范宝军

【摘 要】在我国航空领域中，飞行仿真技术是基于飞行路线相似原理，利用专业物理、计算机设备模拟呈现飞行系统运行轨迹的技术。文章对飞行仿真技术发展的研究，是为明确该项技术未来发展趋势，明确飞行仿真在飞机制造与研发中的应用价值。

【关键词】飞行;仿真技术;发展现状

引言：

飞行器、飞机、导弹等飞行装置在研發设计中，需要通过系统的仿真模拟试验，优化设计方案，加强装置安全性能。飞行仿真技术是完善该类飞行装置飞行性能的主要技术，但是伴随着现代社会中计算机、信息技术的进步，飞行仿真技术水平不断提升，其发展已经迈入新阶段。

一、飞行仿真技术相关概述

飞行仿真技术是制造飞行器核心系统的重要技术支持，可直接仿真模拟飞行器运动轨迹。飞行控制、数学模型、空气动力学、运动学是飞行仿真技术体系的重要组成部分。飞行仿真技术在具体应用时，会渗透在航空飞行器制造的全过程，包括飞行器设计、创建技术指标、生产、测试、后期维护、鼓掌应对等阶段。在我国航空领域中，飞行仿真技术的产生，可通过科学化仿真技术试验，完善航空行业飞行器制造的技术水平，助力行业发展[1]。

二、飞行仿真技术的发展现状

飞行仿真技术在发展中，共经历技术理论萌芽、技术探索、快速发展、技术体系融合等阶段。该技术产生于20世纪40年代，于2010年后，飞行仿真技术迈入综合发展阶段。目前，在飞行仿真技术已经可通过专业化模拟平台，模拟出仿真度高于90%的飞行情况。相关人员在飞行器、飞机制造设计中，可凭借飞行仿真技术展示飞行路线，用高度清晰仿真情境，完善现代飞行装置设计。但是随着社会发展，人们对飞行器安全性能、功能设计提出更多要求。需要技术人员灵活利用飞行仿真技术，持续改进飞行仿真方案，为我国航空事业发展做出贡献[2]。比如在当前时期，飞行装置复杂程度、性能指标不断改变，飞行仿真技术在应用中，要持续简化仿真技术流程，控制飞行器生产周期、基本成本。而飞行仿真技术实践过程中，需依赖于多个仿真实验，获取充足实验数据，以此提高仿真可信度，一味地缩短飞行设备研制周期，将导致飞行仿真技术应用优势难以凸显，不利于飞机内部仿真模拟系统的集成化发展。

三、飞行仿真技术的未来展望

（一）优化虚拟仿真技术体系

现阶段，飞行仿真技术多集中在飞行领域某一专业、飞行装置系统内部研发与设计中。但是为发挥飞行仿真技术的实践优势，在未来飞行仿真项目中，该技术将渗透在多系统虚拟仿真体系内，且通过多学科技术运用，应对飞机、飞行器逐渐复杂化的问题。某航空制造企业，其在工程项目建设中，基于飞行仿真技术，尝试建设虚拟化集成仿真飞行器，旨在通过VIB、VIA等技术方案，实现航空领域仿真接口的多专业结合，优化飞行仿真技术模型。同时通过数字化仿真数据、虚拟化仿真设计，加强飞行装置性能、飞行轨迹虚拟验证力度，提高航空领域飞行仿真技术水平[3]。

除此之外，在虚拟仿真技术体系中，飞行仿真技术在未来发展中，其技术创新侧重点，多体现在流体计算、结构分析、电磁仿真设计中。首先，流体计算中，飞行仿真技术关键指标包括飞机外流场、管道流动规律、流体力学、气动特性等，需升级仿真软件包括Fluent、CFL3D、CFX、Fensap、CFD++等。其次，结构分析指标中，需关注飞行装置仿真模拟时期的疲劳可靠性、多体力学、冲击东力学、振动噪声分析，所涉仿真平台有LMS.Motion、MSC.Nastran。最后，飞机电磁、系统仿真中，飞行仿真技术应将电磁兼容性分析、控制率仿真、功能逻辑、电磁隐身为基础，持续创新Ansof、FEKO Rhapsody、Visualyse Pro、EMC-A、Simulink、AMESim和Flowmaster 等仿真软件的虚拟仿真指标，健全飞行仿真技术方案。

（二）建设飞行仿真基础资源库

随着飞行仿真技术的不断进步，建设基础性飞行仿真资源库，合理评估仿真数据，提高飞行装置仿真可信度，已经成为该技术发展中的主要趋势。因此，为凸显飞行仿真技术在飞机设计、飞行装置制造中的优势，将该技术有效渗透在飞行装置生成流程中。相关研发人员需专注于技术可信度提升，用海量数据支撑下的仿真模型，保障飞行装置仿真可信度。该数据资源库在建设过程中，将按照飞行仿真技术特点，从仿真技术实验数据、飞行装置荷载、飞行边界条件、算法程序等指标中，建设规范化资源库。相关研究人员在应用飞行仿真技术过程中，可凭借该资源库所积累的历史仿真数据，设计管理多层级、高精度的仿真模型，逐步探索出具有更高可信度的飞行装置仿真可信度评估机制。

（三）打造集成化协同仿真平台

在当前时期，国内航空领域在运用仿真技术时，其应用模式多集中在专业单点技术、飞行仿真虚拟工具中，整体技术规范化程度较低，导致飞行仿真实验中各专业技术难以协同运用。而在大数据时代后，各行业信息化程度增加，航空领域在飞行仿真技术实践中，将打造集成化协同仿真平台，用一体化、多专业、开放式虚拟仿真平台，管理飞行装置各研制阶段的仿真数据，积累更多仿真经验。因此，相关人员应以飞行仿真技术为核心，积极探索多轮次、多场景、多方案组成的技术管理与应用平台，用高集成化水平的飞行仿真平台，计算不同规格的飞行装置性能，促进各类飞行仿真平台的融合。为飞行仿真技术发展中，全流程贯通、飞行仿真数据融合、仿真单点技术全面覆盖提供助力。

四、结语

综上所述，飞行仿真技术对创新飞机研发工程有着不可替代的作用，其在我国航空领域的各阶段均取得较大发展。但随着社会信息化水平的提升，现有飞行仿真技术需不断推进数字化、虚拟化建设。以此，通过更为完善的技术体系，增加飞行仿真可信度，建设更为坚实的数据资源库，为航空事业现代化建设奠定基础。

参考文献：

[1]王聪，师国伟，赵显亮等.飞行错觉模拟器飞行仿真系统设计[J].航天医学与医学工程，2019（002）：128-133.

[2]王伟.飞行模拟器及其运动系统的发展现状及前景[J]. 数字通信世界，2019（08）：159-159.

[3]晁建刚，林万洪，徐晓静等. 航天飞行训练模拟器体系建设及关键技术研究[J]. 航天医学与医学工程，2018（002）：198-207.

（作者单位：中航飞机汉中飞机分公司）