黃金標準：FAA/EASA D級全飛行模擬器、OGC CDB實施與先進機組員訓練

現代航空安全與熟練度的基石

本文將探討高擬真度飛行模擬作為現代航空生態系統中成為不可或缺的支柱，以及核心地位與戰略價值，從最初的基礎訓練器演進至今日具備超高真實感、數據驅動的D級全飛行模擬器（Full Flight Simulator, FFS），此一進程無疑是航空史上對飛行安全最重大的貢獻之一。

D級全飛行模擬器，在美國聯邦航空總署（FAA）與歐洲航空安全總署（EASA）日趨融合的嚴格國際法規框架下，藉由如OGC通用資料庫（OGC Common Database, CDB）等開放標準技術的賦能，並被廣泛應用於零飛行時間訓練（Zero Flight Time Training, ZFTT）等高風險訓練場景，從而形成了一個關鍵的閉環回饋系統，在此系統中，技術、法規與營運需求三者相互驅動，持續提升飛行員的專業熟練度與整體航空安全水平。

本文將介紹 D級飛行模擬的生態系統，包括法規與技術基礎、戰略與經濟價值、視覺系統與開放標準的建置、關鍵飛行情境中的實際訓練應用，最後，將分析市場格局與未來發展趨勢。

擬真度的巔峰：D級模擬器的法規與技術基礎

接下來首先先解構D級FFS的法規與技術基因，確立其作為飛行員訓練最高認證標準的地位。

雙軌並行的監管體系：FAA與EASA的框架

美國聯邦航空總署國家模擬器計畫（FAA National Simulator Program, NSP）

美國的飛行模擬訓練裝置（Flight Simulation Training Devices, FSTD）由FAA的國家模擬器計畫（NSP）負責監管，該計畫依據《聯邦法規彙編》第14篇第60部分（14 CFR Part 60）制定標準，並執行FSTD的資格認證活動，14 CFR Part 60詳細規定了用於滿足飛行員訓練、評估及飛行經驗要求的FSTD，其初始與持續資格認證的治理規則，這些裝置涵蓋了從4至7級的飛行訓練裝置（Flight Training Devices, FTD）到A至D級的全飛行模擬器（FFS）。

歐洲航空安全總署認證規範（EASA Certification Specifications, CS-FSTD(A)）

在歐洲，EASA透過其《飛機飛行模擬訓練裝置認證規範》（CS-FSTD(A)）建立了對等的監管框架，此規範為其成員國境內的FSTD資格認證提供了詳細的技術標準，涵蓋了從基礎儀器訓練裝置（Basic Instrument Training Device, BITD）到最高級別的D級FFS的所有類型。

標準調和與相互承認

全球化的航空產業促使FAA與EASA走向合作，透過簽訂《雙邊航空安全協議》（Bilateral Aviation Safety Agreement, BASA）及其附件《模擬器技術實施程序》（Technical Implementation Procedures - Simulator, TIP-S），雙方得以實現對高級別FFS（C級與D級）持續性評估的相互承認，這項合作的基礎在於雙方認定彼此的標準「足夠相容」（sufficiently compatible），能夠確保同等的安全水平。

Independence IDX 8000 提供極致擬真與卓越效能，適用於軍事模擬、飛行訓練及虛擬實境；支援 NVIDIA Quadro GPU，全球資料庫（WWDB），並相容 FAA Level D 模擬標準。

這種監管的融合不僅是行政程序的簡化，更是全球化訓練市場的催化劑，過去，一家訓練中心若要服務跨國航空公司，其模擬器可能需要通過FAA和EASA各自獨立、重複且昂貴的認證流程；TIP-S協議的實施，允許位於美國的訓練中心在接受FAA的持續性評估後，其EASA的資格也能獲得承認，反之亦然；這大幅降低了訓練機構的法規遵循成本與行政負擔，使得一家位於美國的訓練中心能更便捷、更經濟地服務歐洲客戶，此舉促進了市場競爭，為航空公司提供了更多樣化的訓練地點選擇，最終推動了整個產業的效率提升與成本優化。

