
AERO100连载 | PCC集团
2019年11年08日
航空产业网 2025-05-16
2025年5月16日,作为“经度”系统的系列分析之一,航空产业网团队发布了《航空模拟器市场与供应链分析报告》2025版,报告约5万余字。数据信息均来自航空产业网自研专业数据库,欢迎联系采购!
本报告对全球及中国航空模拟器市场进行了深入分析,涵盖了飞行模拟器的综述、发展历程、核心技术、市场规模、竞争格局以及C919项目和航空产业国产化带来的机遇与挑战。报告指出,飞行模拟器作为航空训练不可或缺的关键设备,随着航空业的发展和技术进步,市场需求持续增长。特别是VR/AR等新技术在模拟器中的应用,预示着行业未来的重要发展方向。同时,C919的成功研制和航空产业的国产化进程,为中国航空模拟器产业带来了前所未有的发展机遇,但也伴随着技术、产业链等方面的挑战。
内容概要
◦ 飞行模拟器综述与发展历程
(一)定义、分类及工作流程
(1)定义 飞行模拟器是一种能够模拟飞机座舱环境、飞行状态、外部视景以及各种气象条件和特情,用于飞行员训练、科研和工程研制的设备。它通过高度逼真的模拟,使飞行员在地面即可进行各种科目的训练,提高训练效率和安全性,降低训练成本。
(2)分类 飞行模拟器通常根据其复杂程度和用途进行分类: ①按用途分: 飞行训练模拟器 (FSTD - Flight Simulation Training Device): 主要用于飞行员执照获取、等级保持、转机型等训练。根据模拟逼真度,又可细分为: 全动飞行模拟器 (FFS - Full Flight Simulator): 模拟逼真度最高,具备全六自由度运动系统和高分辨率视景系统,用于飞行员的初始改装、定期复训和特殊情况处置训练; 飞行训练器 (FTD - Flight Training Device): 模拟逼真度次于FFS,可能不具备运动系统或只有有限自由度,用于基础操作、程序训练等; 基本飞行训练器 (BATD - Basic Aviation Training Device) / 高级飞行训练器 (AATD - Advanced Aviation Training Device): 通常是基于PC的模拟器,用于基础飞行原理和操作练习; 工程模拟器: 用于飞机设计、性能评估、人机工程研究等; 科研模拟器: 用于航空领域的科学研究。 ②按技术分: 机械式、模拟电路式、数字计算机式等。目前主流为基于数字计算机的高 fidelity 模拟器。
(3)工作流程 飞行模拟器的工作流程通常包括: ①数据输入:飞行员在模拟座舱内进行操作(操纵杆、油门、开关等)。 ②计算机系统处理:计算机系统接收操作指令,结合飞机气动力模型、发动机模型、系统模型等,计算出飞机的实时飞行状态(姿态、速度、高度、位置等)。 ③系统输出: 运动系统: 根据计算出的飞行状态,驱动运动系统产生相应的运动感,模拟飞机的加速度、颠簸等。 视景系统: 根据计算出的飞行状态和位置,生成外部环境的实时图像,呈现在座舱外的显示设备上。 仪表显示:座舱内的仪表和显示器根据计算出的飞行状态显示相应的参数。 音响系统: 模拟发动机声音、气流声、警告声等。 教员控制台: 教员通过控制台设置训练科目、特情、气象条件,并监控飞行员的操作和飞行状态。
(二)国外和中国飞行模拟技术发展轨迹
(1)国外发展轨迹 早期阶段 (20世纪初-中期): 出现机械式和简单的电动模拟器,主要用于基础飞行原理教学。代表性的是Link Trainer。 模拟电路阶段 (20世纪中期-后期): 随着模拟计算机技术发展,出现模拟电路式模拟器,模拟精度有所提高。 数字计算机阶段 (20世纪后期至今): 数字计算机的出现极大地提升了模拟器的计算能力和模拟逼真度。全动模拟器、高性能视景系统、复杂系统模型的应用成为主流。国际上涌现出CAE、L3Harris (现TEXTRON AVIATION)、COLLINS AEROSPACE (原ROCKWELL COLLINS) 等主要制造商。技术发展趋势包括提高运动系统响应速度、视景系统分辨率和视场角、以及引入更复杂的飞机系统模拟。
