飞机模拟器(中国飞行模拟器的发展史)

飞行模拟器，从广义上来说，就是用来模拟飞行器飞行的机器。平时我们所说的飞行模拟器，则是指模拟飞机飞行的装置，本文也是如此。飞机的运动主要是在空中进行的，这既给它提供了广阔的活动领域，但也使得驾驶它的技术十分复杂，且具有很大的危险性。人们为了获得空中飞行的自由，在飞机诞生之后，也就开始注意研制在地面练习飞行技术的装置。早在1929年，美国的爱德华·林克就设计出世界上第一台机械式的飞行练习器（即早期的飞行模拟器）。80年来，随着飞机和科学技术的迅速发展，飞行模拟器技术也不断进步，功能日臻完善。新中国成立以后，空军和民航也逐步注重使用、研制和生产飞行模拟器。60年来，我国的飞行模拟技术与设备也有了很大的进步。根据我国飞行模拟器的发展过程，大致可将其分为机电模拟、计算机模拟和网络模拟等3个阶段。今年是世界第一台飞行模拟器诞生80周年，特撰写此文，以示纪念。

　　第一阶段，为机电模拟阶段。

　　这一阶段的时间是从50年代初至80年代初。

　　所谓机电模拟，是指为了模拟飞机飞行，模拟器所采用的运算、控制设备和器件都是机械装置、电气或电子器件。例如，用电位器来模拟加减乘除，用电动机来模拟积分，用测速发电机来模拟微分，用继电器来模拟逻辑控制。

　　人民空军自创建之后，就注重了飞行模拟器的建设与发展。从五十年代初期以来，我军的飞行模拟器经历了从无到有、从少到多、从简单到复杂、从引进到自行设计制造的发展道路。进入五十年代，我国的航空兵部队陆续从苏联和其他东欧国家引进了大批的飞行模拟器。如МИГ-15、МИГ-17、ИЛ-28等飞机的仪表飞行练习器，ТУ-2、ИЛ-28、ТУ-16等飞机的光学轰炸练习器，ТУ-16的雷达轰炸练习器，以及一些射击练习器，等等。据统计，总共有十余种型号，上百台之多。其中，仅从东德引进的射击全景模拟练习器就有80台。这些练习器，都属于机电模拟，电路中使用了大量的电磁继电器，其放大器均为电子管式的，因此体积较大，耗电较多，且模拟逼真度也不高。但是，作为我军第一代的飞行模拟器，不论是对我军的飞行训练，还是对培养我军的飞行模拟技术人员，都起到了很大的作用。

　　另外，在解放全中国的过程中，从国民党手中接收了几台林克机，它们当然都是从国外引进的，可以说是新中国最早的模拟器。但是，因为其数量少，设备陈旧，只放在民航学校，并没有在训练中发挥多大作用。

　　随着我国经济和科学技术的发展，经过第一个五年计划的建设，已奠定了航空工业的基础，可以生产几种型号的飞机，具备了一定的物质条件和技术力量。在这种形势下，我军有关工厂的工程技术人员，发扬了独立自主、自力更生、艰苦奋斗的精神，开始研究飞行模拟技术及制造模拟器的问题。

　　1958年，空军某厂模仿林克机，研制出了我国的第一台仪表飞行练习器。虽然没有将它用于训练，但也是我国开始研制飞行模拟器的一个重要标志。

　　六十年代初，由于苏联领导集团背弃信义，中止了对我国的各项援助，包括军事上的援助，不可能再从苏联进口飞行练习器，从而更加激发了研制模拟器的热情和积极性。在学习、研究苏制飞行练习器的基础上，先后仿制了МИГ-17、МИГ-19、ИЛ-28飞机的仪表飞行练习器，H５、H6飞机的轰炸练习器，以及射击练习器，等等，总共也有１０种型号，１００多台。这些练习器，虽然在局部地方有所改进，但总的来说在技术上没有大的变化，仍然采用机电解算装置和电子管放大器。不过，在当时我国经济发展的困难时期，为解决我军飞行模拟训练器材不足的困难，这些飞行练习器也起到一定的补救作用。尤其是在我军开展大练兵大比武的时期，叶剑英元帅曾于１９６４年视察空军某师，并亲笔题词；“地面苦练，空中精飞，修理维护，保证安全。”在叶帅的号召下，空军掀起了模拟训练的热潮，这些模拟器更是发挥了很大的作用。仿制飞行练习器的过程，也是学习、理解、掌握飞行模拟技术的过程，从而使我军的有关工厂及工程技术人员得到了锻炼和提高，这就为后来自行设计与生产飞行模拟器奠定了基础。

