Является ли это мнение о персональных компьютерных авиасимуляторах слишком строгим или оно действительно верно?

Это неправда, во всяком случае, не как обвинение сообществу разработчиков симуляторов в целом. Возможно, у вашего друга-пилота нет опыта работы с современными симуляторами, например, X-Plane ...

У X-Plane есть версия для «профессионального использования», которая представляет собой обычный X-Plane с коммерческой лицензией и несколькими дополнительными функциями. Базовое программное обеспечение остается прежним. X-Plane «для профессионального использования» может быть сертифицирован FAA как учебное устройство .

Это означает, что самолет ведет себя точно так же, как в реальном мире. На самом деле, X-Plane иногда используется для проверки моделей полета до того, как будут использованы более дорогие методы, и они относительно точны. НАСА даже написало исследовательские инструменты для использования X-Plane . Garmin G-1000 от X - Plane невероятно реалистичен, а X-Plane «для профессионального использования» может управлять устройствами-симуляторами G-1000.

Вы можете купить другие симуляторы «профессионального уровня» для домашнего использования, такие как Redbird Jay , который работает на том же программном обеспечении, одобренном FAA, что и сертифицированные симуляторы. То же самое и с Elite Simulator .

Нет, это не правда.

Здесь есть два понятия: быть приближенным к реальности и быть сертифицированным для обучения . Это не одно и то же.

Сертифицированный по сути является страховым полисом. Это означает «подать на меня в суд, если вы обнаружите, что моя симуляция виновна в сбое, потому что я уверен, что она точная». Вот почему это так дорого. Но только потому, что что-то не сертифицировано по высоким стандартам, не означает, что оно не соответствует действительности. Это просто означает, что ни один орган не потратил ресурсы на проверку его точности, потому что в этом нет экономической выгоды.

производитель держит эти детали более или менее засекреченными, поэтому разработчики даже не знают, что имитировать

Ну не когда есть договор между разработчиками и производителем. Например, у Boeing есть отношения с одной из компаний, занимающихся моделированием самолетов. Моделирование настолько детализировано, что вы можете выполнять контрольные списки нештатных ситуаций, используя настоящий Краткий справочник.

А есть вещи, которые не требуют от производителя фирменных материалов. С другой стороны, Cessna 172, например, настолько проста и широко используется, что вопрос в том, сколько ресурсов человек готов вложить, чтобы получить правильную симуляцию. Есть продукты, которые имитируют двигатель внутреннего сгорания вплоть до уровня хода цилиндра, и внутренняя работа двигателя внутреннего сгорания хорошо изучена.

авиасимуляторы (...) так же близки к реальному самолету, как Call of Duty к реальной войне.

Даже авиасимуляторы на базе ПК можно использовать для обучения реальных пилотов. Например, это полезно для изучения подходов IFR. Конечно, некоторые аспекты симуляции не так реальны, но это не мешает использовать ее в качестве учебного пособия. Опять же, обратите внимание, что я говорю, что это полезно, а не то, что вы можете регистрировать часы полета по приборам, летая на симуляторе. И есть тренажеры, на которых вы можете регистрировать часы IFR; они основаны на программном обеспечении для ПК, о котором я говорю.

Поговорим подробнее о сертификации. Существуют различные уровни сертификации, охватывающие различные аспекты моделирования. Например, есть тренажеры, ориентированные на навигацию и процедуры по приборам, и они сертифицированы авиационными властями для выполнения таких задач. Однако они не сертифицированы для отработки, скажем, неисправности прокачки двигателя.

Симуляторы уровня D, на которых, предположительно, обучался ваш коммерческий пилот, имеют очень высокий стандарт и низкую устойчивость. Они называются «Уровень D», потому что есть тренажеры уровня A, уровня B и уровня C. Уровень A более расслаблен и не требует, например, системы движения. Уровень D находится на вершине игры, и это лучший симулятор, который только можно достать.

