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載具系統動態數學模式及模擬. 載具系統動態數學模式及模擬. 載具系統動態數學模式及模擬. 質點運動方程式. F=mA where A=dV/dt=d 2 x/dt 2 F:force m:mass A:acceleration V:velocity x:displacement A=dV/dt=d 2 x/dt 2 =F/m V= F/m and x=F/m. 載具系統動態數學模式及模擬. 飛機座標系統. 載具系統動態數學模式及模擬. 六自由度運動方程式. 平移運動： 旋轉運動：. 載具系統動態數學模式及模擬. Euler angle.
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載具系統動態數學模式及模擬 質點運動方程式 • F=mA where A=dV/dt=d2x/dt2 F:force m:mass A:acceleration V:velocity x:displacement A=dV/dt=d2x/dt2=F/m V=F/m and x=F/m
載具系統動態數學模式及模擬 飛機座標系統
載具系統動態數學模式及模擬 六自由度運動方程式 • 平移運動： • 旋轉運動：
載具系統動態數學模式及模擬 Euler angle 要知道飛機的姿態必須要知道Body axis 對於慣性軸的相對角度，此相對角度是由三個尤拉角，，來表示
載具系統動態數學模式及模擬 六自由度運動方程式(續) ，，無法直接量得，因為量角度或量角速度的感測器是放在飛機上，所以量到的是體軸的角速度ｐ，ｑ ，ｒ，而非尤拉角的角速度。因此有必要將二者的關係建立起來。三式可將三個尤拉角速度用p q r 表示之再將三個尤拉角速度積分, 即得三個尤拉角
載具系統動態數學模式及模擬 六自由度運動方程式(續) 有了三個尤拉角, 吾人就可知道飛機在天空中的姿態(由地面的觀察者來看)
飛機動態運動數學模式架構圖： Aero Data (Look-up Table) Mach No, Altitude, AOA, Side Slip Angle, Surface angles Coefficients of Aero Forces Aircraft Flight Dynamics Model Aircraft Model Modeled as a Single Rigid Body A/C Position and Orientation Throttle Thrust Force A/C Motion Brake Steering Engine N1 and N2 Speed Engine Model (Look-Up Table) Side Stick Rudder Pedal
載具系統動態數學模式及模擬 氣動力計算範例
載具系統動態數學模式及模擬 飛行控制律
即時運算作業系統簡介 major frame Task # 1 Task # 2 Task # 3 execution time real-time interrupt minor frame Queue 0 Queue 1 Queue 3 即時管理程式( RTE) • Execution Frames • A major frame is the length of time to complete the series of actions in the execution loop • A major frame is composed of minor frames • Tasks are scheduled in sync with minor frames
60 Hz 30 Hz 15 Hz 10 Hz 5 Hz 1 Hz Real-time interrupts execution time 60 30 15 10 5 1 60 30 15 10 5 1 60 30 15 10 5 1 60 30 15 10 5 1 60 30 15 10 5 1 60 30 15 10 5 1 60 30 15 10 5 1 60 30 15 10 5 1 60 30 15 10 5 1 60 30 15 10 5 1 60 30 15 10 5 1 60 30 15 10 5 1 Task queue
