飛行模擬器的應(yīng)用價(jià)值

趙旭東 劉天寧

飛行模擬器應(yīng)用于飛行員的訓(xùn)練可以追朔到1929年的林克訓(xùn)練機(jī)，1934年美國陸軍航空隊(duì)購買了4套林克訓(xùn)練機(jī)，于是飛行模擬器產(chǎn)業(yè)從此誕生。1948年柯蒂斯·萊特公司為泛美航空交付了一套波音377飛行訓(xùn)練模擬器，這是第一套民用航空公司擁有的飛行訓(xùn)練模擬器。飛行模擬器歷經(jīng)數(shù)十年的發(fā)展與革新，從早期的儀表飛行教學(xué)環(huán)境、設(shè)備與儀器操作、完整的動(dòng)作模擬，發(fā)展到現(xiàn)階段的全狀態(tài)全任務(wù)飛行模擬器訓(xùn)練，同時(shí)支撐飛行模擬器的各部組件都有了很大的技術(shù)發(fā)展，與之相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范也已經(jīng)日趨完善。

飛行模擬器應(yīng)用于飛行員訓(xùn)練，是業(yè)內(nèi)認(rèn)可且很重要的手段。民用航空方面，飛行模擬器的應(yīng)用可以提高飛行員的培訓(xùn)效率、提升飛行員應(yīng)急處置能力及心理品質(zhì)、大量節(jié)省真機(jī)實(shí)際飛行的培訓(xùn)費(fèi)用、無環(huán)境污染、提高保障飛行安全的能力；軍用航空方面，除了繼承上述優(yōu)點(diǎn)外，特別值得稱贊的是，它有效地解決了實(shí)際飛行作戰(zhàn)訓(xùn)練過程中，難以解決的假想敵目標(biāo)機(jī)的真實(shí)性和訓(xùn)練損耗問題，也有效地解決了多機(jī)種在體系對(duì)抗條件下的不同戰(zhàn)法協(xié)同演練，既滿足了與假設(shè)敵不同作戰(zhàn)體系的真實(shí)性，也消除了激烈對(duì)抗過程中的安全問題。

提高培訓(xùn)效率

應(yīng)用飛行模擬器訓(xùn)練飛行員，不需要考慮飛機(jī)的后勤保障、飛機(jī)的壽命、復(fù)雜氣象，以及繁忙的交通管制等影響，可以全天24小時(shí)滿足訓(xùn)練使用的要求。目前，每單臺(tái)高檔次模擬器可以初步滿足15～20架機(jī)組的訓(xùn)練，航空公司或培訓(xùn)中心可根據(jù)服務(wù)的機(jī)群數(shù)量，增加模擬器的配置數(shù)量，有效地解決飛行員初始訓(xùn)練、復(fù)訓(xùn)等訓(xùn)練需求。同時(shí)，飛行教員可以指導(dǎo)多名飛行員的訓(xùn)練，而且可以對(duì)部分重點(diǎn)科目進(jìn)行重復(fù)性訓(xùn)練，特別是針對(duì)以程序飛行為主的航線飛行員（ATPL）的訓(xùn)練，能夠進(jìn)行復(fù)雜情況或技術(shù)通報(bào)反映的問題，進(jìn)行針對(duì)性的駕駛能力提高。

提升應(yīng)急處置能力

飛行員在職業(yè)生涯中，真正能夠遇到的特殊情況或緊急事故比較少見，為了對(duì)每名乘客生命的尊重，必須通過模擬器對(duì)不宜在真實(shí)飛機(jī)出現(xiàn)的高級(jí)別特殊情況進(jìn)行模擬訓(xùn)練，如風(fēng)切變、發(fā)動(dòng)機(jī)失火導(dǎo)致動(dòng)力失效、低氣象、起落架故障等，以充分保證飛行運(yùn)營的安全。因此，國際民航組織（ICAO）的航線飛行員培訓(xùn)體系已經(jīng)將模擬訓(xùn)練作為一項(xiàng)重要且特殊的訓(xùn)練手段，用于保障運(yùn)營安全。持有航線飛行運(yùn)營資質(zhì)的飛行員每年都必須幾十小時(shí)的模擬器訓(xùn)練。