模擬裝置的層級體系：明確的定義與分工

FAA與EASA均建立了一套層級分明的FSTD體系，以確保訓練任務與裝置能力相匹配。

全飛行模擬器（Full Flight Simulator, FFS）

FFS被定義為特定型號飛機駕駛艙的全尺寸複製品，必須配備提供艙外視野的視覺系統以及提供動感回饋的運動系統，其等級從A到D劃分，其中D級代表最高的擬真度與能力。

Quantum3D 混合實境視覺模擬系統，透過 Varjo XR-3 及 MANTIS 軟體提供 360 度高擬真飛行訓練，降低成本並相容所有航空器。

Quantum3D 固定翼與旋翼飛行模擬器（Fixed & Rotary Wing Flight Simulators）為 Level D 認證，高擬真航電系統，涵蓋 全球 25,000+ 機場資料庫，支援即時天氣模擬與無線電導航，打造極致精準的飛行訓練體驗。

飛行訓練裝置（Flight Training Device, FTD）

FTD同樣是飛機儀表、設備與控制面板的複製品，但與FFS不同，它不強制要求配備運動系統或視覺系統，FAA與EASA對FTD的分類有所不同，例如FAA的FTD分為4至7級，而EASA則使用1至3級的分類。

航空訓練裝置（ATD）/ 基礎儀器訓練裝置（BITD）

在體系的底層，是成本更低的訓練裝置，FAA將其稱為航空訓練裝置（Aviation Training Devices, ATD），並細分為基礎型（BATD）與進階型（AATD）；而EASA則使用基礎儀器訓練裝置（BITD）與飛行及航路程序訓練器（FNPT）等術語，這些裝置主要用於程序訓練與儀器飛行的基礎練習，並在很大程度上取代了舊有的、較低級別的FTD分類。

這種清晰的法規層級並非隨意設定，而是精心設計的訓練生態系統，其背後的邏輯在於，D級FFS的購置與運營成本極其高昂，而許多基礎訓練任務，如儀器程序練習或系統操作流程熟悉，並不需要6自由度運動平台或180度環景視覺系統，因此，監管機構明確界定並批准了AATD、FTD等成本較低的裝置，用於特定的訓練學分（Training Credits），這使得航空公司與飛行學校能將基礎訓練「分流」至更經濟的設備上完成，從而將昂貴的D級FFS時數保留給那些必須依賴其頂級擬真度才能完成的訓練任務，例如ZFTT、UPRT或複雜的緊急情況處置，這種分層策略，從成本與效益兩個維度，優化了整個飛行員訓練流程。

MK2 電動全飛行模擬器運動系統 採用 6DOF 電動驅動技術，適用於 飛行模擬、駕駛模擬、軍事訓練、測試研究與主題樂園；相比傳統液壓系統，MK2 提供更高精度、更低噪音與更易安裝的解決方案，並符合 FAA、EASA Level D 與 ICAO 9625 VII 標準，助力次世代模擬市場發展。

表1：FAA與EASA FSTD資格等級比較

D級模擬器的解剖學：技術規格詳解

D級FFS之所以被譽為「黃金標準」，源於其在各個子系統上都必須滿足的極端嚴苛的技術要求。

運動系統

• 自由度要求：
  必須配備一個至少具備6個自由度（6-Degrees-of-Freedom, 6-DOF）的運動平台，能夠模擬飛機在空間中的所有平移與旋轉運動。
• 擬真度與響應：
  運動系統必須能夠透過「加速度起始提示」（acceleration onset cueing）原理，精確再現飛機在特定飛行姿態下的線性和角加速度，對於D級模擬器，其運動響應延遲必須在100毫秒以內。
• 特定效果：
  除了基本的運動姿態，D級模擬器還必須模擬一系列特有的運動振動，例如跑道滑行時的顛簸感、襟翼/擾流板伸出時的抖振、主輪與前輪觸地時的衝擊感，甚至包括輪胎爆破時的動態反應，這些細膩的觸覺回饋對於提升飛行員的沉浸感與情境感知至關重要。

