شبيه‌ساز بالگردها

[cassia]

در اوايل دهه 1920 ميلادي، نخستين شبيه‌ساز پرواز كوچك تك نفره از چوب ساخته شد. هدف اصلي اين كار آَشناسازي دانشجويان رشته خلباني با كنترل‌هاي ابتدايي هواپيما هنگام پرواز و نتايج ورودي‌هاي گوناگون بود. تا سال 1948 كابين‌هاي پروازي ساختگي، جايگزين كابين‌هاي خلباني واقعي مي‌شدند كه از لحاظ الكتريكي با وسايل و ابزارآلات نمونه اصلي مطابقت كامل داشتند. اين كابين‌ها حركت نمي‌كردند اما وسيله مناسبي براي آشناسازي دانشجويان به شمار مي‌آمدند.

امروزه به لطف پيدايش رايانه‌هاي پرسرعت، عملگرهاي هيدروليكي و الكتريكي، نرم‌افزارهاي پيشرفته، شبيه‌سازهاي پروازي مدرن و وسايل آموزشي، همان ميدان ديد، احساس و صداهاي توليدي در هواپيما در حين پرواز را براي كارآموزان تداعي مي‌نمايند. به همين دليل نيروهاي نظامي، خطوط هوايي، شركت‌ها و مؤسسات و مراكز آموزش پرواز اين روش‌ها را به طور جدي به خدمت مي‌گيرند تا هر وضعيت ممكني، از پرواز گرفته تا فرودهاي اضطراري را شبيه‌سازي كنند و خلباناني زبده و ماهر تربيت نمايند.

اما چرا تنها سازمان‌هاي بزرگ بايد به چنين ابزارهايي دسترسي داشته باشند؟ آيا هر خلباني نبايد اين شانس را داشته باشد تا مهارت‌هاي خويش را در يكي از ابزارهاي مذكور ارتقا دهد؟ جواب قطعاً مثبت است، اما استفاده از بهترين شبيه‌سازي كه از نظر ميدان ديد، احساس و وصدا و واكنش‌ها به واقعيت نزديك است ميليون‌ها دلار هزينه دارد و افرادي كه درآمد متوسطي دارند نمي‌توانند ساعتي 1800 دلار بپردازند تا براي زمان اندكي از آن استفاده كنند، حال چه رسد به آنكه يكي از آنها را به طور كامل بخرند. البته شبيه‌سازهايي با دقت و ظرافت كمتر هم وجود دارند كه به علت بهاي قابل پرداخت آن از درجه واقع‌گرايي كمتري برخوردار مي‌باشند اما حتي خريد همين شبيه‌ساز هم به ميليون‌ها دلار پول نياز دارد و هزينه كرايه آن در هر ساعت حدود 500 دلار مي‌شود. (شما با اين هزينه‌ها مي‌توانيد با هواپيماي واقعي پرواز كنيد!) پس چه چيزي آنها را آنقدر گران مي‌كند كه اكثر مدارس آموزش پرواز توان مالي خريد آنها را ندارند و اكثر دانشجويان هم تمايلي به كرايه كردن آنها ندارند چه رسد به آنكه يكي از آنها را براي خودشان بخرند؟ پاسخ ساده است.

ميزان واقع‌نمايي

واقع‌نمايي معياري است براي سنجش ميزان تطابق شبيه‌ساز با شرايط واقعي. در معناي وسيع‌تر اين توانايي سامانه است كه باعث مي‌شود خلبان تصور كند در حال پرواز با يك هواپيماي مدل ويژه در دنياي واقعي است. اين امر به وسيله دقت در ساخت كابين خلبان، مدل‌هاي عملكردهاي واقعي، صداهاي مناسب و چشم‌اندازهاي رايانه‌اي از محيط بيرون پنجره‌هاي خلبان محقق مي‌شود. همين درجه بالا از واقع‌گرايي، هزينه بهترين آنها را تا چندين ميليون دلار افزايش مي‌دهد. البته مي‌توان قيمت‌ها و هزينه‌هاي آموزش را كاهش داد اما به همان نسبت، واقع‌گرايي (و مزيت‌هاي آموزشي كه با آن همراه است) كاهش خواهد يافت.

سوالي كه در اينجا مطرح مي‌شود اين است: با گذشت زمان، هزينه‌ها براي كاربران گوناگون قابل پرداخت مي‌شود اما آيا اين واقع‌گرايي در شبيه‌ساز به اندازه كافي وجود دارد كه آن را مفيد و سودمند سازد؟ پاسخ، مثبت است. تروفلايت H342 ساخت شركت «فراسكا» (Frasca) يك شبيه‌ساز است كه عيناً صفحه فرمان و ويژگي‌هاي پروازي بالگردهاي تك موتوره خاص مانند آگوستا وستلند A119 كوالا را شبيه‌سازي مي‌نمايد. واقع‌گرايي اين سامانه با نصب آن بر روي سكويي ثابت و بي‌حركت تا حدودي كاهش يافت.

