飞行模拟器

在地面模仿飞行状态、飞行环境和条件的装置。由模拟飞行座舱、电子计算机、随动系统、机场地形模型、显示仪和声光模拟设备等组成。按用途不同，可分为训练飞行模拟器和机械设备试验飞行模拟器。飞行员在模拟器座舱内进行操作，并能观察和体验飞行中的现象和感觉。

飞行模拟器

飞行模拟器是利用模型飞机座舱和配套装置，逼真地模拟飞行状态、飞机姿态和机上各系统工作状态的大型地面设备。用于飞行人员训练和航空医学研究等。
飞行模拟器由座舱、计算机系统、运动和操作负荷系统、音响系统、视景系统和指挥台等部分组成。
座舱 座舱内部尺寸、布局和装修均仿照所模拟飞机的座舱，但外形不必相同。仪表、座椅和其它部件采用实际航空装备或模拟物品。按照舱体能否活动，可将其分为“动座舱”和“静座舱”两类。二十年代问世、模拟轻型飞机的小型训练器(通称“林克机”，因发明人E Link而得名)和现代全舱都能活动的大型模拟器均属“动座舱”。

飞行模拟器示意图

座舱本身系静止，完全靠间接方式(如仪表显示、舱外视景变化等)使舱内人员产生“座舱在运动”的感知觉者(如练习空战、投弹专用的模拟器)，属于“静座舱”。
计算机系统 计算机是现代模拟器的关键部分，决定其主要性能。大型飞行模拟器的计算机系统兼有模拟机的快速性和数字机的精确性。其计算机能够储存有关飞机活动的各种环境条件数据，拥有实际飞行数据和飞机各系统的数学模型。计算机接受来自舱内驾驶动作的输入信息，进行运算处理，给出“飞机”和各子系统的状态参数。然后输出信息给座舱的运动、操作负荷、仪表显示、音响、视景等系统，作出统一协调的反应，并给受试者的感官以相应的刺激。六十年代起，为了模拟高性能飞机的复杂性能，更多采用大型数字机，将飞机各系统的数据各自集成卡片式插件，汇集于总插口装置，并可不断充实和调换组合。
运动系统和操作负荷系统 人的运动感觉是通过前庭、触觉和视觉通道获得的。动座舱舱体的运动会立刻给舱内乘员以运动感觉，适于训练一般驾驶和应急操作。有些早期的动座舱，其运动是通过位于底座内的万向轴和负压气囊伺服作动的。现代的动座舱大多用由计算机控制的精密作动筒支托着舱体底座而伺服作动。先进的动座舱可在一定范围内分项或同时作滚转、俯仰、偏航、升降、横向和纵向等自由度运动，平稳度达到0.02G。还有的动座舱是利用挂在大支架上的作动筒悬吊座舱底座而伺服作动的。
由于作动筒的运动行程有限，故只能启动短暂加速运动而不能产生持续性加速度。但可利用人体感官对于速度和阈下加速度不敏感而对加速度和体表压力刺激有一定知觉反应的特点来模拟飞行中的加速度。其方法大致如下：
❶在作动筒每次启动达一定加速度值后，立即改作阈下的反向加速运动使其平稳复位，准备再行作动。如是反复，即可造成一定加速度刺激。
❷对受试者所着抗荷服按预定的谱线充气、放气。
❸将受试者身上的安全带按一定方式拉紧或放松。
❹控制安装在座椅座位、靠背和腿托处的气囊的充气量，对体表产生相应压力。这些措施都可间接地模拟持续性加速度作用时的情况。另外，使座舱内部突然昏暗下来，则可模拟大加速度作用所引起的灰视、黑视。将高频率方波振荡输入驾驶杆，则可模拟飞机的抖振。协调一致的仪表显示，舱内、外音响和舱外视景显示，也是造成“飞机在运动”的感知觉的条件。模拟器作闭环运转时，舱内的操作者像驾驶真飞机一样能感受到操作负荷。早期模拟器的操作负荷多由与驾驶杆相联的负压气囊产生，但负荷感觉机构反应较迟滞。近代模拟器，则由计算机按操作者给出的动作与飞机当时应取的姿态和操作负荷，去控制与驾驶装置相联的液压作动机构，产生逼真的操作负荷。
音响 由计算机控制的音频发生器（声音合成器）模拟，可造成逼真的气动力、发动机、液压系统、起落架收放以及轮胎擦地等时的声环境。
舱外视景 舱外模拟视景配合仪表显示，可向操纵者提供有关飞机姿态和运动的视觉信息。视景的形成和应用涉及显示亮度、分辨率、对比度、几何畸变以及观察距离等问题。利用计算机数字图象生成器可以逼真地显示飞机所见到的景象。也可利用大型地形模型和闭路电视系统提供逼真的显示图象。有一种方式是由计算机控制闭路电视系统的摄像机，相对一个缩小比例的模型作各种运动，同时将所摄入的信息输到显示终端；还可通过光学系统使其成为无限远或接近无限远视景。摄像机安装在能作三个轴向线位移运动的台座上，而摄像机前端光学探头的反射镜和棱镜也是可调的，以完成模拟飞机滚转、俯仰和偏航时对舱外视景的录像。为模拟起飞、着陆或轰炸的简单地景，有的将其直接绘在随动的玻璃板上或印在胶片上，通过光学装置投射于屏幕或映入潜望镜。
指挥台 指挥台安装有与舱内相同的主要显示仪表，并有指挥、记录装置，供教练员（实验人员）控制、指挥和给与各种飞行指令、设置待排除故障项目以及观测记录之用。先进的指挥台可利用大型阴极射线管进行集中显示。
模拟器的使用不受气象条件限制，能给出任意飞行条件，练习排除故障(有些项目在实际飞行条件下操作极为危险，或根本不可能试验)，并可有效地观察记录或作近距离示教，故具有安全可靠、经济、节省时间等优点，是训练飞行人员的有效工具。模拟器也用于培训民航飞机驾驶人员，取代实际飞行训练的比重日益加大。根据飞行学员在模拟器上作业成绩的优劣，可预测其日后飞行训练的效果，故也可用于飞行人员的选拔和鉴定工作。