【簡(jiǎn)介:】飛行模擬器,從廣義上來說,就是用來模擬飛行器飛行的機(jī)器。平時(shí)我們所說的飛行模擬器,則是指模擬飛機(jī)飛行的裝置,本文也是如此。飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)主要是在空中進(jìn)行的,這既給它提供了廣闊
飛行模擬器,從廣義上來說,就是用來模擬飛行器飛行的機(jī)器。平時(shí)我們所說的飛行模擬器,則是指模擬飛機(jī)飛行的裝置,本文也是如此。飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)主要是在空中進(jìn)行的,這既給它提供了廣闊的活動(dòng)領(lǐng)域,但也使得駕駛它的技術(shù)十分復(fù)雜,且具有很大的危險(xiǎn)性。人們?yōu)榱双@得空中飛行的自由,在飛機(jī)誕生之后,也就開始注意研制在地面練習(xí)飛行技術(shù)的裝置。早在1929年,美國(guó)的愛德華·林克就設(shè)計(jì)出世界上第一臺(tái)機(jī)械式的飛行練習(xí)器(即早期的飛行模擬器)。80年來,隨著飛機(jī)和科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,飛行模擬器技術(shù)也不斷進(jìn)步,功能日臻完善。新中國(guó)成立以后,空軍和民航也逐步注重使用、研制和生產(chǎn)飛行模擬器。60年來,我國(guó)的飛行模擬技術(shù)與設(shè)備也有了很大的進(jìn)步。根據(jù)我國(guó)飛行模擬器的發(fā)展過程,大致可將其分為機(jī)電模擬、計(jì)算機(jī)模擬和網(wǎng)絡(luò)模擬等3個(gè)階段。今年是世界第一臺(tái)飛行模擬器誕生80周年,特撰寫此文,以示紀(jì)念。
第一階段,為機(jī)電模擬階段。
這一階段的時(shí)間是從50年代初至80年代初。
所謂機(jī)電模擬,是指為了模擬飛機(jī)飛行,模擬器所采用的運(yùn)算、控制設(shè)備和器件都是機(jī)械裝置、電氣或電子器件。例如,用電位器來模擬加減乘除,用電動(dòng)機(jī)來模擬積分,用測(cè)速發(fā)電機(jī)來模擬微分,用繼電器來模擬邏輯控制。
人民空軍自創(chuàng)建之后,就注重了飛行模擬器的建設(shè)與發(fā)展。從五十年代初期以來,我軍的飛行模擬器經(jīng)歷了從無到有、從少到多、從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從引進(jìn)到自行設(shè)計(jì)制造的發(fā)展道路。進(jìn)入五十年代,我國(guó)的航空兵部隊(duì)陸續(xù)從蘇聯(lián)和其他東歐國(guó)家引進(jìn)了大批的飛行模擬器。如МИГ-15、МИГ-17、ИЛ-28等飛機(jī)的儀表飛行練習(xí)器,ТУ-2、ИЛ-28、ТУ-16等飛機(jī)的光學(xué)轟炸練習(xí)器,ТУ-16的雷達(dá)轟炸練習(xí)器,以及一些射擊練習(xí)器,等等。據(jù)統(tǒng)計(jì),總共有十余種型號(hào),上百臺(tái)之多。其中,僅從東德引進(jìn)的射擊全景模擬練習(xí)器就有80臺(tái)。這些練習(xí)器,都屬于機(jī)電模擬,電路中使用了大量的電磁繼電器,其放大器均為電子管式的,因此體積較大,耗電較多,且模擬逼真度也不高。但是,作為我軍第一代的飛行模擬器,不論是對(duì)我軍的飛行訓(xùn)練,還是對(duì)培養(yǎng)我軍的飛行模擬技術(shù)人員,都起到了很大的作用。
另外,在解放全中國(guó)的過程中,從國(guó)民黨手中接收了幾臺(tái)林克機(jī),它們當(dāng)然都是從國(guó)外引進(jìn)的,可以說是新中國(guó)最早的模擬器。但是,因?yàn)槠鋽?shù)量少,設(shè)備陳舊,只放在民航學(xué)校,并沒有在訓(xùn)練中發(fā)揮多大作用。
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,經(jīng)過第一個(gè)五年計(jì)劃的建設(shè),已奠定了航空工業(yè)的基礎(chǔ),可以生產(chǎn)幾種型號(hào)的飛機(jī),具備了一定的物質(zhì)條件和技術(shù)力量。在這種形勢(shì)下,我軍有關(guān)工廠的工程技術(shù)人員,發(fā)揚(yáng)了獨(dú)立自主、自力更生、艱苦奮斗的精神,開始研究飛行模擬技術(shù)及制造模擬器的問題。
