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VR飞行模拟器是飞行员培训的未来吗?
发布时间:2020-09-08 11:50

  飞行模拟器已用于培训飞行员80多年。那个时候,航空技术有了许多突破。现在,虚拟现实(VR)即将迎来一个专业飞行员培训的全新时代,这对航空业将产生深远的影响。

  从空军到民用飞机到私人飞机的所有飞行员,都已经在飞行模拟器中接受了近一个世纪的培训。但是虚拟现实将改变飞行员培训学校的教学方式,这不仅仅是技术上的突破。虚拟现实飞行员培训系统有可能显着降低飞行培训成本,同时减少空军预算。他们甚至可以用来训练机械师。

  2019年4月,美国空军启动了30名学生的下一个飞行员培训班。使用VR头戴式耳机和先进的AI生物识别技术代替传统的价值数百万美元的飞行模拟器,仅四个月就对13名飞行员进行了认证。通常的飞行员培训系统大约需要一年。VR飞行培训的成本为每台1,000美元,而不是传统模拟器通常的450万美元。学生可以使用HTC Vive虚拟现实耳机将自己完全沉浸在驾驶舱中,而生物识别技术可以监控心率和瞳孔测量-使飞行教员准确地了解沉浸式学生在学习体验中的身分-传统飞行模拟器无法做到这一点。虚拟现实飞行的另一个突破性部分是能够将一个座舱换成另一个座舱–学生从飞行T-6教练机到F-22只需10秒钟。通过允许学生分析已捕获并上传到VR模拟器的航班,进一步增强了学习体验。

  什么是虚拟现实飞行员培训?

  通常,飞行模拟器是通过切掉飞机的前部(驾驶舱)来创建的,然后将其安装在六脚架平台上,该平台可以使飞机顶部的部分移动六度。然后安装了视频显示器,使飞行员可以俯瞰风景或跑道。

  在飞行员培训期间,飞行模拟器使学生能够与真实的飞机驾驶舱进行互动。它们可以节省燃油以及飞机和发动机的磨损,并且可以复制危险状况和系统故障,而不会给任何现实中的乘客带来风险。

  全飞行模拟器(FFS)是技术更先进的模拟器,它在运动,视觉,通信和空中交通领域使用先进技术。例如,FFS可以模拟空气沿机身的摩擦,并使飞行员进行空间定向训练。这样就可以对特定机场的所有重要物体的卫星质量进行180度以上的观察。然后,飞行员可以在模拟器中精确地制定出进场程序。

  过去,FFS分为A级到D级四个级别,其中D为最高标准。近年来,这些级别已更改为七个国际级别,而D级现已更改为Type7。D/ Type 7标准用于初始飞行员培训(转换为新型飞机)和经常性商业飞行员培训商业航空运输(所有商业飞行员必须定期训练,通常每六个月进行一次训练,以保持其乘坐CAT飞机的乘客的资格)。

  飞行模拟器非常庞大,重达数吨,而且成本很高。例如,一架7型全飞行模拟器的售价高达1200万美元,其中不包括模拟器的运营成本。随着新型飞机的推出,它变得更加昂贵,这意味着必须丢弃旧飞机。结果是飞行员培训成本非常高,超出了许多有抱负的飞行员的承受能力。

  VR飞行员培训是否还在视线中?

  对于在飞行员培训学校中使用虚拟现实飞行员培训系统的有效性,航空业存在分歧。一些人认为,市场上没有任何东西可以替代久经考验的飞行模拟器,他们认为,对于飞行员来说,在真正的驾驶舱内进行培训至关重要,即使驾驶舱开始充满烟雾并感觉到这种感觉,他们也可以拿到氧气面罩飞机经过真正的驾驶舱座椅的微妙振动。目前,没有证据表明虚拟现实是物理模拟器的更好替代方案,但这将改变。有充分的理由说明为什么空军和私人飞行员培训学校已经将VR用作视频教程的替代方法。

  美国陆军最近宣布与微软达成一项协议,将其HoloLens技术用于军事训练。这使士兵可以实时获取周围环境的读数,但是研究目标旨在开发可实现寻路,目标获取和任务计划的技术。基于巨大的飞行培训成本节省和与VR飞行相关的降低的风险,虚拟现实很可能会在军事飞行员学校以及商业和私人飞行员培训中迅速采用。

  VR飞行员培训的未来

  在过去的十年中,虚拟现实已经从幻想的事物变成了视频游戏行业的主流。到2016年,已有超过230家公司开发与VR相关的产品,包括谷歌,苹果,亚马逊,微软,索尼和三星等知名品牌。到2018年,Facebook展示了Half Dome,这是一个具有变焦显示的原型。这允许近距离,中距离和远距离的无限聚焦距离,并具有140度的视野,而不会丧失VR消费设备的当前形式或重量。

