六自由度飞行模拟器为学员学习航天飞行的技术提供了可靠的 ...

秒速16.7KM

航空航天研究是一项耗资庞大、变量参数繁杂的大型工程，如何保障其人员与设备的安全，是首先要考虑的问题。近年来，随着虚拟仿真技术的成熟，其经济、安全与可重复性等优点被广泛认可，有助于弥补真实试验的各种局限，从而大幅提高效率与探索能力。


在飞行模拟驾驶舱中，可进行专业级飞行员的驾驶实训模拟包括起飞、加速、颠簸、巡航等动态过程的实时渲染，帮助熟悉机舱内外场景，为飞行员的安全学习提供可靠基础。
模拟飞行体验仿真
在飞行模拟驾驶舱中，可以建立仿真度极高的飞行体验舱，从视觉、听觉到震动感模拟飞机的起飞、滑行、飞翔、降落等整个飞行旅程。远景浩瀚广阔，近景精细考究，打破飞行视觉局限，地形面貌和植被均可清晰呈现。
另外、飞行模拟驾驶舱还可模拟飞行过程中的突发故障与紧急事件场景，训练飞行员、空乘人员等的操作技能与面对危机的反应能力。设备还支持对飞机制造工程的虚拟仿真演示，可从各角度与距离观察机体的装配，提供飞机维修的可视化方案。
模拟驾驶舱完全一比一真实的飞行模拟驾驶舱, 驾驶操作感与真实飞机无异,只有一个模拟舱，一比一的比例和真正的驾驶机舱一摸一样。
飞行模拟驾驶舱是真正用来训练飞行员的仿真器，不是电动玩具。操纵系统、仪表系统、开关按键，包括打开感应灯时模拟机舱内的提示音，所有的体验和操作都和真正的机舱分毫不差。
超180度高清投影的视觉效果系统，与真实飞机相同的驾驶舱布局，与现实世界相同的视景系统，机场、灯光、城市、建筑、山川河流都一一还原，仿佛身临其境，代入感满满。
模拟器的模拟内容
六自由度飞行模拟器主要可以模拟三个方面：对飞机本身的操作模拟 ；操作后对飞行状态的模拟 ；飞行状态改变后对心理的模拟。
1、对飞机本身的操作模拟。比如拉杆导致气动面的动作之类，这个方面基本可以做到完全真实。原因不多解释。
2、操作后对飞行状态的模拟 。这个方面才是现在模拟器最大的不足。举个例子，飞机以恒定速度飞行，当面的风速是X米/秒。此时，风向突然改变，飞行员操作飞机保持航向的操作。模拟器上的操作可能就和实际情况有差距。根本原因就是因为现在模拟器依赖的计算机的运算模型和运算能力远达不到真实模拟的要求，导致模拟出来的飞机姿态改变量和事实情况不吻合。而在实际飞行中，可以通过传感器实时测量这些数据来校正飞控系统。正如一句话所说“人类可以列出复杂的方程式来计算流体力学，但永远不能像鸟一样理解风”。
3、飞行状态改变后对心理的模拟。人生理上都会对极端环境有一定的反应，就比如飞机急速坠落，这个失重情况下除了拉操作杆飞行员也干不了其他事情了吧，但是模拟器不一样啊，他模拟不了重力加速度，飞行员对此的生理反应就会截然不同。
模拟器的局限性
飞行仿真器对教练机是另一个挑战。飞行仿真器的仿真精度越来越高，可以完成很多过去必须上天才能完成的训练，但是终究不能取代教练机。
例如，做危险动作的时候，仿真器上失败了可以再来，在飞机上就不一定有这个再来的机会。这种心态的差别是仿真器无法复现的。
飞行仿真器是种种仿真器的一种，说穿了就是用和飞机座舱相同的环境，模仿飞行时的状态。座舱硬件要做得和真飞机一样，这不难。但飞行特性要和真飞机一样，这个难度非同小可。
即使在计算机技术高度发达的今天，仿真用的数学模型依然是高度简化的。这一方面是实时计算速度的需要，另一方面是“囊中羞涩”，对复杂的物理现象依然缺乏微观的了解，只能用简化模型来笼统地描述。


虽然如此，每一名飞行员驾驶真实飞机之前都需要在全动六自由度飞行模拟机上进行训练。此外，世界民航组织规定，民航飞行员每六个月最少要复训一次，D级全动飞行模拟机可以满足飞行员训练的全部要求，为飞行员全面掌握操作技能提供充分的培训，最大限度确保飞行安全。此外，一些高危险性的试飞科目并不适合在真飞机上完成，比如飞行员如何在完全无动力的情况下滑翔到水面上着陆，类似这种情况就必须用六自由度飞行模拟机来代替。所以，不可否认，六自由度飞行模拟器为学员学习航天飞行的技术来了可靠的帮助，提高飞行训练质量。