シミュレーションコックピット

シミュレーション コックピット、シムピット、またはシム リグは、車両のコックピットを再現するように設計された環境です。多くのピットは一般に航空機の コックピットを基準に設計されていますが、この用語は列車、宇宙船、または自動車のプロジェクト にも同様に当てはまります。

「Simpit」は、一般的に、この記事の焦点であるアマチュアの自作のセットアップを指すために使用されます。市販のフライト シミュレータの詳細については、「Flight Simulator」を参照してください。

航空機のコックピットには、その性質上、他の種類のシミュレーションにはない複雑なコントロール、計器、無線が備わっている傾向があります。これらを再現することは、コックピットを構築する人にとって特に追加の課題となります。航空機のコンポーネントは購入に高額な場合が多く、特に 9/11 攻撃の後や、ビルダーが現在の軍用機を選択した場合は、セキュリティ上の懸念から実際の航空機のコックピットへのアクセスが制限される可能性があります。

多くの落とし穴を避ける方法は、特定の航空機を複製するのではなく、単に航空機のクラスを複製することです。こうして、汎用の一般航空機、旅客機、または軍用コックピットを作成します。実際の航空機のすべてのボタンやスイッチはありませんが、シミュレーションの重要な要素はすべて備えています。スケールの反対側には、実際のパネルまたは選択した飛行機の完全なコックピットを使用して、実際のコックピットの正確な 1:1 レプリ​​カを構築するという方法があります。すべてのコックピットの構築は、これら 2 つのコンセプトの中間になります。非常に正確なレプリカ ピットであっても、それらを駆動するシミュレーション ソフトウェアの制限のため、何らかの譲歩をすることがよくあります。

レプリカピットの場合、航空機の選択が鍵となります。家庭用コックピットの普及に伴い、一般的な航空機の完全なキットを販売している企業が数多くあり、現在のエアバスやボーイングの航空機パネルの詳細は比較的簡単に入手できます。古い航空機の場合、博物館やスクラップヤードが貴重な情報源となることがあります。ただし、調査によって多くの情報が見つかることが多い一方で、必要なのは些細な詳細である場合もあります。たとえば、中央の台座の幅、大きさ、ピット内での相対的な配置などです。情報がパブリック ドメインにない場合は、情報を入手するためのより微妙な手法が開発されています。たとえば、航空機のデジタル写真からピクセルをカウントします。標準的なコックピット計器など、サイズがわかっているアイテムのピクセルをカウントすることで、スケールを確立できます。これを使用して、パネル内の不明な要素のサイズを推定できます。精度は、見つかった写真の品質、撮影角度などによって異なります。ただし、他の情報源がない場合には、寸法に関する優れたガイドラインとなる可能性があります。

機能性のレベルも「ピット」内で異なります。非常にリアルに見えるピットには、コックピットの「雰囲気」を完璧にするためだけに、機能しない計器が取り付けられている場合があります。リアリティの最高峰は、実際の航空機の部品を改造したものか、複製したものの、個々の本物の計器です。このアプローチは最大の没入感をもたらしますが、インターフェース エレクトロニクスを製作し、関連するソフトウェア ドライバーを作成する必要があるため、構築の複雑さが大幅に増加します。この 2 つの妥協案は、計器をモニターに表示し、これをパネルの後ろに取り付けることです。シミュレートされた計器は切り抜きを通して見ることができ、特に航空機が実際に「グラス コックピット」ディスプレイを使用している場合は、リアルな効果が得られます。

多くのピットビルダーは、趣味を実践するための専用環境を用意するため、まずは基本的な低スペックの妥協型ピットを構築するプロセスを経ています。このプロセスで学んだ教訓は、完成までに多大な時間、労力、情熱を要する高スペックの妥協型ピットやレプリカ ピットを構築することに決めたときに役立ちます。

家庭用シミュレーターは、長年にわたり、自家用パイロットの一般的な訓練用補助器具でした。最近では、家庭用 PC の性能が向上し、グラフィックスやシミュレーション技術が向上したため、PC を訓練用補助器具として使う機会が増えました。実際、市販の製品を使用して自宅のリビングルームで非常に忠実度の高い訓練体験を実現することは、今では非常に簡単です。^[1]初期のシミュレーターでは計器進入の練習が可能でしたが、写真風景のアドインにより、パイロットは有視界飛行とナビゲーションの練習ができるようになりました。実際の世界で飛行する前に PC で飛行をリハーサルすることで、実際の航空機での訓練セッションの生産性が向上します。^[2]

この市場を認識し、多くのサプライヤーがすぐに使えるデスクトップ シミュレーション製品を提供しています。無線スタック、計器、操縦桿、ペダル、スロットル クアドラント、座席はパイロット ショップで簡単に入手できます。これにより、非常にリアルな GA コックピットをほんの数分で組み立てることができます。ただし、愛好家は、訓練生が必要とする機能的なコックピットをはるかに超えて、疑似体験を強化するアイテムを追加する可能性があります。エンクロージャ、プロジェクター、さらには実際の航空機のコンポーネントや機首部分も、体験をできるだけ「リアル」にするために、ドライブに組み込まれることがよくあります。

一般航空のピットは実際のパイロットが訓練するために作られることが多いですが、民間航空機のピットは純粋に娯楽目的であることが多いです。プロのパイロットでない人が本物の航空機を操縦する機会を得ることはほとんどありませんが、リアルな家庭用シミュレーターは、非常に没入感のある体験を提供します。

