ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ВИРТУАЛЬНОЙ, ДОПОЛНЕННОЙ И СМЕШАННОЙ РЕАЛЬНОСТИ В ПОДГОТОВКЕ ЛЕТНОГО СОСТАВА АВИАЦИОННЫХ ВУЗОВ

THE USE OF VIRTUAL, AUGMENTED AND MIXED REALITY TECHNOLOGIES IN THE TRAINING OF FLIGHT PERSONNEL OF AVIATION UNIVERSITIES

Oleg Smyshlyaev

student, Department of Instrumentation and Mechatronics, Kazan State Power Engineering University,

Russia, Kazan

Oleg Kozelkov

scientific supervisor, Candidate of Technical Sciences, Head of the Department, Kazan State Power Engineering University,

Russia, Kazan

АННОТАЦИЯ

В статье исследуются перспективы интеграции технологий виртуальной реальности (VR), дополненной реальности (AR) и смешанной реальности (MR) в систему технических средств обучения (ТСО) авиационных вузов. Анализируются их влияние на эффективность подготовки курсантов к летной эксплуатации авиационных комплексов, включая теоретическую базу и практические навыки. Особое внимание уделено снижению финансовых и временных затрат, а также повышению безопасности обучения за счёт применения инновационных симуляторов.

ABSTRACT

The article explores the prospects of integrating virtual reality (VR), augmented reality (AR) and mixed reality (MR) technologies into the system of technical training facilities (TCO) of aviation universities. Their impact on the effectiveness of cadets' training for flight operation of aviation complexes, including the theoretical base and practical skills, is analyzed. Special attention is paid to reducing financial and time costs, as well as improving the safety of training through the use of innovative simulators.

Ключевые слова: виртуальная реальность, дополненная реальность, смешанная реальность, технические средства обучения, авиационная подготовка, безопасность, инновации.

Keywords: virtual reality, augmented reality, mixed reality, technical training tools, aviation training, safety, innovation.

Введение

Подготовка квалифицированных летчиков — процесс, требующий значительных ресурсов, включающих высокие финансовые вложения, риск для жизни и сложную организацию. Традиционные методы обучения, такие как использование реальных вертолётов или дорогостоящих тренажёров полного цикла (Full Flight Simulators, FFS), часто ограничены из-за их стоимости и износа оборудования. Современные тенденции в образовательных технологиях предлагают альтернативу — переход к интегрированным учебно-тренировочным комплексам (УТК), объединяющим автоматизированные системы обучения, симуляторы различной сложности и передовые технологии визуализации, включая VR, AR и MR [1, 2].

В последние годы эти технологии активно проникают в авиационную сферу, предлагая доступные и гибкие инструменты для подготовки пилотов. Целью данной работы является оценка текущих аппаратно-программных решений, а также разработка рекомендаций по их внедрению в учебный процесс с учётом требований образовательных стандартов и практических нужд летных вузов.

Обзор современных технических средств обучения с применением VR, AR и MR

Традиционные авиационные тренажёры, такие как FFS, обеспечивают высокую степень реализма, имитируя кабину летательного аппарата (ЛА) и воспроизводя экстремальные условия полёта без риска для экипажа. Однако их высокая стоимость (многомиллионные инвестиции) и большие размеры ограничивают повсеместное использование [3]. Процедурные тренажёры, базирующиеся на реальных кабинах, подходят для отработки действий с оборудованием, но также требуют значительных затрат и доступны преимущественно на поздних этапах обучения.

Альтернативой становятся виртуальные интерактивные тренажёры (Virtual Interactive Procedure Trainers, VIPT), которые фокусируются на базовых процедурах, таких как предполётные проверки и запуск двигателей. Несмотря на отсутствие полноценной имитации полёта, такие системы позволяют моделировать неисправности и интегрировать элементы VR для повышения интерактивности.

Наиболее перспективным направлением является развитие сертифицированных VR-симуляторов. Примером служит тренажёр для вертолёта Robinson R22 Beta II, разработанный компанией VRM Switzerland (Loft Dynamics) и сертифицированный EASA в 2021 году как устройство для симуляции полёта (Flight Simulation Training Device, FSTD) уровня FNPT II [4]. Этот компактный и относительно недорогой (в 20 раз дешевле традиционных аналогов) симулятор использует подвижную платформу и VR-технологии для создания реалистичного опыта. По данным компании Colorado Highland Helicopters (США), внедрение такого тренажёра сократило время практических полётов на 60%, повысив эффективность обучения [5].

