قمرة قيادة محاكاة

قمرة القيادة المحاكاة ، أو ما يُعرف اختصاراً بـ " simpit" أو "sim rig"، هي بيئة مصممة لمحاكاة قمرة قيادة مركبة . وعلى الرغم من أن العديد من هذه الأقمار تُصمم عادةً على غرار قمرة قيادة طائرة ، إلا أن المصطلح ينطبق أيضاً على مشاريع القطارات والمركبات الفضائية والسيارات .

يُستخدم مصطلح "Simpit" عمومًا للإشارة إلى أجهزة محاكاة الطيران المنزلية الصنع التي يُصممها الهواة، وهي محور هذا المقال. لمزيد من المعلومات حول أجهزة محاكاة الطيران التجارية، يُرجى الاطلاع على قسم "محاكاة الطيران" .

بطبيعتها، تتميز قمرات قيادة الطائرات بتعقيد أنظمة التحكم والأجهزة وأجهزة الراديو، وهي عناصر غير موجودة في أنواع المحاكاة الأخرى. لذا، فإن إعادة تصميم هذه العناصر يمثل تحديات إضافية لأي شخص يقوم ببناء قمرة قيادة. غالبًا ما تكون مكونات الطائرات باهظة الثمن، ومن المرجح أن يكون الوصول إلى قمرات قيادة الطائرات الحقيقية مقيدًا لأسباب أمنية، لا سيما في أعقاب هجمات 11 سبتمبر أو إذا اختار المصمم طائرة عسكرية حديثة.

إحدى طرق تجنب الكثير من المشاكل هي عدم محاكاة طائرة محددة، بل مجرد فئة من الطائرات. وبالتالي، يمكن إنشاء قمرة قيادة عامة للطائرات العامة أو المدنية أو العسكرية، والتي وإن لم تكن تحتوي على جميع الأزرار والمفاتيح الموجودة في الطائرة الحقيقية، إلا أنها ستتضمن جميع العناصر الأساسية للمحاكاة. وعلى النقيض من ذلك، يمكن بناء نسخة طبق الأصل بنسبة 1:1 من قمرة القيادة الحقيقية، باستخدام لوحات تحكم حقيقية أو حتى قمرة قيادة كاملة من الطائرة المختارة. ستكون جميع تصميمات قمرات القيادة في مكان ما بين هذين المفهومين، وحتى قمرات القيادة المقلدة عالية الدقة غالبًا ما تقدم بعض التنازلات، ولو كان ذلك بسبب قيود برنامج المحاكاة الذي يشغلها.

بالنسبة لمحاكاة قمرات القيادة، يُعد اختيار الطائرة عاملاً أساسياً. مع ازدياد شعبية قمرات القيادة المنزلية، توفر العديد من الشركات مجموعات كاملة لطائرات شائعة، كما يسهل الحصول على تفاصيل لوحات طائرات إيرباص وبوينغ الحالية. أما بالنسبة للطائرات القديمة، فتُعدّ المتاحف أو ساحات الخردة مصادر قيّمة للمعلومات. ومع ذلك، فبينما يُسفر البحث عادةً عن كمٍّ هائل من المعلومات، قد تكون التفاصيل الدقيقة هي المطلوبة أحيانًا، مثل عرض القاعدة المركزية، أو حجمها المطلوب، أو موقعها النسبي في قمرة القيادة. وعندما لا تكون المعلومات متاحة للعامة، طُوّرت تقنيات أكثر دقة للحصول عليها، كعدّ البكسلات في صورة رقمية للطائرة. فمن خلال عدّ البكسلات في عنصر معروف الحجم، كأداة قياسية في قمرة القيادة، يُمكن تحديد مقياس. يُمكن استخدام هذا المقياس لتقدير حجم العناصر غير المعروفة في اللوحة. وتختلف دقة التقدير باختلاف جودة الصورة وزاوية التقاطها، وما إلى ذلك. ومع ذلك، يُمكن أن يُقدّم هذا دليلاً إرشادياً جيداً للأبعاد في الحالات التي قد لا يتوفر فيها مصدر آخر للمعلومات.

سيختلف مستوى الوظائف داخل قمرة القيادة. قد تحتوي قمرات القيادة ذات المظهر الواقعي للغاية على أجهزة غير عاملة، وُضعت ببساطة لإضفاء إحساس قمرة القيادة. أما في أعلى مستويات الواقعية، فتوجد أجهزة حقيقية فردية، إما مُعدّلة من مكونات طائرات فعلية أو مُستنسخة. يوفر هذا النهج أقصى قدر من الانغماس، ولكنه يزيد بشكل كبير من تعقيد التصميم، حيث يتطلب تصنيع إلكترونيات الواجهة وكتابة برامج التشغيل الخاصة بها . يتمثل الحل الوسط بين هذين النهجين في عرض الأجهزة على شاشة وتثبيتها خلف لوحة العدادات. يمكن حينها رؤية الأجهزة المُحاكاة من خلال الفتحات، مما يُعطي تأثيرًا واقعيًا، خاصةً إذا كانت الطائرة تستخدم شاشات عرض "قمرة قيادة زجاجية" في الواقع.

