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軍用模擬器的市(shi)場(chang)及作(zuo)用持zhong)齔/h1>

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來源︰中(zhong)國航空報作(zuo)者︰何曉驍責(ze)任編輯︰楊曉霖
2020-02-29 17:22

中(zhong)國航空報訊︰國外(wai)主流(liu)模擬器公司簡析

模擬器(仿真)非常適合飛行(xing)訓練,其一直是軍事飛行(xing)訓練的主要方式之一。仿真技(ji)術的進步,使大部分的訓練可以(yi)在模擬器這種安全的環境中(zhong)進行(xing)。一直以(yi)來,采用仿真技(ji)術進行(xing)訓練的國家(jia)常常將飛行(xing)仿真作(zuo)為(wei)重要發展方向。

飛行(xing)仿真市(shi)場(chang)的前六大供應商(shang)是︰洛克希德?馬丁(ding)公司、波音公司、CAE公司、L3 Link公司、飛行(xing)安全公司和立方體公司。在2019~2028年(nian)期間,這些公司的總份額共(gong)佔飛行(xing)仿真市(shi)場(chang)總量的20%以(yi)上(shang)。隨著飛行(xing)仿真市(shi)場(chang)服務領域的發展,仿真器支持zhong)肱嘌翟詮δneng)領域也是重要的類別。

洛馬公司2019~2028年(nian)預測期內市(shi)場(chang)份額為(wei)98億美元。該公司在提供交鑰匙訓練計劃(hua)方面擁有專業知識,例如新加坡的基礎聯隊訓練課程。洛克希德馬丁(ding)公司飛行(xing)仿真業務的很(hen)大一部分來自F-35訓練系統,為(wei)澳大利亞、丹麥、意大利、挪(nuo)威(wei)、沙特阿拉(la)伯(bo)、新加坡、英國和美國等多個國家(jia)提供飛行(xing)仿真解決方案。

波音公司在預測期內市(shi)場(chang)份額為(wei)65億美元。波音公司的市(shi)場(chang)份額很(hen)大一部分zhong)-8的訓練系統有關(guan)。該系統現(xian)有用戶(hu)包括澳大利亞、英國和美國,未來可能(neng)與新西蘭、挪(nuo)威(wei)和沙特阿拉(la)伯(bo)簽訂合同。另一部分來自T-X訓練器提供地(di)面訓練系統,通過提供培訓使飛行(xing)員學(xue)員做好駕駛第(di)五代戰斗機(ji)和轟(hong)炸機(ji)的準備。根據(ju)T-X最初的作(zuo)戰概念,先進的模擬器可能(neng)使模擬訓練內容增加20%~35%。

CAE公司在預測期內市(shi)場(chang)份額為(wei)50億美元。CAE公司在全球市(shi)場(chang)非常活躍,正在從飛行(xing)仿真器供應商(shang)過渡到訓練系統集成商(shang),能(neng)夠提供一套專門定制(zhi)的產品和tou)瘢 yi)滿足(zu)個別客戶(hu)的需(xu)求(qiu)。主要市(shi)場(chang)包括美國、英國、加拿大、法國、德國、澳大利亞和北約(yue),包括C-130、PC-12、H-60和B707。

L3 Link公司在預測期內市(shi)場(chang)份額為(wei)30億美元。L3公司的關(guan)鍵平台包括F/A-18、F-16和波音707,並獲得了(liao)美空軍F-16仿真器訓練計劃(hua)(STP)的大型合同,該計劃(hua)將三個單獨的計劃(hua)(包括F-16任務訓練中(zhong)心)合並為(wei)一個。還(huai)包括了(liao)“捕食者”無(wu)人機(ji)機(ji)組人員任務訓練系統(Predator Mission Training Aircrew System,PMATS)。

飛行(xing)安全公司在預測期內市(shi)場(chang)份額為(wei)18億美元。主要計劃(hua)包括為(wei)KC-46加油(you)機(ji)開發訓練系統,以(yi)yue)拔wei)HH-60W戰斗救援直升(sheng)機(ji)開發訓練系統chang)/p>