Дополнением к профессиональным системам служат игровые авиасимуляторы, такие как X-Plane 11 и Microsoft Flight Simulator, адаптированные для образовательных целей (уровень BITD/FNPT/FTD). Они находят применение в самостоятельной подготовке курсантов, особенно на начальных этапах.

Автоматизированные обучающие системы (АОС), интегрированные в учебные классы с программно-аппаратным комплексом, обеспечивают теоретическую базу. Однако полная замена традиционных тренажёров пока невозможна — VR и AR выступают скорее как вспомогательные инструменты, расширяющие возможности самостоятельной практики.

Методические аспекты внедрения VR-технологий

Интеграция VR, AR и MR в обучение требует адаптации методик и дидактических подходов. Технологии позволяют:

• Повышать вовлечённость через геймификацию (например, симуляция аварийных ситуаций).
• Активизировать зрительную память за счёт 3D-визуализации кабины и процедур.
• Обеспечивать индивидуальную траекторию обучения благодаря адаптивным программам.

На форуме «Авиация-2020» был представлен интерактивный тренажёр для начальной подготовки, разработанный преподавателями и курсантами Краснодарского высшего военного авиационного училища. Использование VR позволило смоделировать кабину самолёта с реалистичными органами управления, что ускорило освоение предполётных процедур и переключения внимания [6]. Аналогичный проект курсантов с 3D-моделью кабины Л-39 показал, что виртуальные упражнения повышают мотивацию и готовность к самообразованию, превращая обучение в интерактивный процесс [7].

В 2025 году перспективным направлением стало дополнение VR-систем искусственным интеллектом (ИИ), который анализирует ошибки курсантов в реальном времени и предлагает персонализированные сценарии. Это, например, реализовано в прототипе тренажёра «Авиа-ИИ», представленного на международной выставке в Москве в марте 2025 года.

Перспективы и рекомендации

Рост интереса к VR-технологиям стимулирует модернизацию ТСО. Предлагается поэтапный подход:

1. Внедрение доступных VR-тренажёров для начального уровня.
2. Интеграция AR для наложения цифровых инструкций на реальные кабины.
3. Разработка MR-систем для комбинирования виртуальных и реальных элементов в сложных сценариях.

На рис. 1 представлена схема поэтапного формирования навыков с использованием ТСО на базе VR (примерно воспроизведена концепция из оригинала, но с обновлённым дизайном и пояснениями).

Заключение

Технологии VR, AR и MR открывают новые горизонты в подготовке летного состава, снижая затраты и повышая безопасность. Их комбинация с ИИ и адаптивными системами обещает революцию в авиационном образовании к 2030 году. Дальнейшие исследования должны сосредоточиться на сертификации и масштабировании таких решений.

Список литературы:

1. Франчук А.К. Интеграция технических средств в подготовку летного состава к эксплуатации радиоэлектронного оборудования вертолётов // Материалы XX конференции «Информатика: вызовы и решения». Воронеж, 2020. — С. 2199–2205.
2. Главный поставщик ТСО для ВКС России // Еженедельник «Звезда», 17.01.2022. — URL: https://zvezdaweekly.ru/news/20221121957-kRfmT.html
3. Виртуальная реальность как основа будущего авиации // Jets.ru, 01.06.2022. — URL: https://jets.ru/tekhnologii/virtualnaya-realnost-budushchee-letnoy-podgotovki/
4. Сертификация VR-тренажёров EASA // BizavNews, 29.04.2021. — URL: https://bizavnews.ru/231/27454
5. Отчёт Colorado Highland Helicopters о внедрении VR-тренажёров // Официальный сайт CHH, 2023.
6. Лагкуев М.С. и др. Интерактивный тренажёр с VR для авиационного персонала // Вестник военного образования, 2021. — № 1 (28). — С. 59–62.
7. Симонов А.В., Лебедев В.В. Геймификация в авиации: новые подходы к обучению // Нижегородское образование, 2022. — № 2. — С. 83–90.