飛航模擬機各項技術運用探討 Technique of Flight Simulator

飛航模擬機各項技術運用探討 文章日期：2011-07-12 08:19 運用探討 以上所討論的飛航模擬機各項技術，很大程度上都是所謂的「訓練型」模擬機，特別是在民航運輸業內，作為組員機種訓練、考驗用的Level D模擬機。當使用這種模擬機時，受訓組員已具有基本操控技能及相關系統知識，使用高擬真模擬機的目的在於調整思想態度及專業素養。這時，課目的設計就顯得極為重要。十年前，航路導向飛行訓練（LOFT，Line Oriented Flight Training）課目隨CRM訓練剛剛引入台灣時，普遍被認為是練習CRM技巧與問題解決演練的有效方法，最近一陣子似乎又沒有那麼風行。從LOFT課目的開發來看，其實存在著許多問題：其中要包含多少思想訓練？個人的 操作技能、組員的協調能力和飛航管理決策三者的比重為何？這些比重的背後又有哪些理論基礎？教師機師怎麼運用模擬機教官台內的功能靈活賦配課目與任務歸詢？LOFT課目是AOR、FOM、AOM與經驗智慧的結合，LOFT訓練在飛行訓練中的角色與地位，就是航空公司能否發揮模擬機訓練能量的縮影。另外，模擬機訓練畢竟只是一種方式，要使模擬機訓練發揮作用，就必需將每個模擬機課目置於統一的、合理的訓練計畫之下，訓練計畫確立後，隨之而能發展教學大綱、執行步驟與考核標準，缺一不可，而這些工作都建立在對飛航模擬機功能與限制全盤了解的基礎上。 除了利用「訓練型」模擬機進行人員訓練與考核外，航空界還有許多其他地方應用到模擬技術：在美國加州太空總署（NASA）的Ames實驗室，你可以發現建於70年代，如遊樂園裏「大魔神」般高聳入雲的「研究型」垂直運動模擬機（VMS，Vertical Motion Simulator），其高度達60呎，最初設置的目的在模擬SST高速客機的動作，目前對研究單位提供出租服務，可配合需要快速變更座艙佈置；歐美若干大學也會購置構型可迅速重組的飛航模擬機，以進行各種學術研究。開發新機型時，往往會先建立一個「工程型」模擬機，以模擬方式對各種裝機的軟、硬體或全系統進行功能測試，並驗證人因設計的可行性。航管則另外有塔台訓練、雷達訓練等模擬系統，其視覺系統部分與飛航模擬機原理相當，但核心軟體部分側重衝突的管理決策與程序訓練，與飛航模擬的「求真、求實」有所不同。 結語 由以上的探討可以知道，飛航模擬機經過近一個世紀的演進，已發展成為具有系列化、模組化、標準化與整合化幾個特點的工業體系。就系列化來講，從各級FTD到不同Level 的FFS，系統自簡單至複雜，配合不同訓練需求就有不同的軟硬體設備；視景、動感平台、數學模型、航電模擬等軟硬體設備將模組的角色與功能區分的極為清楚；ICAO、FAA、EASA對飛航模擬機的標準與規範也發展的非常完備，目前正進行全球性的法規調和；市場上，主要開發能量還是集中在歐美幾個系統整合商中，他們採購成熟的硬體商品，加諸於自己開發的軟體平台上，組合成完整的客製化模擬環境，其間的工程連絡與品保能力，就是各家功力之所在。 在模擬技術的進展上，幾年前開發極為熱絡的虛擬實境（VR，Virtual Reality）技術因為頭盔顯示器的佩戴舒適性及顯示技術瓶頸等問題，在新版的FAR Part 60 Draft中已經宣告出局，也就是在未來的幾年時間裏，除了電動玩具以外，不太可能看到實用化的飛行訓練商品開發。軍方利用DIS/HLA（Distributed Interactive System/High Level Architecture）架構克服網路延遲問題，進行多架模擬機連線空戰已極為普遍，國內航空公司較新購入的幾台模擬機也都具備HLA能力，但在民航世界裏，實在鮮有需要把兩台以上模擬機連線飛行的場合，或許在未來會有利用HLA的系統架構將航管模擬系統與飛航模擬機整合的研究計畫出現。其他像是伺服器運算能力的提昇、雷射投影技術及HDMI（High Definition Multimedia Interface）影音高畫質介面的引入等都是未來可見的發展趨勢。 展望未來，除了民航主管機關持續關注美方FAR Part 60與ICAO Doc.9625等文件的制定與發展外，我國已有成熟的資訊工業與機械工業，航太產業也努力經年，是不是有機會把既有的工業基礎放大、整合為飛航模擬機的製造能量或加入全球的模擬機市場分工，成為這個日益成長市場的一環，相信是條比製造新飛機要實際的道路。 註：本文內容感謝美國矽谷Advanced Rotorcraft Technology公司模擬部門專案經理Oliver Ouyang先生提供系統開發實務經驗與寶貴意見。