模擬座艙系統 為飛行學員接受模擬訓練時最密不可分的模擬器分系統，有些乘員艙裝置在動感平台上，有些乘員艙則直接放置於地面，艙內包含電力，空調，液壓，氣壓以及訊號線路等設備。 座艙內部的設計，通常依據所模擬的飛機機種進行仿真製作，包含飛機的機身，座椅，飛行儀表，控制盒，操縱桿，及其他控制機構。 儀表為飛行模擬座艙內部重要的元件，其製作技術與控制技術為模擬器發展的重要領域。
座艙儀表技術演進 現代模擬座艙技術，大概是分為三階段，真實儀表座艙階段，模擬儀表座艙階段以及可重組式儀表座艙階段。真實儀表座艙是利用真實飛機上機件所修改而成，具有最高的真實度，但在控制以及安裝方面的難度較高，並且需要修改才能與介面系統連通，成本亦是最高的。 真實儀表座艙
座艙儀表技術演進 模擬儀表座艙 模擬儀表是特地為模擬用途所製作的儀表，其驅動電器訊號為類比輸出入，與數位輸出入，可直接與介面系統通訊，其售價也較真實件合理。 真實儀表座艙
座艙儀表技術演進 可重組式儀表座艙 利用電腦繪圖技術，描繪儀表的圖像，輔以適當的面版遮罩，面版上有相關的開關與控制旋鈕可與介面系統連接。這種技術具有硬體成本低，即可利用軟體變化儀表內容的好處，更換不同的面版，就可以模擬不同的機型。
座艙儀表技術演進 乘員艙技術發展挑戰 在成本考量以及各式科技的快速發展下，乘員艙的面貌與技術將會日益多元化，能夠最有效的整合出最符合需求的乘員艙將是一大挑戰，不過一個安全，擬真(空間尺寸,位置)及系統反應正確的乘員艙系統，將是每一台模擬器所追求的目標。
音效圖像分系統簡介 S-70C 座艙環境簡介
音效圖像分系統簡介 S-70C 座艙環境簡介
音效圖像分系統簡介 F5E 座艙環境及飛行操作簡介
機械連桿操縱 力感系統 電動操縱 力感系統 液壓操縱 力感系統 操縱力感系統
操縱力感系統 可回復（reversible）力感系統 在一般小型飛機其氣動力對控制面所造成影響會傳至操縱桿而使操縱桿呈現不同反作用力。 不可回復（irreversible）力感系統 在大型飛機及部分軍機，其氣動力對飛機控制面所造成影響不會直接作用於控制桿，而是藉由連桿、扇形板、鋼繩、液壓致動器之伺服閥等傳動機構，所產生之反作用力直接施於操縱桿上，使飛行員並不會直接感受到飛機因姿態、速度變化後所產生氣動力對控制面之作用力。
駕駛桿 Host computer 致動器單元 俯仰軸連桿機構 力感控制 電腦 控制電纜線 MaintenancePC 網路介面 滾轉軸連桿機構 致動器單元 Other PC 操縱力感系統 力感系統架構圖
座艙儀錶功能簡介 抬頭顯示器 準星十字 飛行路徑示標 正向加速度 大圈導航符號 速度刻度表 雷達測量斜距 垂直速度刻度表 磁航向刻度表 馬赫數 高度刻度表 導航點 主模式 到達目的地距離
座艙儀錶功能簡介 空速錶 • 功能: 指示飛機之空速及顯示馬赫數 • 指示80至850浬/時及0.5至 2.2馬赫數之空速 • 紅色指針:最大許可之空速 • 指標定位指針 • 旋鈕:控制指標定位指針
座艙儀錶功能簡介 姿態儀 • 功能:顯示飛機俯仰與滾轉之姿態
1.襟翼替用釋放電門 9.落地/滑行燈電門 2.音響回復按鈕 10.掛載形態電門 3.減速板位置指示器 11.煞車選擇電門 4.捕捉鉤電門 12.替代選擇電門 5.起落架下鎖指示燈(綠) 13.替代釋放回復按鈕 6.起落架手柄允許放下按鈕 14.保護蓋組合件 7. 起落架手柄及起落架警告燈 15.煞車電門 8. 起落架手柄黃色解鎖按鈕 IDF 座艙環境及飛行操作簡介
訊息戰 - 超四維的戰爭 • 全面訊息化 – 動用所有訊息攻擊與防衛手段包括間諜衛星、有人/無人偵察機、甚至特工人員。 • 作戰網路化 – 由目標發現、發布指令、執行攻擊到目標摧毀時間大幅縮短，歸功於完整之C4ISR能力。 • 武器精確化 – 精確的訊息配合精確之武器，使傳統之面攻擊轉變為點攻擊，大幅減少非必要人員傷亡。
訊息戰 - 超四維的戰爭 • 攻擊遠程化 – 阿富汗戰爭，美國有60%炸彈 • 與導彈是在塔里班軍隊防禦範圍以外發射。 • 部隊小型化 – 由於訊息技術發展，目標明確，大規模重裝備部隊將逐漸為小規模、網路化、數位化、特種作戰部隊所取代。
網路戰 - 超時空的戰爭 • 全民性 – 在網路作戰中，每一個人、 每一部電腦都可以成為一個作戰單位。 • 空間廣闊性 – 不受陸、海、空交戰空間之任何束縛， 可在咫尺之間，攻擊千里以外之目標。
發達國家沒有優勢，其原因可歸納為 • – 由於發達國家政府及企業對網路依賴性較高 • – 網路作戰手段多樣化 • – 攻擊隱密且成本低 • – 只要百密而有一疏， • 破壞程度 難以估計 網路戰 - 超時空的戰爭 • 時間無限性 – 網路戰之節奏將可迅速到以分、秒計算，但也可將病毒植入後等待數年，在適當時機攻擊。