Van Halteren Technologies (VHT) 提供國防和海上到海軍和能源解決方案，獨特的創新解決方案和客製運動工程系統展示了對卓越的承諾以及應對最苛刻挑戰的能力。

視覺系統

• 基本要求：
  必須提供一個橫跨整個駕駛艙、連續且經過準直（collimated）的視覺影像，準直顯示技術能讓飛行員的眼睛聚焦在無窮遠處，與真實飛行時的視覺感受一致。
• 視野（Field of View, FOV）：
  EASA要求D級FFS的水平視野不低於180度，垂直視野不低於40度，FAA的對應要求為水平150度；寬廣的視野對於起飛、降落及地面滑行時的周邊視覺提示至關重要。
• 擬真度與延遲：
  視覺系統必須能夠真實再現白天、黃昏與夜間的光照條件與環境，系統延遲極低，例如EASA規範要求在150毫秒以內，此外，還必須模擬與天氣相關的視覺效果（如雨、雪、霧）以及與之匹配的聲音效果。

飛行控制與氣動模型擬真度

• 控制負載：
  必須配備動態控制負載系統，以精確複製飛行員在不同飛行階段（如起飛、巡航、降落）和不同空速下感受到的操縱桿力回饋，這些數據必須通過與真實飛機的測試數據進行比對驗證。
• 氣動模型：
  氣動模型必須極度精確，能夠模擬複雜的空氣動力學現象，包括地面效應、高空馬赫數效應、機身結冰的影響，以及最關鍵的風切變等，這些模型的建立與驗證，高度依賴飛機原始設備製造商（OEM）提供的專有飛行測試數據。
• 系統複製：
  駕駛艙內所有可操作的系統，包括航電、液壓、電子等，都必須被完整模擬，以支援正常、非正常及緊急情況下的所有操作程序。

D級模擬的戰略必要性

接下來將分析為何對D級FFS的巨額投資不僅是法規要求，更是現代航空公司營運與財務戰略的基石。

終極安全網：為高風險、低頻率事件而訓練

D級模擬器的核心價值在於提供一個安全、可控的環境，讓飛行員能夠反覆練習並精通那些在真實飛機上執行起來極度危險甚至不可能的緊急程序，這些事件包括但不限於發動機起火、災難性的系統故障、極端天氣遭遇（如嚴重風切變或結冰）以及空中失壓等。

在模擬器中進行的重複性訓練，不僅僅是為了灌輸程序性知識，更重要的是建立飛行員的「肌肉記憶」與認知韌性，當真實的緊急情況發生時，這種訓練能夠讓飛行員在高壓下本能地、迅速地做出正確反應，避免因恐慌或猶豫而錯失最佳處置時機。

商業案例：經濟與環境效益

儘管D級FFS的初始購置成本高達1200萬至2000萬美元，但從全生命週期的角度看，其經濟效益極為顯著，使用真實客機進行訓練的成本是驚人的，不僅包括巨額的燃油消耗、飛機機體與發動機的損耗、額外的維護成本，還意味著將一架能夠創造營收的資產從航線營運中抽離，相比之下，模擬器的運營成本僅為真實飛機的零頭。

模擬器訓練的效率也遠超真實飛行，飛行員可以在數分鐘內通過「重置」功能反覆練習五次降落，而同樣的訓練量在真實飛機上則需要花費超過一個小時來完成起降航線的飛行；此外，在環保意識日益高漲的今天，FFS訓練相較於真實飛行，能夠大幅減少碳排放與噪音污染，這為航空公司帶來了重要的環境與社會責任效益。

效率的巔峰：零飛行時間訓練（ZFTT）

零飛行時間訓練（ZFTT）是現代飛行員訓練領域的一項革命性範式，它允許一名經驗豐富的飛行員在轉換至新機型時，完全在模擬器中完成所有訓練並取得機型簽派資格，其首次在真實飛機上的飛行便是在監督下的商業載客航班。

