【转载】Falcon4.0和Lock on的气动性究竟哪个真实?-论 ...

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/27 20:47:55


http://blog.sina.com.cn/s/blog_701331340100rot1.html
【转载】Falcon4.0和Lock on的气动性究竟哪个真实?-论飞行模拟真实性!

       
aceforever :

F4动力学模型和LOCKON是有本质不同的。

F4是“质点模型”,也就是把飞机所有质量以及载荷集中到一点进行集中计算,优点是算法简,实现容易,效率高,但无法考虑到飞机力矩特性的变化。

LOCKON是“质点系模型”,也就是在机体坐标系的三根轴里,按一定规律选取几个特征点甚至一系列特征点,然后把飞机质量以及载荷分布到这些点分别进行计算,最后再把效果综合叠加,得到气动力和气动力矩,优点是可以考虑飞机力矩特性的变化,但算法较为复杂。

比较看来,只要有置信度较高的数据包,LOCKON和F4的动力学模型都可以较好的反应仿真对象的飞行性能(即转弯、爬升、速度等稳态性能)。

而 最大的区别在于,由于LOCKON所采用的质点系模型考虑了力矩特性的变化,不仅可以进行稳态飞行性能的计算,也可以一定程度上反映仿真对象的瞬态飞行品 质(也就是飞机的稳定性、操纵性的变化),而这是F4系列质点模型所做不到的。 遗憾的是,LO中的Su27的操纵性和稳定性给人的感觉是阻尼比过大,脉冲响应的超条小、稳定时间短,收敛也非常精准,稳定性和操纵性比真实的Su27要 稍好一些,只是大致反映了三代机所共有的飞行品质特征(L15模拟器飞下来感觉和Su27相当,甚至好过LO里的Su27),就某单一机型来说还是有出入 的。

此外LOCKON的Su25T和il21946等所用的质点系模型,由于迎角较小,未涉及到大攻角所特有的一些复杂问题,因此就操纵性稳定性的仿真来讲可能比Su27更为真实。

F4据说采用了更为“官方”的数据包,因此相信它在反映F16各种飞行性能方面来说应该还是比较出色,甚至比LOCKON系列更具说服力,可惜由于质点动力学模型的层次所限,基本无法反映飞行品质,也就给人带来了“操纵过于平稳”的感觉,引发了一场“FLCS万能论”。

GHOSTRIDER :
又看到这一扯淡话题的讨论了,让我想起了从前某国内著名模拟飞行组织中的某航空展业的哥们儿关于LOCKON与F4启动真实度的扯淡对比。自从这件事情以 后我对这类话题已经是一点兴趣也没有了。这里说这个话题扯蛋没有侮辱任何人的意思。搞清楚这个问题本来是个让人都很感兴趣的事情,但是说他扯淡主要是对上 次的讨论现在回想起来感觉被人给忽悠了。其实我们所作的讨论毫无意义,第一绝大多数参与讨论的人都不是航空专业的正选队员,所以所表达的观点也无非都是道 听图说。第二,即使是航空专业的也没用,因为模拟的真不真实只有飞过所讨论的飞机的那些战斗机飞行员才有资格来评价。这里我推荐有兴趣的飞友看看这一板块 中的另一篇帖子《可能不多见的Falcon4.0开发者手记》http://www.insky.cn/bbs/thread-27048-1-2.html, 尤其是国民警卫队F-16飞行员,战斗机飞行教官Pete Bonanni对和他一同飞行的F4的工程师飞F16的评价。看完以后一切就全清楚了。既然连真实的F16飞行员都做出了肯定的评价,所以我认为他是在拿 一堆概念来忽悠不懂的人,所以情绪一激动扯淡两个字就上来了。
说到这里正好想说说我的一些看法,F4中的F16C飞起来的感觉的确是非常舒服。结 合Pete Bonanni对F4的模拟真实性的肯定的评价,这说明F4对F16的FLCS的模拟是非常认真的。那么为什么大家都会感觉飞起来这么舒服呢,根据我的专 业的一些知识及经验来判断,我认为原因就在于FLCS对手的微小抖动的滤波器的设计及参数的设定极为优秀。我们都有这样的感受其实当手试图稳住操纵杆的时 候手是会有微小的抖动动作的。FLCS的作用就是识别哪些抖动是想稳住杆的位置,而哪些动作是想扳动操纵杆使飞机做出机动动作。当然还包括因为飞行条件的 变化而作出的姿态补偿这个也是极为重要的。LOCKON中的飞机没有这样的感觉,问题可能并不在于游戏,而是游戏中所涉及的飞行器似乎都没有电传操作系统 (未作确认),所以微小的抖动反映在了飞机的姿态的飘忽不定。但是就目前来说还没有看到过飞行员对LOCKON的操控性真实度的评价(或许有但我不知 道),所以不好也无法再做更多的评价。


aceforever :
恩,反正就模型来讲我更喜欢LO1.12和il2,但是就使用的数据包来讲,根据各种说法,我估计F4的更不错

由于更了解LO,我就多针对LO谈几句。我觉得LOCKON应该说“捏造”了几架具备三代机性能和品质特征的飞机,从特点上看,某架像Su27,某架像F15~
举 个例子是,也许不可以用LOCKON来研究“Su27的角点速度到底有多少,转弯率多大”,但是却可以LO用来研究“类似Su27的高升力系数战斗机如何 在缠斗中对抗类似F15的高推重比飞机”,或者用来培养“三代机缠斗中可以普遍适用的意识”,空军的某些人员也认识到了LO中Su27和真实的性能有一定 的差别,但他们依然使用LOCKON进行一定科目的模拟训练也证明了LO的价值:就算性能不准,但一个良好的动力学模型和战场环境设计可以用来训练某些不 针对机型而普遍适用的作战意识和技能。


