中国战机6自由度飞行摸拟器曝光

当前,随着以信息化为标志的新军事变革的迅猛发展,高技术、新概念武器层 出不穷,战争模式发生了重大变化,作战进程加快、作战反应时间缩短,对作战人员的能力、素质,对部队的战术素养、协同能力都提出了极高的要求。自然而然,军事训练的地位和作用显得越来越突出。为应对新军事变革的挑战,世界各国军队都在认真探索新的训练途径,力求以最短的时间、最小的代价获得最佳的训练效果。以模拟仿真技术为核心的训练革命席卷全球,得到各国军队的普遍重视和应用,在空军体现得尤为明显。

当前,中国空军的装备建设已进入了跨越式发展的新阶段,大量高新技术武器装备陆续投入部队,对装备的操作使用、战术应用也提出了更高的要求。这些都将对空军的军事训练产生深远的影响。那么,利用飞行模拟器进行训练,对提高部队飞行训练的有效性优势何在?对我空军的发展有什么意义?带着这些疑问,本刊记者走访了我空军军训器材研究所飞行模拟训练中心。

据研究所范贤德所长介绍,该所是空军最早从事模拟训练器材开发的科研单位,也是我军集模拟训练器材装备的科研、生产、训练为一体的复合型单位,有着丰富的研制生产模拟训练装备的经验。自1951年组建以来,研制生产了近千台(套)飞行模拟器、弹射救生模拟器、水上跳伞救生模拟器等训练装备和器材,产品遍布空军、海军和陆军航空兵部队。

迅速发展中的飞行模拟器

所谓模拟,就是用一个系统模仿另一个系统的过程。它通过操作人员与模拟系统和工作环境的相互配合,复现出真实系统的各种特性。模拟化训练,就是综合运用以计算机技术为核心的现代仿真技术,对未来作战环境、作战行动、作战过程以及武器装备性能等进行描述和模拟,使受训者得到接近实战实装锻炼的高度模拟化的训练体验。当今世界各军事强国都非常重视利用虚拟现实技术提高军事训练效益,大都建有自己的作战模拟系统。对战争及作战行动进行战前模拟,已经是一种很普遍的做法。作战模拟系统实质上就是“作战实验室”。在这个实验室里,可以利用模拟的作战环境进行策略和计划的实验、预测其效果、检测其缺陷,并评估武器系统效能、启发新的作战思想。美军作战模拟的综合效益已经在波黑、阿富汗、伊拉克等近期局部高科技战争中得到了充分体现。

我国飞行模拟器的发展情况如何?

对于这个问题,范贤德所长介绍说,我国空军发展训练模拟器要比一般人想象的早得多,是从1958年仿制“林克”飞机仪表练习器开始的。模拟器的发展与武器系统的造价有很大关系,如果武器系统的造价高、使用复杂,该系统模拟器的发展就会更快。由于空军的装备一般都比较贵,因此空军的模拟系统普遍发展较快。我空军的飞行训练模拟器主要有三类:首先是单武器平台模拟器和多武器平台模拟器,我空军已经发展了多台模拟器联网的多武器平台模拟器;其次是与异地联网;第三类是多军种模拟器联网,进行多军种联合模拟训练。发达国家已实现了多军种体系对抗和联合作战的模拟训练。飞行模拟器主要有哪些种类? 科研训练办公室韩彦东主任向我们介绍说,按功用的不同,飞行模拟器材可大致分为4种:一是驾驶技术训练模拟器,可用于基本驾驶技术、机载设备的操作使用、特殊情况处置等课目训练,二是战斗技术训练模拟器,可用于领航、截击、轰炸、空中加油等战斗实用课目训练;三是全任务飞行模拟器,可用于各种机载设备的操作、各种飞行动作演练、机载武器发射/投放和单机空战训练;四是分布式任务训练模拟系统,可用于分队规模的多机种合同战术训练。美空军所有的在役机种都有相应的模拟训练系统及配套模拟器材,这些装备广泛用于各机种飞行和机载电子系统的模拟训练,以及空勤、技术维护、空中管制、作战指挥等方面的模拟训练。

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我空军歼轰-7战斗轰炸机摸拟器外观。

韩主任指出,飞行模拟训练就是要给飞行员构建一个虚拟的“真实”环境。我 们指的环境主要分两部分:首先是机器环境,即飞机座舱、设备等;其次是外部环境,主要指自然条件、地理条件、敌我双方情况等。在机器环境方面,对飞机运动、动感(如加速度、座椅抖振等)的模拟是比较关键的技术;对飞机设备(主要是座舱中的仪表、操作设备和综合显示系统)的模拟也比较重要,对飞行员来说,座舱必须要有真实感和现场感。

外部环境模拟是目前研究的重点。透过模拟座舱看窗外,如何能看到空中、地面自然景色和地理环境的变化?这里要用到三维可视战场环境数据库。这种虚拟的三维战场环境数据库,是运用地理信息系统(GIS)三维动态可视化仿真、场景建模和图形图像处理等技术,集成数字化高程、卫星遥感影像、实体纹理、文化特征等数据源而生成的。它可以再现真实环境中的自然地形地貌(山川、河流、森林、海洋、天空等)和人文景观(城镇建筑物、桥梁、公路、铁路、机场等),同时提供雨、雪等多种气象条件下的昼夜景象,创造一种险象环生、几近真实的立体战场环境。外部环境模拟可以为参训人员提供多种飞行条件下较为逼真的飞行视觉和临场感觉,提高训练质量和参训人员对战场环境的认知效率。

