民用航空模拟器杂谈
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当代飞行模拟器现状
当前，基于计算机、图像和机电技术综合而成的高端飞行模拟器已广泛应用于科学理论研究、项目工程研发和实际飞行培训各个领域，它根据相应的飞行环境和设备系统条件，逼真地模仿航空器的飞行状态，为科学研究、工程研发和飞行人员提供与真实飞机十分相似的操纵过程，成为检验操作和人员工作负荷的地面试验、验证和训练装置。
用于航空科学研究的飞行模拟器最为复杂，包括理论基础、自动控制、计算机和操纵系统等一系列尖端科技，研发费用高昂，通常只有老牌航空大国的国家级实验室里才能拥有，诸如美国、英国、德国、法国、荷兰以及俄罗斯。在这些飞行模拟器上，所安排的研究和探索内容主要涉及航空理论探索，实验和验证飞机特性、系统效能和飞行人员表现，包括针对现有系统的改进，属于一个国家航空领域的核心竞争力之一。不少研究项目往往处于秘密状态，不轻易让外人、甚至其他同行知晓。
我们平时所能接触到的多是用行培训的模拟器，主要分布在飞行培训中心和大型航空公司的训练基地。这些模拟器虽然十分先进，但存在着固有限制，他们根据相应的机型开发，系统设计和使用条件遵从模拟机厂家的原始数据。
2009年6月1日凌晨，法国航空公司一架A330飞机在执行巴西里约热内卢-巴黎的AF447航班中，在正常巡航高度上，突然失去升力，从10 668米（35 000英尺）巡航高度急坠入海，沉入大西洋海底，全机228人全部罹难。初步分析认为，飞机在高空飞行时遭遇过冷水滴，这些过冷水滴导致空速管结冰。飞机因缺乏有效空速指示，飞行人员无法准确操作，导致飞机进入失速状态。
这一调查信息披露后，引起国际航空界瞩目，因为这涉及民航界当前认可的失速改出训练标准是否充足，也就是适航性是否充足。为验证和分析这次事故，一支独立的事故调查小组，选择了位于美国宾夕法尼亚州的美国国家飞行训练和实验中心，使用那里的飞行实验模拟器再一次验证其真实环境。在这种可以超越常规飞行极限条件的实验飞行模拟器上，按照AF447航班失速环境进行设置和实验，结果表明，资深飞行人员必须采用战斗机格斗般的、大过载操纵的技巧，才能勉强逃生。通过调查小组得出结论认为，当前民航界的常规失速飞行训练不够充足，换言之，现有民航飞行模拟器无法为民航飞行员提供这类挑战飞行极限条件的真实飞行模拟实验和训练。
AF447事件中的A330飞机是空客公司安全纪录最好的一款机型，也是空客公司在积累了A300、310和A320等机型经验基础上的问鼎之作，足以成为空客公司的骄傲。在AF447事件中，这种不可能坠毁的机型却成为当今航空界的“泰坦尼克”事件，这不得不使人们再次反思：在不断提供航空高端科技的同时，是否忽略了基本内容，即飞行人员的手动飞行技能。
2012年2月27日，美国联邦航空局出台一项草案，大幅提高美国航空公司副驾驶的任职要求。在这项征求意见的草案中，要求飞机副驾驶必须具有1 500飞行小时以上才能获得民航运输驾驶员证书。目前的条件是，只需有250小时以上飞行时间即可获得商业飞行资质。美国联邦航空局表示，新制度的用意在于，确保副驾驶员在这段时间里养成处理各种情况的技能，飞行时间是具有必要技能和经验的基本条件。
当代飞行模拟器如何运行
当代飞行模拟器分为许多等级，从最低端的个人操作程序训练器到具有6自由度运动系统支持的全动式飞行模拟器。尽管与使用现代飞机训练相比，飞行模拟器成本已经相对低廉，例如，波音747飞行训练模拟器的成本是真实飞机的1/40。但是它的采购成本、尤其是全动式飞行模拟器仍然十分昂贵。况且，保障这些模拟器的正常运行的成本也是不菲的开支，这包括日常的设备维护，满足适航标准，培训人员资质，以及驱动能源的消耗。
