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來源︰中國(guo)航空報作(zuo)者︰何曉驍責任編(bian)輯(ji)︰楊曉霖
2020-04-06 05:53

中國(guo)航空報訊(xun)︰國(guo)外主流模擬(ni)器公司簡析

模擬(ni)器(仿真(zhen))非常(chang)適合(he)飛行訓練,其一直是(shi)軍事(shi)飛行訓練的主要(yao)方式之一。仿真(zhen)技術的進(jin)步,使大部分zhi)難盜房梢栽諛Dni)器這種安全的環境(jing)中進(jin)行。一直以來,采用仿真(zhen)技術進(jin)行訓練的國(guo)家(jia)常(chang)常(chang)將飛行仿真(zhen)作(zuo)為重(zhong)要(yao)發展(zhan)方向(xiang)。

飛行仿真(zhen)市場的前六大供應(ying)商(shang)是(shi)︰洛克希(xi)德(de)?馬丁公司、波音公司、CAE公司、L3 Link公司、飛行安全公司和立方體公司。在2019~2028年期間,這些公司的總份額共佔(zhan)飛行仿真(zhen)市場總量的20%以上。隨著飛行仿真(zhen)市場服務領(ling)域的發展(zhan),仿真(zhen)器支持與培訓在功能(neng)領(ling)域也是(shi)重(zhong)要(yao)的類別。

洛馬公司2019~2028年預測期內市場份額為98億美元。該公司在提供交鑰匙訓練計劃方面擁有(you)專業(ye)知識(shi),例如新加(jia)坡的基礎聯(lian)隊(dui)訓練課程。洛克希(xi)德(de)馬丁公司飛行仿真(zhen)業(ye)務的很大一部分來自F-35訓練系統chang)  ao)大利(li)亞(ya)、丹麥、意大利(li)、挪威、沙特(te)阿拉(la)伯、新加(jia)坡、英國(guo)和美國(guo)等多個(ge)國(guo)家(jia)提供飛行仿真(zhen)解決方案(an)。

波音公司在預測期內市場份額為65億美元。波音公司的市場份額很大一部分與P-8的訓練系統有(you)關。該系統現(xian)有(you)用戶包括澳(ao)大利(li)亞(ya)、英國(guo)和美國(guo),未(wei)來可能(neng)與新西蘭、挪威和沙特(te)阿拉(la)伯簽(qian)訂合(he)同。另一部分來自T-X訓練器提供地面訓練系統chang)   ├嘌凳狗尚性毖?弊zuo)好駕駛第五代戰斗機和轟炸機的準(zhun)備。根據T-X最初的作(zuo)戰概念,先進(jin)的模擬(ni)器可能(neng)使模擬(ni)訓練內容增加(jia)20%~35%。

CAE公司在預測期內市場份額為50億美元。CAE公司在全球市場非常(chang)活躍,正在從飛行仿真(zhen)器供應(ying)商(shang)過渡到訓練系統集成商(shang),能(neng)夠提供一套專門定制pin)牟泛頭(tou)瘢 月愀ge)別客戶的需求。主要(yao)市場包括美國(guo)、英國(guo)、加(jia)拿me)蟆  guo)、德(de)國(guo)、澳(ao)大利(li)亞(ya)和北約,包括C-130、PC-12、H-60和B707。

L3 Link公司在預測期內市場份額為30億美元。L3公司的關鍵(jian)平台包括F/A-18、F-16和波音707,並獲得了(liao)美空軍F-16仿真(zhen)器訓練計劃(STP)的大型合(he)同,該計劃將三個(ge)單獨lai)募隻  -16任務訓練中心(xin))合(he)並為一個(ge)。還包括了(liao)“捕食(shi)者”無人機機組人員任務訓練系統chang)redator Mission Training Aircrew System,PMATS)。

飛行安全公司在預測期內市場份額為18億美元。主要(yao)計劃包括為KC-46加(jia)油機開發訓練系統chang) 約ji)為HH-60W戰斗救(jiu)援(yuan)直升機開發訓練系統。

國(guo)外典型軍用模擬(ni)器

缺乏(fa)合(he)格的飛行員是(shi)大部分國(guo)家(jia)都(du)面臨的一個(ge)嚴峻問題,希(xi)望縮(suo)短培養飛行員所需的時間,這就要(yao)求要(yao)更有(you)效(xiao)地利(li)用模擬(ni)器訓練資源。模擬(ni)器可有(you)效(xiao)支持飛行訓練、任務訓練以及(ji)很難在實裝環境(jing)中訓練的高風險或者高成本科目。此(ci)外,在合(he)成環境(jing)中進(jin)行訓練也有(you)助于(yu)保護技術、戰術和作(zuo)戰策略免受對(dui)手zhi)目健上述特(te)點促進(jin)了(liao)軍用全任務模擬(ni)器的發展(zhan)。

