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來源︰中國航空報作(zuo)者(zhe)︰何曉(xiao)驍責任編輯︰楊(yang)曉(xiao)霖
2020-03-25 20:05

中國航空報訊︰國外(wai)主流模擬器公司簡析

模擬器(仿真)非常(chang)適合(he)飛行訓練,其一直是軍事飛行訓練的主要方(fang)式之(zhi)一。仿真技術的進(jin)步,使大部分的訓練可以(yi)在模擬器這種安全的環境(jing)中進(jin)行。一直以(yi)來,采用仿真技術進(jin)行訓練的國家常(chang)常(chang)將飛行仿真作(zuo)為重要發(fa)展方(fang)向。

飛行仿真市場的前六大供應(ying)商是︰洛克希(xi)德?馬丁(ding)公司、波音公司、CAE公司、L3 Link公司、飛行安全公司和(he)立(li)方(fang)體公司。在2019~2028年期間(jian),這些公司的總份額共(gong)佔飛行仿真市場總量的20%以(yi)上。隨著飛行仿真市場服務領域的發(fa)展,仿真器支持zhong)肱嘌翟詮δ芰 蛞彩侵匾 睦lei)別。

洛馬公司2019~2028年預測(ce)期內市場份額為98億美(mei)元(yuan)。該公司在提供交鑰匙訓練計劃方(fang)面(mian)擁(yong)有專業(ye)知識,例如新(xin)加坡的基礎聯隊you)盜房ke)程。洛克希(xi)德馬丁(ding)公司飛行仿真業(ye)務的很大一部分來自F-35訓練系統chang)  拇罄恰 ?蟆 獯罄?餐wei)、沙特阿拉伯、新(xin)加坡、英國和(he)美(mei)國等(deng)多個國家提供飛行仿真解決(jue)方(fang)案。

波音公司在預測(ce)期內市場份額為65億美(mei)元(yuan)。波音公司的市場份額很大一部分zhong)-8的訓練系統有關。該系統現zhong)杏沒? 拇罄恰  he)美(mei)國,未來可能與新(xin)西蘭、挪威(wei)和(he)沙特阿拉伯簽訂合(he)同。另一部分來自T-X訓練器提供地面(mian)訓練系統chang) tong)過(guo)提供培訓使飛行員(yuan)學員(yuan)做好駕駛第五代戰斗機和(he)轟炸機的準備。根(gen)據T-X最(zui)初的作(zuo)戰概念,先(xian)進(jin)的模擬器可能使模擬訓練內容增加20%~35%。

CAE公司在預測(ce)期內市場份額為50億美(mei)元(yuan)。CAE公司在全球市場非常(chang)活躍(yue),正在從飛行仿真器供應(ying)商過(guo)渡到訓練系統集成商,能夠提供一套專門(men)定制的產品和(he)服務,以(yi)滿足個別客戶的需求。主要市場包括美(mei)國、英國、加拿大、法國、德國、澳大利亞和(he)北(bei)約(yue),包括C-130、PC-12、H-60和(he)B707。

L3 Link公司在預測(ce)期內市場份額為30億美(mei)元(yuan)。L3公司的關鍵平台包括F/A-18、F-16和(he)波音707,並獲得(de)了(liao)美(mei)空軍F-16仿真器訓練計劃(STP)的大型合(he)同,該計劃將三個單(dan)獨的計劃(包括F-16任務訓練中心(xin))合(he)並為一個。還包括了(liao)“捕(bu)食(shi)者(zhe)”無人機機組人員(yuan)任務訓練系統chang)redator Mission Training Aircrew System,PMATS)。

飛行安全公司在預測(ce)期內市場份額為18億美(mei)元(yuan)。主要計劃包括為KC-46加油機開發(fa)訓練系統chang) yi)yue)拔H-60W戰斗救援直升(sheng)機開發(fa)訓練系統。

