 訓(xùn)練和教學(xué)
9.2 專項任務(wù)訓(xùn)練和基于計算機的訓(xùn)練
9.3 教員的職責(zé)
9.4 用戶界面設(shè)計
9.4.1 人的因素
9.4.2 用戶操作分類
9.4.3 用戶接口結(jié)構(gòu)
9.4.4 用戶輸入選擇
9.4.5 教員命令
9.5 實時交互
9.6 地圖顯示
9.7 飛行數(shù)據(jù)記錄
9.8 腳本
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第10章 運動系統(tǒng)
10.1 需要運動系統(tǒng)嗎？
10.2 運動生理學(xué)
10.3 驅(qū)動器結(jié)構(gòu)
10.4 運動方程
10.5 運動系統(tǒng)的實現(xiàn)
10.6 液壓執(zhí)行機構(gòu)
10.7 液壓執(zhí)行機構(gòu)建模
10.8 運動系統(tǒng)的不足
10.9 未來的運動系統(tǒng)
參考文獻(xiàn)
縮略詞表