これについては、全く実物と同じでなければならない。　寸法や装置類、操作力が全て実際の飛行機と同じでなければならない。

【エアバスA320のシミュレータのコックピット】

操縦室は、コックピットと教官卓からなっている。
この教官卓から、教育や訓練のいろいろな設定（どの時点から訓練する、どこを重点的に訓練する、昼間か夜か、天気現象　〜視界、雲中、風向風速等〜 、故障状態　〜エンジン故障、油圧故障等〜）が行える。
また、教育・訓練の成果を記録することができる。

パイロットが操縦室から見える視界も飛行場とか著名な物標が実際と同じでなければならない、視界の広さも上下左右にどれくらいの広がりがなければならないと決められている。
飛行機を操縦するパイロットにとっては、目から入る視界情報が最も大切である。　だから視界情報も詳しいほどよい。
この視界も、エレクトロニクスの発達で最近は驚くほど立派になっている。

日本では、昭和40年代半ば頃からCRT（ブラウン管）を使ってのCGI方式の視界が現れだしたが、初めの内は表示されるキューが少なく、高度感、速度感がない、漫画チックなものであった。
画面も暗く、いつも曇った日の夕暮れのような感じであった。　これでは十分な効果はなかった。

【初期のシミュレータ】	【初期のシミュレータの画像】

その後、視界の精度は年を追ってよいものになったが、依然ブラウン管を直接見る方式であったので、視界の広がりに限度があった。ブラウン管をいくつか並べて視界の広さを何とか確保しようとしたが、ブラウン管には枠があるため、視界の広がりが不自然であった。
大型機のシミュレータの場合はブラウン管の枠は機体のフレームで隠すようにしていたが、それでも違和感はなくせなかった。　少しアイポイントをずらすと枠が丸見えであった。
小型ジェット機の場合は枠を隠すフレームがないため、違和感が強かった。
その後、CRTの配置をうまく考えて、アイポイントから見ると、つなぎ目のフレームが見えないような仕組みが考えられて視界が連続して得られるようになって、視界が非常に大きく感じられるようになった。
しかしブラウン管とブラウン管のつなぎのところにひずみが出たり、アイポイントを少しずらすと、つなぎ目が見えたりで、パイロットの違和感はなくせなかった。

その後、投影式という方法が考えられ、ブラウン管を直接見るという方法に変わって投影方式が広く使われるようになった。
投影方式では目の前のブラウン管の枠はない。　広い画面が目の前に広がる。　操縦室の左席からも右席からも共有の画像が見える。　最近はこの投影式が主流である。
この投影方式では、画面の広さは、つなぎ目が無く、水平の視界角で150度〜210度くらい、水平線を挟んで上下に40度くらいは確保できる。

【投影式のシミュレータ】

画像もテキスチャやフォトマッピングの発達で、CGIでありながら現実に近いものが得られるようになった。（ポリゴン：60Hz 17msec）
（画像はポリゴンを基本時間内にどのくらい描くことができるかが目安になる。　60Hzで1つのチャンネルで2,000〜4,000ポリゴン程度描ける）

動揺模擬装置

動揺装置はパイロットに飛行機の動きを感じさせるものである。

【動揺装置】

これがあった方がよいのか、ない方がよいのか、いろいろ議論が分かれるところである。　動揺装置は、３軸式と６軸式がある。　６軸式が一般的である。
６軸式は空間のＸＹＺの３軸回りの回転運動、軸に平行な並進運動を行って、パイロットに実際に飛行機が動いているような体感を与えるものである。　しかし実際にシミュレータが動く範囲は、上下、左右、前後に１メートル前後、傾きは横、方向、上下に30度程度である。
動揺装置は機械的に動きに制限があるため、これ以上は動かない。

そのため、パイロットが身体に感じるのは飛行機の動きの初動だけである。
この装置は飛行機の運動中、全ての動きを模擬しているわけではない。
シミュレータは稼動範囲で動いた後は、パイロットにはわからないように元の位置に戻る。　そして新たに次の動きに備えることになる。　これをウォッシュアウトという。　したがってシミュレータを操縦しているパイロットは、その後は画面の動きだけで、動きを感じているわけである。
ここにシミュレータの欠点がある。　全ての動きを模擬できない。　飛行機の運動中の連続的な体感を得られない、ということである。

大型機の場合は動きが小さい。　そして緩やかである。　旋回も通常は20度くらいのバンク（傾き）であるので、シミュレータのこういった動きは殆ど問題にならない。
しかし、小型ジェット機の場合は運動中に大きなＧがかかる。　小型ジェット機は旋回も60度バンク（傾き）くらいですることが多い。　60度バンクで水平旋回しようとすると２Ｇかかる。　宙返りしようとすると４Ｇかかる。　しかしこのＧを持続的に模擬できないことになる。　そういうところにシミュレータを使っての訓練の限界がある。