國外(wai)典(dian)型軍用模擬器

缺(que)乏合(he)格的飛行員(yuan)是大部分國家都面(mian)臨的一個嚴峻問題(ti),希(xi)望縮短培養飛行員(yuan)所(suo)需的時間(jian),這就要求要更有效地利用模擬器訓練資源。模擬器可有效支持飛行訓練、任務訓練以(yi)yue)昂苣言謔底盎肪jing)中訓練的高風(feng)險或者(zhe)高成本科目。此外(wai),在合(he)成環境(jing)中進(jin)行訓練也有助于(yu)保(bao)護(hu)技術、戰術和(he)作(zuo)戰策略(lue)免(mian)受對手的窺探。 上述特點(dian)促進(jin)了(liao)軍用全任務模擬器的發(fa)展。

1.俄羅斯(si)典(dian)型模擬器

茹科夫斯(si)基“設備”模擬器公司jing)閃li)于(yu)1995年,主要從事航空培訓和(he)系統改裝技術研究。該公司是俄國產航空模擬器領域的領先(xian)企業(ye),屬(shu)于(yu)三級(ji)機構,二級(ji)機構為技術設備公司,總部ke) 礪匏si)技術國家集團。模擬器產品fan)哺gai)軍民用飛機和(he)直升(sheng)機,如卡-228、伊爾(er)-112V、伊爾(er)-78、甦(su)-34、甦(su)-35、米格-31BM、SSJ-100等(deng)。

目前俄羅斯(si)戰斗機模擬器采用完全真實的飛行器性能數據和(he)操作(zuo)流程,能開展很高等(deng)級(ji)的任務訓練。據公開資料報道,俄羅斯(si)目前正在推進(jin)將不同模擬器在同一網(wang)絡(luo)中集成,按照(zhao)體系化(hua)、分布ji)鑰溝姆fang)式發(fa)展,目標建立(li)多機型的仿真對抗環境(jing)。目前,其網(wang)絡(luo)最(zui)多可支持16台模擬器對抗訓練。模擬器系統中的後台計算(suan)機可以(yi)為機組人員(yuan)提供執行飛行任務時所(suo)需的導航、技術和(he)戰術信(xin)息,如空中加油訓練科目中,計算(suan)機會向飛行員(yuan)提供加、受油數據等(deng)que)匾 xin)息。模擬器的八(ba)通(tong)道球形投影屏幕包可為每個機組人員(yuan)提供水(shui)平180度、垂(chui)直-30至(zhi)+50度的視(shi)角,可模擬全天候條件下的地形和(he)環境(jing)。模擬器頭盔上裝有的輔助顯示器和(he)目標指示系統chang) 猛房牖紡皇shi)覺環境(jing)同步。

2.歐洲(zhou)典(dian)型模擬器簡介

歐洲(zhou)戰斗機仿真系統chang)urofighter Simulation Systems,ESS)公司是德國萊茵金屬(shu)防務電子公司和(he)CAE德國公司、意大利SELEX ES公司、西班(ban)牙(ya)INDRA公司以(yi)yue)壩 ├賬si)訓練與仿真公司的合(he)資企業(ye),負責向ESS合(he)作(zuo)伙伴提供歐洲(zhou)戰斗機機組人員(yuan)合(he)成訓練fan)ㄖ璞福ircrew Synthetic Training Aids,ASTA)。

ASTA旨在支持飛行員(yuan)訓練、任務演練和(he)戰術訓練,以(yi)yue)爸?址苫癰淖昂he)事故調查的輔助測(ce)試。全任務模擬器(Full Mission Simulator,FMS)為仿真復雜yong)某絛蠔he)作(zuo)戰場景(jing)提供了(liao)一個完整(zheng)的真實環境(jing)。除(chu)了(liao)一系列環境(jing)條件外(wai),FMS還設計用于(yu)各種能見度級(ji)別的訓練,包括白天、夜晚、黃昏和(he)黎明。為了(liao)滿足“台風(feng)”bi)蕉坊目量套zuo)戰要求,FMS中包含了(liao)全面(mian)的電子威(wei)脅情景(jing)庫。該庫可以(yi)yue)斜喑毯he)更新(xin),以(yi)包括一系列當前和(he)將來的地面(mian)和(he)空中威(wei)脅,以(yi)滿足電子戰程序訓練、作(zuo)戰計劃、任務演練和(he)戰術制定的訓練和(he)演練要求。戰術訓練還包括針對各種空中和(he)地面(mian)目標進(jin)行xin)D?he)戰術的作(zuo)戰評估。FMS可以(yi)通(tong)過(guo)LAN或WAN完全聯網(wang)到其他合(he)適的ASTA系統。FMS可由控制站的操作(zuo)員(yuan)進(jin)行補充,該操作(zuo)員(yuan)完成訓練計劃和(he)場景(jing)開發(fa)。還包括在訓練中用于(yu)注入的威(wei)脅和(he)系統故shou)夏J健/p>