商用航空機のピットは、自動操縦装置、CDU/FMS、エンジン管理など、モデル化するシステムが多いため、製作者にとって大きな課題となります。スロットル クアドラントでさえ、GA セスナで使用されている単純に複製されたプッシュ/プル スロットルと比較すると、複雑なエンジニアリングです。ただし、レプリカ パネル、コントロール、さらには完全なコックピットをコミュニティに供給する商用サプライヤーは多数存在します。これらのコンポーネントまたは「本物の」コンポーネントが入手できないか、予算が足りない場合、製作者は木材または同様の加工しやすい材料を使用して自宅でコンポーネントを製作することがよくあります。

現代の航空機のほとんどが「グラス コックピット」ディスプレイを使用しているため、非常にリアルなパネルを簡単に作成できるようになりました。これらのパネルのディスプレイは、マルチヘッド グラフィック カード、またはシミュレータから読み取ることができる専用ソフトウェアを実行するネットワーク PC によって駆動され、処理負荷が分散されます。スイッチ、ノブ、その他の必要な要素のインターフェイスは、市販のものを購入するか、キーボードやジョイスティックなどの既存のハードウェアを分解して作成できます。PC からパネルへのフィードバック (警告灯を点灯したり、実際の計器を動かしたりするなど) はより複雑で、通常は市販の拡張ボードによって実行されます。

3 番目に一般的なシムピットのジャンルは、ミリタリーピットです。商業ピットと同様に、これらのシムは通常、トレーニングよりもエンターテイメントを目的として設計されています。軍事ベースのピットは、通常、1 機の航空機 (多くの場合F-16 ) をベースにしています。これは、この航空機の非常にリアルなシミュレーション ソフトウェア (Falcon 4.0) が利用できるためです。

シミュレーターピットに必要な最初のソフトウェア要件の 1 つは、ピットにグラフィックス、サウンド、計器出力を提供する適切なフライト シミュレーターです。現在、民間のシミュレーターピットの大半はMicrosoft Flight Simulator をベースに構築されており、軍用ピットのほとんどはFalcon 4.0 をベースとしていますが、2013 年現在、Digital Combat Simulatorシリーズが A-10 への関心も高まっています。X-Plane 11 も強力なソフトウェア パッケージで、複数の画面を強力にサポートしています。

音声通信 ( VoIP ) ソフトウェアは、他の仮想パイロットとのリアルタイム通信を可能にするため、通常、シムピットに統合されています。

その他のソフトウェアは、ピットのハードウェア面を制御するためにカスタムで作成される場合があります。たとえば、 MFDのインタープリタや、AoA インデクサーを実装するためのカスタム リスナーなどです。多くの場合、包括的なSDKまたはAPIを備えた制御ハードウェアを使用することでカスタム ソフトウェアの必要性を排除できますが、独自の機器に対して既製のソリューションが利用できないことが多く、そのため引用ソフトウェアが必要になります。

シミュレーション レーシングでは、シート、ホイール、ペダルは、走行中にパーツが互いに動かないように、アルミ プロファイルなどで作られた頑丈なフレームで固定されることが多い。これにより剛性が高まり、パフォーマンスが向上するため、特に、高トルクの ダイレクト ドライブ シミュレーション レーシング ホイールや、100 kg の力で使用できる 高耐久性ロード セルペダルなどの、より強力なシミュレーション レーシング機器を使用する場合に重要になる。フレーム自体が、リグの他のコンポーネントを取り付けるための「骨組み」となる。ギア スティックやハンド ブレーキなどの他のアクセサリも、シート、ホイール、ペダルと同じフレームに取り付けることができる。

高品質のフレームの多くは、T スロット付きのアルミ プロファイルで作られており、モジュール式で、シート、ホイール、ペダルの位置をうまく調整できます。フレーム自体の重量は 50 ～ 60 kg を超える場合が多く、床面積は長さ 1.4 メートル、幅 66 cm になります。さらに、シートとモニター用のスペースも必要で、一般的な 3 台のモニターのセットアップでは、リグ全体が 1.4 m × 1.4 m の面積に簡単に広がります。

リグの高さは、座席のスタイルなどによって異なります。直立した汎用性の高い GT またはスポーツカー スタイルの座席と、より低く、より特殊なほぼ横たわったフォーミュラ ワン スタイルの座席を区別することがよくあります。リグの高さはさまざまですが、前述の 2 つのタイプでは、たとえば、床からの高さが 120 cm (GT) または 80 cm (F1) になります。GT スタイルの方が一般的である理由はいくつかあります。

• GT スタイルの座席では、お尻がペダルよりも高い位置に配置されます (たとえば、座席面をペダルの底部より 10 cm ～ 30 cm 高く配置できます)。これにより、肘と膝を 90 ～ 120 度曲げて、より快適で効果的な運転姿勢を実現できます。これにより、シミュレータへのステアリング入力の操作が容易になる柔軟な座席位置が提供され、長時間運転してもドライバーにとってより効果的で快適になります。
• GT スタイルの座席とは対照的に、F1 の座席は通常、お尻がペダルよりも低くなるように形作られています(たとえば、座面をペダルの底部より 15 cm 低く配置できます)。現実世界では、F1 の座席スタイルは、実際のレーシングカーでは重要な、より優れた空力特性とより低い重心の追求の結果ですが、快適な運転姿勢には役立ちません。F1 スタイルの姿勢で運転すると、しばらくすると疲れることがあります。

低価格のホイールには、机に取り付けるためのテーブル クランプや、カーペットや床との摩擦力を高めるゴム足付きの固定式ペダルが付いているものもあり、ホイールとペダルをフレームなしで使用できます。ただし、このような安価な装備でも、フレームがあれば剛性と硬さが大幅に向上し、運転時の快適性が向上します。ペダルとホイールの取り付けポイントが付いた、より安価な折りたたみ式レーシング チェアもあります。固定式装備よりも性能が向上し、保管スペースも少なくて済みます。

• ゲーミングチェア
• シミュレーションレーシングホイール
• シミュレータペダル