歼-35A获得“官宣”,背后的航空模拟技术功不可没
前不久的第十五届中国航展上,我国自主研制的新型隐形战斗机歼-35A进行了飞行表演,这一长期受到军迷网友关注的机型总算获得“官方宣布”。来自俄罗斯的另一款新型战机苏-57同样备受瞩目,其在经历漫长的研制过程,也正式投产。
新一代战斗机的研制之所以如此艰难,与其技术层面的复杂不无关系。其气动外形、动力与飞行控制系统必须兼顾高度灵活性与高速度的应用需求,这为新式战机的设计与操控带来了极大的挑战。因此,新型战斗机的研制与应用不仅有眼前激动人心的精彩一刻,也有背后难以诉说的千辛万苦,无论是设计人员还是飞行员都必须克服重重困难。
飞行模拟行业的时代红利
新技术的应用,一方面提出了更高的要求,另一方面也为相关科研与教学带来了全新的破题思路。近年来飞行模拟器虚拟仿真技术不断进步,为飞行器的研究与训练提供了越来越逼真、越来越高效的环境。
作为第十五届中国航展的系列活动之一,2024第六届飞行训练模拟器视景仿真系统论坛在珠海举行。论坛以“共创视景交互技术聚集地 赋能飞行模拟新质生产力”为主题,围绕飞行训练模拟器视景显示技术、成像技术、软件视觉算法、国产自主保障等内容展开深入交流。
以往,高水平的飞行模拟软硬件开发公司大多集中在国外,近几年,随着中国制造的崛起,我国在这一领域的后发优势逐渐显现。科研院所与企业开始从军用转向民用,力争在这一领域实现突破。
行业发展也受益于国家政策的大力支持,中国政府不断加大对航空领域的投入力度,促进了飞行模拟技术的创新和产品升级。航空产业的快速发展也为飞行模拟器行业提供了广阔的市场空间,现代化建设对于先进训练设备需求的不断增加使得相应的市场规模不断扩大,截至2023年,中国飞行模拟器市场规模已增长至42.56亿元。
飞行模拟的研究与教学应用
以先进战斗机为代表的飞行器运作与操纵有其特殊性,由于空域资源有限、飞行设备购置投入高、场地占用大、飞行单位时间内消耗与维护成本高昂、航空活动固有的风险、航空理论知识复杂等等,都为相关技术的研究和人才的培养设置了难题。而这一领域的研究与教学又高度依赖于实践,因此从业者往往处于两难境地。
因此,以模拟手段开展研究与训练,很早就为人们所采用。苏联(俄)在十月革命后的次年便组建中央流体动力研究院,斯大林更曾下令可用于进行整架飞机试验的全尺寸风洞。
随着计算机技术的发展,美国依靠自身在数字领域的优势,率先将数据模拟应用于新式装备的研制。这不仅压缩了模型制造的成本,也大大缩短了实验进程,并且能够为部件模拟出更加全面的工况。模拟技术还被应用于飞行器驾驶训练。
虚拟仿真技术的发展,令其水准更上一层楼。基于数字孪生技术的虚拟仿真解决方案,能够在高度仿真的环境下支持研究与训练活动,而且能够营造近似真实的空域环境,不受空域、气候、场所等条件限制,能突破时间、空间制约,也大大降低了飞行带来的油料和零件损耗、以及风险性,增加机会、缩短周期、保证安全,具有仿真度高、针对性强、安全经济等特点。
恒点与南京航空航天大学共同开发的舰载机着舰纵向飞行控制律设计,通过合理的课程设计,为从无基础知识的本科生到有知识储备的博硕士研究生、从舰载机飞行员到研究机构技术人员的广大航空从业者,都提供提供优质的理论教学与实践培训平台。
通过探究式教学,该虚拟仿真实践项目为学生提供掌握知识、训练综合技能、养成探究和创新思维方法的重要过程,帮助学生对整个飞机系统进行全面认识,同时也对研究机构得工程化实践过程进行深入了解,推动相关创新性研究的开展。
结语
发展新质生产力是加快实现航空强国的突破口、是推进航空事业高质量发展的重要举措。学校作为人才培养的基地、航空科技创新的源头、航空技术训练的生力军,需要发挥自身优势、承担相应职责,助力航空科技创新进步,加快发展航空新质生产力。
企业,特别是民营企业的加入,为这一行业的转型注入了新的活力。恒点以虚拟仿真技术作为技术基础,助力高等教育与职业教育实践教学的创新发展,努力参与学校教育样态的重构,以科技手段解决科技难题,为打通新质生产力科技、人才、教育要素的良性循环,提供了全新的解决方案与参考案例
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