3.美(mei)國典(dian)型模擬器簡介

美(mei)軍對F-35的仿真訓練能力提了(liao)嚴xi)竦囊 螅 環fang)面(mian)原因是F-35作(zuo)為第五代戰斗機,其先(xian)進(jin)能力(包括傳感器和(he)航空電子設備)不能在真實環境(jing)下開展充分的驗證;另一方(fang)面(mian)F-35是一種在降低成本後仍然高達8000萬美(mei)元(yuan)的單(dan)座機,用實裝ba)盜返某殺炯 滸汗蟆/p>

為此,洛克希(xi)德馬丁(ding)公司為F-35研發(fa)了(liao)全任務模擬器(FMS),價(jia)格應(ying)該已(yi)經下降到小于(yu)1200萬美(mei)元(yuan)。FMS的交付與實裝保(bao)持同步,第一台FMS于(yu)2011年交付埃格林(lin)空軍基地。所(suo)有任務類(lei)型均可在FMS上進(jin)行仿真訓練,包括模擬電子干(gan)擾和(he)模擬機載(zai)武器對放空導彈陣地的攻擊效果。電子干(gan)擾的模擬不可能在傳統模擬器中實現。另一方(fang)面(mian),F-35模擬器可使飛行員(yuan)在實戰或者(zhe)演習(xi)前能夠安全、廉價(jia)地訓練電子戰任務。F-35約(yue)45%至(zhi)55%的初始資格訓練是在模擬器上進(jin)行的。為了(liao)實現這一目標,洛克希(xi)德馬丁(ding)公司在幾乎所(suo)有F-35駐地都部署了(liao)FMS。

F-35模擬器明顯不同于(yu)傳統的戰斗機模擬器。傳統的模擬器使用代碼(ma)模仿實際的飛機,而F-35的FMS則使用實際作(zuo)戰飛行程序(Operational Flight Program,OFP)來實現這一點(dian)。這也使F-35模擬器能與實裝任務系統同步升(sheng)級(ji)ding)/p>

軍用模擬器的發(fa)展趨(qu)勢

1.虛(xu)擬現實等(deng)技術應(ying)用于(yu)模擬器領域

虛(xu)擬現實、增強現實和(he)混(hun)合(he)現實技術未來將在軍用仿真領域的重要使能技術之(zhi)一。美(mei)國克拉托xing)si)公司于(yu)2020年03月25日在美(mei)國奧蘭ji)嗑儺械木旨jian)/行業(ye)訓練模擬、仿真與教育(I/ITSEC)展上展示的新(xin)型訓練系統就很大程度上使用了(liao)虛(xu)擬現實技術,是一種“沉浸式技術仿真平台”。目前,VR眼鏡在模擬訓練中的使用頻率日益增長,提升(sheng)了(liao)人員(yuan)的可視(shi)化(hua)效果。該平台融合(he)了(liao)現實世界和(he)虛(xu)擬世界的組件,物理組件和(he)數字對象可以(yi)實時共(gong)存並交互。RVCTS-A支持三種直升(sheng)機平台(UH-60M/CH-47F/AH-64D)的可重構是通(tong)過(guo)更換物理組件實現的,如機載(zai)多功能顯示器、駕駛桿、油門(men)桿等(deng)專用設備。另外(wai),美(mei)軍重視(shi)降低訓練成本,這種多功能、可重構的訓練設備可以(yi)提供設備的利用率,避(bi)免(mian)很多的重復建設。

2.模擬器體系結構的標準化(hua)