另外,亚声速下平飞加减速下的配平问题(比如飞机从300公里加油门到700公里飞机会自 动抬头),基本不属于飞行品质的范畴。这段时间只要不动杆,不管油门怎么变速度怎么变,全机力矩平衡以及攻角都应该是几乎不变的,抬头的原因是空速加大而 法向过载加大,飞机向上作曲线机动飞行。这点在用LOCKON里的Su27可以观察到。
换句话说,这个现象F4和LO的动力学模型都应该可以反映,但F4里的F16和LOCKON里的F15飞控应该是自动计算配平的,因此从反馈给玩家的杆力上没有变化。

GHOSTRIDER :
LS,对于你的分析方法我不想做什么评价,每个人都有自己解决问题的方法。但是你说“F4的宣传者说,我们的开发者找来一个F16的飞行员他说:F4很真 实”,你作为你一个学技术的人,我认为这句话说的实在是非常的不够水准。做为模拟软件它的核心和精髓是真实度,也就是我们通常所说的感觉。F16的飞行员 对其作出的评价就是从这种感觉的角度出发的,所以他的评价是最为可信的。而你的言语之中把“真实”两字当成了像儿媳一般的想说就说。我相信PETE BONNANI对F4所作出的评价是认真的可信的,而不是随便谁拉他去给他些钱他就说这个真实。如果所有的人一天都嘴里没事话只知道骗人这个世界实在是可 怕恐怖,我不相信全都是这样。

首先,先说个题外话,我说某人不是故意不说而是因为记不起来是谁了,如果要是aceforever和某国内知名模拟飞行组织上的aceforever是一 个人那我所说的“扯淡”就是说你了,这里我的言辞过激并且有失偏颇,收回我的不礼貌言语,并向你表示深深的歉意,还望见谅。我早上上班的时候又仔细想了一 下,应该是一个思路问题, aceforever应该是以纯粹的游戏数据与真实飞行数据的拟合最为判断真实与否的标准,我相信你是认真做过研究的,而且数据也的确如此。但是我认为这 个思路并不完全正确。结合Vulture所说的关于数据的真实性与感觉的真实性的不重合以及感觉的因人而异的问题,其实我已经料到会有这种情况了,下面说 说我的观点,对于数据的真实性与感觉的真实性的不重合问题我认为这应该是由于飞行器是虚拟的,飞行环境也是虚拟的再加上计算机性能的限制(解大规模的流体 力学方程组要使用超级计算机才行)以及流体动力学描述真实情况的完备性存在局限性(我不认为现有的空气动力学对于描述真实环境是完备的,典型的就是湍流问 题。当然是好几年前的事情了,最新的进展如何我并不知道)造成了使用我们普通的PC机模拟飞行会出现失真的情况,所以导致了即使原封不动地按照原有的真实 数据来做飞起来的感觉也不能和真实的一样,这个时候就需要通过经验来对数据进行修改,修改的目的就是使其飞起来的感觉和真实的感觉尽可能地接近。而这种感 觉只能通过飞过他的飞行员来评价,尽管存在因人而异的差异但是我觉得这是唯一的办法了。我仍坚持对模拟器的真实感的评价才是构建模拟器的灵魂之所在。因为 只有这样才能对新手产生有效的指导意义。Gilman Louie的表现就很好的说明了这一点。争论的最后其实就是数据的真实性优先还是模拟感觉的真实性优先的问题了,我坚持感觉真实性优先数据真实性为基本参 考的观点。

aceforever :
既然这位兄弟诚心讨论问题,我也希望继续不带成见就事论事的在这个问题上和大家交流下看法。

如果认真看过我的意见的朋友都应该记得,我从来没有给它们做任何一个“谁真实、谁不真实”的定论,因为正如ED所说,Game just game,不论是F4还是LO,都谈不上十全十美,甚至都带有人为的缩水。

据 我的认识,比较所谓的“气动”要比较两样东西,一个是数据包,一个是用来解算数据包的算法和模型。我从来没有从数据反算和拟合的角度去比较和分析数据包哪 个与真实的偏差较小。因为一方面我没有真实飞机的数据包,另一方面更没有准确的手段去测试游戏里的数据包,因此不可能做出客观的评价。但是我看了F4和 LO在各种渠道上标称的数据包来源,从口碑看,估计F4的缩水稍小。

此外,我想解释的是,“空气动力学”和“飞行力学”还是有很大区别 的,我们所指的“气动”实际上是指“飞行力学”,而不是指空气动力学。飞行力学的一个任务是拿空气动力学实验所得的结论来进行仿真,是一个多学科的大集 成,所以其实就是一个没学过空气动力学的人照样可以去做飞行仿真,他只需要知道如何调用空动实验的结果数据就行了。

现代所有的飞行模拟 器,不管是我们PC平台的游戏,还是民航、空军所使用的专业训练模拟机,它们都没有达到实时解算NS方程组地步,这在将来几十年内也是做不到的,事实上也 没有这个必要。现在所有人的做法都是将先前数值模拟、风洞试验的数据预先编制成数据库,在实时仿真的时候直接调用而已,举个例子就是我们所熟悉的“升力系 数斜率线”,这条线在仿真软件里是整理数据表直接拿来调用的,而非实时对翼面流场求解NS方程组所得,因此不会涉及所谓的“湍流方程”。

所以我们编写仿真软件的时候,给我印象最深的就是把空动系数值模拟算下来的东西整理“查表”和“插值取值”,而不是和空动系的同学一样,用fluent进行NS方程组数值求解。至于飞行仿真所关心的,则是如何建立一个逼近真实世界的理论的物理模型。

举个例子,自由落体公式F=mg,飞行力学仿真建模所做的是发现和提出这个公式,而空气动力学系研究的则是通过实验或者数值模拟找出铁球质量M的大小和测量当地重力加速度g的精确值。

当 然,飞行动力学模型要比自由落体动力模型要复杂的多,不会只有一个这么简单的表达式。而每考虑多一个影响因素,其模型的表达式都会越来越复杂。专门的飞行 训练模拟器的动力学模型肯定要比LO、il2、F4等更为精确和复杂。尤其是在大攻角和非线性问题的算法处理上,肯定不会像LO那样只作简单的线性化处 理,而会采取某些效率低但是描述更为精准的方法(人家的硬件远远强过PC)。当然这个领域现在是在飞行仿真研究的前沿问题,我对此还缺乏了解。(il2由 于飞机时代所限,刚好避开了这些问题,所以我认为三者之中il2的模型和所适用的领域更为拟配)


