Система визуализации окружающего мира в авиатренажёрах
Сложный термин означает простую вещь — то, что пилоты видят из кабины. Разбираемся, какие бывают решения, сколько они стоят и почему самое дорогое нужно не всем.
Таким сложным термином называется довольно простая часть тренажёра — экран с картинкой окружающего мира, буквально то, что видят пилоты из кабины. Технических решений несколько, и каждое продиктовано назначением тренажёра: от максимально простых и дешёвых до очень сложных и дорогих. Каждая конструкция имеет ограничения и не передаёт картинку полностью естественно, что, в общем, и не требуется.
Когда пилоту действительно нужны окна
Было бы ошибкой сказать, что мир за стеклом не нужен совсем. Откроем секрет: окна нужны пилотам на разбеге и отрыве и пару минут перед касанием земли — на взлёте и посадке самолёт надо удерживать на осевой линии полосы. Дополнительно важно отсутствие препятствий на полосе. Это всё, что требуется видеть для успешного управления. Красота терминала и пышность облаков пилотов не интересуют.
Управление на разбеге и при касании идёт спаренными педалями, и, как правило, инструкторы TFT.aero корректируют действия гостя. Окна не помешают при маневрировании по рулёжным дорожкам, но современные системы некоторых самолётов и эту задачу выполняют лучше пилотов. В остальных ситуациях в окно можно не смотреть: что там увидишь ночью или в облачности? Речь, конечно, о пассажирских лайнерах, а не о малой авиации с полётами по правилам визуального полёта.
Три способа показать мир
- Один-два монитора. Самый простой способ: поставить перед тренажёром большой или несколько средних плоских мониторов. Задачу решает, но рассчитан на одного пилота — важно, где именно он видит разделительную полосу: по линии своего взгляда или смещённой к центру кабины. Минус в том, что пилот видит сам экран, а поле зрения ограничено его размерами.
- Панорама из мониторов. Более продвинутый вариант: из нескольких мониторов собирают подобие панорамного обзора, при этом сами мониторы остаются видимыми. Есть программные решения, которые делают линию горизонта не такой ломаной, но подход это не меняет.
- Проекторы и сферический экран. Самое продвинутое решение того же порядка — изображение на экране от нескольких проекторов. Форма экрана цилиндрическая или сферическая, на результат это почти не влияет. Стыков не видно, горизонт не ломается, а детализация упирается в программно-аппаратные возможности: предел зернистости задают разрешение матрицы проектора и расстояние до экрана.
Общий недостаток: нет глубины
У всех перечисленных решений один недостаток — они не дают пилоту визуально оценить расстояние до объекта наблюдения. Зрение фокусируется на поверхности с изображением, и глубина образа теряется: примерно так мир видел бы циклоп. Люди же унаследовали бинокулярное зрение, и профессиональных разработчиков такая ситуация не устраивала.
Причин две. Во-первых, пилот должен оценивать высоту на выравнивании перед касанием, чтобы не «грохнуть» самолёт об полосу. Во-вторых, в экипаже из двух человек каждый должен видеть разметку полосы прямо перед собой, а не сбоку. Ложные навыки при обучении неприемлемы — и тут конструкторам помогли физики-оптики.
Коллимационный экран
В профессиональных тренажёрах применяется коллимационная система: сферический просветный экран отражается в сферическом зеркале. Отражённые лучи оказываются параллельными, и у изображения появляется глубина. Любознательный читатель может дальше познакомиться с эффектом параллакса.
Вне зависимости от компонентов система с отражающим зеркалом технологически очень сложна в производстве и потому очень-очень дорога: с учётом всех составляющих цена доходит до миллиона долларов. В развлекательных целях такое не применяется.
Что в итоге
Более простые решения, применяемые в развлекательных тренажёрах, не являются плохими или несовершенными. В силу своего назначения они, как ни странно, обладают большей красочностью и детализацией, чем профессиональные системы. Больше того, по секрету: в реальном самолёте на эшелоне визуализация бывает и хуже — из-за дымки, сумерек, пыли в атмосфере и десятка других причин.
И маленький тест на прощание. Когда в следующий раз увидите кадр из кабины — попробуйте угадать, снят он в настоящем самолёте или в нашем симуляторе. Проверить догадку можно у нас в «Ривьере».