飛行訓練模擬器的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

摘 要：當前，世界各國空軍面臨著飛行訓練成本高昂、危險因素較多的實際問題，飛行訓練模擬器對解決該問題有著非常重要的作用和積極意義。因此，世界各軍事強國都在積極發(fā)展各類飛行訓練模擬器技術(shù)，并研究未來飛行訓練模擬器的主要發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：飛行訓練 模擬器 發(fā)展趨勢

中圖分類號：V441 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3973（2013）010-079-02

1 引言

隨著現(xiàn)代軍事技術(shù)的迅猛發(fā)展，空軍武器裝備更新?lián)Q代的速度不斷加快，并且逐漸向著系統(tǒng)化、集成化、復雜化的方向發(fā)展，這對飛行人員的能力和素質(zhì)提出了更高的要求，同時也導致了空軍裝備訓練使用的成本大幅上升。為了使新武器裝備盡快形成戰(zhàn)斗力，必須加緊對裝備使用人員的訓練。

2 飛行訓練模擬器的作用及優(yōu)勢

2.1 飛行訓練模擬器的作用

飛行訓練模擬器是新型戰(zhàn)機訓練系統(tǒng)的重要組成部分，是飛行員訓練不可缺少的重要裝備。

飛行訓練模擬器能夠模擬飛機的全部或部分功能、性能或某類特定系統(tǒng)。它不僅可以為受訓人員提供技術(shù)、戰(zhàn)術(shù)訓練或者火控武器、精確打擊武器等復雜系統(tǒng)的專項模擬訓練，還能夠進行特定機種、特定型號飛機的座艙模擬、飛行性能仿真、視景模擬、動感模擬、航空電子模擬、綜合環(huán)境模擬、聲音模擬等訓練。

2.2 飛行訓練模擬器的優(yōu)勢

利用飛行訓練模擬器進行訓練已經(jīng)成為飛行訓練發(fā)展的重要方向，其原因在于：（1）利用實裝進行飛行訓練過程中，需要花費更高的成本，實裝訓練不僅需要繁雜的保障技術(shù)人員和保障設(shè)備，而且在訓練過程中還會對實裝造成損耗，因此利用飛行訓練模擬器可以大大降低訓練的成本，提高經(jīng)濟效益；（2）利用飛行訓練模擬器進行飛行訓練，可以突破氣候條件、地域和環(huán)境條件的限制，可以根據(jù)特定的飛行訓練任務(wù)隨意挑選受訓地點，訓練的有效性高；（3）飛行員利用飛行訓練模擬器進行飛行訓練時，可以根據(jù)自身條件對難點項目進行反復練習，大大提升訓練效果；（4）利用飛行訓練模擬器可以避免飛行員由于操作失誤造成的不安全隱患，大大提高安全性。

3 國內(nèi)飛行訓練模擬器的現(xiàn)狀

當前，國內(nèi)的飛行訓練模擬器通常由飛機性能仿真分系統(tǒng)、座艙模擬分系統(tǒng)、視景分系統(tǒng)、教員控制臺分系統(tǒng)、計算機和網(wǎng)絡(luò)分系統(tǒng)、動感模擬分系統(tǒng)、航空電子模擬分系統(tǒng)、綜合環(huán)境模擬分系統(tǒng)、聲音模擬分系統(tǒng)和輔助分系統(tǒng)等若干系統(tǒng)組成。當前，國內(nèi)研發(fā)的飛行訓練模擬器還存在一些缺陷和不足。比如，在功能模擬方面大多比較有限，有些飛行訓練模擬器只能模擬特定裝備的某幾個功能，模擬器之間的聯(lián)網(wǎng)協(xié)同能力還有待進一步重視和提高，這與國外的模擬系統(tǒng)早已向多種裝備、多種用途、覆蓋多軍種的方向發(fā)展還有很大差距。

