模拟飞行

　　模拟飞行也可以称做飞行模拟，是指通过计算机软件及外部硬件设备来对真实世界飞行中所遇到的各种元素，例如空气动力，气象，地理环境，飞行操控系统，飞行电子系统，战斗飞行武器系统，地面飞行引导等，综合的在计算机中进行仿真模拟，并通过外部硬件设备进行飞行仿真操控和飞行感官回馈的一项运动。

　　模拟飞行通常运用于民用或军用飞行员的地面飞行训练，但随着个人计算机的发展，基于家用计算机的模拟飞行平台也开始出现，最具代表性的家用计算机模拟飞行软件有：美国微软的模拟飞行系列【微软模拟飞行2004】和【微软模拟飞行10】，俄罗斯1C Maddox Games的IL2系列，俄罗斯Eagle Dynamics的Lock On系列。

       那么模拟飞行是用什么方法来实现拟真飞行的呢？其实模拟飞行是依托计算机硬件和软件技术，应用互联网、局域网环境，进行近似于真实的真飞机（如波音737等）的仿真飞行操作技术的运动。高度仿真和互动性强是模拟飞行最显著的特点。它把深奥的航空理论知识和日常生活中人们难以接触到的飞行技术介绍给普通人，还能令人尝试到现实生活中无法再现的“实弹”空中格斗和“危险”的多机编队特技飞行，充满乐趣和刺激，显示出体育运动鲜明的竞技性。模拟飞行十分经济，所使用的器材仅仅是普通的家用PC，辅以价格低廉的游戏摇杆和耳麦装置，使经费大大低于实际航空运动的所需。而模拟飞行和真实飞行的基础训练具有融通性，为了检验模拟飞行对真实飞行员的培训作用，曾在山西大同航空运动基地进行过测试：两位模拟飞行高手被邀请参加该航校基础性初教6型飞机的实际飞行。小伙子在空中的表现使带飞的空军特级飞行教官赞不绝口，并发表署名文章，肯定“模拟飞行是进行真实飞行基础训练的最好途径”。它的现实作用是引导青少年投身航空事业，为国家储备更多的航空人才。

        2009年12月在南京市成功举办了首届全国模拟飞行锦标赛，有32只代表队213名运动员争夺30块金牌。　　模拟飞行是国家体育总局正式开展的体育项目，归口管理是国家体育总局航空无线电模型运动管理中心。　　模拟飞行作为一项新兴的以航空知识和飞行技艺为核心的运动项目，在中国乃至世界已拥有越来越广泛的活动人群，因此在国内外均有相关的模拟飞行组织。　　国内官方模拟飞行组织机构是：　　国家体育总局航空无线电模型运动管理中心模拟运动部，　　CFSA——中国航空运动协会模拟飞行委员会（China Flight Simulation Association）。　　民间模拟飞行组织有：D.O.F-Dream of Flying,CFSO——中国飞行模拟组织，3GO网络空军、中国模拟飞行论坛、AIRCN模拟飞行网等。

对无经验者来说，动力飞行是相当危险的尝试，因此自很久以前就不断地有各种方法让新飞行员在非真实飞行的情况下学习控制飞机。例如，“桑德斯老师”是一架安在万向接头的完整飞机，可以迎风并自由地旋转及倾斜。在大约1910年时的某种飞行模拟器是将一个木桶剖开，装在一个铁环上。

在第一次世界大战期间及以后，有人开始尝试使用机电设备来制作模拟器。最有名的莫过于1929年美国艾德温·林克所发明的林克训练机。这部机器具备了一个气动平台，可以提供俯仰、滚转与偏航等飞行动作，然后上面架有一座普通驾驶舱的复制品。它的设计是提供比飞机的危险性较低且成本较便宜的仪表飞行教学环境。本来此设备一直不受专业飞行界的关注，但是经过一连串的仪表飞行意外后，美国陆军航空队于1934年买了四套林克训练机，于是飞行模拟产业从此诞生。在1939年至1945年的战争时期中，大约有一万套林克训练机被用来培训同盟国的新飞行员。在1960年代及1970年代初期，仍有些国家的空军在使用这套设备。