こういった体感模擬の不足を補うために、Ｇシートやアメリカではショウルダー・ハーネス・ローダーやヘルメット・ローダーを設けてＧ負荷に応じて力を加えるという方法を採っているシミュレータがある。　しかしその場合も身体の一部にかかるＧ負荷であり、実際の場合とはかなり違うと思う。　またＧシートは日本でも多く使われているが、これは座席を揺らして微妙な小さいＧを模擬するもので、体感を与える上では、ヘリの場合を除いて、さほど有効とは思えない。

アメリカのNASAエームズ研究所にはシミュレータの可動範囲を大きくしたVMSというシミュレータがある。　これは訓練用とは違って研究用のシミュレータであるが、これは前後、上下に動く範囲が非常に大きい。　10mくらいある。
これだと相当の体感を感じることが出来る。　私も乗ったことがある。　しかしこれでも十分ではない。

動揺装置については、まだ実際に模擬しておらず、そうでなければ、動揺装置はなくてもよいのではないか、という声もある。　しかし訓練ではシミュレータが操縦の初動において動くだけでも、それなりに、緊張を与えるものである。
特に、練習初期のパイロットには、それなりの効果があるものである。
また実際に、エンジン故障などを模擬すると、動きのある場合の方が、無い場合よりも、発見と対応が早い、という結果も出ている。

シミュレータ訓練のメリットは多い。

1. シミュレータでの操縦は情報量が実際の飛行に比べて少ないため、実機より難しい。
   それだけに、訓練効果が大きいともいえる。
2. 危険が少ない。
3. 環境の影響を受けず、効果的な訓練ができる。
   空港環境
   交通量、騒音
4. 天候模擬が自在にセットできる。
5. 実機ではできない危険な模擬ができる。
6. 訓練費が安い。
7. 天候の影響を受けない。
8. 繰り返し状況を再現でき、教育訓練効果が大きい。

現在はシミュレータ訓練は飛行時間として認められている。
実地試験も多くがシミュレータで行われている。

デメリット

1. 情報量が不足。
2. 訓練生の緊張度の問題。
3. シミュレータ病
   ヘリに多い。
   経験が多いパイロットに多い。
   視覚情報と体感のズレ。

研究開発にもシミュレータは多用されている。　飛行機の開発、機体の改造、飛行性の研究、表示装置の研究。
研究開発用のシミュレータも、基本的には訓練用シミュレータと同じである。
しかし研究開発用シミュレータは、操縦室は、いろいろな研究や開発に使用するために、訓練用シミュレータのように、ある特定の飛行機の操縦室を厳密に模擬しているわけではない。
計器や操作レバーなども研究や開発に必要な最小限のものしかついていない。

【研究開発用シミュレータ施設の例】	【研究開発用シミュレータのコックピット】

しかしコンピュータの能力は訓練用シミュレータに比べるとかなり大きいものが要求される。　伝送遅れも100ms以下が望まれる。　伝送遅れが大きいと、パイロットが間違った評価をすることがある。

このシミュレータが、訓練用シミュレータと最も大きく違っている点は、訓練用シミュレータには実際に飛んでいる飛行機のデータが入力されているが、開発の場合は飛行機はまだ設計の段階で、実際の飛行データがない、ということである。
したがって、入力されているデータは、全てが実際のものではない、ということである。

開発の場合、実機の飛行データはまだない。　したがってシミュレータに入力されるのは主として風洞試験の基礎データに、ある推算値を加えたデータである。　それに操縦系統のデータ、搭載が予定されているエンジンのデータといったものが入力される。
そういったデータが入力されたシミュレータを、パイロットが操縦して、その飛行機の安定性や操縦性を評価するわけである。
それによって実際に飛行する前に、その飛行機の実態がある程度つかめるわけである。

試験項目はものすごくたくさんある。　STOL実験機の場合、私は初めからこのプロジェクトのチーフパイロットとして参加していたが、私だけで８年間に約1,200時間以上のシミュレータ試験を行った。
ある高度、ある速度、ある形態で、縦の動安定はどうか、静安定はどうか、横は、方向は、操縦しやすいか、といったことを見ていく。　それから一つ一つ分解してみたらよいが、あることをやるのに、総合的に見た場合、全てがバランスとれているか、操縦しやすいか、ちゃんとその飛行機の目的に合った機能・性能があるか、ということを詳しく見ていく。
こういったものが故障したらどうか、例えば、着陸の直前にエンジンが一発止まったらどうか、それに対応できるか、といったことも詳しく見ていく。

