[发明专利]水陆两栖灭火飞机半物理投汲水灭火仿真评估系统

说明书

本发明水陆两栖灭火飞机半物理投汲水灭火仿真评估系统，包括：飞行模拟器、灭火任务场景构建模块、灭火飞行仿真软件。飞行模拟器与灭火飞行仿真软件、灭火任务场景构建模块通过网络连接，灭火任务场景构建模块与飞行模拟器直接连接。飞行模拟器将操作量传入灭火飞行仿真软件中，后者经解算获得飞行数据。灭火任务场景构建模块对飞行数据进行解算，生成画面信息，并收集灭火效果相关数据供灭火飞行仿真软件进行灭火效果评估。本发明提供了一种可进行模拟灭火飞行仿真的飞行模拟器，可精准模拟水陆两栖灭火飞机飞行全过程并展现灭火过程；构建了灭火仿真评估系统，可对飞行员的灭火效果进行评估，在飞行员训练等方面有着广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及水陆两栖飞机灭火仿真评估系统，特别是涉及一种水陆两栖灭火飞机半物理投汲水灭火仿真评估系统，属于模拟灭火飞行仿真领域。

背景技术

水陆两栖灭火飞机是一种先进高效的森林灭火设备。飞机首先在海洋、湖泊、河流等水面汲水，然后将水投洒在火头、火线或火点上，能够对森林火灾做出快速反应并有效阻止火势蔓延。相比于消防直升机森林灭火方式，水陆两栖灭火飞机有着飞行速度高、载水量大、投水散布范围大的特点，更是有着传统人工灭火所不能比拟的巨大优势。

近年来，由于科学研究的需求和高新技术的进步，以计算机为基础的飞行模拟器得到迅速发展。研究人员利用模拟器进行仿真试验研究，开展培训活动，成为当今科研、培训不可或缺的装备。分布交互式仿真利用计算机网络协议将分布于异地的仿真模拟器连网，构成在时间与空间上相互耦合的虚拟合成环境，实现了计算资源与硬件的充分利用。

随着计算机性能的不断提高，计算机仿真的可信度与实时性也有了大幅提升。而今，利用高性能计算机，研究人员可以同时进行多个复杂模型的仿真，也为实现复杂火场、大场景、飞机飞行动力学模型的高实时度仿真提供了可能。

当前，我国水陆两栖灭火飞机在研发中，正在接受各项验证测试。由于是首款机型，目前我国国内并没有足够的掌握此类飞机飞行技术的飞行员，急需进行培养。飞机的设计也需要针对验证测试的实验结果进行改进，而现有的原型机在一定时间内所能够进行的验证项目有限，仅用真机进行飞行测试耗时极长，更没有机会对未来操作此类机型的飞行员培养。因此，目前急需针对水陆两栖灭火飞机的飞行模拟仿真系统来代替真机进行飞行员培养与部分验证测试。此外，现有的飞行模拟器中并没有针对灭火任务的模块，既无法模拟火场中复杂多变的气流环境，也无法针对飞行员的投水操作评估火场所受到的影响并给出灭火效果评估结果，不适用于灭火飞机飞行员的培养。

发明内容

本发明的目的是利用整套系统为飞行员提供模拟投汲水灭火训练的虚拟环境，通过反复训练提高飞行员的操作水平。同时，本发明也为飞机设计人员、灭火规范制订人员等有关人员提供了一个高实时度的仿真实验环境，为飞机的设计验证、投汲水系统设计、灭火顶层技术规范的制订与完善提供实验平台。

本发明水陆两栖灭火飞机半物理投汲水灭火仿真评估系统包括：飞行模拟器、灭火任务场景构建模块以及灭火飞行仿真软件组成。他们之间的关系是：操作者通过控制灭火飞行仿真软件进行仿真的初始设置与仿真过程中的运行控制，获得飞机飞行数据与灭火效果评估结果等反馈信息。飞行员通过操作飞行模拟器进行模拟灭火飞行仿真训练并接受相应的视觉听觉反馈信息。飞行模拟器与灭火飞行仿真软件通过网络连接，通过网络接口传递信息。灭火任务场景构建模块与灭火飞行仿真软件也通过网络连接，通过网络接口传递信息。飞行模拟器从灭火任务场景构建模块直接获取相应的模拟场景画面信息。

所述飞行模拟器是飞行员进行模拟灭火飞行仿真训练的主要硬件设备。它由可操作设备、仪表盘、视景显示系统构成。飞行员通过操作可操作设备模拟实际灭火飞行中进行的操作，相应的操作量转化为电信号传出，经灭火飞行仿真软件解算得到相应的飞行数据。飞行数据一方面传回飞行模拟器的仪表盘中显示相应的数据，一方面经灭火任务场景构建模块解算得到画面信息传入视景显示系统显示相应的视觉听觉信息，两方面结合为飞行员提供反馈信息。