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飞行仿真模拟器的视景模拟系统

发布时间:2014-12-2 8:11:07

视景模拟系统是飞机仿真模拟器必不可少的装置,它由两部分组成,分别为:景象产生与景象显示两部分。此系统可以模拟飞行员所看到的飞机外部的景象,从而来判断飞机现在的飞行速度以及飞机的姿态、外部的天气状况等等。视景系统产生与显示景象的方法很多,因此有很多种类型,但主要有以下几种:

(1) 电影胶片投影系统

这种系统又称为畸变电影。它是预先由一架飞机在标准的航线上用摄影机把实际景象拍成电影,拷贝洗印好后,通过一个可由飞行员操纵的装有光学畸变镜头的放映机放映出来。当飞行员操纵模拟器时,若航迹没有偏差,放映出来的图像就是拍摄的标准图像,若航迹有偏差,则通过畸变镜头映出的画面发生畸变,使飞行员所看到的影像也随之改变。这种系统的优点是体积小,影像的色彩和清晰度都很好,飞机的进场着陆尤为逼真。但最大的缺点是所能模拟的航线范围很窄,因而机动范围很小,使用价值有限。

(2) 点光源视景系统

点光源视景系统是发展最早,也是最简单的一种视景模拟装置。这种系统主要有一个体积很小、亮度很高且可以活动的小灯泡(称为点光源),一个按一定比例画有地面景象的大直径玻璃盘(称为地景盘),还有一块屏幕。当飞行员操纵模拟器时,点光源模拟飞机的运动,光线透过地景盘照射到屏幕上,形成连续运动的景象。这种系统的主要优点是视野广阔,结构简单,缺点是模拟误差较大,地景范围小。但因其优点突出,因此在模拟器的早期一直用在起落航线、直升机的垂直起落和悬停的模拟上。

(3) 地景模拟/闭路电视系统

这种系统主要由一个很大的按一定比例制作的地景模型、可受飞行员操纵的光学探头和摄像机、投影器及显示屏幕等组成。当飞行员操纵模拟器飞行时,摄像机通过光学探头对地景模型进行摄影,摄像机将光信号变成电信号,再由投影器将电信号变成光信号投影到座舱前的屏幕上。这种视景系统,最大的优点是模拟的景象十分逼真,但是,最大缺点是结构复杂,体积异常庞大,耗电量非常惊人(100千伏安以上),运行费用昂贵,维修困难。但随着计算机的发展,已逐渐被计算机成像视景系统所代替。

(4) 计算机成像视景系统

计算机成像技术是随大容量高速度的数字计算机的飞速发展而产生的新型视景技术。它主要由图像处理计算机、图像数据库、图像生成设备、电视投影器及屏幕等组成。当飞行员在模拟座舱内操纵“飞机”时,其操纵信号经模拟器主计算机的计算,向图像处理计算机输送有关飞行位置、姿态等信息,图像处理计算机则将这些信息进行处理,从图像数据库取出有关的图像信息,经图像生成设备,送给电视投影器形成实时变化的图像,使飞行员从屏幕上观察到飞行中的景象。计算机成像视景系统,由于图像是由计算机产生的,所以有很大的灵活性,有十分广泛的模拟能力;借助外存数据库可以存储大量不同的景物,比如可以存储多个机场,甚至上百个机场的图像。使用者还可以根据自己的需要增加或修改景象的内容。这种系统还有一个突出的优点,就是可用多个显示器来显示景象,从而大大地扩展了视野,如水平视场角可达200°以上,使飞行员有全景空间的感觉。这种系统还有体积小,耗电少,便于维护……等优点。因此它已经成为现代飞行模拟器视景系统的主要形式。

视景模拟系统的产生,才有了完整的飞行模拟器,它是飞行仿真模拟器的重要组成部分,也为飞行驾驶者带来了真实飞行的感觉。

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