به گزارش گروه دفاع و امنیت مشرق، شبیه‌ساز یا سیمولاتور (SIMULATOR) امروزه به عنوان یکی از محصولات فناوری «واقعیت مجازی یا Virtual Realty» خدمت شایانی به برنامه های آموزشی برای کاربری بهتر وسائل هوایی، زمینی و دریایی و حتی امور پزشکی کرده است.

شاید پرهزینه و پرمخاطره ترین نوع آموزش، آموزش های خلبانی باشد. هواگردها (هواپیما، بالگرد و ...) عموماً وسائل بسیار گرانقیمتی هستند و هم کاربران نظامی و هم غیرنظامی تا حد امکان تمایلی به صرف هزینه های بسیار زیاد آموزش ندارند که عمدتاً ناشی از مصرف قطعات و سوخت است. همچنین تمامی ساعاتی که هواگرد درگیر برنامه آموزش است از دسترس کاربری های عملیاتی دور است. از اینرو ابتدا خلبانان را با هواپیماهای ساده تر آموزش داده سپس وی را با هواپیمای مدنظر روی زمین آشنا کرده و در نهایت به پرواز با آن هواپیما مبادرت می نمایند.

با ساخت سامانه های شبیه ساز که از نظر تجهیزات و فضای داخلی و عملکرد دینامیکی مشابه هواپیمای اصلی بودند گام مهمی برای رفع مشکلات پیش گفته برداشته و به مرور این وسیله به جزء جدائی ناپذیر آموزش ها تبدیل شد.

به کمک این سامانه ها می توان تمامی حالاتی که احتمال بروز آنها کم یا زیاد است را برای خلبان مشابه سازی کرد نظیر رویارویی با وضعیت های اضطراری مانند خاموش شدن موتور، قطع برق هواپیما، آتش سوزی در بخش های مختلف، باز نشدن ارابه فرود یا شکستن آن و ترکیدن لاستیک روی باند و ... یا قرار دادن خلبان در موقعیت های مختلف راهکنشی(تاکتیکی) نظیر نبردهای هوا به هوا، تهدید از جانب انواع ادوات پدافند هوایی، پروازهای جمعی با سایر هواپیماها، اجرای عملیات هوا به سطح و ...

بالاترین رده شبیه سازها از نظر هوشمندی، شبیه سازهای «فضای رزم» هستند که در آنها علاوه بر شرایط محیطی، نیروهای خودی و طرف مقابل نیز در فضای مجازی ایجاد شده ویا از طریق دستگاه شبیه ساز دیگری به همین فضای مجازی مرتبط شده و به صورت گروهی تمرین می کنند.

اما برای دستیابی به تمامی این مزایا باید مرحله دشوار طراحی و ساخت شبیه ساز پشت سر گذاشته شود.

شبیه سازها با توجه به سطح فناوری مورد استفاده دارای انواع ساده تا پیچیده هستند که قیمت نمونه های کامل و پیشرفته آنها که دارای 6 درجه آزادی حرکتی رو به جلو-عقب، چپ-راست، بالا-پایین و سه دوران حول محورهای طولی، عرضی و عمودی هستند و امکان مشابه سازی تمامی حرکت هایی که در پرواز اتفاق می افتد حتی سقوط هواپیما را داشته و ویژگی های گرافیکی بالایی را نیز دارند عمدتاً با خود هواپیما برابری کرده و بعضاً گران تر نیز است اما مزیت های فراوان شبیه سازها و دوره عمر بالای آنها باعث می شود برای بکارگیری در امور آموزشی به صرفه باشند.

کاهش استهلاک و مصرف قطعات و هزینه های تعمیرات، کاهش مدت درگیر بودن هواپیمای واقعی برای فعالیت های آموزشی و در نتیجه در دسترس بودن برای امور عملیاتی و کاهش سوانح آموزشی، کاهش سوانح ناشی از مشابه سازی شرایط اضطراری در پروازهای هواپیماهای آموزشی، بالا نگهداشتن توانایی ها و حفظ مهارت خلبانان در طول زمان، مسلط شدن بر ادوات داخل کابین و کارکرد آنها، افزایش سرعت واکنش خلبانان در مواجهه با شرایط حساس و سانحه که عمدتاً تنها چند ثانیه به طول می انجامد از دیگر مزایای بکارگیری شبیه سازها هستند.

بعلاوه پروازهای بازآموزی خلبانان که باید هر چند ماه یکبار باشد می تواند توسط شبیه ساز و با تکرار انواع شرایط اضطراری که در مدت پروازها توسط خلبان تجربه نشده به تعداد دفعات مورد نیاز اجرا شود، عملکرد وی در طی تمرین با شبیه ساز ضبط شده و مورد تحلیل قرار گیرد.

به طور کلی شبیه ساز وسیله ای پیچیده و گرانقیمت از نظر هزینه های طراحی و تولید است اما این وسائل حتی تا 30 سال قابلیت استفاده دارند و البته هزینه هر ساعت کار با شبیه ساز بسیار کمتر از هزینه یک ساعت آموزش با هواپیمای واقعی است.