1958年,空軍某廠模仿林克機(jī),研制出了我國(guó)的第一臺(tái)儀表飛行練習(xí)器。雖然沒有將它用于訓(xùn)練,但也是我國(guó)開始研制飛行模擬器的一個(gè)重要標(biāo)志。
六十年代初,由于蘇聯(lián)領(lǐng)導(dǎo)集團(tuán)背棄信義,中止了對(duì)我國(guó)的各項(xiàng)援助,包括軍事上的援助,不可能再?gòu)奶K聯(lián)進(jìn)口飛行練習(xí)器,從而更加激發(fā)了研制模擬器的熱情和積極性。在學(xué)習(xí)、研究蘇制飛行練習(xí)器的基礎(chǔ)上,先后仿制了МИГ-17、МИГ-19、ИЛ-28飛機(jī)的儀表飛行練習(xí)器,H5、H6飛機(jī)的轟炸練習(xí)器,以及射擊練習(xí)器,等等,總共也有10種型號(hào),100多臺(tái)。這些練習(xí)器,雖然在局部地方有所改進(jìn),但總的來說在技術(shù)上沒有大的變化,仍然采用機(jī)電解算裝置和電子管放大器。不過,在當(dāng)時(shí)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的困難時(shí)期,為解決我軍飛行模擬訓(xùn)練器材不足的困難,這些飛行練習(xí)器也起到一定的補(bǔ)救作用。尤其是在我軍開展大練兵大比武的時(shí)期,葉劍英元帥曾于1964年視察空軍某師,并親筆題詞;“地面苦練,空中精飛,修理維護(hù),保證安全?!痹谌~帥的號(hào)召下,空軍掀起了模擬訓(xùn)練的熱潮,這些模擬器更是發(fā)揮了很大的作用。仿制飛行練習(xí)器的過程,也是學(xué)習(xí)、理解、掌握飛行模擬技術(shù)的過程,從而使我軍的有關(guān)工廠及工程技術(shù)人員得到了鍛煉和提高,這就為后來自行設(shè)計(jì)與生產(chǎn)飛行模擬器奠定了基礎(chǔ)。
1969年,空軍某廠、某航校與地方高等院校、研究所聯(lián)合研制成功J6飛機(jī)儀表飛行練習(xí)器,這是我國(guó)自行設(shè)計(jì)的第一臺(tái)實(shí)用的儀表飛行訓(xùn)練器,并生產(chǎn)了近200臺(tái)。1973年,空軍某飛行學(xué)院與空軍某廠研制成功J5飛機(jī)起落儀表飛行練習(xí)器,這是我國(guó)第一臺(tái)具有二自由度運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、點(diǎn)光源視景系統(tǒng)的飛行練習(xí)器,也是我國(guó)第一臺(tái)能夠進(jìn)行航線起落飛行訓(xùn)練的練習(xí)器。這2個(gè)練習(xí)器,由于技術(shù)比較先進(jìn),結(jié)構(gòu)比較合理,且成本低廉,效益顯著,因而都在1978年召開的全國(guó)第一屆科學(xué)大會(huì)上獲獎(jiǎng),并且被大力推廣,很快就應(yīng)用于其它機(jī)型的飛行練習(xí)器之中。按照它們的型式,我軍又陸續(xù)研制出J5、J7、CJ6、H5等飛機(jī)的儀表飛行練習(xí)器和J5Ⅱ、Q5、J6、H5等起落儀表飛行練習(xí)器。
1973年空軍某器材廠研制出我國(guó)第一臺(tái)采用電視攝象、油膜光閥投影電視顯示視景的ИЛ-14飛機(jī)飛行練習(xí)器。但因其技術(shù)不夠成熟,性能不夠穩(wěn)定而沒有交付部隊(duì)使用。1977年該廠研制出我國(guó)第一臺(tái)球形屏幕實(shí)體投影活動(dòng)目標(biāo)的J6S-1型空中射擊練習(xí)器和采用點(diǎn)光源視景系統(tǒng)和超聲波模擬雷達(dá)信息的H5光學(xué)雷達(dá)領(lǐng)航轟炸練習(xí)器。1978年又研制了H6光學(xué)雷達(dá)領(lǐng)航轟炸練習(xí)器。
在生產(chǎn)和研制飛行練習(xí)器方面,屬于地方企業(yè)的常熟電訊器材廠也發(fā)揮了很大作用。在70年代,它們生產(chǎn)了多臺(tái)H5儀表飛行練習(xí)器和65-1射擊練習(xí)器。并且于1977年研制出J7儀表飛行練習(xí)器,1978年研制出J6DS-1導(dǎo)彈攻擊練習(xí)器,1979年研制出J7DS-1導(dǎo)彈射擊練習(xí)器。