каждый полетный симулятор просто простая игра, которая имеет небольшое сходство с реальностью, но это все

Вы можете принять нижеследующее утверждение как личный счет или как блеф в Интернете: после моего первого ознакомительного полета в летной школе сотрудники спросили, слышал ли я о авиасимуляторах на базе ПК, и предложили мне изучить и попрактиковаться в некоторых базовых вещи в симе, преследуя мой PPL. Это было до того, как она узнала, что я буду делать бочки и молоты в симуляторе...

Существует целый спектр авиасимуляторов. Они варьируются от мобильных приложений до профессиональных 3D-симуляторов в масштабе комнаты. Разница заключается в назначении программного обеспечения, т. е. развлечении или обучении. Я полагаю, что ваш друг имеет в виду стандартные авиасимуляторы, такие как X-Plane и FSX.

В данном случае я бы с ним согласился, потому что невозможно смоделировать все возможные отказы, которые могут случиться в полете. Например, паяное соединение может сломаться в полете, что приведет к очень странному поведению. Кроме того, внутренние взаимодействия между компонентами, например, XNDR, получающий данные режима S от других компонентов, не будут имитироваться, а будут представлять собой переменную, передаваемую другому модулю.

Современная авионика основана на линейно заменяемых блоках, которые в случае выхода из строя отправляются обратно производителю. Это означает, что оператор самолета в большинстве случаев не знает, что находится внутри. Им не нужно знать, потому что все, что они делают, это удаляют/заменяют LRU. Пайка компонентов остается за производителем.

Далее идет версия LRU. Разработчик мог закодировать определенную модель LRU, которая могла измениться с момента запуска симулятора. Пилоты могут летать на модели 2.3, в то время как в симуляторе по-прежнему используется модель 1.1. Модель 2.3 может иметь дополнительные опции, которых нет у модели 1.1, или она может быть модифицирована или располагаться в другом месте кабины. Есть парки, в которых комплект авионики отличается от хвоста к хвосту, для одного и того же типа самолетов. Эту проблему с конфигурацией очень сложно запрограммировать, потому что вам придется программировать каждую версию LRU отдельно.

Есть много уровней симуляторов; и не все созданы одинаковыми. Я могу отчасти понять то, что сказал пилот.

Раньше я летал исключительно на высококлассном коммерческом авиасимуляторе (на моем персональном компьютере) со специальной настройкой штурвала и газа. Это было для 737.

Затем у меня появилась возможность пройти обучение в качестве «экскурсовода» в компании, занимающейся полетами, которая использует оборудование Pacific Simulator.

Подумав «как это может быть сложно» и чувствуя уверенность в своих процедурах и знании приборов, я записался, а затем меня отвели в кабину и приветствовали это (картинка с симуляторов pacific ):

Я знал, что все делало, но вот чего я не знал, и вы не можете знать, если вы не сидели в кабине

1. Дело в том, что кресло двигается вверх и назад, а не в прямом направлении.
2. Трехточечные ремни безопасности — это не весело
3. Педали тормоза трудно достать, если вы невысокого роста (мой рост 5 футов 8 дюймов).
4. Ярмо ... его трудно удержать, и оно оказывает серьезное сопротивление.
5. Рычаг коробки передач надо вытащить, а потом поднять (или опустить).
6. Триммер на самом деле крутится
7. Верхний свет может нагреваться.
8. Наземный руль только с левой стороны (?!@)
9. Створчатые ворота очень жесткие.
10. Удерживать центральную линию не так просто, когда у вас есть стереоскопический вид.

Много еще таких вещей, как уровень шума и т. д. Все это на статическом симуляторе . Я могу только представить, насколько безумным это могло бы стать на полнофункциональном симуляторе, подобном тому, что есть в учебных центрах авиакомпаний.

Как только я прошел весь физический опыт - самолет работал точно так же, как и на моем домашнем компьютере - за исключением одной маленькой детали, на полных закрылках модель симулятора имеет тенденцию подниматься (из-за увеличения подъемной силы), и вы должны компенсировать это некоторым хомут переднего давления.