ZFTT的實施有著嚴格的先決條件，首先，它只能在最高擬真度的C級或D級FFS中進行，其次，飛行員必須滿足特定的飛行經驗門檻，例如：根據EASA規定，在D級模擬器上進行ZFTT的飛行員，必須在相似機型上擁有至少500小時的飛行經驗，此外，提供ZFTT的訓練機構（ATO）必須與航空公司有特定的合作協議。

ZFTT的核心在於用一次額外的FFS訓練課程，來替代傳統的「本場訓練」（Base Training），一次額外的課程專注於起飛與降落的練習（例如，至少完成六次），從而在模擬環境中達到與真實飛機訓練同等的效果。

ZFTT為航空公司帶來了巨大的財務與運營優勢。它徹底免除了為本場訓練而調度、運營一架空載客機的需求，這不僅直接節省了數百萬美元的運營成本，更極大地提升了機隊的可用性，讓飛機能夠最大限度地投入到創收的客運服務中。

ZFTT法規的存在，為航空公司投資昂貴的D級模擬器提供了強而有力的經濟動機，從而形成了一個自我強化的良性循環，航空公司的核心目標之一是持續降低運營成本，而傳統的本場訓練是一個巨大的成本中心；監管機構（FAA/EASA）為了幫助航空公司消除這項成本，開創了ZFTT的路徑，但前提是必須使用最高擬真度的模擬器（C級/D級）以確保安全水平不打折扣，這項法規上的許可，為航空公司購買數百萬美元的D級FFS創造了清晰、可量化的投資回報，因此，D級模擬器的高昂價格與先進技術，不僅僅是工程能力的體現，更是由一個被法規明確賦能的商業模式所支撐，來自ZFTT的成本節省，直接為高階FFS市場注入了資金活水。

與此同時，模擬器的價值已超越單純的訓練工具，演變為數據驅動的安全管理平台，諸如英國民航局的「替代訓練與資格計畫」（ATQP）等先進訓練框架，允許航空公司開發客製化的、以數據為基礎的訓練方案，這些方案高度依賴從飛行數據監控（FDM）和模擬器訓練（如航線導向評估，LOE）中收集的數據，以識別特定機隊的風險趨勢，並針對性地調整訓練內容，這標誌著飛行員訓練正從「一刀切」的標準化模式，轉向更具針對性、以實證為基礎的模式；在這一轉變中，D級FFS不僅是訓練裝置，更成為數據收集、程序驗證與安全分析的關鍵平台，航空公司可以利用模擬器測試新的操作程序、分析機組員表現趨勢，並在潛在的安全隱患演變為真實世界的事故之前，主動採取應對措施。這代表了一種成熟的、系統級的航空安全管理哲學。

建構虛擬世界：影像生成與OGC CDB標準

本章節將深入技術層面，剖析D級FFS視覺系統的構成，並重點分析OGC CDB開放標準的架構及其戰略優勢。

視覺系統管線：從主機到眼球

視覺系統的核心是影像產生器（Image Generator, IG），它是一套功能強大的電腦系統，被譽為視覺系統的「大腦」，IG的任務是根據主機電腦（Host Computer）傳來的飛機即時狀態數據（如位置、姿態、速度），即時渲染出駕駛艙外的三維（3D）場景。

 

圖中為飛機在夜間進場降落，跑道燈光指引著飛行路徑，背景為山脈與城市燈光，營造出真實的模擬飛行環境，展現高擬真的燈光與環境渲染效果。

現代IG通常是多通道系統，每個通道對應一個顯示器或投影儀，其硬體架構多基於商用現貨（Commercial-off-the-shelf, COTS）的PC組件，特別是高性能的圖形處理器（GPU），由於其巨大的運算量，IG系統需要龐大的電力供應與高效的冷卻系統，為了確保不同供應商的組件能夠協同工作，主機與IG之間的通訊普遍採用「通用影像產生器介面」（Common Image Generator Interface, CIGI）這一標準化協議，實現了主機與IG之間的「即插即用」

Quantum3D Independence IDX 900 搭載 MANTIS 圖像產生器，支援 8 張 GPU、16 通道、4K 60Hz 顯示，適用於固定翼航空、駕駛模擬、軍事訓練，4U 高密度設計，提供企業級穩定性與效能。