1941年出现的天文导航教练机是一个有13.7米高的庞大设备，足以容纳一整组的轰炸机成员学习如何执行夜间飞行任务。在1940年代，开始使用类比电脑来计算飞行公式，于是产生了第一套电子模拟器。

在1948年，柯蒂斯-莱特公司交了一套为波音377所设计的模拟器给泛美航空， 这是第一套由民间航空公司所拥有的模拟器。虽然没有动作拟真或者是显示画面，但是整个驾驶舱的设备与仪器是可用的，而且用过的机组成员觉得

它十分有效。到了1950年代末，完整的动作拟真系统才开始成形。

早期的视觉系统是采用了实际地形的小比例模型，然后照相机根据飞行员控制的动作来“飞”过地形模型，并将照片展示在屏幕上给飞行员看。理所当然地，这种方式能模拟的地区是有限的，通常只是机场附近的区域。若是在军事用途，通常就是一些典型的地形以及目标区域的地形。利用数位电脑来模拟飞行则到1960年代才开始。

在1954年，美国通用精密公司（后来被胜家公司所收购），研发

了一套动作模拟器，其配备了用金属架框住的驾驶舱。它可以做3度的俯仰、滚转与偏航，但是于1964年改善的小巧版本已经可

以做到10度。1969年开发出的民航模拟器的液压驱动器已经可以控制各个轴线的运动，也就是说具备了6个自由度（俯仰、滚转与偏转）。从1977年开始，民航模拟器开始采用现代的“驾驶室”配置，并且电脑是放置在驾驶舱里面（而非模拟器外的机架上），如需工作时可以透过一个可收起的走道进入模拟器驾驶舱开始拟真飞行。

大约在这个时候，在视觉方面的技术也得到了很大的进展。1972年胜家发展了一套直透镜仪器，其配有曲面镜与分光镜，可将驾驶舱窗外的景色投射在一定距离的焦点上。这些直透镜显示器大大地改善了飞行模拟的真实性。但是，每个显示器只提供28度的视角，所以同时需要很多台才能展示出真实的视野。1976年开始采用广角直透镜（Wide Angle Collimated, WAC）显示器[1]。最后，在1982年，英国丽的呼声公司发表了广角无限显示设备（Wide-angle Infinity Display Equipment, WIDE），它采用了在横向大幅度扩大的曲面镜，可以让一群飞行员透过一个一体的显示屏幕看到模拟影像。广角直透镜显示器目前普遍用在需要两名飞行员并坐的高阶飞行模拟器。

用于训练飞行员的飞行模拟机和飞行训练设备有许多种类，从可模拟各种飞机通用系统的部分功能训练器（Part-Task Trainer, PTT），练习操作与仪表检查的驾驶舱程序训练器（Cockpit Procedures Trainer, CPT），到最复杂的全功能飞行模拟机（Full Flight Simulator, FFS）。较高等级的全功能飞行模拟机可以做出有6个自由度的全方位移动，同时也有广角高传真的视觉系统来模拟窗外的景色。包含了拟真的驾驶舱与视觉系统的模拟器座舱是装在由6支起重轴支撑的运动平台上，借由电脑的控制可以提供三个轴线的线性运动与旋转，就如同一个真实的自由物体在空间的运动状况。三种旋转分别是俯仰（机鼻朝上或下）、滚转（某一面机翼朝上或下）与偏转（机鼻朝左或右）；而三种线性运动分别是起伏（上下移动）、横移（左右移动）以及纵移（向前加速或减速）。

飞行模拟器也用于训练机组成员的正常和紧急作业程序。所以使用模拟器可训练飞行员处理各种飞机在有问题或不安全的情况下，诸如发动机故障、液压或电气系统失灵、仪表失常等等。

各国的国家民航局，如美国美国联邦航空局（Federal Aviation Administration, FAA）与欧洲航空安全局（European Aviation Safety Agency, EASA）负责检定与测试各种类型的模拟器。美国商用机飞行员只有在联邦航空管理局审核通过的模拟器上的训练时数受到认可，同样地欧洲飞行员的只有在欧洲航空安全组织审核通过的模拟器上的时数会受到认可。若模拟器要得到认证，必需能够证明它能够符合监管机构对该被模拟飞机所设计的飞行模拟设备或全功能飞行模拟机的要求项目。测试项目与标准详列在核准测试指引（Approval Test Guide, ATG）或是认证测试指引（Qualification Test Guide, QTG）之中。模拟器被分为1到7级的飞航训练器（Flight Training Device, FTD）或是A到D级的全功能飞行模拟机（Full Flight Simulator, FFS）。最高等级、功能最强的是D等级全功能飞行模拟机。当资深飞行员要从一种机型换到另一种类似的机型时，这种模拟器可用来做所谓的零飞行时数转换。有了零飞行时数转换，飞行员即可在训练官在旁监督的情况下初次驾驶该机型做商业飞行，而不需要累积既定的飞行时数。