由于自己专业是学飞行仿真,因此 喜欢从对LO和F4的动力学建模方法研究。我的分析结论都是基于LO、F4的动力学建模的根本理论(飞行动力学计算方法)得出的。我认为F4和LO的本质 区别正是是他们所选用的物理模型不同,这在先前已经说了,“质点模型”是用来单纯研究飞行性能的,而质点系模型则可用来表达飞行品质。据我的感 觉,2001年以前,大多飞行模拟游戏采用的是质点模型,而现在,质点系模型已经从工程研究领域被普遍推广开来。LO比较早采用了质点系模型,此后在FS 的某些插件中也发现了质点系模型的特征。

举个例子,对于采用质点模型的F4来说,对飞机施加一个瞬时单脉冲的杆位移的激励后,俯仰角速 率、攻角、速度等飞行参数不会经历一个短周期模态和一个长周期模态的震荡变化,最后趋于一个稳定值,也就是“飞行过于平稳”的感觉,但是在LO(尤其是更 质点系模型构建更为精细的Su25T)和il2里则可以明显的杆受到短周期模态。这不是因为F16的飞控,因为(飞控系统可以增大短周期模态的阻尼比参 数,但是无法消除这个物理过程)。当然很遗憾,即使在LO1.12的Su27里,这个过程仅仅是“有”,但和我所了解的601开发的Su27模拟器相比, 在模态的特征参数(如超调量、稳定时间、频率等)都有一定的差别,具体感觉是“阻尼比过大”,响应过于迅速和精准。但是和洪都L15模拟器的飞行感觉相 比,则发现非常相似。这是F4和LO动力学模型区别的最大表现。简单的说就是“LO比F4多算了一些东西,虽然没算好。”

除此之外,在一 些极限及非对称受载的细节情况下,比如螺旋、失去半个舵面后的自然滚转、以及大攻角滚转失速、大攻角副翼效率、还有高M数下受气弹影响的副翼效率变化等 等,LO都有相应理论表现(数据细节准确度未必就高),而F4则无表现。因为这个表现只有在质点系模型中才可进行表达,而F4的质点模型就鞭长莫及了。当 然,据说OF后来版本在某些单一问题上做了独立专门的模型来补充表现一些细节,整体从模型上比F4有所提高。

然而,正如我刚才所说,一个 完整的运动过程分析离不开两件事。举个不太恰当的静力学上的例子,物体受一连串并联弹簧的作用下,想知道弹力F的大小,离不开“公式F=KX” 和"X、K的大小",F4把一个复杂的弹簧系统看作一个作用在质心的等效大弹簧,用一个等效刚性系数K,乘以物体整个质量,得到了物体所受支反力F,而 LO采用的“公式”的层次可能更新更高,它把弹簧系统每一个小弹簧的压缩量X进行分别测量,分别乘以它们的刚度,得到 f1,f2,f3,f4.......然后把f再叠加起来得到F。两种方法都能得到F,但是F4除了F无法知道更多的事情,而LO则可知道整个物体与弹簧 接触阵面的承载力的分布规律,从而更进一步的得出这个系统的力矩特性,用于将来分析飞行品质。

但是,很遗憾的是,LO的计算器比较先进, 但是厂家不负责任,储存的弹簧刚性系数K的取值和真的试验用弹簧有所区别,这就引来了误差。而F4的计算器型号有点旧了,虽然参数K可能较为准确,但是由 于算法简单,得不到分布规律,并且可能由于没有考虑微观上的一些其他因素而同样带来微小的误差。

结论是,如果处于娱乐目的,两个计算器都不错,萝卜青菜各有所好,喜欢算法的玩算法,喜欢数字的玩数字
如果用于科学研究,那么两个计算器都不可靠。。。。

我想,我的水平只能将问题分析和解说到这个层面了,望能给大家的思路带来一些启发。

其实LO也没考虑挂载变化对力矩特性的影响呢,过载倒是考虑进去了。可能挂载对飞行参数的改变只有一个全机重量。
估计LO的质点系模型只封装了飞 机,没管挂载。所以当LO里的飞机损失一片尾翼或者舵面、翼面之类的,有条件做出自然滚转的战损,放襟翼、减速板后飞机有自然抬头低头的趋势,在大攻角带 大侧滑的情况下也能单边进入打滚失速,但是射完导弹却感觉不到任何滚转,而且跨声速下的低头力矩突增都活生生的被ED忽略了,因此看来LO的质点系模型及 其控制系统模型选取的特征点也实在是很初级很有限,完全不能反映所有情况。。。。。。

