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飞行模拟器和虚拟工厂 打造高性能 F-35战机
2015年11月13日    评论:    分享:
    来源:第三维度
    编译:王逍

    在过去30年的好莱坞大片里,已经有很多关于增强现实(AR)技术用于军事行动的场景。从186年的《壮志凌云》到2009年的《阿凡达》以至于到今天的角色扮演游戏《使命召唤》等,新的一代就是伴随着这些虚构的高科技成长起来。

    然而,技术的发展是超出什么想象的,今天电影故事里面的很多技术已经进入现实。美军已经通过各种大小不一的屏幕,采用类似的技术在虚拟现实中模拟复杂的战斗环境,来训练飞行人员和其他战斗人员,让他们熟悉危险的生存环境,并帮助他们提升使用各种设备的能力。

    “模拟训练的创新应用,能够让作战人员快速的对作战任务做好准备,”洛克希德·马丁(Lockheed Martin)公司协同式沉浸实验室经理达林·布鲁唐斯(Darin Bolthouse)解释,“在当前复杂的作战环境下,有效的训练对于部队来说非常重要!”



    增强现实、三维建模和运动仿真等技术,不但可以在各种条件下帮助军队事先熟悉作战环境,还能帮助他们获得使用军事设备、飞行器、车辆等方面的经验。这些高科技工具有助于军事人员在真实战斗中做出更加直接有效的反应,而不仅仅是根据收集情报来预测战场局势。

    根据佛罗里达中央大学( University of Central Florida)视觉艺术与设计学院助理教授彼得·史密斯(Peter Smith)博士的理论,结合超宽视域和特殊算法设计生产的可穿戴设备、训练模拟器等,可以建立更加逼真的虚拟世界,并且具有非常良好的应用价值,因为这样不但可以大幅度的降低军事单位的成本,还可以提高效率。

    “在作战环境中,士兵可以使用增强现实头盔实时获得战场上的各种数据,比如重要位置或一切对士兵快速做出决策有用的信息,”彼得·史密斯(Peter Smith)博士说:“这些信息就像我们经常在<使命召唤>游戏中看到的那些,不过该系统中更加真实的各类信息对于战场上的士兵来说更加有用。”



    不论是在飞行器驾驶、海上作业还是地面作战,增强现实虚拟现实技术都可以训练人员更加合理的处理潜在的威胁,并让他们养成随时使用各种有用数据的习惯。

    目前,美国海军研究办公室和洛克希德·马丁公司合作开发了一个叫做“增强式虚拟现实训练系统”的项目,把环境数据信息进行相应的变换后,植入到动态的训练场地当中。与以往的全虚拟环境不同,这套系统不但可以让学员获得真实世界的视角,而且还可以通过叠加虚拟图像,实现虚拟的飞机、车辆和虚拟人等,甚至模拟射击、爆炸效果。

    “通过混合真实物理和虚拟信息,以增强现实技术为基础的培训系统结合了两者之间的优势。”爱荷华州立大学( Iowa State University)虚拟现实应用中心主任奥利弗·杰姆斯(James Oliver)说:“这种混合虚拟现实的环境不但具有虚拟世界中中灵活性和效率,同时具有真实世界的物理特性和触觉反馈。”

    类似F-35战斗机这样的虚拟训练环境,强大的计算机能过根据现实物理世界的数据实时的生成图像,让飞行员及时感知战场环境中的态势。

    如今,对于训练飞行员、让他们保持技能优势,经过技术改进升级后的飞行模拟器比以往任何时候都显得更加重要。F-35战斗机飞行员的训练 45% - 55% 是在飞行任务训练模拟器上完成的,与此相比过去F-16只有 40%。虽然不是所有的飞行员在他的职业生涯中都会经历战斗,但是让空军人员经过专业训练并准备好随时去战斗也是必须的。



    据洛克希德·马丁公司F-35试飞员比莉·弗林(Billie Flynn)说“实际上飞行员花在模拟器上的时间和在真实飞机上的时间一样多。”

    “全尺寸复制的 F-35 模拟座舱和操作系统,可以让学员练习类似空中加油和导弹发射等技巧。F-35 模拟器的关键是能够帮助飞行员迅速的过渡到驾驶真实飞机的阶段。”F-35训练系统主任迈克·伦茨(Mike Luntz)说。

    鉴于 F-35 的功能如此的复杂和强大,事实上,在某些飞行训练任务中,模拟器飞行比真实飞机更加有效。因为在真实环境中进行一些训练任务非常困难并且异常昂贵,比如某些特定的战斗环境,或者必须在训练任务中加入“敌方”大量的飞行器等。

    “在模拟器系统中,我们可以模拟环境中需要的任何细节,以便训练飞行员把F-35战机性能发挥到最佳。”迈克·伦茨说。

    在美国军队发展过程中,一直都在使用增强现实技术。在F35早起研发设计和样机评审过程中,洛克希德·马丁公司的协同式沉浸实验室通过使用这种虚拟现实系统至少已经节省了100万美元的额外费用。



    “虚拟样机团队开发了一套专门应用于军事部门的大分辨率虚拟现实系统。”洛克希德·马丁公司空间系统工程和技术副总裁马克·帕斯夸里(Mark Pasquale)介绍说:“增强现实技术加快了设计生产周期,并且降低了成本,可以更加有效的进行测试和集成生产。”该公司的空间系统部门负责研发模拟器,并进行可视化的测试,这样工程师就可以在产品生产出来以前,进行一些修改。

    “从生产线设计,到在虚拟世界中根据指令进行生产和装配,整个过程没有任何真实的产品参与。”帕斯夸里说。

    注:本文为 F-35六个系列故事中的第一个,原载于华盛顿邮报,本站原创翻译,转载请注明出处和本文连接。

标签:模拟器F-35F35飞行
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