目前的空中作战已经不是一架飞机孤军作战,至少是一个作战小组,敌方的飞机和高炮阵地也至少是作战小组。协同模拟作战训练已经是不可改变的发 展趋势。构建这种环境对飞行模拟器的 交互过程要求比较严格,对交互数据、 速度、实时性的要求比较高。

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空军军训器材研究室自行研制的某型战机的6自由度飞行摸拟器。

飞行模拟技术的未来走向

对于这个问题,研究所毛开权政委有自己的观点。未来的飞行模拟器,首先是任务覆盖率将不断提高。如美国空军F-15全任务飞行模拟器能够模拟F-15飞机99%的训练任务;英国空军的“鹰”式飞行综合训练模拟器涵盖了该型飞机所有的训练课目,可用于起落航线、失速、螺旋、特技和夜航等技术训练,以及武器投射、编队、对地攻击和空战机动等战术训练。

其次是分布式任务训练网络发展迅速。如美空军阿姆斯特朗实验室的“虚拟21 中队”,采用4台F一16、2台A一10、2台T一38和1台C一130飞行模拟器同地联网,仿效一个实际的机群,用于带战术背景的多机种合同战术模拟训练。2001年11月,美、英等国进行了首次跨大西洋战术模拟演练。演练以“南部监视”行动为背景,“蓝军”由美国空军的4台F一16C“蝰蛇”模拟器,英国皇家空军的4台F3“旋风”模拟器、4台GR3“美洲虎”模拟器,以及计算机生成的F-16CJ飞机和EA-6B电子战飞机组成;“红军”由2台飞行模拟器和计算机生成的地空导弹、重型防空火炮部队组成,模拟伊拉克保卫领空的一体化防空部队。演练内容为两项,一是攻击分布在不同地点的大规模杀伤武器目标;二是攻击移动式SS—l“飞毛腿”导弹发射架。这次演练表明,多台飞行模拟器通过互联网异地联网,完全采用模拟手段,即可进行一定规模的战术对抗训练。

三是模拟训练向战法研究、作战效能评估等深层次拓展。随着交互仿真技术的不断发展,不同军兵种、不同类型的模拟训练装备相互交联变为可能,从而能够通过实兵与计算机作战模拟相结合的方式,为多军兵种战役战术训练、作战应用研究和作战效能评估提供可靠的手段。如美军举行的代号“千年挑战2002”的联合军事演习,涉及9个军事基地、18个模拟战场,共演练了50种作战模式。演习中,实兵和计算机完成的战斗模拟分别占20%和80%。使用“作战网络评估”系统,可以对演习过程和结果做出评估,进而为军队训练体制改革和装备发展论证提供了科学依据。 四是组织模拟训练中心、进行基地化训练。集中组织训练是世界各主要军事强国提高模拟训练效益的最主要思路和发展方向。目前,以美国为首的北约空军有250台(套)大中型模拟器,主要集中在14个作战模拟训练基地和7个作战实验室。

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飞行摸拟器内室由该型飞机的座舱改装而成,环境极为逼真。

在采访过程中,记者体验了我国某型直升机和轰炸机的模拟驾驶。记者试驾的飞行模拟器由该型飞机的座舱改制而成,环境真实,目光所及之处布满按钮和仪表。模拟机由现代化的电脑控制,有逼真的音响系统、抖震座椅系统和操纵负荷系统等,在模拟飞行中能够使人身临其境地感受到真实飞行中的发动机声音、飞机震动以及驾驶杆杆力。随着“起飞”的命令,只听“咯噔”一声,驾驶员座椅猛地向上一抬,顿时感觉身体腾空而起,跑道、树木向身后渐渐远去。记者甚至也学着教官的样子操纵驾驶杆,体会了一把飞行的乐趣。记者随后就模拟飞行训练问题采访了飞行训练中心孙大广主任。

使用飞行模拟器进行训练的优势何在?

孙大广主任说,与传统的飞行训练模式相比,使用飞行模拟器进行训练的优点很多。首先,大大提高了训练的逼真度;其次,可以模拟实装训练中的战术技术项目,训练不受气候、地域和环境的限制,而且可以从地景库中随意挑选受训地点,训练的时效性高;第三,可以对飞行员的难点项目进行反复练习,大大缩短飞行员的受训周期;第四,保障过程简单,训练费用与实兵、实装训练相比大大降低,经济效益十分显著。以我军某型号飞机为例,该机实装购置费大约2.5亿元,飞行小时训练费用为23万元左右。飞行模拟器的购置费为4800万元,相当于飞机价格的1/5小时训练费用为3270元,只有实际飞行小时训练费用的l/70。按照1小时模拟训练相当于0.6小时实装训练来折算,该模拟器满负荷运转,每年可节约5.4亿元;第五,使用模拟器训练不会对实装造成损耗,有利于保持空军主战装备规模及战略贮备寿命。

最后要提到的是,模拟训练可以模拟危及安全的情况,训练飞行员对特殊情况的处理,即使操作失误也不会危及装备及人员的安全,在传统的飞行训练中是很难 做到这一点的。这种训练模式在保证飞行安全方面发挥了重要作用。1997年7月, 空军某团某机组夜航训练,飞机在起飞瞬间左发动机遭鸟击损坏。由于已在该机型的模拟器上受过相关的特情处理训练,机组成员果断反应、及时中断起飞,避免了事故的发生。2001年,空军某团在组织跨昼夜飞行训练中,也成功处置了飞机连续起飞过程中出现的右发动机故障特情。2004年2月,空军某团一架带弹轰炸机准备放起落架着陆时,突然左主起落架放不下来,应急放起落架多次无效!该机组运用在模拟训练中此类特情的处置办法,使战机用单主轮着陆成功。


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