國外(wai)典型軍用模擬器

缺乏合xi)竦姆尚xing)員是大部分國家(jia)都面臨(lin)的一個嚴(yan)峻問題,希望(wang)縮(suo)短培養飛行(xing)員所需(xu)的時(shi)間,這就要求(qiu)要更有xing)xiao)地(di)利用模擬器訓練資源。模擬器可有xing)xiao)支持飛行(xing)訓練、任務訓練以(yi)yue)昂hen)難在實裝環境中(zhong)訓練的高風險(xian)或者高成本(ben)科目。此(ci)外(wai),在合成環境中(zhong)進行(xing)訓練也有助于保護技(ji)術、戰術和作(zuo)戰策略免受對手的窺探。 上(shang)述特點促進了(liao)軍用全任務模擬器的發展。

1.俄(e)羅(luo)斯典型模擬器

茹科夫斯基“設備”模擬器公司成立于1995年(nian),主要從事航空培訓和系統改裝技(ji)術研(yan)究。該公司是俄(e)國產航空模擬器領域的領先企業,屬于三級機(ji)構,二級機(ji)構為(wei)技(ji)術設備公司,總部為(wei)俄(e)羅(luo)斯技(ji)術國家(jia)集團。模擬器產品覆蓋軍民用飛機(ji)和直升(sheng)機(ji),如卡(ka)-228、伊爾-112V、伊爾-78、甦-34、甦-35、米(mi)格-31BM、SSJ-100等qu)/p>

目前俄(e)羅(luo)斯戰斗機(ji)模擬器采用完(wan)全真實的飛行(xing)器性能(neng)數據(ju)和操作(zuo)流(liu)程,能(neng)開展很(hen)高等級的任務訓練。據(ju)公開資料報道(dao),俄(e)羅(luo)斯目前正在推進將不同模擬器在同一網(wang)絡中(zhong)集成,按照體系化、分布對抗的方式發展,目標建立多機(ji)型的仿真對抗環境chang)D殼埃 渫wang)絡最多可支持16台模擬器對抗訓練。模擬器系統中(zhong)的後台計算機(ji)可以(yi)為(wei)機(ji)組人員提供執(zhi)行(xing)飛行(xing)任務時(shi)所需(xu)的導航、技(ji)術和戰術信息,如空中(zhong)加油(you)訓練科目中(zhong),計算機(ji)會向飛行(xing)員提供加、受油(you)數據(ju)等必要信息。模擬器的八(ba)通道(dao)球形投(tou)影(ying)屏(ping)幕包可為(wei)每(mei)個機(ji)組人員提供水平180度qu) 怪30至+50度的視角,可模擬全天候(hou)條件下的地(di)形和環境chang)DD餛魍tou)盔上(shang)裝有的輔助顯(xian)示器和目標指(zhi)示系統,該頭(tou)盔與環幕視覺(jue)環境同步。

2.歐洲(zhou)典型模擬器簡介

歐洲(zhou)戰斗機(ji)仿真系統(Eurofighter Simulation Systems,ESS)公司是德國萊茵金屬防務電子公司和CAE德國公司、意大利SELEX ES公司、西班牙INDRA公司以(yi)yue)壩 ├賬寡盜酚敕掄婀 鏡暮獻勢笠擔 涸ze)向ESS合作(zuo)伙(huo)伴提供歐洲(zhou)戰斗機(ji)機(ji)組人員合成訓練輔助設備(Aircrew Synthetic Training Aids,ASTA)。

ASTA旨在支持飛行(xing)員訓練、任務演練和戰術訓練,以(yi)yue)爸?址苫ji)加改裝和事故調查的輔助測試。全任務模擬器(Full Mission Simulator,FMS)為(wei)仿真復(fu)雜的程序和作(zuo)戰場(chang)景提供了(liao)一個完(wan)整的真實環境chang)3liao)一系列(lie)環境條件外(wai),FMS還(huai)設計用于各種能(neng)見度級別的訓練,包括白天、夜(ye)晚、黃昏(hun)和黎明。為(wei)了(liao)滿足(zu)“台風”戰斗機(ji)的苛刻(ke)作(zuo)戰要求(qiu),FMS中(zhong)包含(han)了(liao)全面的電子you)wei)脅情景庫。該mei)飪梢yi)進行(xing)編程和更新,以(yi)包括一系列(lie)當前和將來的地(di)面和空中(zhong)威(wei)脅,以(yi)滿足(zu)電子戰程序訓練、作(zuo)戰計劃(hua)、任務演練和戰術制(zhi)定的訓練和演練要求(qiu)。戰術訓練還(huai)包括針對各種空中(zhong)和地(di)面目標進行(xing)模擬和戰術的作(zuo)戰評估。FMS可以(yi)通過LAN或WAN完(wan)全聯網(wang)到其他合適的ASTA系統chang)MS可由(you)控制(zhi)站的操作(zuo)員進行(xing)補充,該操作(zuo)員完(wan)成訓練計劃(hua)和場(chang)景開發。還(huai)包括在訓練中(zhong)用于注入的威(wei)脅和系統故障模式。