1.俄羅(luo)斯(si)典型模擬(ni)器

茹科夫斯(si)基“設(she)備”模擬(ni)器公司jing)閃 yu)1995年,主要(yao)從事(shi)航空培訓和系統改裝技術研究。該公司是(shi)俄國(guo)產航空模擬(ni)器領(ling)域的領(ling)先企業(ye),屬(shu)于(yu)三級機構,二級機構為技術設(she)備公司,總部為俄羅(luo)斯(si)技術國(guo)家(jia)集團。模擬(ni)器產品覆蓋軍民用飛機和直升機,如卡-228、伊爾-112V、伊爾-78、甦(su)-34、甦(su)-35、米(mi)格-31BM、SSJ-100等。

目前俄羅(luo)斯(si)戰斗機模擬(ni)器采用完全真(zhen)實的飛行器性能(neng)數據和操作(zuo)流程,能(neng)開展(zhan)很高等級的任務訓練。據公開資料報道,俄羅(luo)斯(si)目前正在推進(jin)將不同模擬(ni)器在同一網絡中集成,按照體系化、分布對(dui)抗的方式發展(zhan),目標建立多機型的仿真(zhen)對(dui)抗環境(jing)。目前,其網絡最多可支持16台模擬(ni)器對(dui)抗訓練。模擬(ni)器系統中的後台計算機可以為機組人員提供執(zhi)行飛行任務時所需的導(dao)航、技術和戰術信(xin)息(xi),如空中加(jia)油訓練科目中,計算機會向(xiang)飛行員提供加(jia)、受油數據等必要(yao)信(xin)息(xi)。模擬(ni)器的八song) 狼蛐甕隊(dui)ying)屏幕包可為每(mei)個(ge)機組人員提供水平180度、垂直-30至(zhi)+50度的視角,可模擬(ni)全天候條(tiao)件下的地形和環境(jing)。模擬(ni)器頭(tou)盔上裝有(you)的輔助顯(xian)示器和目標指示系統chang) 猛tou)盔與環幕huang)泳躉肪jing)同步。

2.歐洲典型模擬(ni)器簡介

歐洲戰斗機仿真(zhen)系統chang)urofighter Simulation Systems,ESS)公司是(shi)德(de)國(guo)萊茵金屬(shu)防務電子公司和CAE德(de)國(guo)公司、意大利(li)SELEX ES公司、西班牙INDRA公司以及(ji)英國(guo)泰勒斯(si)訓練與仿真(zhen)公司的合(he)資企業(ye),負責向(xiang)ESS合(he)作(zuo)伙伴提供歐洲戰斗機機組人員合(he)成訓練輔助設(she)備(Aircrew Synthetic Training Aids,ASTA)。

ASTA旨在支持飛行員訓練、任務演練和戰術訓練,以及(ji)支持飛機加(jia)改裝和事(shi)故調查的輔助測試。全任務模擬(ni)器(Full Mission Simulator,FMS)為仿真(zhen)復雜的程序和作(zuo)戰場景提供了(liao)一個(ge)完整的真(zhen)實環境(jing)。除了(liao)一系列環境(jing)條(tiao)件外,FMS還設(she)計用于(yu)各種能(neng)見度級別的訓練,包括白天、夜晚、黃昏和黎明。為了(liao)滿足“台風”戰斗機的苛刻(ke)作(zuo)戰要(yao)求,FMS中包含(han)了(liao)全面的電子威脅情景庫。該mei)飪梢越jin)行編(bian)程和更新,以包括一系列當前和將來的地面和空中威脅,以滿足電子戰程序訓練、作(zuo)戰計劃、任務演練和戰術制定的訓練和演練要(yao)求。戰術訓練還包括針對(dui)各種空中和地面目標進(jin)行xin)Dni)和戰術的作(zuo)戰評估(gu)。FMS可以通過LAN或WAN完全聯(lian)網到其他合(he)適的ASTA系統。FMS可由控制站的操作(zuo)員進(jin)行補充,該操作(zuo)員完成訓練計劃和場景開發。還包括在訓練中用于(yu)注(zhu)入(ru)的威脅和系統故障模式。

