一种飞机运动模拟方法

摘要

本发明公开了一种飞机运动模拟方法，包含以下步骤：S1,输入飞机的初始状态参数；S2，输入飞机当前状态参数；S3，计算地轴系运动参数的导数；S4，将所述步骤S1中的初始状态参数作为积分初值；将所述步骤S3中的导数作为积分速率，进行积分，求解飞机当前四元素值、飞机体轴系当前角速度、飞机当前位置、飞机地轴系当前速度、飞机相对于地轴系速度的当前迎角、飞机相对于地轴系速度的当前侧滑角；S5，计算飞机实际空速、实际迎角和实际侧滑角；S6，将所述飞机实际空速、实际迎角、实际侧滑角送至气动力计算模块，精确模拟飞机所受的气动力和气动力矩。本发明的优点在于：以实现大气扰动对飞机飞行参数变化过程的精细模拟，使飞机运动响应更为逼真。

主权项

一种飞机运动模拟方法，其特征在于，包含以下步骤：S1,输入飞机的初始状态参数，所述的初始状态参数包含飞机初始欧拉角、飞机体轴系初始角速度、飞机初始位置、飞机地轴系初始速度、飞机相对于地轴系速度的初始迎角和飞机相对于地轴系速度的初始侧滑角；S2，输入飞机当前状态参数，所述飞机当前状态参数包含飞机所受合外力的体轴系三轴分量和合外力矩的体轴系三轴分量；飞机总质量、绕飞机体轴系各轴的惯性矩和惯性积；当前飞机所处环境的风速在地轴系中的三轴分量；S3，计算地轴系运动参数的导数，计算飞机修正当前四元素值，$norm=\sqrt{(q_1^2+q_2^2+q_3^2+q_4^2)}$q₁＝q₁/normq₂＝q₂/normq₃＝q₃/normq₄＝q₄/norm式中，norm为当前四元素的模值，q₁、q₂、q₃和q₄为修正后的四元素当前值；根据修正后的四元素当前值计算当前方向余弦矩阵；根据所述方向余弦矩阵计算飞机地轴系当前速度在地轴系中的三轴分量，所述分量亦为飞机当前位置的导数；计算飞机地轴系当前速度的导数；飞机相对于地轴系速度当前迎角的导数；飞机相对于地轴系速度当前侧滑角的导数；计算飞机体轴系当前角速度的导数，所述当前角速度包含当前滚转角速度、俯仰角速度和偏航角速度；计算四元素的导数；S4，将所述步骤S1中的飞机初始欧拉角转换为四元素初值，与除初始欧拉角外的其他初始状态参数一同作为积分初值；将所述步骤S3中四元素的导数、飞机体轴系滚转角速度的导数、俯仰角速度的导数、偏航角速度的导数、飞机当前位置的导数、飞机地轴系当前速度的导数、飞机相对于地轴系速度当前迎角的导数和飞机相对于地轴系速度当前侧滑角的导数作为积分速率，进行积分，求解飞机当前四元素值、飞机体轴系当前角速度、飞机当前位置、飞机地轴系当前速度、飞机相对于地轴系速度的当前迎角、飞机相对于地轴系速度的当前侧滑角；S5，计算飞机空速在地轴系的三轴分量，根据所述飞机空速在地轴系的三轴分量计算飞机空速在体轴系的三轴分量，根据所述飞机空速在体轴系的三轴分量计算飞机实际空速、实际迎角和实际侧滑角；S6，将所述飞机实际空速、实际迎角、实际侧滑角送至气动力计算模块，精确模拟飞机所受的气动力和气动力矩。