3.美國典型模擬器簡介

美軍對F-35的仿真訓練能(neng)力提了(liao)嚴(yan)格的要求(qiu),一方面原因是F-35作(zuo)為(wei)第(di)五代戰斗機(ji),其先進能(neng)力(包括傳感器和航空電子you)璞福┌荒neng)在真實環境下開展充分的驗(yan)證;另一方面F-35是一種在降低成本(ben)後仍然高達(da)8000萬美元的單座機(ji),用實裝訓練的成本(ben)極其昂貴。

為(wei)此(ci),洛克希德馬丁(ding)公司為(wei)F-35研(yan)發了(liao)全任務模擬器(FMS),價格應該已經(jing)下lu)檔叫∮200萬美元。FMS的交付與實裝保持同步,第(di)一台FMS于2011年(nian)交付埃格林空軍基地(di)。所有任務類型均可在FMS上(shang)進行(xing)仿真訓練,包括模擬電子干擾和模擬機(ji)載武器對放(fang)空導彈陣(zhen)地(di)的攻擊效(xiao)果。電子干擾的模擬不可能(neng)在傳統模擬器中(zhong)實現(xian)。另一方面,F-35模擬器可使飛行(xing)員在實戰或者演習(xi)前能(neng)夠安全、廉價地(di)訓練電子戰任務。F-35約(yue)45%至55%的初始資格訓練是在模擬器上(shang)進行(xing)的。為(wei)了(liao)實現(xian)這一目標,洛克希德馬丁(ding)公司在幾乎所有F-35駐(zhu)地(di)都部署了(liao)FMS。

F-35模擬器明顯(xian)不同于傳統的戰斗機(ji)模擬器。傳統的模擬器使用代碼(ma)模仿實際的飛機(ji),而F-35的FMS則(ze)使用實際作(zuo)戰飛行(xing)程序(Operational Flight Program,OFP)來實現(xian)這一點。這也使F-35模擬器能(neng)與實裝任務系統同步升(sheng)級ding)/p>

軍用模擬器的發展趨勢

1.虛擬現(xian)實等技(ji)術應用于模擬器領域

虛擬現(xian)實、增強現(xian)實和混合現(xian)實技(ji)術未來將在軍用仿真領域的重要使能(neng)技(ji)術之一。美國克拉(la)托xing)構 居019年(nian)12月6日在美國奧(ao)蘭多舉行(xing)的軍種間/行(xing)業訓練模擬、仿真與教育(I/ITSEC)展上(shang)xian)故鏡男灤脫盜廢低塵禿hen)大程度上(shang)使用了(liao)虛擬現(xian)實技(ji)術,是一種“沉浸(jin)式技(ji)術仿真平台”。目前,VR眼鏡在模擬訓練中(zhong)的使用頻率日益(yi)增長,提升(sheng)了(liao)人員的可視化效(xiao)果。該平台融合了(liao)現(xian)實世(shi)界和虛擬世(shi)界的組件,物理(li)組件和數字對象可以(yi)實時(shi)共(gong)存並交互(hu)。RVCTS-A支持三種直升(sheng)機(ji)平台(UH-60M/CH-47F/AH-64D)的可重構是通過更換物理(li)組件實現(xian)的,如機(ji)載多功能(neng)顯(xian)示器、駕駛桿、油(you)門桿等專用設備。另外(wai),美軍重視降低訓練成本(ben),這種多功能(neng)、可重構的訓練設備可以(yi)提供設備的利用率,避免很(hen)多的重復(fu)建設。