الطيران العام

لطالما كانت أجهزة المحاكاة المنزلية وسيلة تدريب شائعة للطيارين الهواة لسنوات عديدة. ومؤخرًا، أتاحت القدرة المتزايدة لأجهزة الكمبيوتر المنزلية والتحسينات في تقنيات الرسومات والمحاكاة فرصًا أوسع لاستخدام الكمبيوتر كوسيلة تدريب. أصبح من السهل الآن الحصول على تجربة تدريب عالية الدقة في غرفة المعيشة باستخدام منتجات تجارية جاهزة. ^{[ 1 ]} في حين كانت أجهزة المحاكاة القديمة تسمح بالتدرب على الهبوط الآلي، أصبح بإمكان الطيارين الآن، مع إضافات المناظر الطبيعية المصورة، التدرب على الطيران المرئي والملاحة. كما أن التدرب على الطيران على الكمبيوتر قبل تنفيذه في الواقع يُحسّن من فعالية جلسات التدريب على الطائرات الحقيقية. ^{[ 2 ]}

إدراكًا لهذه السوق، يُقدّم عدد من المورّدين منتجات محاكاة سطح المكتب الجاهزة للاستخدام. تتوفر أجهزة الراديو، والعدادات، وعصي التحكم، والدواسات، ووحدات التحكم في السرعة، والمقاعد بسهولة في متاجر لوازم الطيارين. يُمكّن هذا من تجميع قمرة قيادة طيران عام واقعية للغاية في غضون دقائق. مع ذلك، من المرجّح أن يتجاوز المتحمّس قمرة القيادة الوظيفية التي يحتاجها المتدرب، بإضافة عناصر لتعزيز تجربة المحاكاة. غالبًا ما تُدمج الحاويات، وأجهزة العرض، وحتى مكوّنات الطائرات الحقيقية أو أقسام المقدمة، في محاولة لجعل التجربة "واقعية" قدر الإمكان.

الطيران التجاري

بينما تُستخدم حظائر الطائرات العامة عادةً من قِبل الطيارين المحترفين للتدريب، فإن حظائر الطائرات التجارية تُستخدم غالبًا لأغراض الترفيه فقط. معظم الناس، باستثناء الطيارين المحترفين، لا تتاح لهم فرصة قيادة طائرة ركاب حقيقية، بل يجربون التجربة على جهاز محاكاة، ويقوم البعض ببناء حظائر أكبر خاصة بهم في المنزل.

تُشكّل قمرات قيادة الطائرات التجارية تحديًا أكبر لهواة بناء نماذج الطائرات، نظرًا لكثرة الأنظمة التي يجب محاكاتها، مثل الطيار الآلي، ووحدة التحكم في الطيران (CDU/FMS)، ونظام إدارة المحرك، وغيرها. حتى وحدة التحكم في قوة المحرك تُعدّ قطعة هندسية معقدة مقارنةً بوحدة التحكم البسيطة في قوة المحرك المستخدمة في طائرات سيسنا العامة. مع ذلك، يوجد عدد من الموردين التجاريين الذين يُزوّدون هواة بناء نماذج الطائرات بلوحات تحكم ونماذج طبق الأصل، بل وحتى قمرات قيادة كاملة. في حال عدم توفر هذه المكونات أو المكونات الأصلية، أو إذا كانت تكلفتها تتجاوز الميزانية، يلجأ هواة بناء نماذج الطائرات غالبًا إلى تصنيع المكونات بأنفسهم في المنزل باستخدام الخشب أو مواد أخرى سهلة التشكيل.

مع استخدام معظم الطائرات الحديثة لشاشات " قمرة القيادة الزجاجية "، أصبح من الأسهل تصميم لوحات تحكم واقعية للغاية. يمكن تشغيل هذه الشاشات بواسطة بطاقات رسومات متعددة المعالجات، أو أجهزة كمبيوتر متصلة بشبكة تعمل ببرامج مخصصة قادرة على قراءة البيانات من جهاز المحاكاة، مما يوزع عبء المعالجة. يمكن شراء واجهات المفاتيح والمقابض والعناصر الأخرى اللازمة تجاريًا، أو تصميمها عن طريق تفكيك أجهزة موجودة مثل لوحات المفاتيح أو عصي التحكم. أما نقل البيانات من الكمبيوتر إلى لوحة التحكم، على سبيل المثال لإضاءة مصابيح التحذير أو تحريك جهاز حقيقي، فهو أكثر تعقيدًا، ويتم عادةً عبر لوحة توسعة تجارية.