这位兄弟请彻底区分一下两个静稳定的概念哦:)
全机静稳定性定义为 (dmz/dcy)ny=1
mz=f(cy, M)
(dmz/dcy)ny=1 =偏mz/偏Cy+ 偏Mz/偏M*(dM/dcy)ny=1
偏导数 “偏mz/偏Cy”称作过载静稳定性
而全导数 dmz/dcy 称作速度静稳定性
过载静稳定是和速度无关的,与速度相关的静稳定性是速度静稳定性。
一架具有过载静稳定性的飞机(如具有增稳系统的Su27),它们的dM/dcy及偏Mz/偏Cy都是小于0的,因此决定全导数(dmz/dcy)ny=1符号的只有 “偏mz/偏M” 这一项。
大 家都知道,飞机在亚声速下,焦点位置几乎不随速度而改变,也就是说“偏mz/偏M”这一项基本为0, 影响静稳定性的只有过载静稳定,全机力矩系数的变化和速度完全无关,而只和攻角有关,也就是全机静稳定判据“dmz/dcy”直接等于 过载静稳定性 “偏mz/偏Cy”。换成便于理解的话就是,亚声速下,只有改变攻角才能够改变力矩系数。
因此请问,如果我不动操纵杆杆(舵偏角不发生变化),只 推油门,把飞机的速度从300公里加到了700公里,这个过程中攻角如何会变化?难道您认为靠增加速度还可以增大攻角?别忘了亚声速下“偏mz/偏M”这 一项基本为0,全机力矩系数不随速度改变,攻角如何会改变?不信用Su27在亚声速范围内推油门加速试试看,认真看着攻角指示器,我打保票它的变化量小于 1度,几乎为0【转载】Falcon4.0和Lock <wbr>on的气动性究竟哪个真实?-论飞行模拟真实性!
速 度静稳定是只有在跨声速下才考虑的问题,因为焦点急剧后移,低头力矩增大,所以“偏mz/偏M” 这一项向负半轴方向增大,但这一项如果负得太多,则可能使(dmz/dcy)ny=1为正,飞机可能失去速度静稳定性,全机力矩随着平飞配平攻角的减小而 向负半轴增大,发生自动俯冲的反操纵现象。(很可惜LO里华丽的忽视了这个变化,可见它的质点系模型也不够完美)
以上的解释,希望兄弟能够理解一 件事,就是亚声速下,如果你不去动杆子,不管你加速减速,Su27的攻角是不会变化的。抬头低头的现象是因为升力增大或减小使平飞过载N=1打破,飞机作 带过载的曲线运动。由于全机力矩特性不变,因此也谈不上稳定性操纵性的问题,即和飞行品质无关。
这个概念确实挺转脑子的,我也是看了很久的书,想了很久才明白的:)

难道速度静稳定性不是静稳定性么?
亚声速下重心和焦点的相对位置关系决定的是过载静稳定性。
重心在前焦点在后,机翼升力增加,对重心产生的是低头力矩
平尾负升力增加,通过尾力臂对重心产生的是抬头力矩
平飞速度增加后,两个力矩增量的方向相反,但大小相等,所以相互抵消,全机和力矩依然为0。

而速度静稳定性的讨论 则是由于跨声速焦点随马赫数增大而急剧后移而产生的

亚声速下基本不存在讨论速度静稳定性的问题。原因是焦点位置几乎不变,力矩系数对马赫数的偏导数等于零(偏mz/偏M=0),纵向力矩系数不随马赫数变化而变化。
此时的配平不论是和过载静稳定性还是速度静稳定性完全是风马牛不相及的两件事



困了,不想再同你讨论了,我本来不想打击你的,可是你的概念和逻辑实在太过混乱不清,如果您无法理解上述几个问题,那么再讨论下去也无济于事。

问题的答案,包括数学模型的解释我已经在前面写的很清楚了,希望您能够仔细去看去想。我的表述不够清晰的地方,您可以找一本飞行力学书仔细研究一下。每个人都是从不懂到懂的,我也是一样。加油吧。


silvelu:
比如,飞行员都知道,传统机械式飞机上,拉杆就意味着平尾向下偏(即飞行员控制操纵面的偏转方向和角度),此时飞机的姿态却并不一定是抬头(在某些战斗机 如歼-6 上存在跨音速反操纵的特性), 需要飞行员自行判断如何组合各控制面的偏转以产生改变飞机飞行姿态所需的总气动力;但电传飞机是姿态操纵,按照电传操纵系统预先设置的定义,拉杆就意味着 飞行员想让飞机抬头(飞行员对飞机的姿态进行操纵),这时计算机会自动计算出各控制面的偏转方向和角度组合,确保飞机按控制指令抬头,但此时的控制面偏转 状态可能与飞行员设想的完全不同,这就让飞行员感觉到理解不了!无论对设计人员还是试飞人员,这款飞机都太新了!百分之六十的技术都是新的,对于许多西方 技术人员来讲,这是不可想象的--技术风险太大!新的机体、新的发动机、新的航电、新的控制系统,什么都是新的!比如自动驾驶仪,我们的歼-7,歼-8上 面就有,但歼-10上面的又有我们不理解的新功能--速度中立稳定性。也就是说飞歼-10 的时候,如果放开驾驶杆,只是不断增大油门,飞机会保持在不断加速的状态下一直平着飞。这对于当时的我们来讲,还是不可理解的!因为按照机械式飞机的特 点,随着速度增大之后,飞机的升力增加,要保持平飞就必须适当推杆,以修正飞机的上仰趋势--但歼-10 不需要这样,它的操纵系统设计成放开驾驶杆就自动平飞。再比如下滑着陆时飞机速度减小,导致升力降低,这时机械式飞机的操纵杆应该向后拉以产生大迎角,确 保飞机还有足够升力以安全着陆。但在歼-10 减速平飞时我握操纵杆的手还放在中间,因为虽然速度降低了但操纵杆不动啊,我无法从操纵杆的位移来判断飞机的状态。这些东西当时我们没办法理解,甚至设计 师也没法理解,但从理论上又讲得通!于是只能边飞边试,靠实际飞行来检验如何设计才最合适。

aceforever :
设计师还是可以设法理解的,只是会采用一些补充的手段。一般先进的带电传操纵的放宽静稳定度的飞机,研究性能的质心平动、转动动力学方程还是和传统飞机一致的,分析方法不同的是是飞行品质。
举 个例子,单从纵向上看,传统的纵向短周期扰动简化方程左面可能只包括四项:零升力矩、阻尼力矩、静稳定力矩和操纵力矩,一般阶次只有两阶,但是带电传飞控 的飞机还会多出好几项,如增稳器、阻尼器等,阶次跟随各自传递函数的阶次,很可能达到十阶以上,但是具体分析问题时,设计师经常按照“等效拟配”的准则, 把高阶次项根据实际效果降阶
拟配成两阶,然后运用传统的纵向短周期模态二阶简化方程加以分析。

至于飞行员能够感觉到的电传操纵感觉和意识,则跟传统的飞机没有大的区别,唯一的区别是由于计算机参与到了驾驶行为中,控制系统可以通过自身的反馈算法替代飞行员做好配平、极限控制等这些驾驶传统飞机时需要额外做的动作,把飞行员的精力解放出来。


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【转载】Falcon4.0和Lock on的气动性究竟哪个真实?-论飞行模拟真实性!

       
aceforever :

