شبیه ساز پرواز

شبیه سازی پرواز نوعی صنعت است که از تکنیک واقعیت مجازی (سیستم‌هایی هستند که کاربر به صورت تعاملی به یک کامپیوتر متصل است و توسط تصویری سه بعدی مشغول به کار است.) استفاده می‌کند. شبیه ساز پرواز می‌تواند برای آموزش خلبانان غیر نظامی یا نظامی بدون استفاده از هواپیماهای واقعی مورد استفاده قرار گیرد.

شبیه ساز پرواز در واقع برنامه‌ای نرم افزاری است که جهت کمک به خلبانان ساخته شده است، این برنامه کاربرد تقلیدی یا شبیه‌سازی از پرواز را دارد و می‌تواند عملکرد انواع هواگردها از جمله بالگرد، بالن، فضاپیما و به خصوص هواپیما را شبیه‌سازی کند. این نرم افزار برای رایانه‌های شخصی ساخته شده است، برنامه‌های شبیه ساز انواع بسیار گسترده‌ای را شامل می‌شود و می‌تواند برنامه‌های محدود بازی‌های کامپیوتری تا دستگاه‌های بزرگ و حرفه‌ای را شامل شود. اما در حال حاضر عمده برنامه‌های شبیه ساز پرواز کاربرد حرفه‌ای داشته و توانایی تقلید تمامی جنبه‌های یک پرواز را به شکل واقعی دارد. مهمترین هدف از تولید چنین برنامه‌هایی تربیت کاربران حرفه‌ای برای خلبانی است که علاوه بر تجربه چنین شرایطی، امکان پژوهش در این زمینه را نیز برای آنها فراهم می‌کند.

برنامه‌های شبیه سازی بسیار دقیق و حرفه‌ای طراحی شده‌اند و اغلب تمامی فرودگاه‌ها را دنیا را در برمی‌گیرند و می‌توان با انواع هواپیماهای جنگنده، مسافری و هر نوع بالگردی در آنها پرواز کرد و شرایط واقعی را تجربه کرد. همچنین در این نرم افزارها تمامی سیستم حرفه‌ای پرواز و کابین خلبان به شکل دقیقی شبیه‌سازی شده تا تجربه‌ای مشابه به کاربرد القا کند.

انواع شبیه سازهای پرواز

دو نوع عمده شبیه ساز پرواز عبارتند از:

شبیه سازهای صنعتی: این نوع شبیه سازها دقیقا همانند پروازهای واقعی و حرفه‌ای را برای کاربرد فراهم می‌کند و فرد می‌تواند از این طریق نحوه پرواز و کنترل آن را فرا گیرد. این نوع از شبیه ساز اغلب در توسط شرکت‌های هواپیمایی و آموزشگاه‌های خلبانی تهیه شده و کاربرد آن آموزش خلبانان و دانشجویان پرواز است. این نوع شبیه ساز دارای دو مدل دارای جک و بدون جک است.

شبیه سازی معمولی: این شبیه ساز برای افراد معمولی کاربرد داشته و کسانی که تمایل دارند، با تجهیزاتی مثل یوک (فرمان هواپیما)، پدال، تراتل (دسته گاز هواپیما) و …آشنایی داشته باشند می‌توانند آن را تهیه کنند.

هدف از تولید شبیه سازهای پرواز

علت تولید چنین برنامه‌ای این است که به علت هزینه و خطر بسیار زیاد  نمی‌توان پرواز را در شرایط واقعی انجام داد همچنین این برنامه به کاربران آموزش می‌دهد تا در مواقع خطر مثل زمین نشستن بدون موتور و نقص‌های کامل الکتریکی و هیدرولیکی توان کنترل شرایط را داشته باشند. شبیه سازهای حرفه‌ای دارای سیستم بصری با کیفیت بالا و سیستم حرکت هیدرولیک هستند.