至80年代初期,我軍已擁有了近20種幾百臺(tái)機(jī)電式的飛行練習(xí)器,覆蓋了我軍的大部分機(jī)種。從技術(shù)上看,雖然仍都屬于機(jī)電解算,但也采用了不少當(dāng)時(shí)屬于比較先進(jìn)的技術(shù)。如采用晶體管,集成電路器件,可控硅逆變電源。從功能上看,也已從僅能進(jìn)行儀表飛行訓(xùn)練的固定座艙練習(xí)器,發(fā)展到裝有點(diǎn)光源視景系統(tǒng)和二自由度液壓運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的練習(xí)器,從而可以進(jìn)行起落航線的模擬飛行訓(xùn)練,這是很大的進(jìn)步。
另外,在這一階段,航空工業(yè)部門的飛行試驗(yàn)研究院早在1961年就開始研制飛機(jī)操縱系統(tǒng)模擬器,并于1965年投入使用。1970年開始研制SB一100飛行模擬器,以后又著手把它改為綜合空中飛行模擬試驗(yàn)機(jī)的地面試驗(yàn)設(shè)施。70年代末開始研制BW一1變穩(wěn)機(jī)(即空中飛行模擬器),1986年投入使用。
我國(guó)生產(chǎn)的飛行練習(xí)器,不僅用于我軍的飛行訓(xùn)練,從1976年開始,還出口到亞洲和非洲的多個(gè)國(guó)家。
新中國(guó)成立之后,我國(guó)的民航在很長(zhǎng)一段時(shí)間沒有使用飛行模擬器。1975 年,首次從英國(guó)引進(jìn)了二臺(tái)由數(shù)字計(jì)算機(jī)控制的飛行模擬器(波音707型和三叉戟型),安裝在首都機(jī)場(chǎng)的飛行訓(xùn)練中心。從此,我國(guó)民航有了第一個(gè)飛行模擬訓(xùn)練基地。這2臺(tái)模擬器,帶有三自由度運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)和實(shí)時(shí)攝像視景系統(tǒng)(共用一套沙盤和攝像頭)。這在當(dāng)時(shí)是比較先進(jìn)的。它的引進(jìn),不僅為培養(yǎng)我國(guó)的民航飛行員起到了很大的作用,同時(shí)也給我國(guó)帶來了先進(jìn)的模擬技術(shù),這二臺(tái)模擬器實(shí)際上也成了我國(guó)有關(guān)技術(shù)人員學(xué)習(xí)研究模擬技術(shù)的樣品。也正是在這一年,根據(jù)國(guó)務(wù)院、中央軍委的指示,在航空工業(yè)部的領(lǐng)導(dǎo)下,由北京航空學(xué)院、北京曙光電機(jī)廠和空軍某器材廠等單位牽頭,和北京精密機(jī)械研究所等40多個(gè)單位協(xié)作,按照波音707/三叉戟飛行模擬器的模式,開始研制我國(guó)第一臺(tái)用數(shù)字計(jì)算機(jī)控制的J6飛行模擬器。
這一階段,我國(guó)不僅建立了幾個(gè)初具規(guī)模的飛行練習(xí)器生產(chǎn)基地,而且還培養(yǎng)了一支從事飛行模擬器的技術(shù)隊(duì)伍??哲娔称鞑膹S和某修理廠已成為研制、生產(chǎn)飛行練習(xí)器的主要廠家。這些工廠的不少技術(shù)人員已成為研制飛行模擬器的骨干。此外,在空軍的幾個(gè)學(xué)校,也有一批技術(shù)人員專門從事飛行模擬器的研制工作,并取得很大成績(jī)。1973年,空軍決定在某航空學(xué)校組建飛行模擬器教研室。1975年,該教研室正式成立。從此,我軍有了飛行模擬器維修人員的培訓(xùn)基地。特別是通過J6飛機(jī)大型飛行模擬器的研制,為我國(guó)培養(yǎng)出了大批的從事飛行模擬研究的技術(shù)骨干。北京航空學(xué)院的飛行模擬研究所和北京曙光電機(jī)廠的航空模擬器研究所就是因此建立和發(fā)展起來的,他們已成為我國(guó)研究飛行模擬技術(shù),研制、生產(chǎn)飛行模擬器的重要基地。
為了探討飛行模擬的技術(shù)和理論,介紹飛行模擬的知識(shí)和情況,及時(shí)交流有關(guān)經(jīng)驗(yàn),空軍司令部主辦的《飛行模擬器參考資料》雜志于1982年創(chuàng)刊(后來改名為《飛行模擬》,即現(xiàn)在的《飛行仿真》)。從此,我國(guó)有了專門介紹飛行模擬技術(shù)和飛行模擬訓(xùn)練的專業(yè)雜志。
我國(guó)自改革開放以來,中央軍委就十分重視我軍訓(xùn)練手段現(xiàn)代化的建設(shè),為了展示我軍模擬訓(xùn)練器材的成果,進(jìn)一步推動(dòng)模擬訓(xùn)練的發(fā)展,1981年舉辦了“全軍模擬訓(xùn)練器材展覽會(huì)”。