关于民用航空模拟器的探索
张永
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张永,. 关于民用航空模拟器的探索[J]. 航空航天学报,2021.9. DOI:10.12721/ccn.2021.157084.
摘要:
现阶段关于民用航空的飞行模拟器已经将计算机技术、图像技术、机电技术等多种先进技术手段融合在一起。本文主要阐述了常用空中飞行模拟器的概念及其优势,并描述了我国现阶段要求使用航空模拟器的标准,并分析出虚拟现实技术在飞行模拟器设备中可行性应用。
关键词: 民用航空飞行模拟器虚拟现实技术
DOI:10.12721/ccn.2021.157084
基金资助:

引言:通过不断地研究和开发,模拟器能根据设定的要求将相应的飞行场景和航空设备能够模拟出来,让相关操作者能在虚拟的环境中,进行实际操作的训练、验证等工序当中。虚拟现实手段作为计算机图形显示的新型优秀技术,能模拟出超现实的环境,带给操作者无限的可能性,为推动民航航空发展发挥了重要作用。

一、空中飞行模拟器概述

(一)空中飞行模拟器概述

空中飞行模拟器又能称之为变稳定性飞机,更能够随意变化飞机在飞行时的状态,也叫空中模拟器。因为它能够在较大的范围内完成改变相关参数的工作,相比其他飞行模拟器而言有较强的灵活性。在使用阶段其模拟出的飞行环境比地面模拟器创建的飞行环境更为真实,更加可靠。现代民航飞机的性能越来越好,其飞行速度和飞行高度也在不断发展。相应的飞机控制体系也随之复杂,其控制技术也在不断优化。民航的飞行任务虽较为单一,一旦出现事故会造成较严重的后果,会威胁到用户的身体健康。为了能保证完成飞行任务,还要保障新生产的飞机能够具备良好的飞行品质,就需要使用到变稳定性飞机。空中模拟器的出现就很好地解决了这一问题[1]

(二)飞行模拟器使用范围

一般情况下,常见的飞行模拟器会具备真实的座舱设备以及飞行控制杆,而操作人员作为飞行模拟器主要的参与者,会接收到仿真系统反馈的各种各样的信息,通过全面了解信息而后实施相应的操作手段。变稳定性飞行模拟器可用于研究机长驾驶的飞机的飞行品质状态,为后续的优化调整工序做理论依据。通过利用飞行模拟器能够发现飞机设计环节出现的缺陷,进而进行改进。还适用于研究全新的飞机控制系统,可以进行飞行试验。还可以用于最新制造出的飞机,在驾驶员训练期间了解飞机的飞行品质和特性,也可用于校核地面模拟器的试验结果。

二、民用航空模拟器的探索

(一)传统模拟器在航空领域的局限性

根据国家颁布的有关飞行模拟器的标准可知,模拟器的内部构成有差别,导致模拟器的等级也有不同。飞行模拟器作为民用航空培养驾驶者技术的重要组成部分,越高等级的飞行模拟器所某你出的飞行状态是全面性的,极特殊情况有待发展,合理运用飞行模拟器能够减少飞行期间的风险,进而保障了驾驶员在试验阶段的安全,大大提高了培养驾驶员的效率,一定程度上减少了成本投入。

现阶段所创造出的飞行模拟器,与视景系统和座舱系统相关联,但是针对性较强,只用运用于特定的飞机型号,导致培养出的驾驶员能力单一,只能驾驶某一种机型,传统的模拟器在航空领域的应用有缺陷。民航的飞机种类数量不断,但也不意味着民航领域的机型只有一种,因此达不到多种飞机的型号匹配的要求。已知的航空领域飞机型号高达上百种。同一种飞行器与之相配对的配置有很多种,这种现状导致了各种模拟器的性能有差别,有时会出现功能重复的情况,也属于资源浪费的一种。为了保障民航模拟器能够发挥其价值,能保证适用于各种机型的驾驶员训练,就要不断开发新兴的技术,进而推动我国民航领域健康平稳发展。

(二)虚拟现实技术的应用

将虚拟现实技术运用于民航航空模拟器,能够实现设备及飞行视野的仿真模拟,大大提高受训人员的真实体验感受,进而提升训练效率。合理运用虚拟现实技术,可将相关配置进行分解重组,进而可实现仿真多种机型,能有效减少飞行训练的费用。

1. 虚拟现实技术的航空模拟器市场前景

为了解决传统飞行模拟器会出现的问题,民航领域就要根据自身发展需求的特点,积极寻找出适用的飞行模拟器。新型模拟器要具备通用性高、兼容性良好的优势,要与传统模拟器有着本质的差别。而虚拟现实技术的出现,为民用航空模拟器的发展提供了全新的创作思路。运用了虚拟现实手段的飞行模拟器与传统的飞行模拟器作比较,有着明显的优势。运用了虚拟现实手段的模拟器从原有的座舱环境中跳脱了出来,不需要再去依靠于相关的机械设备,通过虚拟现实的手段就能将飞行情况模拟出来,利用相关的应用软件,就能将飞行环境构建出来,为后期的训练工作打好基础。一个模拟器就能展现出多种功效,一定程度上减少了成本的投入,方便了驾驶员的训练。现阶段的飞行模拟器已经融合了三维建模技术,可不再用头盔和感应杆就能实现场景模拟,构建出现实感强烈的三维飞机飞行的空间。早在1990年左右,就有设计师将虚拟现实技术运用在飞机中,当时的飞机型号是波音777,由于年代久远,当时的相关技术还不到位,在实际和建设环境消耗了大量的人力、资金和时间,由于建设规模较大,导致出现问题的频率上升。现阶段将虚拟现实三维技术运用到波音777的飞机当中,不但降低了出现错误的概率,从研发到建设的整个阶段的时间得到了缩短,成本也有所降低。

由于模拟器市场的种类繁多,使得部分航空公司会选择成本投入较少的训练模拟器,使得飞行训练的效果不尽人意。但是将虚拟技术运用于实践,就能在满足培训要求的同时,成本得到了控制,使得相关工作的质量和效率得到提高[2]

2. 模拟器未来前景展望

随着国家经济的发展,信息技术也随之得到了发展,AR技术和VR技术的出现,让使用者能够在有限的空间内看到无限的空间,通过这项技术还能看到叠加到现实的虚拟对象,让真实和虚拟有机的集合在一起。增强现实的技术能在现实环境中构建出本不存在的事物,丰富了现存世界。运用虚拟现实技术的飞行模拟器能够加强使用者的现实体验感,满足人们日益增长的生活要求。

结语:民用航空模拟器的要求越来越严格,使得模拟器也要不断的发展,结合先进技术能有效的提高使用者的现实体验感,在满足培训学员的基础上还能减少资本投入。在飞行模拟器中将其他先进技术加以运用,同样能推动航空事业的发展。

参考文献:

[1]夏伟,汤鸿.虚拟现实技术在通用航空飞行模拟器中的应用[J].直升机技术,2017(01):70-72.

[2]刘跃.以国际合作开辟国产民用航空模拟器发展新路  中航工业北京蓝天航空科技公司董事长靳东升谈公司发展战略[J].国际航空,2017(09):67-69.

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