飞行员模拟器的操作说明（飞行员的入门导师）

在航空界流行这么一句话：“飞行员是用跟他们体重相等的黄金堆出来的”，以此形容培养专业飞行员耗资不菲。而一旦脱离地面的支撑飞上云端，他们就要面对各种已知或未知的挑战。显然，在羽翼丰满之前还需要一个既经济又安全的成长“摇篮”。这就是飞行模拟器，与飞机几乎同时诞生，尽管从不离地，却托起了一代又一代的蓝天骄子。

飞行模拟器可使飞行机组成员完成主要技术模拟训练，在各种飞行条件下，对飞机的操作和驾驶技术进行模拟训练，以提高飞行员对特殊情况的反应和处置能力，且拥有使飞行机组成员熟悉飞机座舱环境、基本性能、飞行操纵特点和飞行程序，掌握机载设备的使用方法，驾驶、等情况处置程序的能力。

飞行模拟器

从广义上来说，飞行模拟器就是用来模拟飞行器飞行的机器。模拟飞机、导弹、卫星、宇宙飞船等飞行的装置，都可称之为飞行模拟器，是能够复现飞行器及空中环境并能够进行操作的模拟装置。

从狭义上来说，飞行模拟器就是用来模拟飞行器飞行且结构比较复杂功能比较齐全的装置。

模拟机发展史

第1阶段：机电模拟阶段

从上世纪二十年代末开始，由于模拟水平较低，通常称其为飞行练习器。1929年，美国人爱德华·林克设计出第一台机械气动式的飞行练习器。它主要向学员演示模拟飞机姿态，以训练飞行员的协调驾驶能力。第二次世界大战开始后，飞行练习器取得了较大的发展，由原来林克设计的简单的机械练习器逐步发展为具有较复杂的机械电气装置的，并能进行粗略计算的飞行模拟器。其应用范围也扩大了，不仅用于训练空军飞行员，而且在商业和民航飞行训练中也得到了进一步的使用，从而训练出不少飞行员。

图：爱德华·林克和其设计的机械气动式的飞行练习器

第2阶段：电子模拟阶段

1941年，英国的电信研究所设计了一种能解算飞机运动方程的电子模拟器。1949年，林克公司开发出电子模拟计算机，用于C-11喷气飞机练习器，并向美国空军出售了一千多台这一类练习器。利用该这类电子模拟计算机可以求解并再现飞机的气动特性、发动机特性以及机械各系统的特性。当时模拟器，模拟设备已相当完备，除了较逼真地模拟座舱各种仪表及有关设备的工作外，还采用幻灯、电影以至闭路电视来模拟座舱外部的视觉景象。另外，有的模拟器座舱还装有运动基座，以使座舱具有两个自由度(俯仰和倾斜)或三个自由度(俯仰、倾斜和偏转)。由于不断采用新技术，使模拟器的模拟效果越来越逼。

第3阶段：数字模拟阶段

1963年，美国林克公司生产了第一台数字电子计算机式的波音727飞行模拟器。从此之后，随着大、中型数字电子计算机及微型计算机的飞速发展，数字计算机控制的飞行模拟器就像雨后春笋般地出现了。由于使用了数字计算机，以及其它新技术，使得飞行模拟器的功能大为增强，不仅使各种座舱设备的模拟精度大为提高，而且还出现了大视场角的计算机成像视景系统，大活动范围的座舱运动平台，多通道的过载座椅与载荷服，以及逼真的音响模拟设备。飞行模拟器从原来的主要练习基本飞行驾驶技术发展到可以练习复杂的特技飞行、空中射击以至双机空战，有的飞行模拟器已具有诸如故障诊断、自动评定飞行练习的成绩等人工智能作用。随着网络技术的发展，现代的飞行模拟器已经可以异地联网，从而可以进行多机、多机种合同作战训练，甚至进行大规模的模拟演习。

图：英国空军的“哈利法克斯”机身模拟器

第4阶段：动感模拟阶段

近几年来，随着动感平台的加入，飞行模拟器变得越加真实。加入动感平台，飞行模拟器便能随着操作而动，随着动感平台技术的加强，六自由度（模拟器六个自由度的运动：前后、左右、上下运动）的开发完成让飞行模拟器达到了新的高度。主要是均包含在内；模拟飞机在各种飞行条件下的变化所引起的运动；模拟着陆接地时的姿态和碰撞效果以及使用刹车时出现的运动；模拟在接近真实飞机频处的振动和抖振以及大气紊流在对应自由度上引起的抖振；全方位提升了模拟效果。