F4动力学模型和LOCKON是有本质不同的。

F4是“质点模型”,也就是把飞机所有质量以及载荷集中到一点进行集中计算,优点是算法简,实现容易,效率高,但无法考虑到飞机力矩特性的变化。

LOCKON是“质点系模型”,也就是在机体坐标系的三根轴里,按一定规律选取几个特征点甚至一系列特征点,然后把飞机质量以及载荷分布到这些点分别进行计算,最后再把效果综合叠加,得到气动力和气动力矩,优点是可以考虑飞机力矩特性的变化,但算法较为复杂。

比较看来,只要有置信度较高的数据包,LOCKON和F4的动力学模型都可以较好的反应仿真对象的飞行性能(即转弯、爬升、速度等稳态性能)。

而 最大的区别在于,由于LOCKON所采用的质点系模型考虑了力矩特性的变化,不仅可以进行稳态飞行性能的计算,也可以一定程度上反映仿真对象的瞬态飞行品 质(也就是飞机的稳定性、操纵性的变化),而这是F4系列质点模型所做不到的。 遗憾的是,LO中的Su27的操纵性和稳定性给人的感觉是阻尼比过大,脉冲响应的超条小、稳定时间短,收敛也非常精准,稳定性和操纵性比真实的Su27要 稍好一些,只是大致反映了三代机所共有的飞行品质特征(L15模拟器飞下来感觉和Su27相当,甚至好过LO里的Su27),就某单一机型来说还是有出入 的。

此外LOCKON的Su25T和il21946等所用的质点系模型,由于迎角较小,未涉及到大攻角所特有的一些复杂问题,因此就操纵性稳定性的仿真来讲可能比Su27更为真实。

F4据说采用了更为“官方”的数据包,因此相信它在反映F16各种飞行性能方面来说应该还是比较出色,甚至比LOCKON系列更具说服力,可惜由于质点动力学模型的层次所限,基本无法反映飞行品质,也就给人带来了“操纵过于平稳”的感觉,引发了一场“FLCS万能论”。

GHOSTRIDER :
又看到这一扯淡话题的讨论了,让我想起了从前某国内著名模拟飞行组织中的某航空展业的哥们儿关于LOCKON与F4启动真实度的扯淡对比。自从这件事情以 后我对这类话题已经是一点兴趣也没有了。这里说这个话题扯蛋没有侮辱任何人的意思。搞清楚这个问题本来是个让人都很感兴趣的事情,但是说他扯淡主要是对上 次的讨论现在回想起来感觉被人给忽悠了。其实我们所作的讨论毫无意义,第一绝大多数参与讨论的人都不是航空专业的正选队员,所以所表达的观点也无非都是道 听图说。第二,即使是航空专业的也没用,因为模拟的真不真实只有飞过所讨论的飞机的那些战斗机飞行员才有资格来评价。这里我推荐有兴趣的飞友看看这一板块 中的另一篇帖子《可能不多见的Falcon4.0开发者手记》http://www.insky.cn/bbs/thread-27048-1-2.html, 尤其是国民警卫队F-16飞行员,战斗机飞行教官Pete Bonanni对和他一同飞行的F4的工程师飞F16的评价。看完以后一切就全清楚了。既然连真实的F16飞行员都做出了肯定的评价,所以我认为他是在拿 一堆概念来忽悠不懂的人,所以情绪一激动扯淡两个字就上来了。
说到这里正好想说说我的一些看法,F4中的F16C飞起来的感觉的确是非常舒服。结 合Pete Bonanni对F4的模拟真实性的肯定的评价,这说明F4对F16的FLCS的模拟是非常认真的。那么为什么大家都会感觉飞起来这么舒服呢,根据我的专 业的一些知识及经验来判断,我认为原因就在于FLCS对手的微小抖动的滤波器的设计及参数的设定极为优秀。我们都有这样的感受其实当手试图稳住操纵杆的时 候手是会有微小的抖动动作的。FLCS的作用就是识别哪些抖动是想稳住杆的位置,而哪些动作是想扳动操纵杆使飞机做出机动动作。当然还包括因为飞行条件的 变化而作出的姿态补偿这个也是极为重要的。LOCKON中的飞机没有这样的感觉,问题可能并不在于游戏,而是游戏中所涉及的飞行器似乎都没有电传操作系统 (未作确认),所以微小的抖动反映在了飞机的姿态的飘忽不定。但是就目前来说还没有看到过飞行员对LOCKON的操控性真实度的评价(或许有但我不知 道),所以不好也无法再做更多的评价。


aceforever :
恩,反正就模型来讲我更喜欢LO1.12和il2,但是就使用的数据包来讲,根据各种说法,我估计F4的更不错

由于更了解LO,我就多针对LO谈几句。我觉得LOCKON应该说“捏造”了几架具备三代机性能和品质特征的飞机,从特点上看,某架像Su27,某架像F15~
举 个例子是,也许不可以用LOCKON来研究“Su27的角点速度到底有多少,转弯率多大”,但是却可以LO用来研究“类似Su27的高升力系数战斗机如何 在缠斗中对抗类似F15的高推重比飞机”,或者用来培养“三代机缠斗中可以普遍适用的意识”,空军的某些人员也认识到了LO中Su27和真实的性能有一定 的差别,但他们依然使用LOCKON进行一定科目的模拟训练也证明了LO的价值:就算性能不准,但一个良好的动力学模型和战场环境设计可以用来训练某些不 针对机型而普遍适用的作战意识和技能。


另外,亚声速下平飞加减速下的配平问题(比如飞机从300公里加油门到700公里飞机会自 动抬头),基本不属于飞行品质的范畴。这段时间只要不动杆,不管油门怎么变速度怎么变,全机力矩平衡以及攻角都应该是几乎不变的,抬头的原因是空速加大而 法向过载加大,飞机向上作曲线机动飞行。这点在用LOCKON里的Su27可以观察到。
换句话说,这个现象F4和LO的动力学模型都应该可以反映,但F4里的F16和LOCKON里的F15飞控应该是自动计算配平的,因此从反馈给玩家的杆力上没有变化。