開放標準革命：OGC通用資料庫（CDB）

在CDB標準出現之前，模擬器產業長期受困於專有資料庫格式帶來的挑戰，每個IG製造商都使用自己獨特的、封閉的資料庫格式，這導致了一系列嚴重問題：

• 關聯性錯誤（Correlation Errors）：
  不同的模擬器子系統（如視覺、雷達、電腦生成兵力CGF）使用各自獨立編譯的資料庫，導致場景不一致，例如，一棟建築物可能在視覺場景中存在，但在雷達顯示上卻不存在。
• 供應商鎖定（Vendor Lock-In）：
  客戶一旦採用了某家供應商的IG，其資料庫的更新與維護就完全被該供應商綁定。
• 更新緩慢：
  為了一個新的訓練場景，需要耗費數天甚至數週的時間來更新多個專有格式的資料庫，成本高昂且效率低下。

為了解決這些問題，由CAE首創、現由開放地理空間協會（Open Geospatial Consortium, OGC）管理的OGC通用資料庫（CDB）標準應運而生，CDB定義了一個單一的、邏輯化的、可版本控制的全球合成環境資料庫儲存庫。

CDB的架構設計極具巧思，其核心由三個概念構成：

• 圖磚（Tiles）：
  CDB將全球地表依據經緯度劃分為標準化的地理圖磚，這是資料庫在地理空間上的組織單位。
• 圖層（Layers）：
  在每一個圖磚內部，數據被邏輯上組織成不同的圖層，例如高程（Elevation）、影像（Imagery）、向量特徵（Vector Features）、3D模型（3D Models）等，這種分層結構允許不同的感測器模擬（如視覺、雷達、紅外線）從同一個資料庫源中各取所需。
• 細節層次（Levels of Detail, LODs）：
  每個圖層的數據都以多解析度的層級結構儲存，IG在渲染時，會根據物體與觀察點的距離，動態載入不同精細度的數據——近處的物體使用高解析度數據，遠處的則使用低解析度數據，這對於保障即時渲染性能至關重要。

CDB的優勢：互通性、關聯性與快速性

CDB標準的推行，為模擬產業帶來了根本性的變革。

• 互通性（Interoperability）：
  作為一個開放的國際標準，任何符合CDB規範的IG都能讀取任何符合CDB規範的資料庫，這徹底打破了供應商鎖定，催生了一個由資料庫工具、IG硬體和內容提供商組成的良性競爭生態系統。
• 保證關聯性（Guaranteed Correlation）：
  由於所有模擬客戶端（視覺、雷達、紅外線等）都從同一個分層的資料庫中讀取數據，從源頭上消除了因數據不一致而產生的關聯性錯誤。
• 快速更新（Rapid Updates）：
  對資料庫的修改可以精確到單一圖層的單一圖磚，例如，在資料庫中增加一棟新建築，這個變動可以立即被所有客戶端獲取，這將資料庫的更新時間從過去的數週縮短到數小時甚至數分鐘，對於需要快速反應的軍事任務演練等應用場景具有決定性意義。

表2：OGC CDB與專有資料庫格式的比較分析

工作流程：從地理空間數據到CDB的建構

創建一個CDB資料庫的過程，是一個將原始地理空間數據轉換為標準化、結構化合成環境的過程。

1. 數據源獲取：
   流程始於獲取原始地理空間數據，主要包括用於地表紋理的衛星或航空影像，以及用於描述地形起伏的數字高程模型（Digital Elevation Model, DEM）。
2. 數據導入與處理：
   使用專業的資料庫生成工具，如Presagis Terra Vista 或其他客製化解決方案，將原始數據導入。
3. DEM提取與建模：
   對於立體衛星影像，軟體會先產生對極影像（epipolar images），以輔助後續使用半全域匹配（Semi-Global Matching, SGM）等演算法自動提取高精度的DEM。
4. 特徵與模型整合：
   將道路、河流等向量數據，以及機場航廈、建築物等3D模型（通常為OpenFlight等標準格式 [43]），放置到CDB圖磚結構中對應的圖層裡。
5. 輸出：最終，工具會生成一個符合OGC CDB標準的、基於檔案系統的目錄結構。這個目錄結構就是最終的CDB資料庫，可以直接被IG讀取和渲染 [42]。

