你们飞行员都是电玩高手?嗯。玩的什么电玩?
图自网络
看完标题,马上回答王者农药的同学,可得好好看看本文了。咱飞行员天之骄子,怎么能只玩这样简单的电玩呢?
咱的电玩,可以用无可比拟的分辨率饱览世界风情、俯瞰祖国大好河山;
咱的电玩,不单画面丰富,还会跟真实世界一样会震动、摇晃、起伏。不让你头晕脑胀算我输;
咱的电玩,可以风和日丽,也可以电闪雷鸣、四处故障、险情迭起、九死一生……
更要命的是,对手大boss的阴险狡诈超过所有AI(人工智能),因为ta不是AI,而是我的飞行教员、脑子里充满超越现实的坏主意的老司机。
……
惊险不惊险?刺激不刺激?这个“施虐”的场所,就是今天我们要介绍的“电玩” - 全动飞行模拟机!
飞行是高难度高成本工作。飞机速度快,留给飞行员的处置意外的时间非常短暂;飞行成本高,动辄每小时数万元。在这种情况下,一开始就让新飞行员在真实飞机上训练是不安全不经济的,因此最好能在既安全又逼真的地面环境里进行初始培训;此外即便是有经验的飞行员,他们定期(比如半年)进行的风险科目训练,也适合安排在这一场所。基于这类需求,全动模拟机应运而生。
全动模拟机外观上大体可以分为支撑和运动系统、以及它们上面的模拟驾驶舱2个部分,当然还有一些不容易看到的控制和供电设备。目前新的全动模拟机售价可以达到千万美元数量级,但相对于使用真实飞机训练,这个价格还是划算的,更何况前者绝对安全,毫无坠机风险
所动全动模拟机,简单理解就是一个根据机型设计的会动的仿真驾驶舱,它能够根据飞行员的操作,给出对应的响应,包括但不限于仪表读数改变、“窗外”景色变换、发出仪器设备工作以及空气摩擦的声音、产生“推背”、“失重”等体感……一句话,让飞行员在地面上就获得驾驶飞机的真实感受。
今天的出镜模特,就是泰雷兹公司为海特集团制造的中国首台 D级直升机全动飞行模拟机Reality H,它的模仿对象是空中客车EC135直升机。
Reality H模拟机与EC135真机对比(图自泰雷兹)
泰雷兹Reality H的一大亮点,在于支撑和运动系统,它们根据电脑指令进行运动,为模拟驾驶舱制造运动体感。目前模拟机运动系统多采用液压或者电动驱动,Reality H使用的是先进的电动设计,反应灵敏,不易损坏,平均故障间隔时间达到100万小时。
Reality H支撑和运动机构
工作中“跳舞”的Reality H
根据“逼真”程度不同,国际上把可动模拟机分为A - D级,其中D级逼真程度最高。对于普通客机,比如A320的认证飞行员改飞A330,可以使用一台D级模拟机进行全部培训;直升机有所不同,飞行员仍然需要进行一小部分比例的真机飞行,以熟悉一些复杂操作和紧急步骤。直升机真机飞行相对模拟机飞行的比例取决于模拟机的认证级别,如果是B级,70%的初始培训可以在模拟机上操作。如果是D级,则为80%。
上面两图是泰雷兹Reality H模拟机内景。中间的直升机驾驶舱是一个模块,必要时候可以替换成其它机型,这样训练机构就不一定需要购买太多的全套模拟机,可以节约成本
大家不难看出,Reality H的内部空间是一个球形,“窗外”投影的视角非常广阔,远大于民航客机的模拟机。
民航客机模拟机结构图,其飞行员视角宽广程度不如直升机模拟机(图自维基百科)
直升机模拟机使用广角画面的原因,是因为直升机驾驶舱的窗户很多,飞行员左右和上下方向都有良好的视角,而不像客机驾驶舱那样大体只能看到前方和左右的景色,因此直升机模拟机一般都采用视角开阔的球形投影来满足要求。
下面我们可以通过半分钟的短片来感受一下“飞行中”的模拟机:
https://v.qq.com/txp/iframe/player.html?vid=j1324xlodk6&width=500&height=375&auto=0
额外说一点,对于“飞行速度”更快、飞行员距离“窗外景物”更远的客机模拟机,它们还常使用准直显示(Collimated display)技术来进一步校正飞行员视觉偏差。
这是怎么回事呢?假设在真实飞行中,远处某个物体,比如跑道,正好处于左边飞行员的正前方,由于跑道与飞行员的距离远远大于两个飞行员之间的距离,因此右边飞行员看到的画面与左边看到的基本一致,即ta也看到跑道处于正前方,如下图:
图自维基百科
然而在模拟机上,如果我们只是采用普通投影来显示跑道,由于投影幕布与飞行员距离很近,那么在右边飞行员看来,远处的跑道会明显偏移到左前方,这就明显失真了:
图自维基百科
准直显示系统能够通过一系列光学器件,校正这样的偏差,让两个飞行员都看到与真实场景一样的画面。具体的原理比较复杂,这里咱不展开说了,感兴趣的盆友可以上网搜索资料。
图自维基百科
让我们回到Reality H模拟机。高品质飞行模拟机除了画面逼真,各类按钮、仪表、操纵杆也都尽可能采用真实组件,追求“连手感都一样”。
泰雷兹Reality H模拟机驾驶舱设备特写
不过,模拟机相对真实飞机,也有一个特别“失实”的地方,那就是在飞行员身后增加了教员使用的操控台。
飞行员身后的操控台
教员可以通过操控台变换飞行机场、制造出风雨雷电各种恶劣天气,或者让学员遭遇火灾、机械失效、电气故障、鸟击等一系列意外,甚至让几种特请组合出现……一句话,现实中再小概率的问题,都可以被制造出来为难学员,而且这样的训练可能会持续几个小时,甚至短暂休息后再次上阵,真是挑战!当然,教员也不是随意出招,而是依据严谨的教学大纲安排科目,确保学员“该练的都练到,但也不过分折腾”。
据介绍,一个没有经验的直升机飞行员,须要在全动模拟机以及真实直升机上进行至少几十个小时的严格训练,并经过严格理论学习和考察,才能获得最基本的执照。
正是科学而严苛的“电玩”训练,锤炼出了一位又一位合格的飞行员,让我们乘客放心地把安全托付于他们,享受云端之上的万里阳光。
在最后,感谢泰雷兹等企业为模拟机市场提供了优秀产品。
法国泰雷兹是世界领先的高科技集团,业务遍及航空航天、交通、防务和安全领域。从飞机上的电子和控制产品、到地面的空管系统、到模拟机这样的培训设备、再到我们常常接触的客舱娱乐设施,都能够看到泰雷兹的身影。特别值得一提的是,国产C919的机载娱乐设备,就是泰雷兹参与开发的。
小语想,如果飞行员沉迷于今天我们说的“电玩”,应该是好事吧?
感谢泰雷兹与海特集团协助完成本文
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