شبيه‌سازي بصري حركت توسط بالا و پايين رفتن، چرخيدن و منحرف شدن جهان مجازي روي صفحات نمايش اطراف خلبان محقق مي‌شود. نتيجه، تجربه آموزشي است كه دقت بساوايي (لامسه) و بصري را حفظ مي‌كند اما همه دقت‌هاي غريزي را كاهش مي‌دهد. اين موازنه و تعادل، قيمت خريد اين دستگاه را در حدود 350 هزار دلار حفظ مي‌كند كه براي بيشتر شركت‌ها و سازمان‌ها دست‌يافتني است، اما براي يك فرود به تنهايي تا حدودي گران به نظر مي‌رسد. نمايش تصاوير گرافيكي بر روي يك صفحه تخت و بزرگ، مستقيماً روبه‌روي كابين خلبان مانند آنچه كه در شبيه‌ساز فراسكا انجام شده بد دقت را كاهش مي‌دهد. شركت «سيلور استيت هليكاپتر» لاس‌وگاس 35 دستگاه از اين شبيه‌ساز را به دليل تعادل بين هزينه و ميزان واقع‌گرايي سامانه، خريداري كرد. نتيجه آن، به وجود آمدن سيستمي است كه با هزينه‌اي در حدود 175هزار دلار فروخته مي‌شود.

علاوه بر هزينه‌ها وقيمت‌ها نتيجه ديگري كه حاصل مي‌شود امكان رفع نقايص و ايرادها از نشانه‌ها و علامات حاشيه‌اي و جنبي مي‌باشد: كارآموزي ابزاري صفرصفر. اگر سامانه آموزشي، شرايط جوي تجهيزات را شبيه‌سازي كند، ميدان ديد دانشجويان مهم نيست البته تا زماني كه به تنها چيزي كه مي‌توانند رجوع كنند صفحه كنترل باشد. تا حركات شبيه‌ساز مي‌تواند به خلبان كمك نمايد تا بي‌توجهي نسبت به آنچه احساس مي‌كنند، به دستگاه‌هايشان اعتماد كنند. شركت آئروسيمولاتورز يك شركت بلژيكي آمريكايي سازنده شبيه‌سازا ست كه در ساخت و سايل ثابت آموزشي پرواز با كيفيت بالا به شهرت رسيده است.

الزامات اين شركت شامل يافتن افرادي است كه قصد استفاده از اين دستگاه را دارند و دانستن اينكه مأموريتشان در دنياي واقعي چيست؟

اين شبيه‌ساز مورد استفاده چه كسي خواهد بود؟

خلبان يك بالگرد R44 كه اجاره‌اي مي‌باشد و يا يك تيم دو نفره پليس گشت‌زني در يك بالگرد جت رنجر و يا خدمه سه نفره پزشكي در بالگرد EC135 كه در حال پرواز است؟

شركت آئرو به سه زير سامانه اصلي خود مفتخر است كه عبارتند از:

1- سامانه پردازش چشمي خلبان كه مسير حركت چشم را دنبال مي‌كند وآن را ضبط مي‌نمايد.
2- سامانه‌اي كه به كاربرها اجازه مي‌دهد تا استفاده از تصويرسازهاي گرمايي را در هنگام پرواز شبيه‌سازي كنند.
3- سامانه شبيه‌ساز مجموعه تجهيزات پزشكي داخل هواگرد. به گفته مايلي كالينگي، مدير اجرايي شركت آئرو تمرين مانورها در يك بالگرد واقعي 1800 دلار در هر ساعت و در يك شبيه‌ساز پيشرفته تنها 16 دلار در هرساعت هزينه دارد.

شركت انوايرومنتال تكتونيكس از ديگر شركت‌هايي است كه در زمينه فراهم كردن ابزار آموزشي بالگردها فعاليت دارد. يكي از توليدات اين شركت، سامانه آموزش پرواز چندكاره GAT-II HELO مي‌باشد كه به منظور شبيه‌سازي عملكرد بالگردهاي سبك چندمنظوره عمومي در محيط پروازي واقعي طراحي شده است. اين سامانه توانايي شبيه‌سازهاي پروازي پايه، ناوبري با تجهيزات و گم كردن موقعيت را دارا مي‌باشد. طبق ادعاي مسوولان اين شركت، GAT-II HELO يك سامانه آموزش خلباني بالگرد اقتصادي است كه قيمت و هزينه خريد نه چندان بالا را با هزينه‌هاي تعمير و نگهداري و عملياتي پايين تركيب مي‌كند.