دانش های مختلفی نظیر دینامیک و کنترل، واقعیت مجازی، برق الکترونیک و کنترل، ساخت و تولید، طراحی صنعتی، هوانوردی و خلبانی و ... باید به صورت هماهنگ و دقیق برای مراحل طراحی معادلات پروازی، نرم افزارها، طراحی و نصب و راه اندازی سامانه تصویری و سامانه های حرکتی مورد استفاده قرار گیرند تا یک شبیه ساز کامل ساخته شود.

امروزه در کشور تحریم شده ما ایران بیش از 10 نمونه شبیه ساز انواع هواپیماهای جنگنده و چند نوع بالگرد ساخته شده و در پایگاه های مختلفی مشغول ارائه خدمات است. این شبیه سازها شامل انواع مختلف ثابت و تمام متحرک و حتی نوع 6 درجه آزادی بوده ولی با قیمت های بسیار کمتر از آنچه برای تهیه آنها از خارج باید پرداخت می شد ساخته شده اند. البته برای مصارف زمینی و دریایی و زیردریایی نیز شبیه سازهایی ساخته شده که مورد بحث این گزارش نیست.

در شبیه سازهای ثابت، محل قرار گیری انسان، ساکن بوده و تصاویری که برای او به نمایش در می آیند مطابق شرایطی که قصد مشابه سازی ان وجود دارد به حرکت در می آیند. در شبیه سازهای متحرک، کابین به وسیله جَک ها و بازوها به حرکت در می آید و بدین ترتیب شرایط پروازی بسیار بهتر برای آموزش گیرنده ایجاد می شود به طوریکه انسان پس از لحظاتی فراموش می کند که روی زمین است. طراحی و ساخت شبیه سازهای ثابت مشکلات و سختی کمتری نسبت به شبیه سازهای متحرک و گرانقیمت متحرک داشته و هزینه دوره عمر کمتری نیز برای تعمیرات و ارتقاء دارد.

این شبیه سازها از کابین پرواز واقعی، کنترل فرامین و ارتباط آن با رایانه و سروو موتورهای بازخوردهای نیرویی به دست و پای خلبان، سامانه های تصویری، رایانه و نرم افزارهای کنترلی و سامانه های نمایش و مدیریت آموزش برای استاد خلبان تشکیل شده اند.

علاوه بر مسائل آشنایی خلبان با محل قرارگیری ادوات در کابین و ویژگی های دینامیک پرواز آن هواگرد خاص، در این شبیه سازها کارهای عملیاتی نیز تمرین شده و ضمن ایجاد محیط ایمن و امن برای آموزش، آمادگی خلبانان با صرف هزینه بسیار کمتری حفظ و ضمن افزایش مهارت خلبانان با کمترین خطر، صدها میلیون دلار نیز صرفه جویی ارزی می شود.

علاوه بر ساخت شبیه ساز هواپیماهای غیرنظامی، شبیه ساز جنگنده ها نظیر اف-14، اف-4، میگ-29، سوخو-24، اف-7، هواپیماهای ترابری نظیر سی-130، آنتونف74، بوئینگ707، برخی هواپیماهای آموزشی و همچنین بالگردهای مختلفی نظیر بل-206، 214، کبری و میل171 توسط نیروی هوایی ارتش، هوانیروز، بخش های تحقیقاتی سپاه و با همکاری وزارت دفاع و سایر مراکز علمی داخلی تولید شده و در خدمت یگان های مربوطه قرار داده شده اند. همیچنین برای رساندن شبیه سازهای بومی به سطح بالای فناوری و افزودن قابلیت های فضای رزم نیز تلاش های جدی شده و در مراحل توسعه داده شده است.

با فناوری بومی و استفاده از توان متخصصان داخلی این شبیه سازهای ارزشمند با هزینه بسیار کمتری نسبت به نمونه خارجی ساخته شده اند.

به عنوان مثال خرید شبیه ساز برای جنگنده اف-4 فانتوم به 10 میلیون دلار اعتبار نیاز داشته که با ساخت داخلی آن برای نمونه اول یک میلیارد تومان یعنی حدود 10 درصد و برای نمونه بعدی حدود 3 درصد رقم مذکور هزینه شده است. جنگنده اف-4 که زمانی پرتعدادترین هواپیمای رزمی نهاجا بوده و هم اکنون نیز به احتمال زیاد است و انواع مأموریت های هوا به هوا و هوا به سطح کوتاه و دوربرد با طیفی از تسلیحات جدید و قدیمی که بعضاً گرانقیمت نیز هستند بر عهده خلبانان توانمند آن گذاشته می شود به دلیل همین حجم بالای پروازها شاید بیشترین نیاز را به شبیه ساز داشته باشد.

از اینرو هم اکنون حداقل دو دستگاه از این شبیه سازهای ایرانی مورد استفاده قرار می گیرند که نمونه اول در پایگاه نهم شکاری بندرعباس و نمونه دوم در پایگاه ششم شکاری بوشهر عملیاتی شده است.

