一、產(chǎn)品簡介
專業(yè)級塞斯納172飛行模擬器是專業(yè)的飛行模擬器廠家福建科德電子科技有限公司生產(chǎn)的采用了先進的飛行仿真技術(shù)，以通用飛機塞斯納172為模擬仿真對象研制開發(fā)的飛行模擬仿真設備。設備包含座艙仿真分系統(tǒng)、航電/儀表仿真分系統(tǒng)、飛行性能仿真分系統(tǒng)、視景/音效仿真分系統(tǒng)、運動分系統(tǒng)、計算機及網(wǎng)絡分系統(tǒng)等多個部分組成。
飛機的駕駛艙環(huán)境完全按照塞斯納172飛機進行仿制，包括:儀表面板、塞斯納專用搖桿、左右聯(lián)動腳舵、油門和混合比桿、襟翼手柄、配平輪等操縱設備。設備能夠模擬塞斯納172的正常的滑行、起飛、爬升、巡航、下降、進近、著陸的全過程及各種復雜氣象條件和緊急情況，提供接近真實的飛行體驗。
本設備可應用于專業(yè)的航司、航空航天專業(yè)類中高院校、科技館、航空科普中心、作為航空培訓、科研仿真、航空研學、科普體驗等相關航空主體活動的支撐設備。

二、硬件設計

2.1. 座艙仿真

座艙仿真分系統(tǒng)是飛行模擬器的人機交互核心，按塞斯納172飛機駕駛艙前端布局1:1 復刻物理環(huán)境與操作邏輯，為飛行員提供與真機一致的視覺、觸覺、力感與操作交互，是實現(xiàn)飛行訓練、特情處置訓練的基礎平臺。
模擬座艙結(jié)構(gòu)尺寸與塞斯納172飛機的駕駛艙內(nèi)部外形尺寸基本一致，使用符合標準的制造材料，保證座艙結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，具備足夠的強度支撐相關設備的安裝和使用人員的安全；
模擬座艙內(nèi)安裝有操縱機構(gòu)仿真件包括所模擬飛機的駕駛桿、腳蹬、油門桿以及各類顯示儀表等。

2.1.1. 駕駛桿

駕駛桿操縱機構(gòu)主要能實現(xiàn)對飛機俯仰和橫滾的控制，通過傳動機構(gòu)實現(xiàn)主副駕駛桿的聯(lián)動，桿頭為鋁件數(shù)控加工制造，提供縱向和橫滾的操縱效果；內(nèi)部采用全金屬制作的機械運動結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)采集精度12位，操作數(shù)據(jù)平滑，可以精細的控制飛行姿態(tài)；
駕駛盤采用金屬材質(zhì)，外觀、尺寸以及手握方式與真機保持基本一致；
配平按鍵、AP按鈕和通話按鈕功能及信號有效操縱方式、功能以及操縱方式與真機基本一致；

2.1.2. 腳蹬
腳蹬外觀、尺寸、觸感以及相對駕駛艙的安裝位置與真機基本基本一致；
腳舵主要實現(xiàn)方向舵偏航控制與主輪剎車控制，通過傳動機構(gòu)實現(xiàn)聯(lián)動，操作方式與真機一致，腳舵組件分為腳舵?zhèn)鲃訖C構(gòu)、剎車傳動機構(gòu)，腳踏板用鋁板數(shù)控加工，然后噴塑處理，利用可調(diào)節(jié)彈簧裝置實現(xiàn)操縱力的仿真。
腳舵按照實裝飛機1:1比例仿制，功能與實裝基本一致。腳舵踏板為鋁件數(shù)控加工制造，表面處理后，整體噴黑塑。操縱執(zhí)行機構(gòu)安裝在地板下部；與底座連接采用螺栓固定。
操縱結(jié)構(gòu)采用精密加工工藝,動作靈活，無阻滯，采用高精度傳感機構(gòu)，腳舵外觀、尺寸、材質(zhì)、手感、力感、操作行程等均與真實設備一致。數(shù)據(jù)采集精度15位。

 

2.1.3. 油門/混合比

油門桿

油門組件按照實裝飛機1:1比例仿制，功能與實裝基本一致。桿頭為鋁件數(shù)控加工制造，表面處理后噴涂成黑色，手柄采用仿真件，加裝直線電位計采集操作信息并為操作提供摩擦阻尼感覺，采用精密加工工藝，操作感受、材料工藝等與真機一致, 油門桿操作力可調(diào)，調(diào)節(jié)行程與實際一致；

