همزمان با رشد و ارتقاء هواپیما شبیه‌سازهای پرواز نیز توانسته‌اند از فناوری‌های جدید بهره‌مند شده و محیطی واقعی‌تر را برای کاربران فراهم کنند. تا چند سال قبل شبیه‌سازی کامل محیط کابین خلبان و شرایط عملیاتی هواپیما هدف اصلی طراحان شبیه‌سازهای پرواز بود، اما آن‌ها امروزه سعی دارند با پرداختن به جزئیات خارج از محیط هواپیما تجربه یک پرواز واقعی را برای کاربر فراهم کنند.
در حال حاضر نمونه‌های متعددی از شبیه‌سازهای پرواز برای هواپیماهای مختلف ارائه شده است که می‌توانند به خوبی شرایط یک پرواز را از لحظه سوختگیری و روشن شدن هواپیما تا هنگام نشستن و توقف کامل آن شبیه‌سازی کنند. سازندگان هواپیما همزمان با طراحی و ساخت نمونه‌های اولیه پلتفرم خود اقدام به تهیه یک شبیه‌ساز آموزشی برای آن می‌کنند. طراحان این نرم‌افزارها سعی دارند علاوه بر شبیه‌سازی دقیق دینامیک پرواز و سیستم‌های اویونیکی دنیای بیرون هواپیما را نیز با گرافیک بالا نمایش دهند.
اهمیت شبیه‌سازهای پرواز
در سال‌های دور آموزش خلبانان نظامی و غیرنظامی مستلزم صرف هزینه‌های زیاد برای مصرف سوخت و قطعات هواپیما بود. علاوه بر این در صورت بروز سانحه صدمات جبران‌ناپذیری به خلبان، مربی آموزش و همچنین هواپیمای مورد نظر وارد می‌شد. با ظهور سیستم‌های شبیه‌ساز پرواز که از نظر تجهیزات و فضای داخلی و همچنین عملکرد دینامیکی مشابه هواپیمای اصلی بودند، گامی بلند برای رفع این مشکلات برداشته شد. به مرور زمان و با پیشرفت قابل توجه این سیستم‌ها پروازهای شبیه‌سازی شده یک جزء جدایی‌ناپذیر از آموزش‌های خلبانی شد.
به کمک این شبیه‌سازها علاوه بر مراحل مختلف پرواز می‌توان حالات مختلفی از قبیل رویارویی با وضعیت‌های اضطراری مانند خاموش شدن موتور، قطع برق هواپیما، آتش سوزی در بخش‌های مختلف، باز نشدن ارابه فرود یا شکستن آن، ترکیدن لاستیک روی باند و غیره را مشابه‌سازی کرد.
هر چند نمونه‌های پیشرفته از شبیه‌سازها دارای قیمت بسیار زیادی هستند، اما کاهش خطرات جانی و صرفه‌جویی در مصرف قطعات، سوخت و هزینه‌های تعمیر هواپیما مراکز آموزش خلبانی را مجاب به استفاده از آن‌ها می‌کند. همچنین کاهش استهلاک و مدت درگیر بودن هواپیمای واقعی برای فعالیت‌های آموزشی و در نتیجه در دسترس بودن آن برای امور عملیاتی از دیگر مزایای شبیه‌سازها به شمار می‌رود.
شبیه‌سازهای پرواز معمولا ترکیبی از نرم‌افزار و قطعات سخت‌افزاری واقعی هواپیما هستند که نمونه‌های کامل و پیشرفته آن‌ها تا 6 درجه آزادی دارند. دانش‌های مختلفی نظیر دینامیک و کنترل، واقعیت مجازی، الکترونیک و کنترل، ساخت و تولید، طراحی صنعتی، هوانوردی و خلبانی باید به صورت هماهنگ و دقیق برای مراحل طراحی معادلات پروازی، نرم افزارها، طراحی و نصب و راه اندازی سامانه تصویری و سامانه‌های حرکتی مورد استفاده قرار گیرند تا یک شبیه‌ساز کامل ساخته شود. امروزه بخش‌های متعددی از فرایند آموزش و همچنین بازآموزی خلبانان که باید هر چند ماه یکبار تکرار شود، توسط این شبیه‌سازها انجام می‌شود.
بالاترین سطح شبیه‌سازها از نظر هوشمندی، شبیه‌سازهای «فضای رزم» هستند که اغلب برای آموزش هواپیماهای نظامی استفاده می‌شوند. در این نوع شبیه‌سازها علاوه بر شرایط محیطی، نیروهای خودی و طرف مقابل نیز در فضای مجازی ایجاد شده یا از طریق دستگاه شبیه‌ساز دیگری به همین فضای مجازی مرتبط شده و به صورت گروهی تمرین می‌کنند.