شركت بين‌المللي «آتلانتيس سيستمز»، سامانه آموزشي HVT را ارائه كرده است كه داراي هزينه و بهاي قابل پرداختي مي‌باشد و توانايي آموزش و دقت بالايي دارد. HVT در اصل براي نيروهاي كانادايي توسعه داده شد تا با آموزش فرود بالگرد بر روي عرشه پروازي كشتي‌ها، خطرات اين گونه عمليات را كاهش دهد.

اين سامانه با ادغام كردن يك سامانه حركتي الكتريكي با شش درجه آزادي و بارگذاري كنترل شونده به طريق الكتريكي، انعطاف‌پذيري و ويژگي‌هاي ديناميكي بالگرد را به طور كامل شبيه‌سازي مي‌كند. HVT با بهره‌گيري از فناوري توسعه يافته توسط مركز پژوهش و تكميل دفاعي كانادا، يك سامانه آموزشي پويا با ويژگي‌هاي بديع شامل توانايي آموزش را در طيف وسيعي از نيروهاي نظامي و غيرنظامي، فرود روي عرشه كشتي، عمليات جستجو و نجات، عمليات آتش‌نشاني، عمليات روي پشت‌بام خانه‌هاي شهري، آمبولانس‌هاي هوايي و مانورهاي عملياتي ويژه دارد.

HVT به خلبانان اجازه مي‌دهد شرايط پرواز در محيط‌هاي خطرناك و عمليات پيچيده پروازي را تجربه كنند. آخرين گام در بحث تركيب واقع‌گرايي قيمت، بي‌ترديد به معروفترين و پراستفاده‌ترين محصولات در بازار بازمي‌گردد كه حتي شركتي كه اين محصولات را توليد مي‌كند گاهي از آن به نام «بازي» ياد مي‌كند؛ يعني شبيه‌ساز پرواز (FS) يا به طور اختصاصي‌تر، شبيه‌ساز پرواز 2004 (FS 2004) و شبيه‌ساز پرواز (FSX)X كه از سال 1981 براي استفاده در رايانه‌هاي شخصي ارائه مي‌شوند.

با توجه به هزينه‌هاي اندك، در حدود 60 دلار براي FSX و 30 دلار براي FS 2004 (مدل قابل دسترسي كه FSX در سال 2006 جايگزين آن شد) ممكن است تصور شود ميزان دقت و واقع‌گرايي آنها بسيار پايين است. اين نظريه تا حدودي صحيح و تا حدودي نيز نادرست مي‌باشد. FS از نظر حركت و محيط كابين خلبان، فاقد تجهيزات كافي مي‌باشد.

اين نرم‌افزار فاقد كابين ساختگي است و هيچ حركت فيزيكي ندارد. از نظر شبيه‌سازي پروازي، بخش‌هاي مربوط به تايگر بل هليكاپتر 206B و رابينسون R22 از نظر توليد صدا و ميدان ديد مانند بالگرد واقعي است اما از نظر كنترل شباهت اندكي با نوع واقعي دارد. نكته‌اي كه در نرم‌افزار FS مي‌درخشد و ارزش آن را از شبيه‌سازهاي ميليوني بيشتر مي‌كند وجود نمودارهاي گرافيكي غني و دقت خيره‌كننده در بازآفريني دنياي واقعي مي‌باشد. اما آيا FS مي‌تواند واقعاً يادگيري خلبانان را تضمين كند؟ اد استربروك، خلبان حرفه‌اي بالگرد و مربي پرواز مي‌گويد: «بله، به عنوان وسيله آموزشي، FS مزيت‌هاي زيادي براي يك خلبان باتجربه دارد.

وي افزود، بنابراين اين موضوع كه نه FAA و نه دست‌اندركاران هواپيمايي در ديگر كشورها FS را به عنوان يك شبيه‌ساز ضمانت شده نمي‌پذيرند، احتمالاً به دليل نقايص سخت‌افزاري آن است كه قبلاً به آن اشاره شد. ايستر بروك همچنين به راه‌اندازي باشگاه «مترو هليكاپتر» كه يك باشگاه اينترنتي است كمك مي‌كند تا رايانه‌هاي اعضاي آن را براي مأموريت‌هاي گروهي پرواز در شبيه‌سازها به يكديگر پيوند دهد. وي از توليدات نرم‌افزاري قابل دسترس كه در بازار وجود دارند، استفاده مي‌كند تا نقايص يافت شده در بالگردهاي مدل FS را برطرف نمايد.






منبع:صنايع هوايي، شماره 212، صفحات 43-41