由于现代飞机的高度复杂性，通常，航空公司难以开发深度训练科目，主要依靠飞机机型的原始厂家提供，还须取得适航当局认可，这就导致了航空公司无法针对已经出现的事故征候开发相应的训练程序，必须等待原始厂家提供达到适航认可的训练科目。
在AF447事故之前，国际航空界已经认识到，当代高度自动化飞机上，如何处理好高度自动化与飞行人员手工操作的关系。在AF447事故之后，更加认识到必须加强飞行人员的手工飞行操作技巧训练。但是，如何实现这一要求，当代飞行训练模拟器还不能有效解决。
例如，一些人认为，保持飞行人员手工飞行技巧就是在飞行模拟器上增加一些训练项目，诸如切断自动驾驶仪、或是切断自动油门，或是不使用仪表着陆系统信息，进行人工目视着陆。
这样的训练，飞行模拟器当然能够胜任。但是，在现实世界中，所谓飞行人员手工飞行技巧指的是，飞行人员不再依靠自动化系统的信息，必须依靠原始参数，根据自己的经验判断和操作。就是说，需要飞行人员保持他们入职时养成的基本飞行技能，通过基本的飞行参数，保持对飞行状态的意识和控制能力。所指的是，通过原始参数判定飞机当前状态、相对地面的姿态，飞机当前速度和动力，以及在这些条件下，通过操作驾驶杆、油门杆或者舵面，控制飞机。用飞行的话说，就是依据原始参数，能够具备对飞机“姿态-动力-速度”的掌控能力。
一个典型的案例就是空中结冰。空中结冰这一自然条件是民航飞行的危险因素，再先进的飞机也无法避免它的危害。AF447事故就是其中的一次悲剧，当失去空速指示后，飞行人员本应立即选择上述人工飞行技能来控制飞机，不应首先企图判定和排除自动化系统故障，以图继续利用自动化飞行。这就要求飞行模拟器上必须增加机型之外的科目，即如何让飞行人员保持利用原始飞行参数，训练人工飞行的技能。
当代飞行训练模拟器的另一个局限是，它只针对机型研发，未能达到通用状态。这就是它成本高昂的一个原因，即便大型航空公司也往往无力承担该公司运行机型相对应的所有飞行训练模拟器，只能通过返回飞机厂家的培训基地、借用其他航空公司、或是独立的第三方培训服务商来得到相应培训。这样，就造成了训练科目的有效性和实效性不足的问题。
2001年11月12日，美利坚航空公司一架空客公司的A300-600飞机从纽约前往多米尼加共和国，起飞后突然坠入机场外的海滩，机上260人及地面5人共265人遇难。事故调查报告表明，该飞机遭受到前一架起飞的波音飞机的尾流影响。在此之前，为了响应各类机型发生的尾流事件，联邦航空局、波音和空客公司联合修订了相应的训练程序。美利坚航空公司虽然对此修订的程序有不同见解，但还是要遵循适航训练要求。事件飞机的飞行记录仪的数据表明，当时飞行人员的操作符合训练科目规定，但是仍然未能挽救飞机。显然理论与实际飞行仍有不小的差距。
新一代飞行模拟器
飞行模拟器包括各类用途，发展途径也各有千秋。如果说有什么发展特征可以总结的话，只能说在新一代飞行模拟器中，第一个比较现实的目标是，尽可能地对飞行训练装置进行标准化，减少飞行模拟器的开发、使用和维护成本。具体工作分为如下四大领域。
模拟器品质管理 通过工业界合作，改进飞行训练模拟器的运行品质，包括飞行培训的运行典型案例、训练环境和训练人员管理，满足适航当局要求。通过这种工业化活动，期望建立一项适航当局认可的标准化管理程序，便行训练模拟器开发商和服务商取得适航认证，尤其是取得航空公司所在国的适航认证，降低开发和运行成本。