實況、虛(xu)擬和(he)構造(live, virtual and constructive,LVC)域的融合(he)是飛行xin)D獾囊桓鮒匾 qu)勢。軍方(fang)越(yue)來越(yue)依賴虛(xu)擬現實和(he)模擬器來實現訓練目標。這三個域的融合(he)可以(yi)提供復雜yong)母叢印 弒bao)真的訓練場景(jing),這對于(yu)體系化(hua)作(zuo)戰訓練fan) 行?DD餛魈逑到 溝謀曜薊hua)使LVC仿真更容易(yi)開展,在大規模演習(xi)和(he)任務演練采用仿真技術,要求模擬器具備能夠在多個地點(dian)進(jin)行互操作(zuo)的能力。從美(mei)國的LVC經驗來看,其地面(mian)的分布式作(zuo)戰網(wang)絡(luo)(以(yi)模擬器為主的網(wang)絡(luo))是其開展LVC仿真的核心(xin),將實裝數據接(jie)入到該網(wang)絡(luo)中。

美(mei)空軍正在實施一項名為模擬器通(tong)用體系結構需求與標準(Simulator Common Architecture Requirements and Standards,SCARS)的計劃。SCARS計劃將提高網(wang)絡(luo)彈性yuan)拖 ying)能力,並將美(mei)空軍模擬器的全壽命周(zhou)期成本降到最(zui)低。SCARS計劃將通(tong)過(guo)每年發(fa)布通(tong)用標準,使美(mei)空軍訓練系統組合(he)成體系成為可能。SCARS主合(he)同預計將在2019財年授予,其中包括一份價(jia)值約(yue)為2~3億美(mei)元(yuan)的五年期合(he)同,另外(wai)還有五個一年期合(he)同,總價(jia)值可能達到9億美(mei)元(yuan)。

美(mei)空軍可能在多個主要司令部(MAJCOMS)安裝了(liao)2380多個模擬器和(he)訓練設備。這些設備是在過(guo)去幾十年中逐(zhu)步采辦的,每個設備的采辦都是為了(liao)滿足特定平台的個體作(zuo)戰訓練需求,而不是根(gen)據頂層需求設計的。隨著設備使用年限(xian)的增加,對維護(hu)和(he)升(sheng)級(ji)服務的需求也在增加。從長期來看,SCARS將使快速簡單(dan)的升(sheng)級(ji)成為可能,有助于(yu)降低設備的全壽命期維護(hu)成本,促進(jin)部隊與盟si)zhi)間(jian)的聯合(he)仿真。

此外(wai),加拿大皇家空軍正在發(fa)展一個稱為建模與仿真環境(jing)chang)CAF Modeling and Simulation Environment,RMSE)的計劃。這是一個基于(yu)標準和(he)面(mian)向服務的集成框架,使訓練設備能夠在安全的互操作(zuo)環境(jing)中進(jin)行協同訓練。

小結

1、軍用飛機的地面(mian)訓練系統與飛機平台采辦的結合(he)越(yue)來越(yue)緊密,其目標是將盡可能多的實裝ba)盜紛zhuan)移到模擬器上完成。合(he)成環境(jing)在很大程度上加強了(liao)訓練,其虛(xu)擬數據庫越(yue)精確,訓練效率越(yue)高。利用它們不僅(jin)能夠實現機組人員(yuan)在未知或不熟(shu)悉的環境(jing)中執行任務。可機動部署的模擬器也越(yue)來越(yue)受用戶的歡(huan)迎。這些模擬器使機組人員(yuan)能夠在駐地進(jin)行訓練,從而提高訓練靈活性yuan)托 剩 謔】 嗽yuan)運(yun)送到訓練設施的時間(jian)和(he)成本。

2、虛(xu)擬現實、增強現實和(he)混(hun)合(he)現實技術未來將在軍用飛行xin)D庵蟹fa)揮更大的作(zuo)用,但(dan)不是為了(liao)代替現zhong)械母叨四D餛鰲/p>

3、無論是從客戶的興(xing)趣角度,還是從供應(ying)商的發(fa)展角度看,LVC技術仍然是飛行仿真的一個重要方(fang)向。模擬器體系結構的標準化(hua)能助力LVC技術的發(fa)展,目前模擬器正在從專有技術轉(zhuan)向開放式體系結構系統。模擬器的標準化(hua)促進(jin)了(liao)成本節約(yue)、支持相關的分布式任務訓練和(he)更高效可持續(xu)的更新(xin)升(sheng)級(ji)ding)/p>

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