航空发动机整机试车模拟操纵系统的研制开发

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1、航空发动机整机试车模拟操纵系统的研制开发张亮（铜仁职业技术学院，贵州铜仁554300）摘要：本文主要研究基于虚拟现实技术的航空发动机整机试车模拟操纵系统。利用MultiGenCreator，3DMAX等建模软件，Vega仿真软件，设计出了发动机整机试车模拟操纵系统软件，它可以逼真地演示发动机在整个试车过程中火焰的变化，发动机声音的控制及发动机性能参数及曲线的实时显示，开发设计了友好的交互式功能和操作界面，提高了系统的可观性、可控性，视听性及实用性等，为研究发动机性能提供了逼真的视景仿真效果。关键词：虚拟现实，可视化仿真，发动机试

2、车，Vega中图分类号：TP391.9文献标识码：AAeroengineTestAnalogControlSystem’sResearchAndDevelopmentZHANGLiang(TongrenPolytechnicCollege,TongrenGuizhou554300,China)ABSTRACT:Thispapermainlybasedonthevirtualrealitytechnologyforaeroenginetestcontrolsystem.WiththehelpofMultiGenCreator,3D

3、MAXmodelingsoftwareandVegasimulationsoftwaredesignedtheengineanalogcontrolsystemsoftware,whichcouldvividlydemonstratetheenginethevariationofflame,thecontrolofsoundandtheperformanceparametersandcurveofreal-timedisplayinthetestrun.Atthesametime,friendlyinteractivefunct

4、ionandoperatinginterfaceweredevelopedtoenhancethesystemobservability,controllability,audio-visualandpracticaletc.Itisgoodforprovidingavividvisualsimulationeffectionforstudyingofengineperformance.Keywords:Virtualreality,Visualsimulation,Enginetest,Vega1引言随着虚拟现实技术在城市规划

5、、军事等方面应用的不断深入[1]，在建模与绘制方法、交互方式和系统构建方法等方面，对虚拟现实技术都提出来更高的需求。为了满足这些新的需求，近年来，虚拟现实相关技术研究在遵循“低成本、高性能”原则上取得了快速发展，表现出一些新的特点和发展趋势[2]。虚拟现实技术的发展基本上可分为三个阶段：从20世纪50年代到70年代为第一阶段，是虚拟现实的起源阶段；从80年代初到80年代中期为第二阶段，形成了虚拟现实的基本概念，并产生了一些实用系统；第三阶段从80年代末期至今，这一阶段中，虚拟现实技术得到了较广泛的应用[3]。航空发动机整机试车是

6、非常重要的试车任务。长期以来都是由试车人员在发动机试验间完成。随着计算机技术及虚拟现实技术的快速发展。发动机整机试车也完全可以利用虚拟技术呈现在试车人员面前。本文利用虚拟现实技术构造虚拟的试验环境，不仅可以模拟试车过程而且可以实现发动机各种故障的模拟。通过这种方式可以使技术人员、试车人员对发动机试车有更深刻的认识。根据航空发动机整机试车模拟操纵系统研制开发的要求：（1）航空发动机整机试车模拟操纵系统界面的设计；（2）建立逼真的三维发动机模型及表盘模型等；（3）通过油门杆实现对仪表，发动机性能参数，发动机火焰，发动机试车时的声音及

7、发动机性能参数曲线的实时控制。可以得出本文所做工作的主要内容包括：（1）完成试车界面模型，表盘模型和发动机模型的建立；（2）将模型导入仿真场景并进行特殊效果的处理；（3）通过油门杆控制模拟发动机试车；（4）发动机性能参数及曲线的实时显示。如图1所示为航空发动机整机试车模拟操纵系统的创建流程。图1航空发动机整机试车模拟操纵系统的创建流程2三维模型建立在虚拟现实应用中的模型首先要以高效为主，所以建立一个好的，高效的三维模型比建立一个非常精细的三维模型的作用更大，所以，本文以后续模型的实时性应用为主，分别建立了高效实用的发动机模型及各

8、类表盘模型。本文将航空发动机整机模拟试车系统分为发动机模型，表盘模型和其他模型三个部分分别进行建模。在建模中用到的主要技术如下：OpenFlight模型数据库：OpenFlight格式的模型数据库正是专门为了完整地描述可视化仿真模型数据库的要求而诞生的。它实际上