شبیه‌ساز هواپیمای نظامی و بازار آن
آمادگی نیاز به تمرین مداوم دارد. این جمله‌ای است که اکثر فرماندهان نیروهای هوافضا در سراسر جهان به آن اعتقاد داشته و برای اطمینان از سطح آمادگی و توانایی پاسخ سریع و کارآمد آن را به کار می‌گیرند. امروزه سازمان‌های نظامی برای تربیت نیروی ماهر و کارآزموده بر سیستم‌های شبیه‌ساز توجه ویژه‌ای دارند.
هوافضا و بخش‌های دفاعی همچنان یک بازار قوی برای آموزش‌های مبتنی بر شبیه‌سازی است. صرفه‌جوبی‌های اقتصادی حاصل از بکارگیری شبیه‌ساز در آموزش‌های خلبانی به حدی است که سازمان‌های نظامی را وادار به تهیه آن‌ها می‌کند. علاوه بر این برخی از آموزش‌های خلبانی در بخش نظامی مانند استفاده از سلاح و شلیک به سمت هدف بدون استفاده از شبیه‌سازها غیرممکن یا مستلزم صرف میلیاردها دلار هزینه خواهد بود. از سوی دیگر آموزش واقعی چنین عملیات‌هایی اثرات زیست محیطی خطرناکی را به دنبال دارد. در سال 2016 ارزش جهانی بازار شبیه‌سازهای نظامی پرواز حدود 8/3 میلیارد دلار بوده است و پیش‌بینی می‌شود تا سال 2021 با رشد 1/4 درصدی سالانه به 5/4 میلیارد دلار برسد.
ارائه‌دهندگان سیستم‌های آموزش مبتنی بر شبیه‌سازی و ماموریت مجازی به دنبال استفاده از فناوری‌های مدرن برای پاسخگویی به الزامات و خواسته‌های صنعت هستند. جنگ‌های نامتقارن، محیط‌های چالش انگیز، تهدیدهای مدرن و نسل جدید هواپیماها و سیستم‌های الکترونیکی همه نیازمند راهکارهای آموزشی و شبیه‌سازی واقعی‌تر هستند. در واقع می‌توان گفت امروزه صنعت نیازمند شبیه‌سازهایی است که یک محیط مصنوعی اما پویا را در مقابل فرد تحت آموزش قرار دهد و مربی بتواند هرگونه عملیات را برای آن برنامه‌ریزی کند.
آقای کولاباتیستو مدیر شرکت CAE (ارائه دهنده سیستم‌های آموزش مبتنی بر شبیه‌ساز) در مورد روند کنونی بازار سیستم‌های شبیه‌ساز نظامی می‌گوید: «در حال حاضر مشتری‌ها اغلب به دنبال شبیه‌سازهایی با قابلیت شبکه‌سازی هستند. آن‌ها بر اهمیت سیستم‌های آموزشی یکپارچه و متقابل واقف هستند و می‌دانند یک محیط آموزشی جمعی تا چه حد بر آمادگی نیروها و شناخت نقاط قوت و ضعف تاثیرگذار است.» وی همچنین در مورد چالش ادغام هواپیماها و سیستم‌های دفاعی تولید شده توسط شرکت‌های مختلف در یک محیط شبیه‌ساز شبکه‌ای می‌گوید: «یکپارچه‌سازی و قابلیت اتصال به شبکه بدون در نظرگرفتن استانداردهای باز صنعتی امکان‌پذیر نخواهد بود. در واقع استفاده از این استانداردها امکان تلفیق انواع مختلف هواپیماها، سلاح‌ها و سیستم‌های دفاعی تولید شده توسط شرکت‌های مختلف را فراهم می‌کند.»