  当前的技术使用VR头戴式受话器或多投影环境来模拟用户在虚拟环境中的物理状态。但是,最显着推进VR飞行员训练的设备被称为触觉系统(在视频游戏和军事训练应用中也称为“力反馈”),它能够将振动和其他感觉传递给用户。

  在虚拟世界的进步中,空军将这项技术用作其飞行员训练系统的一部分,对于创伤后应激障碍(PTSD)的患者而言,它尤其取得了积极的成果。该技术还被用作私立飞行员学校视频教程的替代方法。最近,一家澳大利亚航空公司的首席飞行员教练与一家生产工作室合作,创造了VR飞行体验,该课程向学生传授了使用智能手机和移动虚拟现实耳机进行飞行的基本知识。已经提供了VR飞行员认证课程,如果第一个课程成功,还将添加其他课程。

  沉浸式飞行软件

  X飞机11

  该软件的普及主要是由于其真实性。最新的升级功能采用了新的高清用户界面,从“齿轮车到铆钉”的质量和逼真的细节是对真实飞机上的逼真模拟。有些飞机配备了模拟的Garmin 1000,而每架飞机都配备了3D座舱,可用于仪表飞行。

  DCS世界

  该软件被认为是PC上可用的最佳飞行模拟器之一,并且对于在线私人飞行员培训有效,该软件具有真实感。真正的挑战远远不只是电子游戏,而是要学习如何从高度详细的驾驶舱和仪表板驾驶虚拟飞机。DCS World现在为需要一些额外帮助的用户提供了许多YouTube学习工具和教程。

  AeroFly2

  Aerofly2具有清脆,细致的座舱,出色的特技飞行特性,现在已为用户布局了整个美国西南部。Aerofly提供高级3D图形,飞行动力学模型为有抱负的飞行员提供了高度的真实感。

  FSX Steam

  屡获殊荣的Microsoft Flight Simulator X现在可以在Steam上使用。Microsoft Flight Simulator X Steam Edition具有更新的多人游戏功能和Windows 8.1支持,可为用户提供一些世界上最具标志性的飞机在24,000个目的地中的任何一个的VR飞行体验。FSX Steam Edition的VR飞行游戏赛车模式使玩家有机会参加四种类型的赛车比赛,包括Red Bull Air Race课程,水上飞机课程以及虚构的课程,例如Hoop和Jet Canyon在不同的天气条件下。

  飞行员和航空业如何使VR为他们服务

  可以肯定的一件事是:无论是飞行员还是飞行教练在老式的驾驶舱中感觉更像在家还是绑在最新的7型全飞行模拟器上,VR在航空中的使用都不再被忽略。每个大型航空和航天贸易展览会上使用的虚拟现实头戴式耳机的数量,以及有关VR飞行员培训系统的可负担性,有效性和易用性的军事案例研究,都证明了这一点。

  VR飞行模拟可能无法代替实际的空中飞行经验,但是通过显着降低飞行员培训成本,它们可以为整个新一代开启航空职业生涯的可能性。

  最近,汉莎航空培训公司为法兰克福和慕尼黑的乘务员推出了首个VR培训。将来,空乘人员的定期培训将在现代虚拟现实枢纽中进行。每年约有18,500名乘务员将在最先进的虚拟培训课程中进行与安全相关的培训,并且计划将VR培训扩展到乘务员培训的其他领域。

  尽管VR飞行员培训具有令人兴奋的可能性,但该技术还有一段路要走,许多人必须说服它才能成为主流飞行员培训的一部分。许多航空专家仍然认为,VR的飞行,无论多么逼真的,都不可能与7型全飞行模拟器甚至是基本的货机模拟器一样。当学生知道他或她可以按下重置按钮并重新进行一次操作时,有一个要说服大脑的问题需要说服大脑。VR飞行训练的未来将取决于技术实现所谓的“融合现实”的能力–能够说服大脑即使处于虚拟现实世界中,也可以说服它处于现实生活或危急状况。

  这是NASA的Armstrong飞行研究中心以及Systems Technology Inc.共同努力的结果。该项目称为融合现实,涉及一个头戴式虚拟现实工具,该工具使飞行员能够针对空中的各种情况进行训练。最新发现是,VR飞行体验可以更好地说服大脑大脑,在飞行过程中身体处于真实飞行状态,而不是坐在模拟器座位上。由于演习是在5,000英尺的高度进行的,因此预计恢复错误不会造成灾难性的后果。

  尽管VR技术还有很长的路要走,但它正在飞跃发展。现在,明天的飞行员可以戴上VR头盔,与Cessna 172交战,驾驶空中客车A320并熟练驾驶波音747。毕竟,每位飞行员都会告诉您,他们梦想着很早就梦想成真。

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