این برنامه به کاربران آموزش می‌دهد تا نحوه کنترل هواپیما، اثرات دیگر سیستم‌های پرواز و نحوه کنترل هواپیما در شرایط و عوامل خارجی نظیر چگالی هوا، آشفتگی، باد، ابر، بارش و ... را فرا گیرند. این شبیه سازها همچنین در کنار آموزش به خلبانان جوان می‌تواند در طراحی و توسعه هواپیما، و تحقیق در مورد ویژگی‌های هواپیما و ویژگی‌های کنترل حمل و نقل مورد استفاده قرار گیرند. شبیه سازهای پرواز در مقایسه با کابین‌های شبیه ساز کاربرد بیشتری دارند زیرا به علت محدود بودن فعالیت فیزیکی این کابین‌ها نمی‌توان شرایط را به شکل واقعی برای فرد شبیه سازی کرد.

به طور کلی می‌توان گفت به دلایل زیرا برای آموزش خلبانان از شبیه ساز استفاده می‌شود:

هزینه ساخت: همان طور که همه می‌دانند هزینه ساخت و تولید یک هواپیما نظامی یا غیرنظامی بسیار زیاد است، زیرا یک هواپیما نیاز به موتورهای پیشرفته، سیستم‌های ناوبری دقیق، سیستم‌های ارتباطی قابل اعتماد، سیستم‌های ایمنی دقیق و غیره دارند که هزینه تولید هر هواپیما را به شدت افزایش می‌دهند. در نتیجه استفاده از نرم افزار شبیه ساز، هزینه بسیار کمتری را در برمی‌گیرد.

خطر جانی: از آنجایی که کارآموزان پرواز تجربه کاملی از پرواز واقعی ندارند، در نتیجه به احتمال زیاد آسیبی جدی به خود و هواپیما وارد می‌کنند، به علاوه این خطر نه تنها متوجه آنها است بلکه می‌تواند برای سایر مردم نیز خطرناک باشد. پس استفاده از شبیه ساز روشی مطمئن خواهد بود.

در یک شبیه ساز مفید باید احساس واقعی پرواز به خلبان القا شود، مثلا عرشه پرواز را به خوبی به بیننده نشان دهد تا در او احساس واقعی را ایجاد کند.

غوطه وری در شبیه ساز پرواز

غوطه‌وری یکی از ویژگی‌های مهم دنیای مجازی است که با کاربر اجازه می‌دهد، در لحظه احساس حضور فیزیکی در دنیای مجازی را داشته باشد، این حس با احاطه کاربر توسط صدا، تصویر و یا محرک‌های دیگر روی می‌دهد. در واقع این شبیه ساز به کاربر اجازه می‌دهد به حضور فیزیکی در کابین خلبان را به خوبی احساس کند. در یک شبیه ساز پرواز، غوطه وری با ترکیبی از سخت افزار واقعی و تصاویر مجازی به دست می‌آید.

سخت افزار واقعی: کابین خلبان شامل از ابزارها و تجهیزاتی مانند اهرم‌ها، سوئیچ‌ها، دکمه‌ها، لغزنده‌ها و غیره ساخته شده است.

تصویرسازی : با وجود سیستم‌های فرود خودکار، اکثر روش‌های فرود به طور دستی ساخته می‌شوند. در نتیجه، خلبانان به آنچه که آنها از طریق پنجره‌های کابین خلبان می‌بینند بستگی دارد. این جایی است که گرافیک کامپیوتری محیط واقعی کابین خلبان را تکمیل می‌کند تا توهم پرواز را ایجاد کند.

تا قبل از سال 1950 به علت کمبود شبیه سازهای رایانه‌ای ،قسمتی از آموزش خلبانان با استفاده از پرواز با هواپیما صورت می‌گرفت در نتیجه تعلیمات به طور کامل صورت نگرفته و  تعداد سانحه‌های آموزش رقم قابل توجهی بود اما با به کار بردن این شبیه ساز در آموزش‌های هوایی آموزش با استفاده هواپیما بسیار محدود شده و تعداد حوادث نیز به شدت کاهش یافته است.