GeoScapeSE WWDB 是全球首款無縫整合的特定地理資料庫，提供 15M 或 10M 高解析度影像，支援 OTW、NVG、IR、EO 及雷達感測等應用，並針對 Quantum3D 影像產生器進行最佳化。

CDB的出現，標誌著模擬產業商業模式從銷售封閉的垂直整合產品，轉向為開放、可互通的平台提供組件，過去，IG供應商銷售的是一個包含硬體、軟體和專有數據格式的「黑盒子」，客戶被完全鎖定在其生態系統中，而在CDB模式下，資料庫本身成為了一個標準化的開放平台，這催生了專業分工：一家公司可以專注於製作高品質的CDB數據，另一家可以專注於開發高度優化的CDB讀取引擎，還有一家可以提供主機電腦和飛行模型，這種分層競爭，最終為終端用戶（航空公司或訓練中心）帶來了更多的選擇、更快的創新和更低的成本。

值得強調的是，CDB並非要取代像OpenFlight這樣的3D模型格式，而是與之形成了一種共生關係，OpenFlight是業界公認的用於定義單個3D模型（如機場航廈、車輛）的事實標準，OGC CDB標準在其第六卷《使用OpenFlight編碼CDB模型的規則》中，明確定義了如何在其分層、分塊的結構中儲存和組織這些OpenFlight模型，因此，CDB提供了全球地理參考的「容器」和組織架構，而OpenFlight則提供了具體3D物件的「內容」，它們是互補的技術，而非競爭關係，這使得整個產業能夠在更靈活的CDB框架內，繼續利用數十年來在OpenFlight建模工具和資產庫上的巨大投資。

為不可思議而訓練：D級模擬器中的關鍵飛行情境

接著將介紹 D級FFS的頂級擬真度如何被應用於特定的、高風險的飛行訓練任務中，這些任務在真實飛機上是無法或極不安全進行的。

起飛時發動機失效：V1切斷（V1 Cut）

情境描述

在飛機起飛滑跑過程中，當速度達到或剛超過「起飛決斷速度」（V1）時，一台發動機突然失效，這是發動機失效中最為危險的時刻，因為飛機處於低高度、低速度、高重量的臨界狀態。

訓練目標

訓練飛行員在極短時間內識別故障，並在不對稱推力的影響下保持對飛機的方向控制，以正確的抬輪速度（VR）將飛機拉起，並以安全的單發起飛速度（V2）穩定爬升至安全高度。

模擬器的角色

只有模擬器能夠安全地重現V1切斷時那種劇烈的偏航力矩和性能驟降，在真實飛機上，由於存在失控滾轉（Vmc roll）的極高風險，這種練習在低空是絕對禁止的，D級模擬器允許飛行員反覆、安全地進行這項練習，直到反應成為本能，從而極大地提升了真實情況下的生存機率。

防撞告警反應：TCAS解決方案諮詢（RA）處置

情境描述

機載「交通警示與防撞系統」（TCAS）偵測到迫在眉睫的碰撞風險，並發出一個必須立即執行的「解決方案諮詢」（Resolution Advisory, RA），例如語音指令「Climb, Climb!」（爬升，爬升！）。

訓練目標

訓練飛行員對RA做出即時、精準的反應，這要求飛行員立即斷開自動駕駛，並完全依照主飛行顯示器（PFD）上的垂直速度指令來手動操縱飛機，飛行員的這一反應必須優先於任何來自地面航管（ATC）的矛盾指令。

模擬器的角色

模擬器能夠構建複雜的空中交通情境，以觸發不同類型的交通諮詢（TA）和解決方案諮詢（RA），這是唯一能夠訓練飛行員在極端時間壓力下做出正確反應的平台，因為在真實世界中蓄意製造一次近距離空中接近是絕不可能的。