　　1969年，空军某厂、某航校与地方高等院校、研究所联合研制成功J6飞机仪表飞行练习器，这是我国自行设计的第一台实用的仪表飞行训练器，并生产了近200台。1973年，空军某飞行学院与空军某厂研制成功J5飞机起落仪表飞行练习器，这是我国第一台具有二自由度运动系统、点光源视景系统的飞行练习器，也是我国第一台能够进行航线起落飞行训练的练习器。这2个练习器，由于技术比较先进，结构比较合理，且成本低廉，效益显著，因而都在1978年召开的全国第一届科学大会上获奖，并且被大力推广，很快就应用于其它机型的飞行练习器之中。按照它们的型式，我军又陆续研制出J5、J7、CJ6、H5等飞机的仪表飞行练习器和J5Ⅱ、Q5、J6、H5等起落仪表飞行练习器。

　　1973年空军某器材厂研制出我国第一台采用电视摄象、油膜光阀投影电视显示视景的ИЛ-１４飞机飞行练习器。但因其技术不够成熟，性能不够稳定而没有交付部队使用。1977年该厂研制出我国第一台球形屏幕实体投影活动目标的J6S-1型空中射击练习器和采用点光源视景系统和超声波模拟雷达信息的H5光学雷达领航轰炸练习器。1978年又研制了H6光学雷达领航轰炸练习器。

　　在生产和研制飞行练习器方面，属于地方企业的常熟电讯器材厂也发挥了很大作用。在70年代，它们生产了多台H5仪表飞行练习器和65-1射击练习器。并且于1977年研制出J7仪表飞行练习器，1978年研制出J6DS-1导弹攻击练习器，1979年研制出J7DS-1导弹射击练习器。

　　至80年代初期，我军已拥有了近20种几百台机电式的飞行练习器，覆盖了我军的大部分机种。从技术上看，虽然仍都属于机电解算，但也采用了不少当时属于比较先进的技术。如采用晶体管，集成电路器件，可控硅逆变电源。从功能上看，也已从仅能进行仪表飞行训练的固定座舱练习器，发展到装有点光源视景系统和二自由度液压运动系统的练习器，从而可以进行起落航线的模拟飞行训练，这是很大的进步。

　　另外，在这一阶段，航空工业部门的飞行试验研究院早在1961年就开始研制飞机操纵系统模拟器,并于1965年投入使用。1970年开始研制SB一100飞行模拟器,以后又着手把它改为综合空中飞行模拟试验机的地面试验设施。70年代末开始研制BW一1变稳机（即空中飞行模拟器）,1986年投入使用。

　　我国生产的飞行练习器，不仅用于我军的飞行训练，从1976年开始，还出口到亚洲和非洲的多个国家。

　　新中国成立之后，我国的民航在很长一段时间没有使用飞行模拟器。1975 年，首次从英国引进了二台由数字计算机控制的飞行模拟器（波音707型和三叉戟型），安装在首都机场的飞行训练中心。从此，我国民航有了第一个飞行模拟训练基地。这2台模拟器，带有三自由度运动系统和实时摄像视景系统（共用一套沙盘和摄像头）。这在当时是比较先进的。它的引进，不仅为培养我国的民航飞行员起到了很大的作用，同时也给我国带来了先进的模拟技术，这二台模拟器实际上也成了我国有关技术人员学习研究模拟技术的样品。也正是在这一年，根据国务院、中央军委的指示，在航空工业部的领导下，由北京航空学院、北京曙光电机厂和空军某器材厂等单位牵头，和北京精密机械研究所等40多个单位协作，按照波音707/三叉戟飞行模拟器的模式，开始研制我国第一台用数字计算机控制的J６飞行模拟器。

　　这一阶段，我国不仅建立了几个初具规模的飞行练习器生产基地，而且还培养了一支从事飞行模拟器的技术队伍。空军某器材厂和某修理厂已成为研制、生产飞行练习器的主要厂家。这些工厂的不少技术人员已成为研制飞行模拟器的骨干。此外，在空军的几个学校，也有一批技术人员专门从事飞行模拟器的研制工作，并取得很大成绩。1973年，空军决定在某航空学校组建飞行模拟器教研室。1975年，该教研室正式成立。从此，我军有了飞行模拟器维修人员的培训基地。特别是通过J６飞机大型飞行模拟器的研制，为我国培养出了大批的从事飞行模拟研究的技术骨干。北京航空学院的飞行模拟研究所和北京曙光电机厂的航空模拟器研究所就是因此建立和发展起来的，他们已成为我国研究飞行模拟技术，研制、生产飞行模拟器的重要基地。

　　为了探讨飞行模拟的技术和理论，介绍飞行模拟的知识和情况，及时交流有关经验，空军司令部主办的《飞行模拟器参考资料》杂志于1982年创刊（后来改名为《飞行模拟》，即现在的《飞行仿真》）。从此，我国有了专门介绍飞行模拟技术和飞行模拟训练的专业杂志。

　　我国自改革开放以来，中央军委就十分重视我军训练手段现代化的建设，为了展示我军模拟训练器材的成果，进一步推动模拟训练的发展，１９８１年举办了“全军模拟训练器材展览会”。