系统训练器是用来训练飞行员如何操作各种飞机系统。一旦飞行员熟悉了该系统，他们将转换到驾驶舱程序训练器。这些都是固定且不会移动的设备，且安装有精确的驾驶舱仪表、开关和其它控制装置的复制品，被用于训练飞行人员做操作与检查，是较低等级的飞航训练装置。较高等级的是迷你模拟设备，有些可能配备有视觉系统。总之，飞航训练器没有运动平台，也不具备全功能飞行模拟机的拟真度。

一套全功能飞行模拟机完整复制了飞机的各个方面以及它的环境，包括了6个自由度的运动。在模拟机里的人员必需像在真实飞机里一样系上座位的安全带。因为任何模拟器起重轴的运动距离有限，所以用动作系统模拟了一开始加速度时的靠背感，因此可以解决范围有限的问题。

民航用的全功能飞行模拟机制造商有美国的飞安国际与洛克威尔·柯林斯，加拿大的CAE与MSI，以及法国的泰勒斯。目前全世界在运作中的飞行模拟器大约有1200套，其中美国约有550套，英国有75套，中国有60套，德国与日本各有50套，法国有40套。

除了一般的飞行训练用途之外，飞行模拟器还广泛地使用于研究各种航天课题，特别是在飞航动力学和人机交互系统。这些设备从简单得像电子游戏机，到非常特殊且昂贵的机种。例如安装在美国俄亥俄州赖特-帕特森空军基地的LAMARS，是由诺思罗普公司为空军研究实验室所研制的，其特点是配备了大幅度的5个自由度运动系统以及一个360度的圆顶式视觉系统。

大多数的模拟器都有训练官工作站。在工作站上，训练官可以很快地产生各种正常与飞正常的情况来模拟飞机的内在或外在的环境，例如发动机失火、起落架故障、电路故障、暴风雨、下爆气流、闪电、迎面而来的飞机、跑道湿滑、导航系统失灵以及无数其它问题，而飞行员必需熟悉这些状况并且采取行动。许多模拟器可让训练官在驾驶舱来控制模拟机，可能是从在飞行员座位后面的控制台，或者是在正驾驶旁的副驾驶的位子。

在过去全功能飞行模拟机都是几百万美元的液压设备，只有大型的训练中心在使用。但是现在规模较小的训练中心，包括单引擎飞机，已经可以使用较经济的电力驱动全功能飞行模拟机。

不论是单一飞行员或是机组人员的训练，飞行模拟都是一个基本的项目。这不但节省时间与金钱，也可以减少人员的损失。就算是昂贵的D级飞行模拟机的运作成本也比在真实的飞机上训练还得低很多。

高端的商用和军用飞行模拟器的动作基座实现了最真实的模拟。这些模拟器大部分都是依靠史都华平台来产生动作。借由液压缸，这些系统提供可为各种飞行训练所需的情景提供真实的动作。但是，史都华平台有一个小缺点，就是只能做有限度的俯仰、滚转以及偏转的动作。使用史都华平台的动作基座通常最多只能做出正负35度的俯仰或滚转。一些公司正从事研发更先进的动作平台以期能提供更大幅度的动作。

奥地利的AMST系统科技与荷兰的TNO人因工程两家公司正在合作建造狄蒙娜飞行模拟系统。这套大型的模拟器透过万向接头可提供驾驶舱无限制的旋转，该万向接头是由提供垂直运动的框架所支撑，而框架又是装在一个可调整半径的大型旋转平台上。狄蒙娜（Desdemona）模拟器[2]的设计是以无限制的自由旋转来提供持续的重力加速度模拟。

