自20世紀初發明飛行以來，個人、公司和政府一直都在致力于設計和開發安全、高效的飛行員訓練手段，以便在他們獨自飛行之前進行培訓。當然，早期一些飛行員確實是在第一天就被直接放到駕駛艙里，在美國陸軍上校F.P. Lahm的1909年日記中對此有詳細記錄： “10月5日，機械師為我們建了一個小屋，開始安裝設備，設置了起飛柱和賽道，Wilbur（指飛行之父威爾伯·萊特）對我們進行飛行培訓。經過三個小時的雙人培訓后，我們就被允許試駕并進行了第一次獨立飛行。幾天后，我被認定有資格載客，并成功執行此任務。” 但是，隨著飛行變得更加普遍，對于更好的訓練飛行員在第一次世界大戰中的需求迅速增長，飛行模擬器的概念也隨之增加。
飛行模擬歷史與飛行模擬器的發展-Part I 什么是飛行模擬器？ 飛行模擬器是一種設備，它試圖復制飛行員在駕駛艙內可能遇到的真實條件、環境和情況。自100多年前誕生以來，用于飛行模擬的實際設備有了極大的發展。 飛行模擬器在第一次和第二次世界大戰的推動下，從懸掛在繩索上的飛機發展到更像視頻游戲的虛擬飛機，如今被軍用飛行員、商業飛行員和游戲愛好者等廣泛使用。 飛行模擬的演變 飛行模擬的演變可以追溯到上世紀20年代，最早的飛行模擬器是使用機械部件和運動平臺來模擬飛行情境的“顫震儀”。隨著電子技術的發展，擺脫了機械驅動，采用電氣傳動，控制能力增強、性能穩定，并采用實時計算機系統控制運動系統。
飛行模擬歷史與飛行模擬器的發展-Part I 20世紀50年代后期，電子技術和計算機技術的進步為飛行模擬帶來了革命性的變化。目前的飛行模擬器采用計算機圖形學技術和三維仿真軟件，提供高保真度的視景系統和各種環境反饋，幾乎完美地模擬了真實的飛行體驗。而現在的VR虛擬現實技術更是將飛行模擬推向另一高峰。 除了模擬訓練外，飛行模擬器還被廣泛應用于新型飛機和航空器的研制測試中，在設計未決時，在華麗數字背景下大量打理可磨合反饋的信息，特別適合縮短研發周期及成本削減的需求。 人工飛行模擬器 最早的可以歸類為模擬器的模擬飛行版本是粗略的設備。它們通常由稍加改動的飛機或附著在氣球、高架裝置或鐵路貨車上的飛機組成。不久，這些設備發展成為與地面相連的設備，但仍能夠對空氣動力學力量做出反應，例如建于1910年左右的桑德斯老師(Sanders Teacher)或捕獲單翼飛機(Captive Monoplane)。
飛行模擬歷史與飛行模擬器的發展-Part I 其他設備專注于代表飛艇的俯仰和滾轉。還有一些是在第一次世界大戰需要飛行員訓練時開發的，旨在測量訓練飛行員的反應時間。 最終，設備得到了提升，教練員能夠引入姿態干擾以模擬飛行員可能面臨的困難風和天氣條件。其中最著名、最被廣泛使用的是林克訓練器(Link Trainer)，由愛德溫·林克（Edwin Link）在1927-1929年間研發，于1930年申請專利，并被宣傳為“高效的航空培訓輔助工具和新穎、有益的娛樂設備”。林克因此被譽為“模擬之父”。 模擬儀器飛行訓練 正當這些設備變得越來越豐富時，“盲飛”或儀表訓練被推動到了臺前。一些新型教練機是在現有的運動教練機上構建而成的，例如Link Trainer，將其配備了假儀表。其他一些是為儀表飛行訓練任務專門發明的無法拆卸的設備。 Link Trainer在20世紀30年代仍然是主導的飛行模擬器，被全球眾多國家所購買。美國航空公司在1937年購買了第一架Link Trainer，成為第一個采購該產品的商業航空公司。
飛行模擬歷史與飛行模擬器的發展-Part I 電氣和電子模擬飛行訓練的發展 20世紀30年代后的電氣和電子方法進一步發展。其中一種方法是在隨機信號的基礎上開發了白噪聲發生器，以便更準確地對系統進行測試。另外，研構出小巧的計算機和查表伺服驅動系統，以及數碼化和接口的引進等也都取得了發展。 Edwin Link還與P. Weems合作開發了天文導航訓練器(CNT)，以提高二戰期間英國飛行員的天文導航能力。該設備能夠容納多名機組人員，并允許基于天空或地面的參考進行導航，如上方合成夜空中所見，或下方在白色屏幕上投射而成。
飛行模擬歷史與飛行模擬器的發展-Part I 20世紀40年代還出現了一個新的模擬器開發者：紅控公司（后來改名為Redifon），該公司創造了C100 DF和Navigational Trainer等兩種機組程序訓練器(CPT)。這些CPT中的許多都配備了音效和視頻投影機(epidiascope)。 飛行模擬器歷史中的常見問題 軍事、商業航空公司甚至一些熱情洋溢的個人在飛行訓練和處理飛行模擬器時面臨的兩個最大問題也是如何有效和高效地培訓飛行員。 有效的培訓意味著設計和開發較高質量、較少時間消耗的方法，讓新飛行員準備好進入駕駛艙獨自飛行。為了進行有效的培訓，飛行員必須在現實環境中接受培訓，體驗情況、條件和場景，這些情況幾乎與他們成為駕駛艙中的人所經歷的相匹配。 這些利益相關者面臨的另一個問題是效率。雖然在飛行模擬的早期，設備相當原始，因此成本相對較低，但對于后來的模型（包括CNT），情況并非如此。CNT高13.7米，底部寬7.9米，需要放置在一個有空調的八面墻的建筑中。 由于空間和預算限制，模擬器的數量遠遠不足需要每天進行培訓的飛行員數量。這意味著軍隊和航空公司的培訓能力不夠充分，只會延長他們完全培訓一名飛行員所需的時間。 這是目前行業面臨的兩個最重要的問題，也是有最大增長和改進空間的地方。 更多精彩內容請關注接下來推出的 Part II |