模拟器软件管理 当代飞行模拟器的功能和性能越来越依靠其运行软件，尤其是高度自动化的大型飞机，其系统十分复杂，这就导致飞行训练模拟器的应用软件也极为复杂。于是，像其他所有大型工程一样，必须严格管理其应用软件，诸如软件版本和配置管理，使用标准化的软件升级和操作程序，以及应用软件的模块化和标准化，增强应用软件的再用性。
例如，当一个软件开发商提供了需要更新的应用软件时，模拟器开发商和航空公司用户都需要一个表单，以掌握哪些方面做了修改，以及相应的影响是什么。而在现实世界中，各家软件供应商所提供的这种软件升级说明表单的详细程度参差不齐。
模拟空中交通管制 2002年，国际航空运输协会提出，利用现有技术，建立空中交通管制的模拟设施，加强对飞行管制人员的模拟情景训练，以达到国际民航组织提出的飞行模拟训练装置质量标准。
提出加强空中交通管制模拟培训的需求原因是，随着航空运输流量的不断增长，世界各地的主要机场或者繁忙航路都陆续出现了日趋严重的拥堵现象。在我国，飞行流量控制也成为民航航班延误的主要原因。
其次，航行新技术不断导入，使得飞机性能持续性地改进，同时也需要建立新的飞行程序，空中管制人员需要进行相应的培训。
无论是空中航路，还是机场，保障安全的要素是密切有效的协作。这就要求有充足的实验数据，验证新增程序和设施是否合适有效，以及如何让这些新技术有机地融入现有体系中。其次，通过针对特定问题的模拟仿真，发现问题根源，验证处理办法。
这套系统的模拟项目按照空中交通管理、机场和航空公司运行三方面划分成相应的功能模块，每个模块又可设定各自的模拟情景，通过实验，验证合理可行的航班运行方式和空-地协调效率。例如分析出入港高峰时刻某一登机门发生拥挤情况的形成机理。当一项改进措施实施时，例如设计一项减少排放的飞行程序时，它模拟这个新设计的飞行程序，评定飞行和空管人员对此程序的使用状况。
然而，令人大开眼界的却是，通过利用真实的数据，它用于模拟阿姆斯特丹国际机场的日常运行，实现了机场管理的科学化品质监控，以保障机场的高效运行。所以说，荷兰的这套模拟系统，把模拟器的使用价值发挥到了极致。
模拟程序的通用规范
鉴于当前的飞行模拟器主要由厂家自行研制，为了降低成本，有必要进行标准化，增加通用性和互换性，增强飞行安全训练的性能和效能，满足供需双方的可持续性发展需求。主要工作包括建立可持续发展的技术指南，用户需求和适航关注的要点，具体内容涉及到训练要求，测量方法，实验指南，数据要求，设备和软件要求等。
尽管采用了通用性和互换性的措施，但飞行训练模拟器的运行价格还是相当昂贵的。
不过，在以“昂贵”为特征的飞行模拟技术领域中，最令人意外的崛起，可能是小小的电子游戏了。
随着个人计算机的普及，包括微软公司在内，开发出了逼真的飞行模拟游戏，现在进一步发展到虚拟设计和运行环境，许多使用者因此成为“飞机设计师”，或者圆了他们的“飞行”之梦，包括在我国，也出现了模拟航空公司、机场和空中交通管理的大型专业化游戏网站。
在这些虚拟的专业化大型游戏网站里，玩家随心所欲地扮演飞行员、航空公司总裁、机场经理或是空中交通管制员等角色，这不仅为游戏者带来了无穷的乐趣，还切切实实提升了他们的专业技能，无形之中，从一个更宽广的基础上，养育着他们的职业道德。毕竟，这种虚拟方式为使用者提供了跨界式的综合化培训，早已超越了现实世界中任何一种实习和熟悉不同技术环节及管理岗位的手段和途径，从这个意义上说，电子游戏对整个航空业所作出的巨大贡献，包括潜移默化的积极影响，也是游戏开发者始料未及的吧。