1.1　飞行仿真的基本要素

近年来由于科学技术的发展，利用计算机系统模拟现实完成飞行演练已经成为可能。并且，随着计算机、传感器、虚拟现实等技术的进一步发展，这种仿真技术的应用将更加广泛，仿真的效果及逼真度也会越来越高，各国已研制了各种各样的训练模拟器并成立了相应的仿真中心。

现代飞机具有超常规的机动性能、智能化的航空电子系统和电子对抗系统以及功能强大的火控系统。飞行员不但要有精湛的驾驶技术，还应具备熟练使用其他系统的能力和应付特殊情况的能力，这对飞行员提出了更高的要求，提高飞行员的训练水平已成为各国亟须解决的问题，因此，各种各样的飞行仿真系统已经成为训练飞行员的重要工具之一^[1]。图1-1是一个典型的飞行仿真系统的原理结构图^[2]。

图1-1　飞行仿真系统原理结构图

飞行动力学数学模型是飞行仿真系统的核心，它直接决定着仿真飞机的控制性能及飞行仿真的逼真度。飞行动力学数学模型主要是指飞机的动力学数学模型^[3]，通过接收参数转化成控制飞机飞行的各种动作，比如飞机爬升、俯冲、转弯等^[4]，通过数学模型中的数据展现不同型号的飞机在性能上的种种差异。

座舱系统除具有与真实飞机座舱一样布局的模拟座舱外，还包括仪表显示系统、导航系统、飞控系统、火控系统、音响系统等。仪表显示系统实时显示飞机飞行中的各种参数和机载设备的运行状态；导航系统可以进行飞机定位，引导飞机飞行，确定飞机飞行的正确路线；飞控系统控制飞机的飞行方向、速度和角度，并根据飞机性能的不同，控制飞机做出各种动作；火控系统是飞行仿真空中对抗演练系统中不可缺少的一部分，它能在跟踪的状态下自动完成对目标参数（高度、距离、距离变化率）的测量，并在平显上显示出飞机与目标的距离和导弹允许发射的最大距离等参数；音响系统能够模拟飞机、导弹以及各种信号的声音，给飞行员提供真实的音响效果。

视景系统飞行仿真训练系统软件中的视景系统^[5]是飞机飞行训练系统的重要组成部分，为飞行仿真平台提供逼真的飞行与作战环境。主要是指飞行仿真时观察到的景象，包括作战飞机及机载武器、机场跑道、灯光、建筑物、树木、地形地貌等。模拟外界条件模块能模拟雾、云、雨等天气条件，白天、夜晚等景象，自动生成空中和地面的活动目标图像，从而使飞行员有一种身临其境的感觉。

操控系统相当于操纵飞机飞行的控制器，具体的控制可以通过定义键盘功能键或者通过游戏操纵杆进行操控，通过键盘可以快速简便地完成飞机的飞行操控、信号灯指示、武器的发射及视景切换等功能。