На домашнем ПК, возможно, об этом позаботился автопилот, но я не мог различить такого поведения.

Кроме этого, и ошеломляющего ощущения (я вспотел после моего первого 40-минутного полета), это то же самое ... если вы можете сбросить со счетов всю ловкость симулятора.

Так что да, во многих отношениях ваш домашний компьютер представляет собой простое факсимиле реального устройства и многих физических и тактильных свойств, которые вы никогда не ощутите, если не сядете в настоящую кабину.

Как побочный эффект этого опыта, мое уважение и любовь к самолету и его пилотам еще больше возросли.

Во-первых, все тонкости авионики сложны . Это может быть тривиальной разницей для любителя, пробующего старую Cessna 172, но, с другой стороны, если вы настоящий пилот, пытающийся смоделировать процедуры на чем-то сложном, таком как F-35 или G1000Nxi, вас волнует много мелких деталей. Тысячи из них. Вещи как:

• Интеграция ForeFlight
• сценарии отказа оборудования
• точность аэродинамики
• сотни угловых случаев, которые всплывают

Документы с требованиями к авионике — это тысячи страниц о том, как все должно переходить из состояния «включено» в положение «выключено», нюансах наземного и работающего двигателей, движущегося и веса на колесах, максимальных ограничениях, взаимодействии режимов, отображении сообщений, сценариях резервирования, когда одна часть оборудование выходит из строя и т. д. Они настолько сложны, что есть краеугольные случаи, которые упускают из виду, и жаркие дискуссии по поводу, казалось бы, крошечных деталей реализации.

Пилотов не волнуют эти детали, потому что пилоты наглы; это потому, что они профессионалы, и их жизнь зависит от знания того, что делать, когда компрессор глохнет, когда звучит другое звуковое предупреждение.

Можете ли вы получить достаточно точную симуляцию, достаточную для отработки таких вещей, как процедуры с приборами? Да. Но для точности нужно:

• Серьезные инвестиции и внимание к деталям (даже некоторые платные продукты имеют недостающие функции и неточные динамические характеристики)
• Хоть мануал, если не технические данные от всех разработчиков авионики на самолет
• Точная аэродинамика для самого самолета
• Хорошее понимание поведения производительности и проблем (например, насколько изменится высота, когда вы выпускаете закрылки, когда автопилот настроен на поддержание высоты?)

Кроме того, в домашних симуляторах отсутствует «ощущение» полета на самолете. Вы не чувствуете движения самолета, что делает маневры и особенно взлеты и посадки очень сложными. Это широко освещалось в этом вопросе о том, насколько полезен MS Flight Simulator. , и я чувствую, что вы больше заботитесь об авионике, чем об общей полезности симуляции.

Если профессиональный пилот на основании своего опыта заявляет, что они нереалистичны, это должно быть правдой: это самая близкая ссылка, которую мы когда-либо имели для программ для ПК, поскольку они обычно не ссылаются на фактические полетные данные. Сертификация устройства означает, что оно было подвергнуто тщательной проверке и что на одном этапе должно быть предоставлено доказательство того, что поведение системы/летной модели является реалистичным. Для несертифицированной программы для ПК, кто знает? это может быть реалистично или нет... продажи важнее всего, крутая графика, хороший звук и т.д.

С тех пор, как Microsoft начала продавать компьютерную игру под названием Flight Simulator, с этим термином возникла некоторая путаница. Есть:

• Авиасимуляторы, используемые для обучения профессиональных пилотов. Некоторые устройства используются и в развлекательных целях: вы можете купить папе поездку с сертифицированным инструктором на день отца.
• Программы для ПК, для широкой публики. Они могут быть использованы профессионалами, а также в комфорте их дома.

Слово Flight Simulator существует уже почти столетие, когда Эд Линк построил свое первое устройство для обучения полетам по приборам. Это стало индустрией: на авиасимуляторах пилотов можно тренировать в ситуациях, которые были бы опасны в воздухе. Аварийные ситуации можно выучить наизусть и отрабатывать до тех пор, пока все действия не будут выполняться быстро; может быть представлен отказ двигателя во время взлета и могут быть выполнены соответствующие действия без какой-либо личной опасности .