4 國外飛行訓練模擬器的現(xiàn)狀

國外發(fā)展飛行訓練模擬器的時間相比國內(nèi)較早。自20世紀初，飛機發(fā)明以來，就迅速應(yīng)用到軍事領(lǐng)域。到20世紀30年代初，已經(jīng)出現(xiàn)了用于飛行訓練的練習器。二戰(zhàn)之后，世界各國都意識到飛機在整個戰(zhàn)場上起著至關(guān)重要的作用，然而實裝飛行訓練的成本高昂，周期長，因此為了克服實裝飛行訓練的缺點，世界各國開始重視飛行訓練模擬器的發(fā)展。當前，飛行訓練模擬器的研制開發(fā)代表企業(yè)是加拿大的CAE、美國的ES和微軟公司等，它們所研制的軍用訓練模擬器不但有專門針對特定裝備使用的訓練系統(tǒng)，還可以進行多種裝備的聯(lián)合仿真訓練，即在同一個平臺同一個系統(tǒng)上可以模擬戰(zhàn)場上可能使用到的多個作戰(zhàn)單位。

目前，世界各軍事強國都非常重視飛行訓練模擬器的發(fā)展，使其更能滿足飛行員的作戰(zhàn)需求。由于飛行訓練模擬器不可替代的優(yōu)勢，各國都爭相發(fā)展性能優(yōu)良的飛行訓練模擬器并積極將其應(yīng)用到飛行訓練的全過程。自20世紀80年代末，印度空軍開始重視飛行模擬器的應(yīng)用，開始大量購買和研制模擬各種飛機飛行和進行空戰(zhàn)的訓練器材，如為其裝備的36架幻影2000型戰(zhàn)斗機購買了一套幻影2000JH球型模擬器。到20世紀90年代末，美空軍已經(jīng)不滿足單兵（機組）的模擬訓練，美軍運用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將分散在不同地區(qū)的多個部隊所屬的模擬器聯(lián)為一體，進行綜合、系統(tǒng)、協(xié)同訓練，現(xiàn)今美軍已實現(xiàn)了多軍種體系對抗和聯(lián)合作戰(zhàn)的模擬訓練?？哲姲⒛匪固乩蕦嶒炇业摹疤摂M21中隊”，采用多臺不同機型的飛行模擬器同地聯(lián)網(wǎng)，仿效一個實際的機群，用于帶戰(zhàn)術(shù)背景的多機種合同戰(zhàn)術(shù)模擬訓練。

美空軍四代戰(zhàn)斗機F-22的飛行訓練系統(tǒng)采用L-3通信公司鏈接仿真與訓練分部的三種復雜模擬器，即全任務(wù)訓練器（FMT）、武器與戰(zhàn)術(shù)訓練器（WTT）和出艙程序訓練器（EPT）。F-22戰(zhàn)斗機的全任務(wù)訓練器采用固定位置安裝，不但能提供真實的視覺感受，而且可以對外界地貌、大氣環(huán)境以及飛行環(huán)境中的敵方威脅和目標進行動態(tài)模擬。全任務(wù)訓練器具有全方位視野，完全可以為飛行員創(chuàng)造一種身臨其境的感覺。美空軍F-35戰(zhàn)斗機作為JSF計劃的產(chǎn)物，其訓練系統(tǒng)廣泛采用了各種先進的訓練技術(shù)，如分布式任務(wù)訓練（DMT）和嵌入式訓練（ET）技術(shù)。

5 飛行訓練模擬器的發(fā)展趨勢

信息化條件下，作戰(zhàn)樣式開始朝著一體化方向迅速發(fā)展，因此對于飛行訓練模擬器提出了更高的要求。隨著交互仿真技術(shù)的不斷發(fā)展，不同軍兵種、不同類型的飛行訓練模擬裝備可以實現(xiàn)相互交聯(lián)，能夠更好地為多軍兵種戰(zhàn)役戰(zhàn)術(shù)訓練、作戰(zhàn)應(yīng)用研究和作戰(zhàn)效能評估提供條件。

