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(tǒng)工程，因此可利用虛擬仿真技術經濟、安全及可重復性等特點，進行飛行任務或操作的模擬，以代替某些費時、費力、費錢的真實試驗或者真實試驗無法開展的場合，從而獲得提高航空航天員工作效率或航空航天器系統(tǒng)可靠性等的設計對策。

　　神州普惠公司在研究虛擬現實技術方面積累了豐富的經驗，公司自主研發(fā)的模擬器培訓系統(tǒng)AppSTS(App Simulator Training System)，是基于分布式技術、三維圖形圖像模型、視景投影技術、數學模型和實物模型五大核心技術設計開發(fā)的覆蓋整個培訓過程(教學、學習、練習和考核)的培訓系統(tǒng)。主要用于設備的操作培訓、協(xié)同規(guī)程培訓和邏輯分析能力培訓?？梢詫娇蘸教祜w行過程進行三維可視化仿真，進而進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、運動仿真平臺、視景仿真系統(tǒng)、操縱負載系統(tǒng)、噪聲模擬系統(tǒng)等組成。系統(tǒng)組成如下：

　　仿真計算機： 它是飛行仿真器的主要組成部分。通過編寫程序的方法來描述飛行器、發(fā)動機和機載各系統(tǒng)的數學模型。

　　模擬駕駛艙：它與真實飛行器駕駛艙相似，艙內設有儀表、指示燈、開關按鈕和操縱手柄。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發(fā)成虛擬儀表。

　　運動仿真系統(tǒng)：它給駕駛員以運動感覺。運動仿真系統(tǒng)一般通過六自由度運動平臺提供 “飛行”過程中飛行器垂直、水平、橫向、俯仰、滾轉和偏航六個角運動的感覺。運動基座由大功率伺服系統(tǒng)驅動，驅動信號由計算機計算形成。

　　視景仿真系統(tǒng)：它給駕駛員提供機艙外視覺景象。隨著飛行器的“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、跑道、田野、河流、道路、山脈和城鎮(zhèn)建筑等。視景仿真系統(tǒng)一般由視景生成計算機和視景顯示系統(tǒng)組成。虛擬視景通過視景建模、視景特效開發(fā)、交互開發(fā)完成虛擬場景的交互顯示。視景顯示系統(tǒng)一般通過投影顯示系統(tǒng)實現。

　　操縱負載系統(tǒng)：駕駛員在操縱飛行器的駕駛桿、油門桿和方向舵等操縱機構時，操縱負載系統(tǒng)給駕駛員以操縱負載力的感覺。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(tǒng)通常采用力伺服系統(tǒng)。

　　噪聲模擬系統(tǒng)：噪聲模擬系統(tǒng)主要用來模擬飛行器飛行、發(fā)動機和外部環(huán)境的音響效果以及乘員與控制臺間的語音通訊。

　　駕駛員在飛行仿真器上進行飛行訓練時，可以人為地設置各種故障和特殊情況，以培養(yǎng)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開發(fā)的飛行模擬器可以滿足用戶試驗研究、仿真訓練、仿真體驗等多種需求。飛行模擬器通過對機艙人機界面、仿真數學模型等的建立，可以實現：

　　1) 人機環(huán)研究：通過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：通過設置極限條件進行非常規(guī)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、界面和位置關系，演練飛行程序和操作技能等。

　　5) 故障訓練：通過飛行器故障的模擬，對飛行員進行故障的診斷、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開發(fā)了多個航空飛行訓練系統(tǒng)，積累了豐富的項目開發(fā)經驗，目前飛行虛擬仿真模擬器技術成熟，可以滿足用戶試驗研究、仿真訓練及娛樂體驗等多方面需求。

1、某機型飛行模擬器

　　模擬器簡介：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(guī)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

　　模擬器簡介：該模擬器是神州普惠公司為某單位以某戰(zhàn)機為原型構建的飛行模擬器，該模擬器具有逼真的視覺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(zhàn)斗等全過程，該模擬器還配備了沉浸感強烈的球幕投影系統(tǒng)，為飛行員提供逼真的視景感知，同時還配備了先進的六自由度液壓運動仿真系統(tǒng)，為飛行員提供運動感知。該模擬器已達到國際先進水平。

3、飛機起飛/著陸模擬器

　　模擬器簡介：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)生在起飛和著陸階段，該模擬器針對這兩個階段進行設計開發(fā)，用于培訓學員在這兩個階段的飛行和著陸操作。