3.美國(guo)典型模擬(ni)器簡介

美軍對(dui)F-35的仿真(zhen)訓練能(neng)力提了(liao)嚴格的要(yao)求,一方面原(yuan)因是(shi)F-35作(zuo)為第五代戰斗機,其先進(jin)能(neng)力(包括傳感器和航空電子設(she)備)不能(neng)在真(zhen)實環境(jing)下開展(zhan)充分zhi)難yan)證(zheng);另一方面F-35是(shi)一種在降(jiang)低成本後仍(reng)然高達8000萬(wan)美元的單座機,用實裝訓練的成本極其昂貴(gui)。

為此(ci),洛克希(xi)德(de)馬丁公司為F-35研發了(liao)全任務模擬(ni)器(FMS),價格應(ying)該已(yi)經下降(jiang)到小于(yu)1200萬(wan)美元。FMS的交付dui)朧底氨3滯 劍 諞惶MS于(yu)2011年交付埃格林空軍基地。所有(you)任務類型均可在FMS上進(jin)行仿真(zhen)訓練,包括模擬(ni)電子干擾和模擬(ni)機載武器對(dui)放(fang)空導(dao)彈陣地的攻擊效(xiao)果(guo)。電子干擾的模擬(ni)不可能(neng)在傳統模擬(ni)器中實現(xian)。另一方面,F-35模擬(ni)器可使飛行員在實戰或者演習(xi)前ao)neng)夠安全、廉價地訓練電子戰任務。F-35約45%至(zhi)55%的初始(shi)資格訓練是(shi)在模擬(ni)器上進(jin)行的。為了(liao)實現(xian)這一目標,洛克希(xi)德(de)馬丁公司在幾乎(hu)所有(you)F-35駐(zhu)地都(du)部署了(liao)FMS。

F-35模擬(ni)器明顯(xian)不同于(yu)傳統的戰斗機模擬(ni)器。傳統的模擬(ni)器使用me) 7率導(dao)實姆苫 -35的FMS則使用實dao)首zuo)戰飛行程序(Operational Flight Program,OFP)來實現(xian)這一點。這也使F-35模擬(ni)器能(neng)與實裝任務系統同步升級。

軍用模擬(ni)器的發展(zhan)趨勢

1.虛(xu)擬(ni)現(xian)實等技術應(ying)用于(yu)模擬(ni)器領(ling)域

虛(xu)擬(ni)現(xian)實、增強現(xian)實和混合(he)現(xian)實dao)際蹺wei)來將在軍用仿真(zhen)領(ling)域的重(zhong)要(yao)使能(neng)技術之一。美國(guo)克拉(la)托xing)si)公司于(yu)2020年04月06日(ri)在美國(guo)奧(ao)蘭多舉行的軍種間/行業(ye)訓練模擬(ni)、仿真(zhen)與教育(yu)(I/ITSEC)展(zhan)上展(zhan)示的新型訓練系統就很大程度上使用了(liao)虛(xu)擬(ni)現(xian)實dao)際  shi)一種“沉(chen)浸(jin)式技術仿真(zhen)平台”。目前,VR眼鏡在模擬(ni)訓練中的使用頻(pin)de)嗜ri)益增長,提升了(liao)人員的可視化效(xiao)果(guo)。該平台融(rong)合(he)了(liao)現(xian)實世界和虛(xu)擬(ni)世界的組件,物理組件和數字對(dui)象(xiang)可以實時共存並交互。RVCTS-A支持三種直升機平台(UH-60M/CH-47F/AH-64D)的可重(zhong)構是(shi)通過更換物理組件實現(xian)的,如機載多功能(neng)顯(xian)示器、駕駛桿(gan)、油門桿(gan)等專用設(she)備。另外,美軍重(zhong)視降(jiang)低訓練成本,這種多功能(neng)、可重(zhong)構的訓練設(she)備可以提供設(she)備的利(li)用率,避免很多的重(zhong)復建設(she)。

