飛行模擬器:不用上天,照樣開飛機

飛行模擬器

飛行模擬器是用來模擬飛行器在實際飛行時的飛行環境,飛行條件和飛行狀態,並給操作人員提供視聽覺感受,以及操縱負荷,以達到試驗或訓練的目的。

飛行模擬器:不用上天,照樣開飛機

早期的飛行模擬器

飛行模擬器:不用上天,照樣開飛機

現代飛行模擬器

飛行模擬器的核心是飛行仿真技術,這是以計算機和各類設備(包括顯示設備,運動設備,音頻設備等)為工具,利用預先建立好的系統模型,對實際的系統進行動態試驗的一門系統性技術。既然是動態試驗,它對實時性的要求非常高。

系統仿真一般可以分成三類,分別是虛擬仿真,半實物仿真和人在迴路中的仿真。這裡說到的飛行模擬器指的就是人在迴路仿真系統。當然,一般飛行模擬器還有自動駕駛功能,當操作員完全不干預飛行模擬器進入自動駕駛階段時,這個時候就是半實物仿真。在飛行器的工程研製階段,可以用軟件指令代替實際操縱系統的指令,所有傳感器和控制器也都有軟件模塊代替,那麼這個時候就是屬於虛擬仿真。

飛行模擬器作為一種人在迴路的仿真系統,一般也可以分成兩類,一類是用於工程上,在飛行器研製階段需要用到,用來對整個飛行器系統進行邏輯驗證和性能驗證,另一類就是用於飛行訓練,用於訓練飛行員的駕駛技術。一般我們能看到的,大多都是產品化的飛行模擬器。比如空客A320的飛行模擬器。

隨著技術的不斷髮展,飛行模擬器與實際飛機的差異迅速減小,同時對新一代的飛行模擬器也提出了更高的要求。現代的飛行模擬器是集計算機仿真技術、機械電子、自動控制、視覺原理等技術於一體,是一種十分複雜的高科技設備。雖然像A320這類民航大客機的飛行模擬器,動輒數億元,但是不管從安全性還是經濟性的角度去考慮,飛行模擬器是非常有優勢的一種訓練方式。

飛行模擬器的構成

飛行模擬器:不用上天,照樣開飛機

飛行模擬器一般由五個部分組成,它們分別是模擬座艙,運動系統,視景系統,計算機系統,再外加一個教員控制檯。

模擬座艙很好理解,就是根據實際飛機的座艙,去提供各種操縱裝置,儀表,顯示設備,告警系統等。這些裝置和設備的外觀和操縱方式,還有聲音,包括操縱的力度都要與實際飛機完全一樣。

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模擬座艙

運動系統就是用來模擬飛機的姿態和速度變化,是飛行員可以感覺到飛機的運動。現代飛行模擬器的運動系統都具有六個自由度,就是繞三個軸的轉動,以及沿三個軸的位移,六個自由度的飛行模擬器基本可以模擬出飛機在正常飛行中的所有運動狀態。它的限制就是每個自由度有一定的限制範圍,比如俯仰角,超出範圍就無法模擬。

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飛行模擬器的運動系統

視景系統用來模擬飛行員看到的艙外景象。飛行員可以通過模擬的艙外景象來判斷飛機的姿態位置,高度,速度,以及天氣狀況。這些都可以作為飛行員的飛行經驗,來幫助提升駕駛技術。現代飛行模擬器大多采用了模擬現實和增強現實技術。

計算機系統可以說是整個飛行模擬器的核心,是一個實時性要求非常高,運算的速度和精度要求都非常高的實時仿真系統。現代飛機模擬器通常都由多臺計算機共同工作,分別處理不同的任務。這些計算機通常被放在一個獨立的機房中。

教員控制檯也很好理解,就是教員用來監視和控制飛行訓練的。一方面,它可以實時的看到飛機的飛行狀態,飛行軌跡,另一方面,它還可以設置各種飛行條件,比如風速,風向,起降機場等,除此之外,還可以觸發各種故障,以訓練飛行員的快速判斷和故障處理能力。

飛行模擬器的娛樂化

最後要告訴大家一個好消息,飛行模擬器的娛樂化已經越來越廣泛,越來越多的飛行俱樂部開始進入大家的視線。目前比較流行的是空客A320和波音737的飛行體驗艙,不僅可以讓成年人體驗駕駛的感覺,也可以讓青少年接受逼真的航空教育,激發對航空技術的興趣。據瞭解,現在這類飛行俱樂部主要是以會員制的形式運營,對於想單次體驗的費用,往往在幾百元左右。

圖片欣賞

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