شیه‌ساز JSAS ساخته شده توسط راکول‌کالینز با قابلیت شبیه‌سازی کامل یک محیط جنگی شبکه‌ای
روش ساختار مجازی زنده
شرکت لاکهید مارتین (سازنده هواپیماهای اف-22 و اف-35) با همکاری وزارت دفاع ایالات متحده، روشی جدید برای آموزش خلبانان با استانداردهای بالاتر برنامه‌ریزی کرده‌اند. این شرکت با ارائه روشی به نام ساختار مجازی زنده ( آقای پسکاتور مدیر پروژه LVC در رابطه با اهمیت این ابزار آموزشی می‌گوید : «با افزایش روز افزون هواپیماهای نسل پنجم و پیچیدگی سیستم‌های عملیات نظامی در آن‌ها، استفاده از روش‌های آموزش مجازی زنده امری حیاتی است. هزینه‌های آموزش یک نیروی ماهر با تجهیزات واقعی و ایجاد شرایط جنگی هوا به هوا و هوا به زمین تا حدی زیاد است که در برخی موارد از قیمت خود هواپیما نیز بیشتر خواهد شد.» خلبانان نیروی هوایی ایالات متحده آمریکا پیش از هدایت جنگنده‌های گران قیمتی مثل اف-35 که توسعه آن‌ها بیش از یک تریلیون دلار هزینه دارد، با استفاده از یک سیستم شبیه‌سازی آموزش می‌بینند. پس از چند ماه آموزش، خلبانان وارد کابین شبیه ساز اف-35 خواهند شد. این کابین دقیقا همانند نمونه‌های واقعی طراحی شده و همه تجهیزات و سلاح‌های یک جنگنده واقعی را شبیه‌سازی می‌کند. خلبانان حدود نیمی از آموزش‌های آغازین خود را در این شبیه‌ساز می‌گذرانند و عملیات‌های مختلفی همچون سوختگیری هوایی را تمرین می‌کنند. هر خلبان قبل از پرواز با هواپیمای‌های واقعی، می‌بایست بیش از ۱۰ عملیات را با موفقیت در کابین شبیه‌ساز پشت سر بگذارد. این کار باعث می‌شود خسارت‌های مالی و عملیاتی کار با این جنگنده کاهش یابد. نسل بعد جنگنده اف-35 با اصلاحات جدیدی روبه‌رو است که نیاز است به خلبانان آموزش داده شود. شبیه‌ساز کامل ماموریت جنگنده اف-35 ([2]FMS) برای آموزش خلبان‌ها در طیف وسیعی از ماموریت‌های هوایی، هوا به سطح و جنگ الکترونیک طراحی و ارائه شده است تا تجربه‌ای واقع بینانه برای خلبانان فراهم کند. شبیه‌ساز کامل ماموریت جنگنده اف-35 (FMS) شبیه‌ساز FMS اف-35 شامل سیستم‌های اصلی هواپیما از جمله سیستم‌های اویونیکی، حسگرهای الکترونیکی یکپارچه شده، کنترل سلاح، نمایشگرها و سیستم‌های ارتباطی برای انتقال اطلاعات به خلبان و سایر هواپیماهای خودی است. این شبیه‌ساز قابلیت بالایی در ضبط و انتقال اطلاعات به مرکز عملیاتی مربی[3] (IOS) و اتاق گفتگو[4] دارد. در مرکز IOS مربیان و اپراتورها عملیات‌هایی مانند طراحی سناریو، تمرین‌های در حال اجرا، هدایت و بازخورد بلادرنگ و عملیات سوختگیری را مدیریت می‌کنند. از آنجا که هواپیمای اف-35 بصورت تک سرنشین طراحی شده و نسخه‌های دو سرنشین آن وجود ندارد، خلبان پیش از اولین پرواز خود باید آموزش‌های کاملی در رابطه با سیستم‌های هواپیما کسب کرده باشد. از سوی دیگر قابلیت برخاست کوتاه و نشست عمودی ([5]STOVL) که در برخی از نسخه‌های این هواپیما وجود دارد برای خلبانان هواپیماهای نظامی سابق امری ناشناخته است و نیاز به آموزش‌های مجازی خاص دارد. از طریق این شبیه‌ساز خلبانان تا حدود 50 درصد از آموزش‌های لازم را فرا می‌گیرند. نکته قابل توجه دیگر در این شبیه‌ساز قابلیت آموزش برخی از فعالیت‌های لازم برای تعمیر و نگهداری هواپیما است. تکنسین نگهداری هواپیما از طریق این شبیه‌ساز می‌تواند با تعداد زیادی از خرابی‌های بالقوه هواپیما آشنا و فعالیت‌های لازم برای پیشگیری و رفع آن را آموزش ببیند. شبیه‌ساز مذکور به گونه‌ای طراحی شده است که امکان اتصال آن به سایر شبیه‌سازهای شبکه‌ای وجود داشته و می‌توان از آن در روش LVC نیز به خوبی استفاده کرد. به این ترتیب فرد تحت آموزش می‌تواند یک محیط جنگی مجازی اما دقیق را تجربه و با چالش‌های موجود در این فضا آشنا شود. [1] Live Virtual Constructive [2] Full Mission Simulator [3] Instructor’s Operating Station [4] debriefing room [5] short take-off and vertical landingمروری بر شبیه‌ساز پیشرفته هواپیمای اف-35
ثبت ديدگاه
You must be logged in to post a comment.