2.模擬器體系結構的標準化

實況、虛擬和構造(live, virtual and constructive,LVC)域的融合是飛行(xing)模擬的一個重要趨勢。軍方越來越依賴虛擬現(xian)實和模擬器來實現(xian)訓練目標。這三個域的融合可以(yi)提供復(fu)雜的復(fu)雜、高保真的訓練場(chang)景,這對于體系化作(zuo)戰訓練更為(wei)有xing)xiao)。模擬器體系結構的標準化使LVC仿真更容易開展,在大規模演習(xi)和任務演練采用仿真技(ji)術,要求(qiu)模擬器具(ju)備能(neng)夠在多個地(di)點進行(xing)互(hu)操作(zuo)的能(neng)力。從美國的LVC經(jing)驗(yan)來看,其地(di)面的分布式作(zuo)戰網(wang)絡(以(yi)模擬器為(wei)主的網(wang)絡)是其開展LVC仿真的核心,將實裝數據(ju)接入到該網(wang)絡中(zhong)。

美空軍正在實施(shi)一項(xiang)名為(wei)模擬器通用體系結構需(xu)求(qiu)與標準(Simulator Common Architecture Requirements and Standards,SCARS)的計劃(hua)。SCARS計劃(hua)將提高網(wang)絡彈性和響應能(neng)力,並將美空軍模擬器的全壽命周期成本(ben)降到最低。SCARS計劃(hua)將通過每(mei)年(nian)發布通用標準,使美空軍訓練系統組合成shang)逑黨晌wei)可能(neng)。SCARS主合同預計將在2019財(cai)年(nian)授(shou)予,其中(zhong)包括一份價值約(yue)為(wei)2~3億美元的五年(nian)期合同,另外(wai)還(huai)有五個一年(nian)期合同,總價值可能(neng)達(da)到9億美元。

美空軍可能(neng)在多個主要司令(ling)部(MAJCOMS)安裝了(liao)2380多個模擬器和訓練設備。這些設備是在過去幾十年(nian)中(zhong)逐步采辦的,每(mei)個設備的采辦都是為(wei)了(liao)滿足(zu)特定平台的個體作(zuo)戰訓練需(xu)求(qiu),而不是根據(ju)頂(ding)層需(xu)求(qiu)設計的。隨著設備使用年(nian)限的增加,對維護和升(sheng)級服務的需(xu)求(qiu)也在增加。從長期來看,SCARS將使快速簡單的升(sheng)級成為(wei)可能(neng),有助于降低設備的全壽命期維護成本(ben),促進部隊與盟國之間的聯合仿真。

此(ci)外(wai),加拿大皇家(jia)空軍正在發展一個稱為(wei)建模與仿真環境(RCAF Modeling and Simulation Environment,RMSE)的計劃(hua)。這是一個基于標準和面向服務的集成框架(jia),使訓練設備能(neng)夠在安全的互(hu)操作(zuo)環境中(zhong)進行(xing)協同訓練。

小結

1、軍用飛機(ji)的地(di)面訓練系統與飛機(ji)平台采辦的結合xian)嚼叢澆裘mi),其目標是將盡可能(neng)多的實裝訓練轉移到模擬器上(shang)完(wan)成。合成環境在很(hen)大程度上(shang)加強了(liao)訓練,其虛擬數據(ju)庫越精(jing)確(que),訓練效(xiao)率越高。利用它們(men)不僅能(neng)夠實現(xian)機(ji)組人員在未知或不熟(shu)悉的環境中(zhong)執(zhi)行(xing)任務。可機(ji)動部署的模擬器也越來越受用戶(hu)的歡迎。這些模擬器使機(ji)組人員能(neng)夠在駐(zhu)地(di)進行(xing)訓練,從而提高訓練靈活性和效(xiao)率,節(jie)省將人員運送到訓練設施(shi)的時(shi)間和成本(ben)。

2、虛擬現(xian)實、增強現(xian)實和混合現(xian)實技(ji)術未來將在軍用飛行(xing)模擬中(zhong)發揮(hui)更大的作(zuo)用,但不是為(wei)了(liao)代替現(xian)有的高端模擬器。

3、無(wu)論是從客戶(hu)的興(xing)趣角度,還(huai)是從供應商(shang)的發展角度看,LVC技(ji)術仍然是飛行(xing)仿真的一個重要方向。模擬器體系結構的標準化能(neng)助力LVC技(ji)術的發展,目前模擬器正在從專有技(ji)術轉向開放(fang)式體系結構系統chang)DD餛韉謀曜薊 俳liao)成本(ben)節(jie)約(yue)、支持相(xiang)關(guan)的分布式任務訓練和更高效(xiao)可持zhong)母律sheng)級ding)/p>

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