 

混合比桿

油氣混合比組件按照實裝飛機1:1比例仿制，功能與實裝基本一致。桿頭為鋁件數(shù)控加工制造，表面處理后噴涂成紅色?；旌险{(diào)節(jié)器手柄采用仿真件，加裝直線電位計采集操作信息并為操作提供摩擦阻尼感覺。采用全金屬制作，具有按壓鎖定功能和機械旋進旋出微調(diào)功能，采用高精度傳感機構(gòu)操縱結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)行程與實際一致

 

2.1.4. 襟翼

襟翼組件的外觀、尺寸、材質(zhì)、操作方式等與真實設備基本一致，具有0°、10°、20°、FULL四檔可調(diào)。整體組件包括兩個部分：一個是襟翼控制桿，一個是當前襟翼偏轉(zhuǎn)角度指針，控制部分采用仿真件，加裝直線電位計采集操作信息并為操作提供摩擦阻尼感覺，采用精密加工工藝，操作感受、材料工藝等與真機基本一致，偏轉(zhuǎn)角度指針采用數(shù)字金屬齒微型舵機進行控制，能實時同步模擬飛行仿真系統(tǒng)的襟翼實時角度。

 

2.1.5. 配平輪
配平輪組件的外觀、尺寸、材質(zhì)、操作方式等與真實設備基本一致，控制部分采用仿真件，加裝無接觸時霍爾旋轉(zhuǎn)編碼器采集操作信息，阻尼器提供摩擦阻尼感覺，操作方式與感受與真機一致。

 

2.1.6. 油箱選擇器

為仿真件，其操作方式與真機一致，燃油選擇閥面板為鋁板，數(shù)控加工，然后導電氧化發(fā)黑，噴漆刻字處理，其分為3 檔，在 LEFT、BOTH 及 RIGHT 能單獨停下來，與真機控制方式一致。

2.1.7. 點火開關

點火開關：用于發(fā)動機點火控制，操作方式與真機基本一致，有OFF / R / L / BOTH / START五檔，第五檔為自復位。
2.1.8. 控制面板
控制面板仿真件包括所模擬飛機的開關面板硬件，包括：電池開關、左發(fā)電機、右發(fā)電機、電池測試、航電主電源、航行燈、頻閃燈、著陸燈、滑行燈、皮托管加熱、除冰、油泵(左右)、航電燈光控制、面板燈光控制、控制臺燈光控制、備份儀表燈光控制等開關。

 

斷路器仿真面板：外觀特征與所模擬飛機斷路器開關面板真件保持基本一致；斷路器開關面板符號、字體顯示以及面板顏色與真件保持一致。

2.1.9. 座椅

模擬座艙內(nèi)組件包含雙人座椅，布局與真機保持一致，具備以下功能：模擬座艙內(nèi)座椅可以進行前后調(diào)節(jié)，椅靠背可調(diào)節(jié)。

 

2.2. 仿真計算機

序號	名稱	參數(shù)指標	備注
1	CPU	I5	6核12線程
2	內(nèi)存	8GB	DDR4
3	固態(tài)硬盤	240GB
4	顯卡	8GB
5	電源	500W

三、軟件系統(tǒng)

3.1. 飛行性能仿真分系統(tǒng)

飛行仿真系統(tǒng)基于塞斯納172型真實氣動數(shù)據(jù)為模擬仿真對象研制開發(fā)的。
系統(tǒng)可模擬：能夠模擬正常的滑行、起飛、爬升、巡航、下降、進近、著陸等全過程及各種復雜氣象條件飛行和緊急情況處置，提供接近真實的飛行體驗
并可模擬本場五邊飛行、轉(zhuǎn)場飛行、起落航線飛行、空域飛行、儀表盲降程序訓練、低能見度飛行訓練等。
內(nèi)置全球基礎地景和導航數(shù)據(jù)庫，支持用戶機場和導航數(shù)據(jù)定制。

3.2. 視景/音效仿真分系統(tǒng)