(2)中国发展轨迹 起步阶段 (20世纪50-70年代): 主要依赖引进国外技术,进行测绘仿制和消化吸收。 自主研发阶段 (20世纪80年代至今): 随着国家对航空工业的重视和技术积累,中国开始自主研发飞行模拟器。初期主要集中在军用领域,后逐步向民用领域拓展。涌现出中国航空工业集团(AVIC)下属单位、以及一些民营企业。在运动系统、视景系统、气动力建模等方面取得了显著进展。近年来,随着国家对航空安全的重视和飞行员培训需求的增加,中国航空模拟器产业发展迅速,技术水平不断提升,部分产品已达到国际先进水平。
◦ 核心技术与组成分析
飞行模拟器是一个复杂的系统工程,其核心组成部分包括:
模拟座舱 (Mock-up/Cockpit Replica):按照真实飞机座舱的布局、尺寸、设备等进行高 fidelity 复制,包括各种操纵杆、仪表、开关、显示器等。其逼真度直接影响飞行员的沉浸感和训练效果。
运动系统 (Motion System):通常采用电动或液压系统,提供六个自由度的运动(升沉、横滚、俯仰、纵向、侧向、航向),模拟飞机在空中的加速度和姿态变化,为飞行员提供运动感。六自由度平台是目前主流的高端模拟器运动系统。
视景系统 (Visual System):生成外部环境的实时图像,包括机场、地形、天气、其他飞机等。关键技术包括图像生成器、显示系统(投影仪、显示屏、圆顶屏幕等)和视景数据库。高分辨率、大视场角、逼真的天气和光照模拟是视景系统的重要指标。
计算机系统 (Computer System):飞行模拟器的大脑,负责运行飞机模型、系统模型、气动力模型、视景生成、运动控制等。需要高性能的计算能力和实时性。
教员控制台 (Instructor Operating Station - IOS):教员用于控制模拟器、设置训练科目、插入故障、监控飞行员表现的界面。通常包括多个显示器和操作设备。
关键技术特点:
高fidelity建模:精确的飞机气动力模型、发动机模型和系统模型是保证模拟逼真度的基础。
实时性:整个系统需要实时响应飞行员的操作和外部环境变化,延迟必须控制在极低的范围内。
系统集成:各个子系统需要高度集成和协同工作,才能提供流畅和逼真的模拟体验。
视景数据库:庞大而精细的视景数据库是生成逼真外部环境的关键。
运动控制算法:精密的运动控制算法能够有效地模拟飞机的运动感,避免晕动症。
◦ 市场规模及发展趋势
(一)全球和中国市场规模 航空模拟器市场规模受多种因素影响,包括全球航空运输量的增长、新飞机的交付、飞行员培训需求的增加、以及军用航空的发展等。 全球市场规模: 根据市场研究机构的数据,全球民用航空模拟器市场规模持续增长,主要驱动力来自亚太地区和新兴市场的航空业扩张。军用航空模拟器市场也保持稳定需求,用于飞行员训练、任务预演等。预计未来几年全球市场将继续保持增长态势。 中国市场规模: 中国是全球航空市场增长最快的地区之一,对飞行员的需求巨大,直接拉动了民用航空模拟器市场的快速发展。军用航空模拟器市场也随着中国国防现代化的推进而保持强劲需求。中国市场已成为全球航空模拟器重要的组成部分。 (注:具体的市场规模数据需要参考专业的市场研究报告,此处提供定性分析。)
(二)未来发展趋势
VR/AR技术的应用: 虚拟现实 (VR) 和增强现实 (AR) 技术在航空模拟器中的应用是重要的发展趋势。VR可以提供更具沉浸感的视景体验,降低视景系统的硬件成本;AR可以将虚拟信息叠加到真实环境中,用于维护训练等。 模块化和标准化:模拟器系统将更加模块化和标准化,方便维护、升级和不同机型的快速配置。
人工智能 (AI) 的融入:AI技术可用于智能教员系统、自动评估飞行员表现、生成更复杂的训练场景等,提升训练效果。
数据分析和个性化训练:收集和分析飞行员的训练数据,提供个性化的训练方案,提高训练效率。
网络化和分布式模拟:允许多个模拟器通过网络连接进行协同训练,模拟复杂的空中交通和任务场景。
◦ 竞争格局与重点企业
(一)市场竞争格局 全球航空模拟器市场呈现寡头垄断格局,主要由少数几家大型企业主导。这些企业通常具备强大的研发能力、丰富的行业经验和全球销售服务网络。市场竞争主要体现在技术水平、产品性能、价格、售后服务等方面。 中国航空模拟器市场既有国际巨头的参与,也有国内企业的竞争。近年来,中国本土企业在技术上取得了显著进步,市场份额逐渐提升。