في سباقات المحاكاة ، غالبًا ما يتم تثبيت المقعد وعجلة القيادة والدواسات معًا بواسطة إطار متين مصنوع من مقاطع ألومنيوم أو ما شابه، بحيث لا تتحرك هذه الأجزاء عن بعضها أثناء القيادة. يوفر هذا مزيدًا من الصلابة وأداءً أفضل، وهو أمر بالغ الأهمية عند استخدام معدات سباقات محاكاة أكثر قوة، مثل عجلات القيادة ذات عزم الدوران العالي أو دواسات خلايا التحميل شديدة التحمل، والتي يمكن استخدام بعضها بانتظام بقوة تصل إلى 100 كجم . يصبح الإطار بمثابة "هيكل" تُثبّت عليه المكونات الأخرى للجهاز. كما يمكن تثبيت ملحقات أخرى، مثل عصا ناقل الحركة أو فرامل اليد، على نفس الإطار الذي يُثبّت عليه المقعد وعجلة القيادة والدواسات. 

تُصنع العديد من الهياكل عالية الجودة من مقاطع ألومنيوم مزودة بفتحات على شكل حرف T، وهي هياكل معيارية توفر إمكانية تعديل وضعية المقعد وعجلة القيادة والدواسات بشكل ممتاز. في كثير من الأحيان، قد يتجاوز وزن الهيكل وحده 50-60 كيلوغرامًا، ويشغل مساحة أرضية تبلغ 1.4 متر طولًا و66 سنتيمترًا عرضًا. إضافةً إلى ذلك، يلزم توفير مساحة إضافية للمقعد والشاشات، ومع إعداد شائع لثلاث شاشات، قد يمتد الجهاز بأكمله بسهولة على مساحة 1.4  متر × 1.4  متر.

يعتمد ارتفاع منصة القيادة، من بين أمور أخرى، على نمط المقاعد. غالبًا ما يُفرّق بين مقاعد سيارات GT أو السيارات الرياضية، ذات الوضعية المستقيمة والأكثر تنوعًا، من جهة، ومقاعد سيارات الفورمولا 1 المنخفضة والمتخصصة، ذات الوضعية شبه المائلة. قد تختلف ارتفاعات منصات القيادة، ولكن النوعين المذكورين، على سبيل المثال، قد يصل الارتفاع الكلي للمنصة فوق الأرض إلى 120  سم (GT) أو 80  سم (F1). يُعد نمط GT أكثر شيوعًا لعدة أسباب:

• بفضل تصميم مقاعد سيارات السباق الرياضية، يكون مستوى المؤخرة أعلى من مستوى الدواسات (على سبيل المثال، يمكن رفع سطح المقعد من 10  إلى 30  سم فوق مستوى الدواسات)، مما يُسهّل وضعية قيادة أكثر راحة وفعالية مع ثني المرفقين والركبتين بزاوية تتراوح بين 90 و120 درجة. يوفر هذا وضعية جلوس مرنة تُسهّل التحكم في عجلة القيادة، كما أنه أكثر فعالية وراحة للسائق لفترات طويلة.
• على عكس مقاعد سيارات GT، فإن مقاعد سيارات الفورمولا 1 مصممة عادةً بحيث يكون مستوى المؤخرة أدنى من مستوى الدواسات (على سبيل المثال، يمكن وضع سطح المقعد  على بعد 15 سم أسفل الدواسات). في الواقع، يُعدّ تصميم مقاعد الفورمولا 1 نتيجةً للسعي نحو تحسين الديناميكا الهوائية وخفض مركز الثقل ، وهما عاملان مهمان في سيارات السباق الحقيقية، لكنهما لا يُسهمان في وضعية قيادة مريحة. قد تُصبح القيادة بوضعية الفورمولا 1 مُرهقة بعد فترة.

تأتي بعض عجلات القيادة منخفضة التكلفة مزودة بمشابك تثبيت على الطاولة، ودواسات منفصلة ذات قواعد مطاطية لتوفير احتكاك مناسب مع السجاد أو الأرضيات، مما يسمح باستخدام العجلة والدواسات دون إطار. مع ذلك، حتى مع هذه المعدات الرخيصة، يوفر الإطار صلابة ومتانة أكبر بكثير، ويمنح تجربة قيادة أفضل. كما تتوفر كراسي سباق قابلة للطي بأسعار أقل، مزودة بنقاط تثبيت للدواسات وعجلة القيادة. وهذا يوفر حلاً أفضل من المعدات المنفصلة، ​​ويشغل مساحة تخزين أقل.

• عصا التحكم بالطيران
• كرسي ألعاب
• عجلة قيادة محاكاة السباق
• دواسة محاكاة