飛行模擬器已經有幾十年的發展歷史，在飛行模擬器中訓練飛行員已經是一項非常成熟的技術，最近，美國海軍空戰中心飛機分部（NAWCAD）開展了一個新項目，讓他們的飛行員在載人飛行模擬器（MFS）中以安全且經濟的方式進行培訓、測試軟件和設備、實驗、開發飛行包線，甚至調查航空事故。他們對飛行模擬器進行了升級已滿足這些需求。

當探索升級現有平臺以滿足所有必要規范的選項時，NAWCAD的團隊了解到他們可以自行開發針對于CMV-22鶚的虛擬現實與混合現實模擬運動平臺以及軟件，這樣能夠大幅縮減對于現有運動平臺升級的成本，然后再根據需求對其進行定制以用于其他飛機的飛行模擬訓練。

“從傳統模擬轉型到這種虛擬現實模擬有很多好處，”載人飛行模擬器的部門主管Matt Mueller說道。“其中最大的好處是，當你試圖把越來越多型號的模擬器放入到一個訓練室中時，僅僅使用一套設備即可替代多種模擬器是一種巨大的優勢。我們可以在訓練室中安裝九個模擬器。但是，如果我們使用投影儀顯示系統，并將其接入到VR/MR平臺，我們就可以安裝更多的運動模擬器。它們的維護成本更低，占地面積更小，并能夠為我們提供更多功能?！?/p>

馬里蘭州帕塔克森特河海軍航空站載人飛行模擬器的新混合現實運動平臺模擬器。該運動平臺結合了虛擬和混合現實技術，被用于CMV-22鶚飛行員的訓練。

載人飛行中的VR/MR運動平臺

全新的VR/MR運動平臺被安裝在曾經是載人飛行辦公區的中心小隔間內。平臺被放置于地板上，液壓活塞向上延伸并連接在駕駛艙座椅下方。計算機服務器和設備隱藏于房間一側。

飛行員需通過一個短梯子進入座位，一切就位后，飛行員可以戴上虛擬現實頭戴式顯示器并通過平臺上的控制桿與腳踏板對模擬器進行控制。

經過短暫的校準后，飛行員可以環顧四周，查看駕駛艙的內部，以及部署在海上的航空母艦的甲板視圖。飛行員可以在航母上練習起飛和降落，而其他人可以在幾英尺外的電腦顯示器上觀察飛行員看到的東西。

在VR/MR運動平臺模擬器中飛行員可佩戴的Varjo頭戴式顯示器看到精心渲染的航母甲板和移動的海洋，體驗練習起飛和著陸的真實感受。

面向未來的創新培訓

大約18個月前，VR/MR運動平臺模擬器安裝正式開始，但向虛擬現實技術在模擬器方面的應用其實已經非常完善了。

“大約四年前，當我們的第一個虛擬現實項目接近尾聲時，我們的工作人員說他們真的很喜歡虛擬現實所帶來的沉浸體驗，從那時開始我們致力于開發混合現實概念?！盢AWCAD的航空工程師 Robert Calvillo。

“我們讓飛行員進入模擬器，戴上虛擬現實頭顯，他們能夠看到真實駕駛艙的擋風玻璃外的一切，看到虛擬環境。模擬器中的駕駛艙內部與真實的世界中一樣，飛行員能夠看到真實的手部和儀表板。團隊中的每個人都開始看到虛擬現實和混合現實巨大的潛力，因此我們決定進一步擴展它?！?/p>

新型模擬器的巨大潛力

NAWCAD航空力學部門的飛行動力學旋翼團隊負責人James Pritchard于2023年1月首次測試了VR/MR平臺，并向團隊提供了反饋，稱視覺場景和船舶模型呈現得非常準確和可信。

“我們列出了進一步開發所需的項目清單?！盤ritchard說，“整體的評估非常優秀。這項新技術有可能徹底改變艦載飛機環境中的建模和仿真訓練。”

模擬器使用Unity3D引擎進行開發，該引擎也用于游戲行業這讓整個模擬畫面非常真實。Calvillo說他們的另一個團隊也正在使用虛幻引擎進行開發，這是另一個廣泛流行的3D引擎，該引擎被多個游戲制作公司用來做游戲畫面渲染。

此外James Pritchard還提到了使用VR/MR技術的好處：

強大的適應性：只有少數硬件組件需要替換，以適應海軍航空作戰訓練中廣泛的T/M/S飛行器，而其余的更改只需以軟件的形式出現。

高保真度：標準駕駛室模擬器在視覺渲染方面受到限制；在艦載環境中，空勤人員通常會使用非常接近最低點以及光束后面的視覺信息；Varjo頭戴式顯示器能夠以高保真度向空勤人員傳達這些信息。

靈活性：MR技術允許工程師以最好的方式顯示信息，或者是人工的，或者是虛擬的，或者兩者兼有。

VR/XR模擬器的下一個前沿

來自Manned Flight的Matt Mueller表示，聯合模擬環境旨在建立僅由混合現實耳機組成的整個設施:“無需傳統的投影儀或成組顯示系統。”

“我們努力的目標是能夠擁有一個由30多個模擬器組成的設施，所有模擬器都可以彼此靠近模擬飛行?！?Mueller說道。

“虛擬現實頭顯的優勢和多功能性以及正在取得的進步，將成為更受歡迎的解決方案。”來自NAWCAD的Pritchard說道，他認為模擬器也是一種節約成本的有效措施。

“在海軍航空系統指揮部，我們的主要數據來自于飛行測試，這為我們提供了資源密集型的成本和進度。而帶有MR頭戴式顯示器的模擬運動平臺有可能擴大，在某些情況下甚至能夠取代飛行測試，從而幫助我們在數據收集的關鍵方面實現顯著的成本節約?！盤ritchard說道

“對于更大規模的海軍艦隊技術應用，VR/MR模擬器有潛力為訓練、評估提供高保真模擬，并成為海軍航空模擬的一個重大突破?！?/p>