На отрасль ложится большая ответственность: если авария произойдет из-за неадекватных действий пилота, обученного на тренажере, производителю этого устройства грозят огромные затраты как в деньгах, так и в человеческих жизнях. Поэтому авиационные власти требуют, чтобы производители продемонстрировали, что то, что они сделали, похоже на настоящий самолет: реакция симулятора должна соответствовать реакции реального самолета. И это очень дорого обходится симуляторам для профессионального использования: у вас должна быть записанная реакция реальной системы или маневра самолета, чтобы соответствовать симулятору.

Но не все задачи нужно тренировать с одинаковой частотой, и один из способов сделать тренажеры менее дорогими — проверять их только для определенных задач. Тренажер по навигации должен иметь навигационные системы, которые реагируют как настоящие - лучшее решение - использовать оригинальную систему на борту самолета и имитировать поведение самолета, когда он летит на автопилоте, то есть в спокойном, контролируемом полете. путь без причудливых ответов для ручных крутых маневров. Тренажеры Part Task также сертифицированы на протяжении десятилетий.

Источник изображения

Классическое различие между симуляторами полета и тренажерами с частичной системой задач исчезло за последние два десятилетия: симулятор полетов теперь представляет собой любую программу, которая показывает вид кабины изнутри, некоторые движения за окном в зависимости от ввода с джойстика и индикаторы и кнопки, которые действуют так, как это кажется пилотам знакомым. Microsoft сказала, что это авиасимуляторы. Некоторые из программ для ПК используются в тренажерах с частичной занятостью для имитации части реакции аналогичного самолета, и тогда производители могут заявить, что они сертифицированы FAA. Это, конечно, не означает, что реакцию программы сравнивают с реакцией реального самолета, как это должно быть в полнопилотных симуляторах.

Различие по-прежнему:

• Симулятор сертифицирован. Не софт вообще, а тренажер.
• Для каких задач он сертифицирован. Только обучение систем или полет тоже?
• Если для полета, то до какого эшелона? Круиз и ясная погода или полный эффект турбулентности, сдвига ветра, экранного эффекта? Можно ли в тренажере обучать посадкам? Тогда мы говорим о полном авиасимуляторе, и я могу заверить вас, что ни один из X-planes, игр Microsoft или FlightGears не поддерживает их.

Коммерческий пилот, с которым вы разговаривали, прошел обширную подготовку на профессиональных, полномасштабных тренажерах уровня D с невероятным количеством подтвержденных и подтвержденных сертификатов реализма. Он сравнивает это с программами для ПК под названием Flight Simulator, некоторые из которых используются для некоторого вида из окна для некоторых тренажеров. И он был бы прав, заявив, что реализм коммерческих компьютерных игр, доступных за 100 долларов, очень низок. Его мнение является правдой, и как это может не быть: полный пакет данных для коммерческого авиалайнера, по которому сертифицирован полнопилотаж уровня D, стоит от 2 до 10 миллионов долларов США. X-plane действительно не собирается тратить такие деньги.

Я понимаю, о чем говорит ваш друг-пилот, и в определенной степени с ним согласен.

Настольный авиасимулятор, такой как FSX, X-Plane, Prepar3D и т. д., очень далек от симулятора полного движения уровня D, созданного специально для конкретного самолета с полным пользовательским интерфейсом, системами, точной авионикой и т. д. Но я не знаю. Не думаю, что будет справедливо сказать, что симулятор полета для настольного ПК нереалистичен.

Я уже писал другой пост на эту тему раньше, но стоит повторить. Настольные авиасимуляторы — это развлекательные продукты, созданные с таким уровнем реализма, который позволяет быстро преобразовать их для обучения полетам. Они очень хорошо моделируют базовую динамику полета и другие аспекты полета, в то время как другие области отстают по ряду причин, включая простоту использования новичками и большую концентрацию на наиболее часто используемых аспектах полета для моделирования.