همچنین شبیه ساز متحرک هواپیمای جنگنده اف-7 نیز که علاوه بر نمونه تک نفره، خود دارای نمونه دو نفره آموزشی بوده و بخشی از پروازهای آموزشی در نیروی هوایی ارتش بر عهده آن است در مدت کمتر از یک سال ساخته شده است. برای تأمین این شبیه ساز توسط شرکت های خارجی 22 میلیارد تومان درخواست شده بود که نهاجا با صرف 2 میلیارد یعنی 9 درصد آن مبلغ موفق به ساخت این وسیله ارزشمند شد.

شبیه ساز جنگنده رهگیر و مهم نیروی هوایی ارتش یعنی اف-14 تامکت که پیش از انقلاب خریده شده بود نیز توسط متخصصان داخلی بازسازی و بهسازی شده و با استفاده از فناوری های روز دارای قابلیت های بالاتری شده است. خصوصاً به‌سازی و توسعه شبیه ساز کابین عقب این هواپیما نیز مد نظر بوده است. خلبانانی که برای پرواز با تامکت، این هواپیمای بسیار ارزشمند آماده می شوند با توجه به حساسیت مأموریت های رهگیری و سرعت بالای وقایع در درگیری های هوایی ویا نیاز به پرواز طولانی گشت زنی از شبیه سازها استفاده فراوانی می برند.

همچنین با توجه به ایجاد برخی قابلیت های هوا به سطح در اف-14 چنین عملیاتی هایی را نیز می توانند به دفعات مورد نیاز تمرین نمایند. میزان هزینه هر ساعت پرواز جنگنده در ایران بین 4هزار تا 6 هزار دلار تخمین زده می شود که با استفاده از شبیه سازها برای عمده کارهای آموزشی و حتی بخشی از تمرینات تاکتیکی صرفه جویی مالی قابل توجهی نیز ممکن می شود که البته مهمتر از آن باقی ماندن عمر این جنگنده ها برای پروازهای عملیاتی است. 

 

هواپیمای ترابری سی-130 که بخش عمده کار ترابری هوایی در نیروی هوایی ارتش بر عهده آن است و پروازهای آموزشی زیادی نیز با آن انجام شده و البته سوانح زیادی نیز در کارنامه خود ثبت کرده است، امروزه علاوه بر بهسازی دارای شبیه ساز نیز شده است. این شبیه ساز از نوع ثابت بوده ولی سامانه های داخلی آن تغییر یافته و به نظر متناسب با نمونه ارتقاء یافته است.

 

تمامی نمایشگرهای بکار رفته در آن از نوع MFD یا نمایشگرهای چندمنظوره، رنگی و قاعدتاً از نوع لمسی هستند. با توجه به درگیر شدن چندین نفر در هر پرواز سی-130، مسائل استهلاک آن و مدت زمان زمینگیر بودن آن در هر دوره تعمیراتی، شبیه ساز این هواپیما ارزش بسیار بالایی داشته و به بهبود فرآیندهای عملیاتی این پرنده کمک شایانی می کند.

 

بالگرد کبرا به عنوان تنها بالگرد مختص عملیات رزمی و برخورداری از سلاح های مختلف نقش بی بدیلی در نیروهای مسلح کشور داشته و ساعات زیادی برای امور آموزشی خلبانان آن صرف می شود. به همین دلیل ساخت شبیه ساز این بالگرد از نوع ثابت ولی با قابلیت شلیک سلاح به انجام رسیده و مورد بهره برداری قرار گرفته است.

 

تصویر زیر نیز مربوط به شبیه ساز تمام متحرک بالگرد ترابری سنگین سی-اچ-47 شینوک است. این بالگرد با قابلیت حمل تعداد زیادی سرباز مسلح ویا چندین تن بار از ابزارهای مهم پشتیبانی هوایی در هوانیروز ارتش جمهوری اسلامی ایران است که شبیه ساز آن توسط متخصصان داخلی توسعه یافته و برای آموزش های کامل تر و بهتر به خلبانان شجاع آن مورد بهره برداری قرار گرفته است.

 

فناوری پیچیده طراحی، ساخت، آزمایش و ارزیابی، تولید و بکارگیری گسترده شبیه سازها به عنوان ابزار بسیار مهم در حفظ و افزایش مهارت نیروهای نظامی، امروز در کشورمان بومی شده و ضمن بهسازی شبیه سازهای قبلی و فعلی برای انواع تجهیزات جدید به خصوص هواپیماها شبیه سازهای مختلف ثابت و متحرک توسط مراکز تحقیقاتی و صنایع داخلی ساخته شده و در حال استفاده است. این قابلیت ها در کنار ابتکارات استفاده شده توسط نیروهای مسلح کشورمان در این عرصه باعث شده تا هم اکنون ایران به عنوان قطب مهم ساخت شبیه ساز در دنیا محسوب شود.