節(jié)省培訓(xùn)經(jīng)費(fèi)

目前，飛行員的培養(yǎng)經(jīng)費(fèi)是非常高的，同時(shí)培養(yǎng)一名合格的飛行員往往歷經(jīng)數(shù)年的時(shí)間。使用真實(shí)飛機(jī)進(jìn)行訓(xùn)練每小時(shí)需要數(shù)萬元的經(jīng)費(fèi)，同時(shí)出于節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本等原因，航空公司更愿意將飛機(jī)的有效壽命盡可能多地用于運(yùn)營，減少地面保障費(fèi)用等成本，模擬訓(xùn)練的內(nèi)容也已擴(kuò)展到了地勤人員的培訓(xùn)，從而大大地節(jié)省了培訓(xùn)經(jīng)費(fèi)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，采用飛行模擬器進(jìn)行訓(xùn)練，每小時(shí)的訓(xùn)練成本僅有幾千元，相比實(shí)際飛行的幾萬元訓(xùn)練費(fèi)用，模擬訓(xùn)練可謂是多快好省，加上模擬器的維護(hù)使用成本和保障的人員較少，其訓(xùn)練優(yōu)勢(shì)不言而喻。目前飛行模擬器的壽命，在良好的保養(yǎng)和維護(hù)、升級(jí)的條件下，已經(jīng)可以達(dá)到近20年。

減少環(huán)境污染

節(jié)能環(huán)保已經(jīng)是全世界關(guān)注的焦點(diǎn)，飛行模擬器設(shè)備本身僅依靠電力進(jìn)行正常工作，不會(huì)產(chǎn)生廢氣、廢水、噪聲等污染環(huán)境的因素。

提高飛行安全

飛行安全性一直是航空產(chǎn)業(yè)關(guān)注的核心，尤其是航空運(yùn)輸業(yè)圍繞飛行安全展開了大量的工作，包括飛行員的駕駛技能訓(xùn)練、風(fēng)險(xiǎn)科目的訓(xùn)練等。甚至影響飛行安全的事件可以在飛行模擬器上進(jìn)行驗(yàn)證，從而識(shí)別誘發(fā)飛行安全的因素，在相關(guān)的規(guī)章和通告上進(jìn)行糾正，有利于提高飛行安全的整體提高。

飛行駕照審核

持有ATPL駕照的飛行員，按照ICAO的要求，每年需要在高等級(jí)模擬器上通過訓(xùn)練考核獲得資質(zhì)的有效性。與國外發(fā)達(dá)國家相比，目前我國還尚未執(zhí)行私人駕照（PPL）的模擬器資質(zhì)審核制度。特別是不同于民航航線程序飛行的自主飛行，某種程度上非常需要通過模擬器的模擬飛行考核，以獲得儀表飛行（IFR）和目視飛行（VFR）資質(zhì)的有效性。

軍事應(yīng)用價(jià)值不可估量

由于航空武器裝備的作戰(zhàn)性能不斷提高，使得武器裝備的采購價(jià)格也在持續(xù)飆升，訓(xùn)練費(fèi)用支線攀升，造成裝備采購數(shù)量大為減少，特別是在和平環(huán)境下尤為突出。如何解決在裝備數(shù)量減少的情況下仍能提高或保持應(yīng)有的作戰(zhàn)能力這一矛盾，為軍方和技術(shù)支撐單位提供了施展卓越才能解決實(shí)際問題的機(jī)會(huì)。從歷史的長河看，模擬仿真的技術(shù)發(fā)展，無一不以軍用仿真領(lǐng)先應(yīng)用為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，如果說初始的目的是本著提高培訓(xùn)效率、減少訓(xùn)練費(fèi)用，以及減少安全事故，那么后來仿真技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)大幅度地提升了模擬器原有的訓(xùn)練功能，從原有的單一駕駛技術(shù)訓(xùn)練，發(fā)展為個(gè)體戰(zhàn)術(shù)動(dòng)作訓(xùn)練，進(jìn)而已發(fā)展為戰(zhàn)役體系對(duì)抗的高層次訓(xùn)練。模擬器的訓(xùn)練能力已經(jīng)能夠全部覆蓋真實(shí)飛機(jī)的全部性能，部分高性能模擬器已經(jīng)能夠折算相當(dāng)高比例的實(shí)際飛行時(shí)間，把有限的實(shí)際飛行壽命盡可能多地用于執(zhí)行戰(zhàn)情任務(wù)和軍事演習(xí)。

