关键词 飞行模拟器 ATG 自动测试

1. 飞行模拟器的性能检测与评估

    飞行模拟器鉴定测试指南(ATG)是验证飞行模拟器性能和操纵品质的文件。国外规定没有经过ATG测试的飞行模拟器不能投入使用。只有对飞行模拟器经过严格的鉴定，包括基于定性方式的功能检查和基于定量方式的性能验证，才能保证飞行模拟器训练飞行员的效果。
    飞行模拟器的鉴定包括主观检查和客观测试两大部分。主观检查是鉴于定性方式的功能检查，客观测试是基于定量方式的性能验证测试。
    功能检查(Function Test)包括用经过批准的操纵手册、飞行手册和检查单来核查操纵程序，检查是否xx模拟了各系统的功能。功能检查将对飞行模拟器的操纵品质、性能和各系统的运行做出主观评估。功能检查项目包括地面检查、飞行检查和其他检查。具体项目有：
    •飞行前准备
    •地面操纵(指起飞前发动机启动和滑行)
    •起飞(分正常起飞、非正常起飞和应急起飞)
    •飞行中的操纵(包括上升、巡航、下降)
    •进场和着陆(着陆后滑跑和滑行)
    •任何飞行段，包括飞机和动力系统的操纵、飞行管理和指引系统及发动机停车。
    性能验证测试(Validation Test)是要按着飞行模拟器鉴定测试指南ATG(Approval Test Guide)所规定的测试项目对飞行模拟器进行定量测试。将测试结果和飞机数据比较，检查是否在允许公差范围之内。
    国家标准规定的验证测试项目如下：
    1.性能
      •滑行：最小转弯半径，转弯率，前轮偏转角
      •起飞：正常起飞，侧风起飞
      •上升：正常上升，单发失效上升，发动机加/减速特性
    2.操纵品质
      •静操纵品质检查：杆力/驾驶盘力和脚蹬力，位移，舵偏角标准
      •动操纵特性检查：俯仰.横滚，偏航
      •纵向：纵向操纵稳定性，纵向动稳定性，长周期，短周期动态特性，飞机构形变化的动态特性
      •横侧向：滚转响应，稳定性，荷兰滚，稳定侧滑
      •着陆：正常着陆，侧风着陆，单发失效着陆
      •地面效应
      •刹车效应
      •风切变效应
   3.运动系统
   4.视景系统
   5.模拟器各系统

2. A丁G测试软件的结构和功能

ATG测试软件系统包括测试管理程序、初始化子程序、自测试软件、测试结果的记录、曲线绘制和输出等程序。
2.1   ATG管理软件的功能
    •确定ATG测试方式，即选定人操纵还是自动测试。
    •选定测试项目。通过人一机对话，设置测试项目，切换运行不同的测试子程序。
    •给定各测试项目的初始数据，即各飞行段的初始飞行条件(状态)，如飞行高度、速度、姿态、飞机重量、重心等参数的初值。
    •设定测试时间、选定测试参数，测试结果记录以及主要结果的时间历程曲线的显示和输出。
    •输入、存储和显示飞机试飞的输人/输出动态特性曲线。
    •测试结果与飞机试飞曲线的比较，评估飞行模拟器的性能。
2.2   ATG自测试软件
    ATG自测试软件完成各种测试项目的具体检测与评估，测试驱动程序包括以下内容：
2.2.1说明部分
    包括测试项目，说明，测试范围，参考文献(评估依据文件，如FAA AC120-40B附录2)，记录参数，评估标准，公差范围。
2.2.2系统输入
    自动测试时，输人舵面位置(升降舵、副翼、方向舵)和发动机油门杆位置随时间变化的曲线，用来代替飞行员的操纵。这些时间历程曲线可取自飞机试飞结果。程序运行时，实时插值提供飞行瞬时所需的舵偏角和油门杆位置。
2.2.了系统运行
    调度运行飞行系统、发动机等分系统应用程序，进行模拟器性能测试。测试过程如图1
所示。

3. Y7-100全任务飞行模拟器ATG软件系统

    在Y7-100全任务飞行模拟器的研制中，我们采用FORTRAN 77语言编制了ATG测试软件，用C语言编制了曲线绘制程序。经与民航用户协商，根据该飞行模拟器培训飞行员的主要任务，确定了主要的测试项目和测试参数(见下表)，并与已取得的运七飞机飞行试验及有经验的飞行师在模拟器上飞行的有关结果进行了比较。

    表中Hm VT，分别为气压高度、速度、俯仰角、xa} Ya为飞机在跑道坐标系中的位置，P} 9} r分别为飞机滚转、俯仰和偏航角速度，T为发动机推力，占FG是前轮偏角。
    例如，正常起飞性能测试飞行段主要评估内容是加速滑跑时间，起飞滑跑距离和离地速度。依据FAA AC120-40B标淮，允许公差为：
    滑跑时间：+/-5 (s)
    滑跑距离：+/-5%或+/-200(ft)
    俯仰角：+/-1.5(deg)
    速度：+/-3(kts)
各测试项目中，除以上所述主要测试参数外，一些主要飞行参数，如高度、速度、俯仰角的时间历程曲线测试结果与飞机的试飞结果比较也应在允许公差范围内，这样才有保证飞行模拟器的逼真度和训练效果。

4. ATG测试结果曲线绘制软件包的特点

    飞行过程和测试结果的可视化是飞行模拟器软件系统的重要环节。传统的数据记录方式由于很不直观，已不能令用户满意。而数据或结果的实时动态曲线显示，甚至三维动态显示技术，已成为重要的研究内容。我们在较短时间内开发出的ATG测试曲线绘制软件包即是一种尝试。该软件具有良好的菜单介面，可工作于实时和非实时两种模式。实时模式下，用户可将其挂人系统中或联人网上使用;非实时模式下，该软件可作为通用的数据记录或结果的比较和曲线显示工具。
    该软件提供了较为完善的功能。用户可自由设定同时显示的窗口个数(不超过4个)，同时可外部设定显示的坐标比例、标记、说明、显示方式和打印标志等。全部程序用L语言开发，具有良好的可移植性。图2给出r山该软件绘制的Y7-100 }.行模拟器.ATG测试的部分结果曲线。

5. 结束语

    1.为了保证飞行模拟器的逼真度，对研制的飞行模拟器进行ATG测试是至关重要的。
    2.飞行模拟器要做到ATG测试，要有准确的飞机试飞I/O动态特性曲线做为测试依据。在Y7-100飞行模拟器的研制中，因为没有准确的试飞曲线，我们采用了一位有丰富飞行经验的飞行师在Y7-100飞行模拟器上飞行记录的结果做为依据，进行了ATG测试。
3. ATG软件系统有待进一步完善，要从进行飞行性能测试扩展为对飞行模拟器各系统和整机性能进行自动测试的完善的软件系统。

参考文献：
1. FAA咨询通报AC-120-40B，国外标准汇编，1989年。
2. 中国南方航空757-200飞行模拟器验收测试手册，1992年。
3. Y7-100全任务飞行模拟器飞行性能测试大纲，1993年。

文章来源：《系统仿真学报》 1995年01期