（1）視景系統(tǒng)可生成和顯示飛行過程中看到的外部景象，包括機場、跑道、天空、云層等。
(2)視景系統(tǒng)：三通道高清顯示器，高清分辨率，支持晝夜、雨雪等環(huán)境切換。
(3)3D音效系統(tǒng)：音效系統(tǒng)可模擬飛行過程中聽到的各種聲音，如發(fā)動機噪音、風聲、氣流聲、警告音、無線電通信等。。
(4)視景分系統(tǒng)按駕駛員視點關系及設定的能見度和氣象條件生成此刻座艙外的各種景象，包括機場、跑道、燈光、建筑物、田野、河流、海浪、地形地貌、活動目標（空中、地面、海面）等；聲音模擬分系統(tǒng)給飛行人員提供音響效果，如發(fā)動機聲響、氣流噪聲、設備工作聲音等。

3.3. 航電/儀表仿真分系統(tǒng)

3.3.1. G1000航電仿真系統(tǒng)

航電儀表面板與真實航電設備一致，面板和按鍵具有可調(diào)背光功能，背光符號、字體顯示、顏色與真件基本一致，周邊按鍵采用實體按鍵、所有開關/旋鈕功能及信號有效，并提供一組備份儀表，提供備用的姿態(tài)、空速、高度指示，各儀表指示與真機一致，顯示邏輯與真機一致。
航電仿真系統(tǒng)采集接收飛行仿真軟件解算的飛機性能及航電信息，并根據(jù)飛行員的操縱信息，實時驅(qū)動座艙各類儀表指示及飛機參數(shù)顯示器、以及部分屏顯畫面顯示。
PFD畫面包括顯示高度、速度、姿態(tài)、導航數(shù)據(jù)等；MFD畫面顯示以下數(shù)據(jù)：發(fā)動機數(shù)據(jù)、燃油數(shù)據(jù)、導航數(shù)據(jù)、通信數(shù)據(jù)、機場數(shù)據(jù)等，配備空速表、姿態(tài)儀、高度表。

 

G1000航電仿真系統(tǒng)，航電面板與真實航電設備一致，面板軟件為仿GARMIN G1000合成視覺版本；具備創(chuàng)建飛行計劃的功能，支持飛行計劃的修改和整體反轉(zhuǎn)，飛行計劃在地圖上的顯示與現(xiàn)行有效的航圖保持一致。

3.3.2. 備份儀表

模擬座艙仿真件具備備份儀表，備份儀表包括空速表、姿態(tài)儀、高度表和磁羅盤。

四、運動平臺

運動平臺參數(shù)性能：能夠進行縱向、側(cè)向、升降、俯仰、滾轉(zhuǎn)、偏航六個自由度的運動。

 

運動平臺的詳細技術(shù)參數(shù)：

自由度	位移		速度
俯仰	±15°		20°/s
滾轉(zhuǎn)	±15°		20°/s
偏航	±15°		20°/s
升降	±100mm		200mm/s
縱向擺動	±100mm		200mm/s
側(cè)向擺動	±100mm		200mm/s
平臺噪音	≤70dB（距平臺1m處）	通訊延遲	10ms
輸入電壓	220±10%V	輸入總功率	≤4KW

五、應用場景

飛行員訓練：提供了沉浸式的飛行訓練環(huán)境，用于飛行學員學習基本的飛行原理和操作技能培訓，用于熟悉復雜的儀表操作和導航程序。支持全天候與多場景訓練：不受天氣或空域限制，可隨時進行高風險科目(如夜間儀表進近)訓練，模擬極端天氣(如雷暴、結(jié)冰)和突發(fā)故障(如液壓失效)，訓練飛行員快速決策與應急處置能力。
高校科研：用于各大高校航空航天、飛行器設計、民航工程、自動駕駛等相關專業(yè)重要的科研與教學實訓平臺，可廣泛應用于高校各類科研項目的數(shù)據(jù)驗證與仿真分析工作。依托高逼真度的飛行環(huán)境模擬、氣動特性仿真與動態(tài)工況復現(xiàn)能力，能夠為高?？蒲姓n題、學術(shù)研究、算法研發(fā)、飛行器性能論證等提供可控、安全、可重復的試驗條件，有效支撐飛行力學建模、導航控制算法、航電系統(tǒng)適配、復雜氣象與特情飛行等方向的科研數(shù)據(jù)采集、仿真校驗與結(jié)果論證。
航空科普教育：在科技館、航空科普館等場所，塞斯納172模擬器通過模擬飛行體驗，面向青少年提供航空原理教學與模擬駕駛體驗，普及航空知識。
飛行體驗館：在飛行體驗館中，塞斯納172模擬器為游客提供了逼真的飛行體驗，增加了場館的互動性和趣味性。