GHOSTRIDER :
LS,对于你的分析方法我不想做什么评价,每个人都有自己解决问题的方法。但是你说“F4的宣传者说,我们的开发者找来一个F16的飞行员他说:F4很真 实”,你作为你一个学技术的人,我认为这句话说的实在是非常的不够水准。做为模拟软件它的核心和精髓是真实度,也就是我们通常所说的感觉。F16的飞行员 对其作出的评价就是从这种感觉的角度出发的,所以他的评价是最为可信的。而你的言语之中把“真实”两字当成了像儿媳一般的想说就说。我相信PETE BONNANI对F4所作出的评价是认真的可信的,而不是随便谁拉他去给他些钱他就说这个真实。如果所有的人一天都嘴里没事话只知道骗人这个世界实在是可 怕恐怖,我不相信全都是这样。

首先,先说个题外话,我说某人不是故意不说而是因为记不起来是谁了,如果要是aceforever和某国内知名模拟飞行组织上的aceforever是一 个人那我所说的“扯淡”就是说你了,这里我的言辞过激并且有失偏颇,收回我的不礼貌言语,并向你表示深深的歉意,还望见谅。我早上上班的时候又仔细想了一 下,应该是一个思路问题, aceforever应该是以纯粹的游戏数据与真实飞行数据的拟合最为判断真实与否的标准,我相信你是认真做过研究的,而且数据也的确如此。但是我认为这 个思路并不完全正确。结合Vulture所说的关于数据的真实性与感觉的真实性的不重合以及感觉的因人而异的问题,其实我已经料到会有这种情况了,下面说 说我的观点,对于数据的真实性与感觉的真实性的不重合问题我认为这应该是由于飞行器是虚拟的,飞行环境也是虚拟的再加上计算机性能的限制(解大规模的流体 力学方程组要使用超级计算机才行)以及流体动力学描述真实情况的完备性存在局限性(我不认为现有的空气动力学对于描述真实环境是完备的,典型的就是湍流问 题。当然是好几年前的事情了,最新的进展如何我并不知道)造成了使用我们普通的PC机模拟飞行会出现失真的情况,所以导致了即使原封不动地按照原有的真实 数据来做飞起来的感觉也不能和真实的一样,这个时候就需要通过经验来对数据进行修改,修改的目的就是使其飞起来的感觉和真实的感觉尽可能地接近。而这种感 觉只能通过飞过他的飞行员来评价,尽管存在因人而异的差异但是我觉得这是唯一的办法了。我仍坚持对模拟器的真实感的评价才是构建模拟器的灵魂之所在。因为 只有这样才能对新手产生有效的指导意义。Gilman Louie的表现就很好的说明了这一点。争论的最后其实就是数据的真实性优先还是模拟感觉的真实性优先的问题了,我坚持感觉真实性优先数据真实性为基本参 考的观点。

aceforever :
既然这位兄弟诚心讨论问题,我也希望继续不带成见就事论事的在这个问题上和大家交流下看法。

如果认真看过我的意见的朋友都应该记得,我从来没有给它们做任何一个“谁真实、谁不真实”的定论,因为正如ED所说,Game just game,不论是F4还是LO,都谈不上十全十美,甚至都带有人为的缩水。

据 我的认识,比较所谓的“气动”要比较两样东西,一个是数据包,一个是用来解算数据包的算法和模型。我从来没有从数据反算和拟合的角度去比较和分析数据包哪 个与真实的偏差较小。因为一方面我没有真实飞机的数据包,另一方面更没有准确的手段去测试游戏里的数据包,因此不可能做出客观的评价。但是我看了F4和 LO在各种渠道上标称的数据包来源,从口碑看,估计F4的缩水稍小。

此外,我想解释的是,“空气动力学”和“飞行力学”还是有很大区别 的,我们所指的“气动”实际上是指“飞行力学”,而不是指空气动力学。飞行力学的一个任务是拿空气动力学实验所得的结论来进行仿真,是一个多学科的大集 成,所以其实就是一个没学过空气动力学的人照样可以去做飞行仿真,他只需要知道如何调用空动实验的结果数据就行了。

现代所有的飞行模拟 器,不管是我们PC平台的游戏,还是民航、空军所使用的专业训练模拟机,它们都没有达到实时解算NS方程组地步,这在将来几十年内也是做不到的,事实上也 没有这个必要。现在所有人的做法都是将先前数值模拟、风洞试验的数据预先编制成数据库,在实时仿真的时候直接调用而已,举个例子就是我们所熟悉的“升力系 数斜率线”,这条线在仿真软件里是整理数据表直接拿来调用的,而非实时对翼面流场求解NS方程组所得,因此不会涉及所谓的“湍流方程”。

所以我们编写仿真软件的时候,给我印象最深的就是把空动系数值模拟算下来的东西整理“查表”和“插值取值”,而不是和空动系的同学一样,用fluent进行NS方程组数值求解。至于飞行仿真所关心的,则是如何建立一个逼近真实世界的理论的物理模型。

举个例子,自由落体公式F=mg,飞行力学仿真建模所做的是发现和提出这个公式,而空气动力学系研究的则是通过实验或者数值模拟找出铁球质量M的大小和测量当地重力加速度g的精确值。

当 然,飞行动力学模型要比自由落体动力模型要复杂的多,不会只有一个这么简单的表达式。而每考虑多一个影响因素,其模型的表达式都会越来越复杂。专门的飞行 训练模拟器的动力学模型肯定要比LO、il2、F4等更为精确和复杂。尤其是在大攻角和非线性问题的算法处理上,肯定不会像LO那样只作简单的线性化处 理,而会采取某些效率低但是描述更为精准的方法(人家的硬件远远强过PC)。当然这个领域现在是在飞行仿真研究的前沿问题,我对此还缺乏了解。(il2由 于飞机时代所限,刚好避开了这些问题,所以我认为三者之中il2的模型和所适用的领域更为拟配)