隨著科技的發(fā)展，特別是近年來計(jì)算機(jī)技術(shù)，仿真技術(shù)以及仿真工具軟件的飛速發(fā)展，軍用模擬器的仿真逼真度、滿足訓(xùn)練需求的配套功能、利用網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的不同作戰(zhàn)體系下的多機(jī)種多批次同一時(shí)間同一區(qū)域的對(duì)抗訓(xùn)練、能夠靈活改變的真實(shí)戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境構(gòu)建，以及完善的演習(xí)訓(xùn)練過程和戰(zhàn)況評(píng)估系統(tǒng)，另外，已形成的多檔次、多機(jī)種和各種專用功能模擬器的有效結(jié)合，不僅實(shí)現(xiàn)了降低訓(xùn)練裝備的采購和維護(hù)費(fèi)用，保證了在和平時(shí)期大力提高新武器裝備盡快形成戰(zhàn)斗力和大力提高作戰(zhàn)能力，而且能夠?qū)?zhàn)役及戰(zhàn)術(shù)作戰(zhàn)任務(wù)通過模擬訓(xùn)練系統(tǒng)，像打飛行游戲一樣的進(jìn)行訓(xùn)練作戰(zhàn)，以達(dá)到真實(shí)作戰(zhàn)時(shí)像游戲一樣進(jìn)行作戰(zhàn)的目的。幾次局部戰(zhàn)爭(zhēng)都雄辯地證明，采用上述模擬訓(xùn)練的效果異常顯著，即使是飛行員為見過敵機(jī)和作戰(zhàn)區(qū)域的攻擊目標(biāo)，由于在模擬器上已經(jīng)真實(shí)顯現(xiàn)過所有目標(biāo)和可能出現(xiàn)的各種情況，無論是己方配合奪取制空權(quán)，還是突破放空火力圈實(shí)施預(yù)定目標(biāo)的突擊，都像在模擬器中的訓(xùn)練過程一樣得以順利實(shí)施。

工程模擬器應(yīng)用

現(xiàn)代研制的飛機(jī)，由于能功能全，自動(dòng)化程度高，安全余度高，特別是放寬靜穩(wěn)定度后，在飛機(jī)設(shè)計(jì)的過程中，一般都通過利用工程模擬器，不斷摸索和驗(yàn)證飛機(jī)的最佳參數(shù)，使飛機(jī)的操縱和相應(yīng)品質(zhì)達(dá)到適航要求，使飛機(jī)更具有競(jìng)爭(zhēng)力；同時(shí)，工程模擬器也為新研飛機(jī)的試飛員提供了有效的培訓(xùn)手段，盡管在飛機(jī)首飛前試飛員沒有駕駛飛機(jī)上過天，但是由于不斷的進(jìn)行了工程模擬器訓(xùn)練，已達(dá)到了對(duì)新飛機(jī)空中飛行品質(zhì)和特殊情況處理非常熟悉的程度。

綜上所述，飛行模擬器是一款高科技產(chǎn)品，只要能夠?qū)⒌挠嘘P(guān)功能建立起數(shù)學(xué)模型，那么這個(gè)模擬器就能夠?yàn)槟M出你所期望得到的訓(xùn)練功能。我們相信，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和仿真技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，飛行模擬器越來越被人們所重視，也越來越能夠?yàn)楹娇债a(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出難以估量的貢獻(xiàn)。

（作者單位系北京藍(lán)天航空科技有限責(zé)任公司）