У всех симов есть свои достоинства и недостатки. Я возьму FSX в качестве примера.

Положительные стороны:

• Экономическая программа обучения
• Отличная базовая динамика полета
• Очень хороший инструментальный тренажер.
• Позволяет пользователю экономично пробовать летные характеристики различных типов самолетов.

Недостатки:

• Динамика двигателя реалистично адаптирована только для поршневых двигателей без наддува. Он плохо моделирует поршневые двигатели с турбонаддувом, турбовинтовые или турбореактивные двигатели.
• Серьезная задержка управления от времени ввода до отклика поверхностей управления, даже если нулевые зоны осей управления установлены на ноль.
• Системы моделируются только на базовом уровне и требуют дополнительных надстроек в платных самолетах, чтобы сделать их реалистичными. Например, базовая электрическая система FSX не копирует аварийную резервную аккумуляторную систему, используемую на их установке G1000 для их однодвигательной линейки с высокорасположенным крылом. Ускорение F/A-18 Hornet смехотворно нереалистично.
• Базовая авионика, в том числе их система G1000, просто отстой, воспроизводящая лишь часть функций и не точная по сравнению с реальной вещью.
• Стареющие навигационные базы данных делают его все более нереалистичным для использования в качестве учебного устройства.
• Управление воздушным движением ограничено и чем-то похоже на разговор человека с куклой Барби.
• Летные характеристики на краю конверта, включая фигуры высшего пилотажа и штопоры, моделируются плохо, послушны и неуклюжи по сравнению с реальной жизнью. FSX Extra 300S — это собака по сравнению с настоящим самолетом.
• Погодные опасности моделируются некорректно и существуют только из эстетических соображений. Вы можете лететь на Airtrike в бушующую грозу с нулевым риском, если не считать того, что вас немного подбросит. Попробуй это в реальном мире, и ты труп.

Многие из этих проблем можно решить, добавив реалистичные платные самолеты и погодные дополнения. Существует также платное программное обеспечение для авионики, которое значительно повышает реалистичность авионики, используемой в игре.

Я использовал FSX для большей части своего летного обучения, и это значительно улучшило мои навыки пилота. Те же ошибки, которые я делаю в FSX, я сделаю и в реальной жизни!

Это субъективный вопрос, который приводит к проблеме того, что означает «реалистичный».

Я отчасти согласен с тем, что авиасимуляторы, будь то их элементы управления или их летные характеристики, не являются реальной заменой полета, за исключением ограниченных целей. Вот некоторые отличия:

• Во многих случаях приборы и средства управления представляют собой сложные устройства, которые не могут быть легко смоделированы с помощью компьютера. Например, даже очень простые приборы вроде высотомеров и указателей вертикальной скорости ведут себя в реальном самолете совершенно иначе, чем в симуляторе. Реальные инструменты имеют странные характеристики запаздывания и реагируют на порывы ветра и другие переходные состояния. Реальные инструменты гораздо более хаотичны, чем то, что вы видите в симуляторе.

• Большие коммерческие самолеты имеют сложную системную систему, такую ​​​​как компьютеры управления полетом, которые имеют большое количество проприетарного программного обеспечения, которое компьютерное моделирование не может точно смоделировать. Например, все FMC имеют модели производительности двигателя, написанные производителем двигателя (GE, Pratt & Whitney и т. д.). Эти модели чрезвычайно сложны и очень закрыты (секретны).

• Симуляторы не точно моделируют взаимодействие самолета с воздухом. Например, по этой причине пилоты-планеристы даже не используют симуляторы типа X-Plane. Они используют специализированные тренажеры типа Condor .

• Ни один симулятор, будь то X-plane или Condor, точно не воспроизводит порывы ветра и другие неустойчивые движения воздуха так, как это происходит в реальной жизни. Приземлиться в реальной жизни намного сложнее, чем в симуляторе, потому что турбулентные воздушные условия у земли часто требуют быстрых управляющих воздействий для плавной посадки; ничто из этого не моделируется точно в симуляторах, которые я использовал.

