台军刊评现代飞行模拟技术在真实和虚幻间“飞行”

　　本报特约记者常砺天

　　现代战机的开发是一个漫长过程，每架战机动辄数千万美元，培训一名飞行员也耗资不菲。在实际训练中，飞机一起 飞，不光是战机本身消耗，包括地面指挥中心、地勤人员等都要密切配合，自然耗费颇多，而且稍有不慎便会出现机毁人亡的 惨剧。利用模拟设备实施训练，不但能将飞行中的各种情况和动作在地面上逼真再现，也不用担心有风险。2007年11月 出版的台湾《全球防卫》杂志，载文评述了现代飞行模拟器的情况。

　　动感平台是核心

　　《全球防卫》杂志报道，目前常见的飞行模拟器包括动感平台、音效系统、显示系统、输入输出设备和座舱等组成部 分，其中又以动感平台和显示系统最为关键。

　　制造精良的动感平台是飞行模拟器的核心组件，当前最顶级的飞行模拟器大多配有6个自由度(即在6个不同方向上 运动)的平台，借助两组液压制动器来驱动重达数吨的座舱。

　　飞行员发出操纵指令后，首先经由感应器提供位置信息给主机，在万分之一秒内换算为平台目前的姿态，再对制动器 作出伸长或缩短的修正，如此才能表现出“战机”起伏、横移、翻滚和侧偏等运动方式。

　　若干大型飞机的模拟器只采用具备3个自由度的平台，或索性改为结构更简单的转台。

　　但战斗机由于动作敏捷，经常需要做出横滚、跃升等高难度特技，所以模拟器还要配备能够瞬间产生重力加速度的特 制座椅和自动充气式抗荷服，以保证飞行员在体验近距离缠斗时能“身临其境”。

　　两类显示各具优劣

　　显示系统的目的在于提供由座舱向外看的整体视觉效果。模拟得越真实，使用者在训练中的投入度就越高。视觉系统 本身由影像产生器、数据库、投影仪及屏幕组成，传统的类型大多直接把显示内容送到显示器或大屏幕上，失真的部分则由软 件处理或直接通过棱镜修正。这种显示法的优点在于能获得较宽的视角，不过考虑到从眼睛到屏幕的距离有限，而驾驶员凝视 的焦距不能无限大，练习久了自然会使眼肌疲劳。

　　针对这一缺陷，一些新近推出的高档模拟器上已改用平行光学系统外加成像用双曲线镜的组合，后者由光线分流器和 镜屏组成，投影机射出的视觉讯息经过反射再把虚像投映在凹面镜屏上，从而在有限的空间里制造出亮度极高的放大视景。这 种技术可以获得极其逼真的画面，惟一缺点是飞行员的眼睛不能做太大移动，否则视景会变形甚至完全消失。对一般的固定翼 飞机，只要屏幕够大问题并不明显；但在模拟直升机低空作业时，由于驾驶员需要前后左右或向下张望以寻找目视参照点，模 拟器就不能满足这种“头可以乱动”的要求了。

　　不能取代教练机

　　作为模拟内容的一部分，飞行模拟器是用“欺骗”来完成对飞行员的“感觉提示”。举例来说，如果希望战机做出以 0.8G(重力加速度单位)俯冲的动作，电脑将在第一时间给动感平台0.8G的指令，再过一秒为0.85G，逐渐增加 到0.95G、1.0G……然后再“偷偷”回到初始点，但驾驶员此刻还处于加速度错觉中，误认为战机还在“俯冲”。无 论多么好的模拟器，其提供的动态感觉都难以和真实飞行相提并论，有些老飞行员常抱怨自己在模拟机里“落不好地”，甚至 还由于视觉效果和自身平衡不匹配而备感不爽。

　　由此可见，现代的飞行模拟器并不能完全成为教练机的替代品。如果考虑到上千万美元的采购价格以及大量技术人员 提供幕后帮助，就要承认飞行模拟器是一项高投入、高产出的庞大系统工程。那种把几台高级电脑用局域网连起来，以为用投 影仪往屏幕上一打就能代替真实飞行的想法是幼稚的。人们之所以认为飞行模拟器的“门槛”比航空制造业要低，绝不仅仅是 因为经济性方面的因素，主要是由于它从研制到服役的作业流程，不像搞一架新战机那样需经过反复的合格性验证。

　　文章最后强调，得益于当今日益成熟的电子工业，不少年轻人已在他们的个人电脑上玩过简单的飞行模拟游戏，而像 中国这样的后起之秀也具备了独立设计制造先进飞行模拟器的能力，这无论是对军方还是科研单位来讲都是大好消息。