美国宇航局艾姆斯研究中心设有垂直运动模拟器[3]。这是一个先进的高度拟真运动平台，有惊人的60英尺垂直高度。可换座舱的设计允许快速更换不同的模拟机，从小飞船到航天飞机都可模拟。

模拟动力学公司（Simulation Kinetics, Inc.）正在开发一个可旋转的球形囊的模拟器。这设计的基本概念始于二次大战期间，而后有在太空竞赛期间所建造与运作的旋转飞行模拟器，直径有3米（10英呎），重达2903公斤（6400磅），目前为在布鲁克斯空军基地的美国空军航太医学博物馆所收藏。而动力学模拟公司则正在研发一种名为Xenosphere[4]的新球形囊模拟器，直径小于2.4米（8英呎）且使用轻质的复合材料。这一新的模拟器的设计是为了产生具高敏捷度与无限制的旋转运动。

简单的飞行模拟软件在早期的个人电脑上就存在了。布鲁斯·阿尔推克在八位元电脑上所开发出的飞行模拟程式是最为玩家所津津乐道的。

战斗机模拟程式也很流行，玩家扮演飞行员与机组人员来进行模拟空战。因为具备较多种的题材以及市场的需求，战斗机模拟软件的数量远多于民航模拟软件。

在2000年代初期，家庭娱乐用的飞行模拟软件已经十分逼真，以致于在911事件后，一些记者和专家推测，劫机者可能从一些软件如《微软模拟飞行》中获得足够的知识来操作一架客机。不过微软虽然驳斥了这种批评，但是也同时延缓了2002版的发行，而且还将世界贸易中心从软件的纽约风景中删除，甚至还提供了补丁也将较早版本中的双塔建筑给删除。

由于家庭娱乐用的飞行模拟软件的出现，使得许多使用者因此成为“飞机设计师”。所以，他们可能会创造出军用机或民航机，也会使用现实生活中的航空公司名称，只是他们无法从中赚钱。而也有许多玩家以自己喜欢的航空公司来创造个人的虚拟航空公司，诸如虚拟达美航空、虚拟墨西哥航空、虚拟UPS货运航空等。这些在模拟程式里的修改（一般称为模块）可以因为新的内容而带来更多的乐趣。在某些情况下，模拟程式有时比它当初的设计带来更多的功能，有时还超出游戏设计者的想像。《捍卫雄鹰4.0》就是一个很好的例子，不但可以加入更多的游戏地图，同时还可以经过安装修改过的模组来驾驶各种不同飞机。

除了在游戏中单独飞行之外，另外还有“模拟航管组织”。这是玩家们在同一时间里有人驾驶模拟机，而另外有人操作空中交通管制模拟软件，来进行一场模拟真实的空中交通管制的游戏。

在各种电视游乐器上的飞行模拟游戏虽然比较少见，但是仍然值得关注。其中最主要的是《飞行俱乐部》这套在超级任天堂上的游戏，以及为任天堂64所写的续集《飞行俱乐部64》与PlayStation的空战系列。由于先天设计上的限制使得电视游乐器不容易妥善模拟出逼真的环境，因此电视游乐器上的飞行模拟游戏通常是将画面与操作简化而使得看起来比较像是动作型游戏。虽然比起个人电脑型的飞行模拟游戏来说，电视游乐器的版本一般比较不复杂，而且很多人也不认为那是“模拟”游戏，但是仍然带给玩家许多乐趣。

模拟游戏从来都不是一个拥有庞大玩家群体的类型，但它绝对是一个拥有最稳定开发团队和最稳定Fans群的类型。它是真正的核心游戏，只吸引特定的玩家，它，永远是游戏产业中的一棵不老常青树。

模拟游戏当然是要模拟某种东西了。最常见的当然是飞行模拟类游戏。微软的“模拟飞行”系列是这类游戏的代表。此外，除了这种纯粹飞行的游戏以外，还有数量更多的空战模拟游戏。参与这个领域的，既有微软这样的大厂，也有由Fans自发组成的小组。除了资金实力之外，决定成功与否的条件中，也许对这类游戏的执着是最为重要的。