由于自己专业是学飞行仿真,因此 喜欢从对LO和F4的动力学建模方法研究。我的分析结论都是基于LO、F4的动力学建模的根本理论(飞行动力学计算方法)得出的。我认为F4和LO的本质 区别正是是他们所选用的物理模型不同,这在先前已经说了,“质点模型”是用来单纯研究飞行性能的,而质点系模型则可用来表达飞行品质。据我的感 觉,2001年以前,大多飞行模拟游戏采用的是质点模型,而现在,质点系模型已经从工程研究领域被普遍推广开来。LO比较早采用了质点系模型,此后在FS 的某些插件中也发现了质点系模型的特征。

举个例子,对于采用质点模型的F4来说,对飞机施加一个瞬时单脉冲的杆位移的激励后,俯仰角速 率、攻角、速度等飞行参数不会经历一个短周期模态和一个长周期模态的震荡变化,最后趋于一个稳定值,也就是“飞行过于平稳”的感觉,但是在LO(尤其是更 质点系模型构建更为精细的Su25T)和il2里则可以明显的杆受到短周期模态。这不是因为F16的飞控,因为(飞控系统可以增大短周期模态的阻尼比参 数,但是无法消除这个物理过程)。当然很遗憾,即使在LO1.12的Su27里,这个过程仅仅是“有”,但和我所了解的601开发的Su27模拟器相比, 在模态的特征参数(如超调量、稳定时间、频率等)都有一定的差别,具体感觉是“阻尼比过大”,响应过于迅速和精准。但是和洪都L15模拟器的飞行感觉相 比,则发现非常相似。这是F4和LO动力学模型区别的最大表现。简单的说就是“LO比F4多算了一些东西,虽然没算好。”

除此之外,在一 些极限及非对称受载的细节情况下,比如螺旋、失去半个舵面后的自然滚转、以及大攻角滚转失速、大攻角副翼效率、还有高M数下受气弹影响的副翼效率变化等 等,LO都有相应理论表现(数据细节准确度未必就高),而F4则无表现。因为这个表现只有在质点系模型中才可进行表达,而F4的质点模型就鞭长莫及了。当 然,据说OF后来版本在某些单一问题上做了独立专门的模型来补充表现一些细节,整体从模型上比F4有所提高。

然而,正如我刚才所说,一个 完整的运动过程分析离不开两件事。举个不太恰当的静力学上的例子,物体受一连串并联弹簧的作用下,想知道弹力F的大小,离不开“公式F=KX” 和"X、K的大小",F4把一个复杂的弹簧系统看作一个作用在质心的等效大弹簧,用一个等效刚性系数K,乘以物体整个质量,得到了物体所受支反力F,而 LO采用的“公式”的层次可能更新更高,它把弹簧系统每一个小弹簧的压缩量X进行分别测量,分别乘以它们的刚度,得到 f1,f2,f3,f4.......然后把f再叠加起来得到F。两种方法都能得到F,但是F4除了F无法知道更多的事情,而LO则可知道整个物体与弹簧 接触阵面的承载力的分布规律,从而更进一步的得出这个系统的力矩特性,用于将来分析飞行品质。

但是,很遗憾的是,LO的计算器比较先进, 但是厂家不负责任,储存的弹簧刚性系数K的取值和真的试验用弹簧有所区别,这就引来了误差。而F4的计算器型号有点旧了,虽然参数K可能较为准确,但是由 于算法简单,得不到分布规律,并且可能由于没有考虑微观上的一些其他因素而同样带来微小的误差。

结论是,如果处于娱乐目的,两个计算器都不错,萝卜青菜各有所好,喜欢算法的玩算法,喜欢数字的玩数字
如果用于科学研究,那么两个计算器都不可靠。。。。

我想,我的水平只能将问题分析和解说到这个层面了,望能给大家的思路带来一些启发。

其实LO也没考虑挂载变化对力矩特性的影响呢,过载倒是考虑进去了。可能挂载对飞行参数的改变只有一个全机重量。
估计LO的质点系模型只封装了飞 机,没管挂载。所以当LO里的飞机损失一片尾翼或者舵面、翼面之类的,有条件做出自然滚转的战损,放襟翼、减速板后飞机有自然抬头低头的趋势,在大攻角带 大侧滑的情况下也能单边进入打滚失速,但是射完导弹却感觉不到任何滚转,而且跨声速下的低头力矩突增都活生生的被ED忽略了,因此看来LO的质点系模型及 其控制系统模型选取的特征点也实在是很初级很有限,完全不能反映所有情况。。。。。。

这位兄弟请彻底区分一下两个静稳定的概念哦:)
全机静稳定性定义为 (dmz/dcy)ny=1
mz=f(cy, M)
(dmz/dcy)ny=1 =偏mz/偏Cy+ 偏Mz/偏M*(dM/dcy)ny=1
偏导数 “偏mz/偏Cy”称作过载静稳定性
而全导数 dmz/dcy 称作速度静稳定性
过载静稳定是和速度无关的,与速度相关的静稳定性是速度静稳定性。
一架具有过载静稳定性的飞机(如具有增稳系统的Su27),它们的dM/dcy及偏Mz/偏Cy都是小于0的,因此决定全导数(dmz/dcy)ny=1符号的只有 “偏mz/偏M” 这一项。
大 家都知道,飞机在亚声速下,焦点位置几乎不随速度而改变,也就是说“偏mz/偏M”这一项基本为0, 影响静稳定性的只有过载静稳定,全机力矩系数的变化和速度完全无关,而只和攻角有关,也就是全机静稳定判据“dmz/dcy”直接等于 过载静稳定性 “偏mz/偏Cy”。换成便于理解的话就是,亚声速下,只有改变攻角才能够改变力矩系数。
因此请问,如果我不动操纵杆杆(舵偏角不发生变化),只 推油门,把飞机的速度从300公里加到了700公里,这个过程中攻角如何会变化?难道您认为靠增加速度还可以增大攻角?别忘了亚声速下“偏mz/偏M”这 一项基本为0,全机力矩系数不随速度改变,攻角如何会改变?不信用Su27在亚声速范围内推油门加速试试看,认真看着攻角指示器,我打保票它的变化量小于 1度,几乎为0【转载】Falcon4.0和Lock <wbr>on的气动性究竟哪个真实?-论飞行模拟真实性!
速 度静稳定是只有在跨声速下才考虑的问题,因为焦点急剧后移,低头力矩增大,所以“偏mz/偏M” 这一项向负半轴方向增大,但这一项如果负得太多,则可能使(dmz/dcy)ny=1为正,飞机可能失去速度静稳定性,全机力矩随着平飞配平攻角的减小而 向负半轴增大,发生自动俯冲的反操纵现象。(很可惜LO里华丽的忽视了这个变化,可见它的质点系模型也不够完美)
以上的解释,希望兄弟能够理解一 件事,就是亚声速下,如果你不去动杆子,不管你加速减速,Su27的攻角是不会变化的。抬头低头的现象是因为升力增大或减小使平飞过载N=1打破,飞机作 带过载的曲线运动。由于全机力矩特性不变,因此也谈不上稳定性操纵性的问题,即和飞行品质无关。
这个概念确实挺转脑子的,我也是看了很久的书,想了很久才明白的:)