2.模擬(ni)器體系結構的標準(zhun)化

實況、虛(xu)擬(ni)和構造(live, virtual and constructive,LVC)域的融(rong)合(he)是(shi)飛行xin)Dni)的一個(ge)重(zhong)要(yao)趨勢。軍方越來越依賴(lai)虛(xu)擬(ni)現(xian)實和模擬(ni)器來實現(xian)訓練目標。這三個(ge)域的融(rong)合(he)可以提供復雜的復雜、高保真(zhen)的訓練場景,這對(dui)于(yu)體系化作(zuo)戰訓練更為有(you)效(xiao)。模擬(ni)器體系結構的標準(zhun)化使LVC仿真(zhen)更容易開展(zhan),在大規模演習(xi)和任務演練采用仿真(zhen)技術,要(yao)求模擬(ni)器具備能(neng)夠在多個(ge)地點進(jin)行互操作(zuo)的能(neng)力。從美國(guo)的LVC經驗(yan)來看(kan),其地面的分布式作(zuo)戰網絡(以模擬(ni)器為主的網絡)是(shi)其開展(zhan)LVC仿真(zhen)的核(he)心(xin),將實裝數據接入(ru)到該網絡中。

美空軍正在實施一項名為模擬(ni)器通用體系結構需求與標準(zhun)(Simulator Common Architecture Requirements and Standards,SCARS)的計劃。SCARS計劃將提高網絡彈性和響(xiang)應(ying)能(neng)力,並將美空軍模擬(ni)器的全壽(shou)命周期成本降(jiang)到最低。SCARS計劃將通過每(mei)年發布通用標準(zhun),使美空軍訓練系統組合(he)成shang)逑黨晌 贍neng)。SCARS主合(he)同預計將在2019財年授予,其中包括一份價值(zhi)約為2~3億美元的五年期合(he)同,另外還有(you)五個(ge)一年期合(he)同,總價值(zhi)可能(neng)達到9億美元。

美空軍可能(neng)在多個(ge)主要(yao)司令部(MAJCOMS)安裝了(liao)2380多個(ge)模擬(ni)器和訓練設(she)備。這些設(she)備是(shi)在過去幾十(shi)年中逐步采辦的,每(mei)個(ge)設(she)備的采辦都(du)是(shi)為了(liao)滿足特(te)定平台的個(ge)體作(zuo)戰訓練需求,而不huang)shi)根據頂層需求設(she)計pin)摹K孀派she)備使用年限的增加(jia),對(dui)維護和升級服務的需求也在增加(jia)。從長期來看(kan),SCARS將使快速簡單的升級成為可能(neng),有(you)助于(yu)降(jiang)低設(she)備的全壽(shou)命期維護成本,促進(jin)部隊(dui)與盟si) 淶牧lian)合(he)仿真(zhen)。

此(ci)外,加(jia)拿me)蠡huang)shi)銥站詵 zhan)一個(ge)稱為建模與仿真(zhen)環境(jing)(RCAF Modeling and Simulation Environment,RMSE)的計劃。這是(shi)一個(ge)基于(yu)標準(zhun)和面向(xiang)服務的集成框架,使訓練設(she)備能(neng)夠在安全的互操作(zuo)環境(jing)中進(jin)行協同訓練。

小結

1、軍用飛機的地面訓練系統與飛機平台采辦的結合(he)越來越緊(jin)密,其目標是(shi)將盡可能(neng)多的實裝訓練轉移(yi)到模擬(ni)器上完成。合(he)成環境(jing)在很大程度上加(jia)強了(liao)訓練,其虛(xu)擬(ni)數據庫越精確,訓練效(xiao)率越高。利(li)用它們(men)不僅能(neng)夠huang)迪xian)機組人員在未(wei)知或不huang)煜?幕肪jing)中執(zhi)行任務。可機動(dong)部署的模擬(ni)器也越來越受用戶的歡dui) U廡├Dni)器使機組人員能(neng)夠在駐(zhu)地進(jin)行訓練,從而提高訓練靈活性和效(xiao)率,節省將人員運送(song)到訓練設(she)施的時間和成本。

2、虛(xu)擬(ni)現(xian)實、增強現(xian)實和混合(he)現(xian)實dao)際蹺wei)來將在軍用飛行xin)Dni)中發揮更大的作(zuo)用,但(dan)不huang)shi)為了(liao)代替現(xian)有(you)的高端模擬(ni)器。

3、無論是(shi)從客戶的興(xing)趣(qu)角度,還是(shi)從供應(ying)商(shang)的發展(zhan)角度看(kan),LVC技術仍(reng)然huang)shi)飛行仿真(zhen)的一個(ge)重(zhong)要(yao)方向(xiang)。模擬(ni)器體系結構的標準(zhun)化能(neng)助力LVC技術的發展(zhan),目前ao)Dni)器正在從專有(you)技術轉向(xiang)開放(fang)式體系結構系統。模擬(ni)器的標準(zhun)化促進(jin)了(liao)成本節約、支持相關的分布式任務訓練和更高效(xiao)可持續的更新升級。

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