湾流航空开发飞行员在环飞行模拟器

湾流的工程师需要建立一个灵活的飞行员在环飞行器模拟设施，包括一个六自由度的飞行器模拟，为修改后的湾流G550的预定飞行测试做准备。

为了加速开发并在紧迫的期限前完成任务，团队计划将项目分成多个部分，并同时处理所有部分。飞行控制系统开发团队需要一个高度交互的建模和仿真环境来快速测试和评估控制规律。开发飞机动力学仿真的团队需要进一步将模型划分为更小的高保真子系统，包括襟翼控制单元、飞行动力学建模、空气数据传感器和系统、惯性参考单元和迎角传感器，这些子系统将同时开发，然后集成到完整的飞机仿真中。

湾流工程师使用Simulink、Aerospace Blockset™和Simulink Coder™开发模拟器，并在模拟飞行过程中实时评估控制律设计。

他们通过将现有的飞机方程转化为Simulink开发了飞机动力学模型。这些方程最初是用Fortran开发的，基于传统的平面地球模型。该团队使用Aerospace Blockset用圆形地球运动方程来升级这个模型，该方程包含了地球的形状、旋转和重力的变化。

对于运动方程和风与湍流模型，工程师们采用了Aerospace Blockset中的预定义块。

该团队还使用Aerospace Blockset进行坐标转换、转换欧拉角到方向余弦矩阵。他们使用控制系统工具箱™计算特征值、固有频率和阻尼因子。Simulink中的模型引用使多个团队能够独立地开发单个组件，并将它们按层次结构组织成一个完整的系统。

在根据飞行测试数据验证飞机动力学模型后，团队使用Simulink Coder自动生成C代码，他们编译这些代码以创建飞机的实时仿真。湾流的另一个团队在Simulink中开发了飞行控制系统模型。这两个模型通过共享内存进行通信，然后一起进行模拟。

模拟在解释模式下进行，湾流工程师可以在模型运行时分析和调试模型，包括在信号上设置作用域、引入故障和评估新算法。

他们使用Aerospace Blockset的标准块，将Simulink模型连接到FlightGear飞行模拟软件，以显示基于飞机状态数据的窗口视图。

该团队使用MATLAB^®对模拟结果进行后处理，并创建一个用户界面，用于在模拟过程中改变飞行条件、选择机场和诱导故障模式。

湾流继续为各种飞机使用模拟实验室。“由于Simulink的灵活性，我们可以将实验室用于广泛的目的，”赛义德说。“它是高度模块化和可重构的，所以我们可以很容易地在不同的飞机模型之间转换，或评估不同的组件。”