[发明专利]飞机空气动力学物理模拟系统

说明书

本发明实施例公开了一种飞机空气动力学物理模拟系统，所述飞机空气动力学物理模拟系统包括计算机辅助系统、VR显示模块以及机翼模拟模块，所述计算机辅助系统与所述VR显示模块以及所述机翼模拟模块分别通信；所述机翼模拟模块用于根据预设的虚拟飞行场景的环境数据确定飞行模拟器的受力数据，并将所述受力数据施加到所述飞行模拟器对应的物理模型上，以获得所述飞行模拟器的运动数据；所述计算机辅助系统将所述运动数据构建在预设的虚拟飞行场景中，并将所述虚拟飞行场景投影至所述VR显示模块上。将虚拟现实技术和对飞行模拟器进行空气动力学物理模拟技术相结合，提供真实、沉浸式、情景式、参与式的体验，提高了仿真训练的效果。

技术领域

本发明涉及模拟飞行领域，尤其涉及一种飞机空气动力学物理模拟系统。

背景技术

虚拟现实是利用设备产生一个三维空间的虚拟世界，佩戴虚拟现实头盔，给使用者一种身临其境的感觉，可自由在虚拟空间中观看和感受虚拟场景，并可以与虚拟场景进行交互。

虚拟现实技术(VR)是仿真技术的一个重要方向，是仿真技术与计算机图形学人机接口技术多媒体技术传感技术网络技术等多种技术的集合，是一门富有挑战性的交叉技术前沿学科和研究领域。虚拟现实技术主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面。

模拟训练已成为军事与航天中的一个重要课题。在飞行员训练上，一直存在着费用和安全风险的问题，通过虚拟现实技术可以真实地构筑训练场景，沉浸式，情景式，参与式体验，提高了训练效果，并将训练的安全风险降低到最低。

传统的飞行模拟训练的视景效果往往是通过单块或者多块屏幕组合实现的，这种方案往往没有足够的真实感和沉浸感，难以达到真实的飞行训练效果。

发明内容

针对上述技术问题，本发明实施例提供了一种飞机空气动力学物理模拟系统。

本发明实施例提供一种飞机空气动力学物理模拟系统，所述飞机空气动力学物理模拟系统包括计算机辅助系统、VR显示模块以及机翼模拟模块，所述计算机辅助系统与所述VR显示模块以及所述机翼模拟模块分别通信；

所述机翼模拟模块用于根据预设的虚拟飞行场景的环境数据确定飞行模拟器的受力数据，并将所述受力数据施加到所述飞行模拟器对应的物理模型上，以获得所述飞行模拟器的运动数据；

所述计算机辅助系统将所述运动数据构建在预设的虚拟飞行场景中，并将所述虚拟飞行场景投影至所述VR显示模块上。

可选地，所述机翼模拟模块包括翼面模拟模块、操纵面模拟模块和滑流模拟模块；

所述翼面模拟模块用于拟合机翼翼面的受力数据，使得机翼翼面的受力数据与预设飞机模型一致，再根据翼型选择对应的升力系数、阻力系数和力矩系数；

所述操纵面模拟模块用于模拟飞行操纵面的受力数据，使得所述飞行操纵面的受力数据与预设飞机模型的飞行操纵面的受力数据大小一致；

所述滑流模拟模块用于模拟滑流数据，所述滑流数据包括滑流流速和/或滑流方向。

可选地，所述受力数据包括升力和阻力，所述升力和阻力的计算公式为：

Y＝2ρC1Sv₂；

其中，Y为升力或阻力；

ρ为大气密度；

C为力学系数，当Y为升力时，C为各翼型不同位置的升力系数；当Y为阻力时，C为阻力系数；并且，当Y为机翼的升力或阻力时，C与所述滑流数据正相关；

S为飞行操纵面或机翼的面积；

v为飞机的速度。

可选地，所述飞行操纵面包括铰链在所述飞行模拟器的机翼、水平尾翼和垂直尾翼上的可动翼面。