F-22

英文名：F-22 　　

点评：大家都知道，F22是美国最先进的战斗机之一，被称为猛禽战斗机。在这款游戏中，你可以进入这世界最先进的战机驾驶舱中，亲临尖端武器的力与美。而且还支持网络连线战斗。唯一美中不足的是游戏画面一般。 　　

微软模拟飞行2004

英文名：Flight Simulator 2004 　　

点评：微软模拟飞行一直在模拟飞行游戏中占据龙头老大位置，游戏非常优秀，玩过你就会知道，在此不再多说。 　

微软模拟飞行10英文名：

Flight Simulator X 　　

目前最新版本，配置要求比较高~~~ 　　

X-Plane

英文名：X-Plane 　　

点评：X-Plane模拟飞行是世界上功能最完整以及最真实的飞行训练模拟游戏，可以与微软模拟飞行一决高低。它真实模拟了从直升机、小型民用双座飞机到喷气式间谍机和宇宙飞船等大小不一、用途各异的飞行器。可以飞往遍布全球的任何一个目的地。 　　

IL-2 捍卫雄鹰

英文名：IL-2 Sturmovik 　　

点评：IL-2内容上表现的是二战东线战场苏德空军壮阔的空中搏杀。游戏虽以强击机IL2为名，但实际上玩家可以操纵到苏联方面米格、拉格、雅克福列夫系列和德国梅塞史密特109、福克沃尔夫190等经典战机。是一款经典的怀旧空战游戏。 　　经过近十年的升级已经整合了太平洋战场，苏德战场，大西洋战场，包含了英美德意日苏在二战中使用的几乎所有活塞式战机和喷气式战机，真实的气动效果使其成为一款优秀的初期飞行训练软件。 　　

飞行俱乐部

英文名：Flying Club 　　

点评：一款经典的模拟飞行游戏，飞行俱乐部提供多达70多种飞机供您选择，作为飞行俱乐部的会员，您将学会更多飞行的知识，增加您操作的经验及飞行技巧，而且游戏面画精美。

模拟飞行时的截图(16张) 　　

天空滑翔

英文名：Sailors of the Sky 　　

点评：该游戏主要以滑翔机为主，您可以在驾驶布拉尼克L-13自由在天空翱翔。本游戏提供了12种滑翔机模型，从趣味性角度而言，本游戏比较单纯，只是模拟飞行。机场降落及降落伞的控制都需要您具有超强的飞行经验。 　　

微型飞机

英文名：Micro Flight 　

　点评：一款模拟飞行游戏，该游戏中有滑翔机、战斗机、运输机、喷气球、直升机等多款机型。纯3D技术画面，逼真、刺激。 　　

苏27-侧卫

英文名：Flanker 　　

点评：这是一款非常逼真的模拟飞行游戏，几乎囊括了所有的苏式战机，包括Su-27、Su-33、MiG-29K。 　　

锁定:现代空战

英文名：Lock On: Modern Air Combat 　　

点评：可以认为是苏27-侧卫的升级版本，除了Su27外，玩家还可以驾驶Su33、Su25、Su25T、Mig29S、A10A、F15C。虽然锁定系列简化了航电的操作，但其游戏有逼真的机械系统和武器系统模拟，由于锁定系列的制作有苏霍伊设计局的参与，所以苏式机的空气动力学模型非常逼真，尤其是Su25及其改进型Su25T的空气动力学模型是真实的气动参数，并有苏霍伊设计局的试飞员试玩。Eagle Dynamics在每个细节上力求真实。锁定系列可以支持32个玩家联网对战，想想，现实中交战两国各出动四个四机中队争夺制空权，也是一场规模不小的空战。 　　　　激战海陆空英文名：WWII Online - Battleground Europe 《激战海陆空》是世界上最好、功能最完整以及最真实的在线海陆空集成模拟游戏。其不仅包括飞行模拟，也包括了陆战、海战模拟。游戏的前身是1999年的《战鸟》，当时世界最好的在线飞行模拟游戏。《激战海陆空》是今天世界上最好的在线飞行模拟游戏。可以容纳数千人同时对战而且不卡，这是当今世界上最高端的科技，迄今为止，其它任何游戏都没做到。 　　点评：战争模拟的经典之作，在99年时曾经是模拟飞行中的极品，但在10年中模拟飞行方面一直没有很好的的发展，气动模拟不是很真实，画面也落后于时代了。