眾所周知，航空航天飛行是一項耗資大、變量參數很多、非常復雜的系統工程，因此可利用虛擬仿真技術(shù)經(jīng)濟、安全及可重復性等特點(diǎn)，進(jìn)行飛行任務(wù)或操作的模擬，以代替某些費時(shí)、費力、費錢(qián)的真實(shí)試驗或者真實(shí)試驗無(wú)法開(kāi)展的場(chǎng)合，從而獲得提高航空航天員工作效率或航空航天器系統可靠性等的設計對策。
神州普惠公司在研究虛擬現實(shí)技術(shù)方面積累了豐富的經(jīng)驗，公司自主研發(fā)的模擬器培訓系統AppSTS(App Simulator Training System)，是基于分布式技術(shù)、三維圖形圖像模型、視景投影技術(shù)、數學(xué)模型和實(shí)物模型五大核心技術(shù)設計開(kāi)發(fā)的覆蓋整個(gè)培訓過(guò)程(教學(xué)、學(xué)習、練習和考核)的培訓系統。主要用于設備的操作培訓、協(xié)同規程培訓和邏輯分析能力培訓?？梢詫娇蘸教祜w行過(guò)程進(jìn)行三維可視化仿真，進(jìn)而進(jìn)行可視化研究或培訓，大大提高了試驗或訓練效率。
一、通用飛行模擬器組成
通用飛行模擬器一般由仿真計算機、模擬駕駛艙、運動(dòng)仿真平臺、視景仿真系統、操縱負載系統、噪聲模擬系統等組成。系統組成如下：
仿真計算機： 它是飛行仿真器的主要組成部分。通過(guò)編寫(xiě)程序的方法來(lái)描述飛行器、發(fā)動(dòng)機和機載各系統的數學(xué)模型。
模擬駕駛艙：它與真實(shí)飛行器駕駛艙相似，艙內設有儀表、指示燈、開(kāi)關(guān)按鈕和操縱手柄。駕駛員根據儀表指示和外景顯示操縱飛行器。艙內儀表也可根據需要開(kāi)發(fā)成虛擬儀表。
運動(dòng)仿真系統：它給駕駛員以運動(dòng)感覺(jué)。運動(dòng)仿真系統一般通過(guò)六自由度運動(dòng)平臺提供 “飛行”過(guò)程中飛行器垂直、水平、橫向、俯仰、滾轉和偏航六個(gè)角運動(dòng)的感覺(jué)。運動(dòng)基座由大功率伺服系統驅動(dòng)，驅動(dòng)信號由計算機計算形成。
視景仿真系統：它給駕駛員提供機艙外視覺(jué)景象。隨著(zhù)飛行器的“飛行”位置和“飛行”狀況的變化，在座艙前顯現相應的機外景象，包括機場(chǎng)、跑道、田野、河流、道路、山脈和城鎮建筑等。視景仿真系統一般由視景生成計算機和視景顯示系統組成。虛擬視景通過(guò)視景建模、視景特效開(kāi)發(fā)、交互開(kāi)發(fā)完成虛擬場(chǎng)景的交互顯示。視景顯示系統一般通過(guò)投影顯示系統實(shí)現。
操縱負載系統：駕駛員在操縱飛行器的駕駛桿、油門(mén)桿和方向舵等操縱機構時(shí)，操縱負載系統給駕駛員以操縱負載力的感覺(jué)。這些負載力隨操縱機構的行程大小、飛行高度和飛行速度等飛行參數的變化而改變。操縱負載系統通常采用力伺服系統。
噪聲模擬系統：噪聲模擬系統主要用來(lái)模擬飛行器飛行、發(fā)動(dòng)機和外部環(huán)境的音響效果以及乘員與控制臺間的語(yǔ)音通訊。
駕駛員在飛行仿真器上進(jìn)行飛行訓練時(shí)，可以人為地設置各種故障和特殊情況，以培養駕駛員處置故障和特殊情況的能力。
二、飛行模擬器作用
神州普惠公司應用AppSTS開(kāi)發(fā)的飛行模擬器可以滿(mǎn)足用戶(hù)試驗研究、仿真訓練、仿真體驗等多種需求。飛行模擬器通過(guò)對機艙人機界面、仿真數學(xué)模型等的建立，可以實(shí)現：
1) 人機環(huán)研究：通過(guò)艙內結構和布局仿真，分析和檢驗人-機-環(huán)總體性能;
2) 邏輯驗證：原理設計、操作飛行程序邏輯驗證和人機功能分配檢驗。
3) 試驗研究：通過(guò)設置極限條件進(jìn)行非常規或危險性的仿真試驗;
4) 仿真訓練：訓練飛行員熟悉艙內布局、界面和位置關(guān)系，演練飛行程序和操作技能等。
5) 故障訓練：通過(guò)飛行器故障的模擬，對飛行員進(jìn)行故障的診斷、排除和維修訓練。
三、成功案例
神州普惠科技股份有限公司應用AppSTS開(kāi)發(fā)了多個(gè)航空飛行訓練系統，積累了豐富的項目開(kāi)發(fā)經(jīng)驗，目前飛行虛擬仿真模擬器技術(shù)成熟，可以滿(mǎn)足用戶(hù)試驗研究、仿真訓練及娛樂(lè )體驗等多方面需求。
1、某機型飛行模擬器
模擬器簡(jiǎn)介：該飛行模擬器是神州普惠公司為某單位以某機型為原型構建的飛行模擬器，該模擬器主要用于飛行員操作規程以及飛行安全方面的訓練。
2、“LSO”模擬器
模擬器示意圖 模擬器外形
模擬器簡(jiǎn)介：該模擬器是神州普惠公司為某單位以某戰機為原型構建的飛行模擬器，該模擬器具有逼真的視覺(jué)模擬和操作模擬功能，可以完美模擬飛機的起飛、降落、空中飛行戰斗等全過(guò)程，該模擬器還配備了沉浸感強烈的球幕投影系統，為飛行員提供逼真的視景感知，同時(shí)還配備了先進(jìn)的六自由度液壓運動(dòng)仿真系統，為飛行員提供運動(dòng)感知。該模擬器已達到國際先進(jìn)水平。
3、飛機起飛/著(zhù)陸模擬器
模擬器簡(jiǎn)介：該模擬器是神州普惠公司為某單位以某飛機為原型構建的飛行模擬器，我們知道飛行事故80%以上都發(fā)生在起飛和著(zhù)陸階段，該模擬器針對這兩個(gè)階段進(jìn)行設計開(kāi)發(fā)，用于培訓學(xué)員在這兩個(gè)階段的飛行和著(zhù)陸操作。