(二)全球主要制造商和分系统供应商
CAE (加拿大): 全球最大的民用航空模拟器制造商之一,提供全系列飞行模拟器和培训服务。
TEXTRON AVIATION (原L3Harris Technologies,美国): 重要的军用和民用模拟器供应商。
COLLINS AEROSPACE (原ROCKWELL COLLINS,美国): 提供视景系统、显示系统等关键分系统。
FlightSafety International (美国): 提供模拟器和培训服务。
THALES (法国): 在军用模拟器领域具有优势。
(三)中国境内主要制造商和分系统供应商 中国航空工业集团 (AVIC) 下属单位:
中航国际仿真科技服务有限公司:聚焦飞行模拟仿真技术,是以高等级飞行模拟装备的研制、生产、训练为一体的的科技创新型企业。
中航航空模拟系统有限公司:航空模拟装备领域的专业化产业平台。聚焦航空模拟仿真技术,承担高等级飞行、任务、训练模拟装备研制、生产及模拟训练培训等业务。
其他国内企业: 广东优翼航空技术有限公司:民机驾驶舱模拟器整机制造。 北京蓝天航空科技股份有限公司:民机驾驶舱模拟器整机制造。 珠海翔翼航空技术有限公司:民机驾驶舱模拟器整机制造。 江苏普旭科技股份有限公司:民机驾驶舱模拟器整机制造。 上海华模科技有限公司:民机驾驶舱模拟器整机制造。 天津华翼蓝天科技股份有限公司:民机驾驶舱模拟器整机制造。 北京东方瑞丰航空技术有限公司:民用模拟器分系统供应商。 北京华如科技股份有限公司:军用模拟器整机制造。 北京未尔锐创科技有限公司:军用模拟器分系统供应商。
◦ C919与航空产业国产化带来的机遇与挑战
C919大型客机的成功研制和投入运营,以及中国航空产业的整体国产化进程,对航空模拟器产业带来了深远的机遇与挑战。
(一)机遇 巨大的市场需求: C919的批量生产和交付将产生大量的飞行员培训需求,直接拉动对C919全动飞行模拟器及其他训练设备的需求。 技术升级和产业升级: C919项目对模拟器的技术要求更高,将促使国内模拟器制造商在飞机建模、系统模拟、视景技术等方面进行技术攻关和升级,提升整体产业水平。 产业链协同发展: C919的国产化需要构建完整的国内航空产业链,包括模拟器及其关键分系统的研发和制造,有利于国内供应商的发展壮大。 “走出去”的机会: 随着C919进入国际市场,其配套的模拟器也将有机会拓展海外市场。 政策支持: 国家对大飞机项目和航空产业国产化的高度重视,将为航空模拟器产业提供有力的政策和资金支持。
(二)挑战 技术差距: 与国际领先企业相比,中国在某些核心技术和关键分系统方面仍存在差距,如高性能视景系统、高 fidelity 运动系统控制算法等。
产业链不完善: 尽管国内产业链正在逐步建立,但在一些关键零部件和技术环节上仍依赖进口。
人才培养: 航空模拟器是高度复杂的系统,需要具备多学科知识的专业人才,人才培养体系尚需完善。
适航认证: 民用航空模拟器需要通过严格的适航认证,这对国内制造商的设计、制造和质量管理体系提出了高要求。
市场竞争: 国际巨头在技术、品牌和市场经验方面具有优势,国内企业面临激烈的市场竞争。
结论
航空模拟器作为航空安全和效率的关键保障,市场前景广阔。C919项目和航空产业国产化为中国航空模拟器产业带来了重要的发展机遇,但也需要清醒地认识到面临的技术和产业链挑战。未来,中国航空模拟器产业应抓住机遇,加大研发投入,突破核心技术,完善产业链,加强人才培养,提升产品质量和适航水平,以满足国内市场的巨大需求,并逐步走向国际市场。同时,积极拥抱VR/AR、AI等新技术,推动模拟器向更高 fidelity、更智能化、更具成本效益的方向发展。
申请演示与采购报告 以上分析是航空产业网打造的“经度”系统(“航空产业市场与供应链信息系统”)的一部分,欢迎扫描下方二维码添加微信客服或点击阅读原文注册,联系我们进行产品演示。
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