图：新舟60模拟器是我国第一台达到民航总局C级标准的飞行模拟器

模拟机种类

飞行模拟器，从大的用途来说，可分为两大类：一类是工程研究用模拟器，另一类是训练用模拟器。

前者用于新型飞行器的研究、试验和已有飞行器的改进；后者用于训练飞行人员，使其掌握飞行驾驶技术和其它相关技术（如领航、轰炸、射击、空战），以及某些复杂设备的使用方法。

在训练用飞行模拟器上，人们在地面就可以操纵飞行器，其方法与在实际飞行器上完全一样，并能体验到飞行器在空中飞行时各种感觉。因此，不用上天，就可以学会飞行。

模拟机组成部分

飞行模拟器通常由模拟座舱、运动系统、视景系统、计算机系统及教员控制台等五大部分组成。

1、模拟座舱

模拟座舱内部的各种操纵装置、仪表、信号显示设备等与实际飞机几乎完全一样，它们的工作、指示情况也与实际飞机相同。因此飞行员在模拟座舱内，就像在真飞机的座舱之中。

飞行员操纵各种操纵设备（驾驶杆、油门、开关等）时，不但各种仪表、信号灯能相应工作，而且还能听到相应设备发出的声响（如发动机的轰鸣声，收放起落架的声音……）以及外界环境的声音（如机体与气流的摩擦声、雷雨声等）。同时，飞行员的手和脚上还能有因操纵飞机而产生的力感。

2、运动系统

运动系统是用来模拟飞机的姿态及速度的变化，以使飞行员的身体感觉到飞机的运动。先进的飞行模拟器，其运动系统具有六个自由度，即在三维坐标中绕三个轴的转动及沿三个轴的线位移。它主要有六个液压伺服作动筒（或六个电动作动筒）及其所支撑的平台，模拟座舱就安装在平台之上。六个作动筒的协同运动，就可驱动平台并使座舱模拟出飞机的运动变化情况。

3、视景系统

视景系统是用来模拟飞行员所看到的座舱外部的景象，从而使飞行员判断出飞机的姿态、位置、高度、速度以及天气等情况。先进的视景系统，是用计算机来产生座舱外部的景象，然后通过投影、显示装置显示出来。

4、计算机系统

计算机系统是飞行模拟器的神经中枢。飞行模拟器就是一个实时性要求很高、交流的信息量很大，精度要求较高的实时仿真控制系统。计算机系统承担着整个模拟器各个系统的数学模型的解算与控制任务。

现代的飞行模拟器，通常都是由若干台计算机联合组成一个网络，各计算机既分别处理不同的信息，相互之间又不断地进行信息交流，从而使整个模拟器协调一致地运行。

5、教员控制台

教员控制台是飞行模拟器的监控中心，主要用来监视和控制飞行训练情况。它不但能及时显示飞机飞行的各种参数（高度、速度、航向、姿态.....）, 飞机飞行的轨迹，而且还能设置各种飞行条件(风速、风向、气温、气压、起始位置......)。它还能设置各种故障，以训练飞行员的判断与处理故障的能力。先进的教员台，还具有维护检测、考核、鉴定等功能。

让“摇篮”成为“助推器”

我国自主发展飞行模拟器的历史虽然较短，但是经过不懈的努力取得了长足的进步。新中国建国初期，航空部门曾接收到几台林克机用于飞行教学。人民空军组建后从苏联和其他东欧国家引进过一批模拟训练器材，为培养自己的飞行人员和模拟技术人员奠定了基础，于1958年参考林克机研制出我国第一台仪表飞行练习器。以此为起点，军内外的科研人员在仿制基础上开始设计和生产各种飞行模拟器，20多年间陆续为部队提供了大批用于仪表飞行、起落飞行、光学/雷达轰炸、机炮/导弹射击等科目的专用型和便携型模拟训练设备，还曾出口到多个国家。

1980年代后，通过消化吸收先进科技，国内飞行模拟行业实现了从机电式向数字式的跨越，先后在闭路电视视景系统、计算机成像系统、三～六自由度运动平台等关键技术上取得突破，新型的轰炸机飞行模拟器、歼击机战术训练器、高级教练机模拟器和空中加受油模拟器等相继装备部队，并向着多功能综合模拟器和一体化战术战役训练模拟系统发展。

在民用航空方面，1975年我国首次从英国引进由数字计算机控制的波音707和“三叉戟”客机模拟器，建立起民航飞行模拟训练基地。此后随着民航市场扩展的需要，波音、麦道、空中客车等机型的专用模拟器纷纷进入国内，而运七-100和新舟60/600全任务飞行模拟器的研制成功则标志着国产飞机及其模拟器达到了新的技术水平。在我国加快发展通用航空产业之际，飞行模拟器市场也展现出欣欣向荣的前景，将为我国航空航天事业的发展装上又一个强有力的“助推器”。