Виртуальная реальность на службе у авиации

Авиационные тренажеры используются для подготовки пилотов уже более 80 лет. За это время случилось много прорывов в авиационной технике. Теперь виртуальная реальность (VR) готова начать совершенно новую эру профессиональной подготовки пилотов с далеко идущими перспективами для авиационной промышленности.

Все пилоты, начиная от военно-воздушных сил и заканчивая коммерческими и частными реактивными самолетами, прошли обучение на авиационных тренажерах в течение почти столетия. Но виртуальная реальность собирается изменить способ обучения студентов полетам — и это будет больше, чем просто прорыв для технологии. Пилотные системы обучения в виртуальной реальности обладают большим потенциалом, чтобы сделать профессиональный тренировочный полет более доступным, при этом бюджет ВВС сократится. Их можно даже использовать для обучения механиков. Мы предлагаем вам посмотреть, что нового приготовили для будущего авиации летные VR-тренажеры.

Как правило, авиасимулятор создается путем отсечения передней части (кабины) самолета, которая затем устанавливается на шестигранной платформе, что позволяет этой конструкции самолета перемещаться на шесть градусов. Затем устанавливаются видеодисплеи, позволяющие пилотам наблюдать за ландшафтом или взлетно-посадочной полосой.

Авиационные тренажеры позволяют пилотам в процессе обучения взаимодействовать с реальной кабиной самолета. Этот способ обучения экономит топливо и исключает износ самолетов и двигателей, а также тренажеры могут воспроизводить опасные условия и симулировать отказы системы, не подвергая риску реальных пассажиров.

Комплексный симулятор полета (FFS) является более технологически продвинутым симулятором, который использует передовые технологии в области движения, визуальных эффектов, связи и воздушного движения. Например, FFS может имитировать трение воздуха вдоль фюзеляжа и тренировать пилотов при помощи упражнений по пространственной ориентации. Он позволяет получить более чем 180 градусов обзора в спутниковом качестве всех важных объектов в конкретном аэропорту. Также с помощью тренажера пилоты могут точно отработать свои навыки захода на посадку для аэропорта.

В прошлом было четыре уровня FFS, классифицированных от A до D, причем D являлся самым высоким уровнем. В последние годы эти уровни были изменены на семь международных уровней, и уровень D теперь относится к типу 7. Уровень D/Тип 7 используется как для начальной подготовки (переход на новый тип воздушного судна), так и для периодической подготовки для коммерческого воздушного транспорта (все коммерческие пилоты должны регулярно проходить подготовку, как правило, каждые шесть месяцев, чтобы сохранить свою квалификацию для полетов на воздушных пассажирских судах CAT).

Если он не сломался, зачем его чинить?

Летные тренажеры огромны, весят тонны и стоят очень дорого. Например, полный летный тренажер Type 7 продается за более чем 12 миллионов долларов, и это без учета затрат на эксплуатацию тренажера. Стоимость становится еще больше с запуском новой модели самолета, который требует избавления от старого экземпляра. В результате обучение пилотов является чрезвычайно дорогостоящим и недоступным для многих начинающих пилотов.

В настоящее время авиационная отрасль разделена по поводу эффективности обучения пилотов с использованием виртуальной реальности. Некоторые утверждают, что ничто на рынке не может заменить привычный и испытанный летный тренажер, полагая, что для пилотов жизненно важно тренироваться в реальной кабине, где они могут дотянуться до своей кислородной маски, даже если кабина начинает заполняться дымом и чувствовать тонкие вибрации самолета через реальное сиденье кабины. На данный момент нет никаких доказательств того, что виртуальная реальность является лучшей альтернативой физическим симуляторам, но это должно измениться. Есть веские причины, почему VR уже используется в качестве альтернативы видеоурокам ВВС и частных летных школ.

Будущее VR подготовки пилотов

В последнее десятилетие виртуальная реальность превратилась из смелой фантазии в оплот индустрии видеоигр. К 2016 году более 230 компаний разрабатывали продукты, связанные с VR, включая такие известные бренды, как Google, Apple, Amazon, Microsoft, Sony и Samsung. К 2018 году Facebook продемонстрировал Half Dome — прототип дисплея с переменным фокусным расстоянием. Это позволило обеспечить бесконечное число фокусных расстояний для ближнего, среднего и дальнего зрения с полем зрения 140 градусов без потери текущей формы или веса потребительских устройств VR.