难道速度静稳定性不是静稳定性么?
亚声速下重心和焦点的相对位置关系决定的是过载静稳定性。
重心在前焦点在后,机翼升力增加,对重心产生的是低头力矩
平尾负升力增加,通过尾力臂对重心产生的是抬头力矩
平飞速度增加后,两个力矩增量的方向相反,但大小相等,所以相互抵消,全机和力矩依然为0。

而速度静稳定性的讨论 则是由于跨声速焦点随马赫数增大而急剧后移而产生的

亚声速下基本不存在讨论速度静稳定性的问题。原因是焦点位置几乎不变,力矩系数对马赫数的偏导数等于零(偏mz/偏M=0),纵向力矩系数不随马赫数变化而变化。
此时的配平不论是和过载静稳定性还是速度静稳定性完全是风马牛不相及的两件事



困了,不想再同你讨论了,我本来不想打击你的,可是你的概念和逻辑实在太过混乱不清,如果您无法理解上述几个问题,那么再讨论下去也无济于事。

问题的答案,包括数学模型的解释我已经在前面写的很清楚了,希望您能够仔细去看去想。我的表述不够清晰的地方,您可以找一本飞行力学书仔细研究一下。每个人都是从不懂到懂的,我也是一样。加油吧。


silvelu:
比如,飞行员都知道,传统机械式飞机上,拉杆就意味着平尾向下偏(即飞行员控制操纵面的偏转方向和角度),此时飞机的姿态却并不一定是抬头(在某些战斗机 如歼-6 上存在跨音速反操纵的特性), 需要飞行员自行判断如何组合各控制面的偏转以产生改变飞机飞行姿态所需的总气动力;但电传飞机是姿态操纵,按照电传操纵系统预先设置的定义,拉杆就意味着 飞行员想让飞机抬头(飞行员对飞机的姿态进行操纵),这时计算机会自动计算出各控制面的偏转方向和角度组合,确保飞机按控制指令抬头,但此时的控制面偏转 状态可能与飞行员设想的完全不同,这就让飞行员感觉到理解不了!无论对设计人员还是试飞人员,这款飞机都太新了!百分之六十的技术都是新的,对于许多西方 技术人员来讲,这是不可想象的--技术风险太大!新的机体、新的发动机、新的航电、新的控制系统,什么都是新的!比如自动驾驶仪,我们的歼-7,歼-8上 面就有,但歼-10上面的又有我们不理解的新功能--速度中立稳定性。也就是说飞歼-10 的时候,如果放开驾驶杆,只是不断增大油门,飞机会保持在不断加速的状态下一直平着飞。这对于当时的我们来讲,还是不可理解的!因为按照机械式飞机的特 点,随着速度增大之后,飞机的升力增加,要保持平飞就必须适当推杆,以修正飞机的上仰趋势--但歼-10 不需要这样,它的操纵系统设计成放开驾驶杆就自动平飞。再比如下滑着陆时飞机速度减小,导致升力降低,这时机械式飞机的操纵杆应该向后拉以产生大迎角,确 保飞机还有足够升力以安全着陆。但在歼-10 减速平飞时我握操纵杆的手还放在中间,因为虽然速度降低了但操纵杆不动啊,我无法从操纵杆的位移来判断飞机的状态。这些东西当时我们没办法理解,甚至设计 师也没法理解,但从理论上又讲得通!于是只能边飞边试,靠实际飞行来检验如何设计才最合适。

aceforever :
设计师还是可以设法理解的,只是会采用一些补充的手段。一般先进的带电传操纵的放宽静稳定度的飞机,研究性能的质心平动、转动动力学方程还是和传统飞机一致的,分析方法不同的是是飞行品质。
举 个例子,单从纵向上看,传统的纵向短周期扰动简化方程左面可能只包括四项:零升力矩、阻尼力矩、静稳定力矩和操纵力矩,一般阶次只有两阶,但是带电传飞控 的飞机还会多出好几项,如增稳器、阻尼器等,阶次跟随各自传递函数的阶次,很可能达到十阶以上,但是具体分析问题时,设计师经常按照“等效拟配”的准则, 把高阶次项根据实际效果降阶
拟配成两阶,然后运用传统的纵向短周期模态二阶简化方程加以分析。

至于飞行员能够感觉到的电传操纵感觉和意识,则跟传统的飞机没有大的区别,唯一的区别是由于计算机参与到了驾驶行为中,控制系统可以通过自身的反馈算法替代飞行员做好配平、极限控制等这些驾驶传统飞机时需要额外做的动作,把飞行员的精力解放出来。
{:soso_e151:}{:soso_e151:}{:soso_e151:}
千万别掉进这个口水坑
l0op8ack 发表于 2013-1-25 16:15
千万别掉进这个口水坑
对口水没兴趣啦,只是里面介绍的一些东西还是有营养的
Game just game~~
好长啊。。。看着眼睛疼。。。。
要了解F4的气动,还是得去BMS,AF啥的,真谈不上气动有多高级。。。。。
F4的强项是航电吧?气动也很高级吗?