STOL実験機「飛鳥」は着陸形態の場合は操縦系統がFBW(フライ・バイ・ワイヤ：電子制御方式)になる。　その場合の制御値は適切か、制御側のオーソリティを減らした場合、どうなるか、といったことも見ていく。

開発時のシミュレータ試験では、試験をとおして、その飛行機の最適な操縦法も考えていく。
この飛行機は他の飛行機と違って特殊な着陸をする。　エンジンの使用領域が完全なバックサイド領域であるので、速度はピッチ姿勢で、降下経路はエンジン出力で、という特殊な操縦法である。　バックサイドの場合、高度が高いからといって機首を下げても高度は下がらない。　速度が遅いからといってエンジン出力を上げても速度は速くならない。　機首を下げたら速度が増えるだけである。　エンジン出力を上げたら高度が高くなるだけである。
そういう操縦法が適切か、難しくないかということも、このシミュレータ試験を通して見ていった。

こういったシミュレータ試験は、評価パイロットと飛行機の設計者とシミュレータのエンジニアがチームを組んで行う。
この場合、パイロットは誰でもよいかというと、そういうわけにはいかない。
まずその飛行機がどのような運用をされるかということをしっかりと知っていなければならない。　それから、いろいろな飛行機の操縦を経験していなければならない。　正確なデータを取るために、飛行機を設計者から指示された通りに正確に飛ばせなければならない。　そして理詰めに物事を見られる人でなければならない。　どこかおかしいことがあると、何で操縦が難しいのか、どこが拙いのかを判断できなければならない。　設計技術者とは技術用語で会話できる知識が要求される。
またシミュレータのことを十分に知っていなければならない。
更にチームを組める人でなければならない。

評価パイロットは、まだ飛んでいない飛行機を評価するので、間違った評価をすると、設計の進捗に影響を与える。　試験は極めて慎重に、真剣にならざるを得ない。　実際の飛行より緊張するものである。
しかしシミュレータに入力されているデータは推定値である。
またシミュレータの能力にも限界がある。
したがって、シミュレータ試験の結果が全て正しいとは、設計者もパイロットも確信を持っているわけではない。
設計者もパイロットも正直のところ実際に飛ぶまでは、少なからずの不安がある。

そうした不安を抱えながら、やがて初飛行を迎えるわけである。
設計者は自分たちの計算結果は正しかっただろうか、推定値は正しかっただろうか、パイロットは限られた条件の中でやってきた評価は正しかっただろうかと、一抹の不安を抱きながら、初飛行に臨むわけである。

しかしSTOL実験機の場合も、T-4の場合も、実際に飛んだところ、シミュレータ試験の結果と殆ど変わらなかった。　設計者やシミュレータ技術者の技術レベルは非常に高かったわけである。
STOL実験機の初飛行で飛び上がった直後、私が無線で地上に言った言葉は「シミュレータにそっくりだよ」という言葉であった。
これは設計者やシミュレータ・エンジニアを早く安心させてやろうと思っていった言葉である。
またシミュレータ試験の精度の高さに敬意を払って言った言葉である。

このSTOL実験機の研究開発用のシミュレータで、私は約８年間 1,200時間にわたってシミュレータ試験を行ったわけであるが、こういったシミュレータ試験を通して、その飛行機の特性や性能だけでなく、操縦法を覚えるのにも非常に役立った。　シミュレータ試験は、単に試験ということだけでなく、まだ飛んでいない飛行機の訓練用のシミュレータにもなったわけである。

この博物館に、お客さんを４０人乗せるシミュレータがある。(＊注)
午後から、希望される方に乗っていただくが、これは今お話したようなシミュレータではない。
これはお客さんに飛行機の動きを体験していただくのが目的のシミュレータである。
したがって非常に簡素化したシミュレータと思っていただきたい。

まず操縦室はない。　しかしパイロットが操縦できるようになっている。
ただし操舵力付加装置はない。
一応、投影方式の視界装置をそなえているが、正面に一面だけである。
模擬の動揺装置は６軸のものを一応備えているが、可動部のアームが小さい
コンピュータは本格的な教育・訓練用のシミュレータに比べて能力が小さい。
しかしSTOL実験機「飛鳥」の動きは、実際の飛行データを忠実に入れてある。　小型ジェット機の動きは、これはT-4もどきではあるが、それに近いデータが入力されている。　したがって、こういった飛行機の動きを体験することができるシミュレータである。
STOL実験機「飛鳥」の場合は、操縦は自動モードと手動モードがある。　自動モードではSTOL機の特徴ある進入と着陸を体験することができる。　手動モードでは係員が手伝って特徴あるSTOL機の操縦体験をすることができる。
T-4練習機の場合も自動モードと手動モードがある。　自動モードではT-4練習機のアクロバット飛行の動きを十分に堪能できる。

午後からの体験搭乗をお楽しみいただきたい。