Современная технология виртуальной реальности использует наушники и многие другие приспособления, имитирующие физическое присутствие пользователя в виртуальной среде. Но устройство, которое обеспечивает обучение пилотов VR, наиболее серьезно продумано и известно как тактильная система (также называемая «силовой обратной связью» в видеоиграх и военных учебных приложениях), которая имеет возможность передавать вибрации и другие ощущения пользователю. Достижения в виртуальном мире показали, что ВВС используют эту технологию как часть своих систем обучения, и это имело особенно положительные результаты с людьми, страдающими посттравматическим стрессовым расстройством (ПТСР).

Технология также используется в качестве альтернативы видеоурокам в частных летных школах. Недавно главный пилот-инструктор австралийской авиационной компании работал с студией-производителем над созданием виртуального опыта, который учит студентов-пилотов основам полета с помощью смартфона и мобильной VR-гарнитуры. Средний курс пилотной сертификации уже предлагается студентам, а другие уровни будут добавлены, если первый курс будет успешным.

В настоящее время VR-гарнитуры являются либо мобильными, либо проводными. Мобильные гарнитуры позволяют пользователю подключать мобильный телефон, превращая свой смартфон в VR-устройство без использования проводов. Samsung Gear VR и Google Daydream View — это недорогие мобильные гарнитуры. Проводные гарнитуры предлагают шесть степеней свободы (6DOF), чтобы точно отслеживать положение пользователя для более захватывающего опыта использования виртуальной реальности. Из-за ограниченной вычислительной мощности смартфонов по сравнению с настольными или портативными компьютерами, проводные VR-гарнитуры обычно обеспечивают гораздо более захватывающий и реалистичный виртуальный опыт.

Есть несколько важных компонентов и VR-устройств, с которыми новому пользователю будет приятно начать обучение:

• Бортовой компьютер VR
• Качественная VR-гарнитура
• Программное обеспечение полета VR
• Джойстик или другой девайс для управления вашим самолетом
• Педали руля управления, которые важны для пользователей, которые хотят действительно когда-нибудь летать

Несмотря на то, что они еще не доступны для обычного пользователя, некоторые из последних работ, выполняемых с помощью тактильной технологии (силовой обратной связи), включают механические приводы – устройства, расположенные в контакте с различными областями тела, чаще всего руками и кончиками пальцев, которые позволяют пользователю испытывать реальные ощущения в виртуальной реальности. Это имеет большое преимущество при адаптации к летной подготовке: будущие пилоты в виртуальной реальности получают реалистичное сенсорное подтверждение каждого переключателя и прибора, которые они используют во время полета.

Захватывающее программное обеспечение для виртуального полета

• X Plane 11

Популярность этого программного обеспечения обусловлена в основном его реалистичностью. Последнее обновление имеет новый пользовательский интерфейс высокой четкости, а качество и реалистичные детали делают эту симуляцию близкой к реальному нахождению в самолете.

• DCS World

Считается одним из лучших симуляторов полета, доступных на ПК — это программное обеспечение считается достаточно реалистичным. Эта симуляция гораздо больше, чем видеоигра, реальная задача которой — научиться управлять виртуальным самолетом из высокодетализированной кабины и при помощи приборной панели.

• AeroFly2

Aerofly 2 имеет четкие и детализированные кабины, замечательную пилотажную физику и теперь пользователи могут изучить весь юго-запад США. Aerofly предлагает новейшую 3D-графику, а модель динамики полета дает начинающим пилотам высокий уровень реализма.

Как VR-технологии могут работать на пилотов и авиационную промышленность

Одно можно сказать наверняка: использование VR в авиации больше не может игнорироваться, независимо от того, чувствует ли пилот или летный инструктор себя как дома в старой школе пилотируемой кабины или привязан к новейшему летному тренажеру Type 7. Доказательством этого является количество VR-гарнитур, используемых на каждой крупной авиационной и аэрокосмической выставке, а также доступное военно-тематическое исследование эффективности и простоты использования систем обучения VR.

Симуляция полета VR может и не займет место настоящей практики в воздухе, но она может открыть дополнительные возможности карьеры в авиации для целого нового поколения, для которого высококачественные симуляторы слишком дороги для обучения.

Хотя VR-технологиям еще предстоит пройти долгий путь, она развивается не по дням, а по часам. На данный момент пилоты завтрашнего дня могут надеть свои VR-наушники и справиться с Cessna 172, летать на Airbus A320 и осваивать Boeing 747. Ведь каждый пилот скажет вам, что это была его мечта задолго до того, как он получил свой первый опыт полета.