綜合國內(nèi)外飛行訓練模擬裝備的發(fā)展情況，可以歸納出飛行訓練模擬器的發(fā)展有以下特點和發(fā)展趨勢：

5.1 經(jīng)費投入不斷加大，功能/費用合理劃分，實行集中管理

飛行模擬訓練與實裝訓練相比，可以節(jié)省龐大的軍費開支，因此成為各軍事強國爭相重點發(fā)展的領(lǐng)域。美國空軍一直在想方設(shè)法壓縮軍費預算，為了減少利用實裝訓練帶來的的高昂開支，他們采用了價格昂貴的新一代先進的高級仿真模擬系統(tǒng)，利用飛行訓練模擬器完成更多的訓練科目。雖然研制開發(fā)一臺先進模擬器的費用一般都高于單架飛機的購置費，但是在使用過程中，模擬訓練費用遠遠低于實裝訓練的費用，所以利用飛行訓練模擬器是節(jié)省軍費開支的有效手段。

為了更加有效地利用飛行訓練模擬裝備，一般來說都將飛行訓練模擬裝備進行集中管理。一般來說，按照部隊訓練需求，成立一體化的訓練中心，配備幾十臺不同功能的模擬器。不但可以滿足空戰(zhàn)合練及分層次單項訓練的要求，而且對人員配備、系統(tǒng)維護、后勤保障都提供了極大的便利。

5.2 適應(yīng)多種類型和功能訓練的需要，模擬器聯(lián)網(wǎng)及內(nèi)部協(xié)同成為訓練的重點

為了適應(yīng)信息化戰(zhàn)爭條件下體系作戰(zhàn)的需求，飛行訓練模擬器的不能只關(guān)注單個平臺/武器系統(tǒng)的模擬訓練，而是要能夠進行由網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的多平臺、多武器系統(tǒng)的模擬對抗，能夠?qū)崿F(xiàn)一定規(guī)模兵力聯(lián)合演習的空戰(zhàn)模擬訓練。

高技術(shù)條件下的聯(lián)合作戰(zhàn)，合同化程度越來越高，這就要求飛行訓練模擬器的發(fā)展必須適應(yīng)這一作戰(zhàn)需求。分布式模擬交互（DIS）技術(shù)已經(jīng)成為各軍事大國應(yīng)用的主要技術(shù)，它能夠有效促進單個平臺/武器系統(tǒng)的模擬向多平臺、多武器系統(tǒng)的模擬的發(fā)展，將整個模擬訓練系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，發(fā)揮更大的效用。

5.3 基于虛擬現(xiàn)實的飛行訓練模擬器逐步得到廣泛重視

當前，虛擬現(xiàn)實技術(shù)相關(guān)課題的研究和開發(fā)工作已經(jīng)愈來愈成熟。應(yīng)用傳統(tǒng)技術(shù)的模擬器已經(jīng)不能滿足當前新型先進戰(zhàn)機的訓練需求，更不能適應(yīng)信息化條件下體系作戰(zhàn)的要求，然而，基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的飛行訓練模擬器與之相比有著巨大的優(yōu)勢：（1）應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的訓練模擬器可以在單個訓練平臺上實現(xiàn)多種不同任務(wù)的模擬訓練；（2）基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的訓練模擬器可以通過網(wǎng)絡(luò)同時對多人進行訓練，這樣一來，在實現(xiàn)同等訓練效果的基礎(chǔ)上可以節(jié)省大量的訓練費用；（3）應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的訓練模擬器可以實現(xiàn)方便靈活地更改和升級。由此可以看出，基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的飛行訓練模擬器技術(shù)有著不可替代的優(yōu)勢，必將是未來飛行訓練模擬器的發(fā)展方向。

6 結(jié)束語

當前，空軍裝備的發(fā)展日新月異，作為提高飛行訓練效果、節(jié)省軍費開支的有效手段，飛行訓練模擬器的作用日益凸顯，并且越來越受到世界各國的重視和推崇。針對未來信息化戰(zhàn)爭的作戰(zhàn)需求，本文總結(jié)了世界各國空軍飛行訓練模擬器的主要特點及發(fā)展趨勢，這對大力發(fā)展更加科學、有效、完善、綜合的飛行訓練模擬器技術(shù)，提高空軍作戰(zhàn)能力具有重要地借鑒和指導意義。