• Элементы управления симулятора не похожи на настоящие элементы управления. В небольших самолетах используются пружинные вилки, а в больших - гидравлика. Пластиковые педали руля, которые вы можете купить для симулятора, совершенно не похожи на настоящие педали руля. Кроме того, у пластиковых нет носков, поэтому в целом ощущения от торможения в самолете совершенно иные, чем в симуляторе.

Это будет зависеть от того, что вы хотите узнать из моделирования на ПК.

Вот почему все типы правил имеют разный тип квалификации тренажера (ICAO, FAA, EASA, CAAC, ...). Если мы посмотрим на определение из EASA FSTD(A) 2012 (к сожалению, таблица из ICAO 9625 Ed4 лучше но документ недоступен в свободном доступе в Интернете):

Приложение 1 к CS FSTD(A).300
«Стандарты тренажеров для имитации полета» В этом приложении описывается минимальный полноценный тренажер для полетов (FFS), тренажер для полетов (FTD), тренажер для полетов и навигационных процедур (FNPT) и базовые устройства для обучения по приборам (BITD). требования к аттестации устройств до требуемых квалификационных уровней. Некоторые требования, включенные в этот CS, должны сопровождаться заявлением о соответствии (SOC) и, в некоторых определенных случаях, объективным испытанием. SOC должен описать, как требование было выполнено. Результаты испытаний должны показать, что требование было достигнуто. В следующем табличном перечне стандартов STD заявления о соответствии указаны в столбце соответствия.

Источник: EASA CS-FSTD(A), стр. 9–25: https://www.easa.europa.eu/sites/default/files/dfu/CS-FSTD(A)%20Initial%20Issue.pdf

Эта таблица поможет инструкторам узнать, какой тренажер можно использовать для каждого вида упражнений. Таким образом, FFS - не единственный вид симулятора, используемый учебными центрами для обучения и получения типового рейтинга.

Ограничение моделирования на базе ПК, такого как X-Plane или FSX, связано не обязательно с репрезентативностью самолета, а с ограничением информации о самом самолете. Даже с хорошей аэромоделью (например, в x-plane) вам нужны данные для сравнения поведения самолета с вашей аэромоделью. Возможно даже, что производитель самолетов не извлекает такие данные из испытательных полетов. Другое ограничение будет заключаться в самих системах. Без надлежащей документации, как вы хотите воспроизвести FWS A320, даже если у вас есть ссылка на FCOM. За этим стоит слишком много логики, чтобы перепроектировать его из такого документа. То же самое для любой авионики, G1000, комплекта HNY, ....

Но симуляция на базе ПК не обязательно совершенно бесполезна. Например, чтобы найти правильное место для каждой кнопки, рычага, переключателя, ... Это также может помочь (если система достаточно хорошо смоделирована) изучить основы ввода плана полета. Какая информация важна и так далее.

Но определенно с точки зрения пилотирования, следуя точности симуляции, она может легко начать превращаться в негативную тренировку, если что-то пойдет не так, и поведение вашей симуляции не будет таким же, как реальная авионика.

Негативный перенос определяется в контексте данной статьи как перенос из одной кабины в другую (с другой конструкцией или конфигурацией) привычек или реакций, которые были уместны в первой, но неуместны во второй, что создает угрозу для полетов. безопасность. Эта опасность была продемонстрирована не только экспериментально, но и в ряде отчетов о расследовании авиационных происшествий. По мере того, как новые самолеты становятся доступными для коммерческого, военного и частного секторов, и пилоты, следовательно, должны переходить со старых моделей на новые, явление отрицательного переноса становится все более значимым. Чтобы проиллюстрировать концепцию отрицательного переноса и авиации, автор сравнивает кабины двух самолетов ВВС США и то, как их различия могут отрицательно сказаться на работе пилота.

Источник: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/7159345