全天候運行：低能見度CAT II/III類降落

情境描述

在極低的「跑道視程」（Runway Visual Range, RVR）天氣條件下執行進場和降落，RVR值有時甚至低於75米。

訓練目標

訓練機組人員熟練掌握CAT II/III類運行的特定程序，包括自動駕駛儀的管理、系統狀態的監控、標準喊話程序，以及在決斷高（Decision Height, DH）從儀表飛行過渡到目視參考的關鍵操作，對於某些CAT IIIb運行，甚至需要在沒有決斷高的情況下完成全自動降落。

模擬器的角色

D級FFS的高擬真度視覺系統對於精確重現低能見度下的視覺線索（或完全缺乏視覺線索）至關重要，它使飛行員能夠真實體驗在濃霧中降落的挑戰，並反覆練習必要的程序，這對於在惡劣天氣下維持機場的正常運營至關重要。

天氣危害：風切變與飛機失控狀態預防及改出

風切變情境

在進場或起飛階段遭遇風速和/或風向的突然劇烈變化，可能導致飛機空速和升力的災難性損失。

飛機失控狀態預防及改出訓練（UPRT）情境

從不正常的飛機姿態（如極端的坡度或俯仰角）中改出，這些姿態可能導致飛機失控。

訓練目標

訓練飛行員識別風切變的預警訊號，並果斷執行正確的脫離程序（最大推力，拉桿至失速抖桿告警觸發），對於UPRT，訓練的重點是識別並掌握從失速或其他失控狀態中安全改出的技巧。

模擬器的角色

只有D級FFS先進的氣動模型和運動系統才能準確模擬這些極端事件，在真實的客機上練習完全失速或遭遇強烈的微下擊暴流是被嚴格禁止的，因為其固有的巨大風險，因此，模擬器是進行此類訓練的唯一可行平台。

災難性故障：緊急下降與全發動機失效

情境描述

機艙發生快速失壓，要求立即執行緊急下降至可呼吸的安全高度；或更為罕見的，所有發動機全部失效。

訓練目標

練習在不超過飛機結構極限（如VNE, VLE）的前提下，以最大下降率執行緊急下降的程序，對於全發動機失效，則練習操縱飛機滑翔至一個合適的迫降區域，並執行無動力迫降。

模擬器的角色

模擬器使飛行員能夠在高空體驗突發緊急情況下的巨大認知負荷，並完整練習整個處置流程，全美航空1549號班機的「哈德遜河奇蹟」便是此類訓練價值的最佳證明，事後在模擬器中的多次重現分析證明，在當時的實際情況下，機組人員選擇在河上迫降是唯一正確的決定，任何試圖返回機場的嘗試都將失敗，這充分展示了模擬器在驗證真實世界飛行員決策中的重要作用。

薩利機長迫降哈德遜河 起飛遇鳥襲機上155人全生還 (影片來源：ETtoday新聞雲@Youtube)

高擬真度模擬訓練的真正價值，不僅在於教授程序，更在於培養飛行員在極端壓力下的決策判斷能力，雖然每個緊急情境都有標準操作程序（SOP），但真實世界的事件往往是複雜且多變的，一次V1切斷可能伴隨著惡劣天氣和機上火警；一次TCAS RA可能發生在近地階段；模擬器允許教員創造出這些「超出劇本」的複合式情境，迫使機組人員不僅僅是背誦流程，而是必須運用機組資源管理（CRM）原則，全面評估態勢，並做出綜合性的判斷；這正是現代模擬訓練理念的核心，即從單純的程序熟練度考核，轉向培養更高層次的認知技能，如問題解決、風險評估和壓力下決策，這也是實證式訓練（EBT）和基於能力的訓練與評估（CBTA）等先進訓練理念的根本宗旨。

此外，模擬器的角色已從預防性訓練延伸至事後分析與未來預防，例如，美國國家運輸安全委員會（NTSB）在調查全美航空1549號班機事件時，廣泛使用了模擬器，這些分析提供了客觀證據，證明了機組決策的正確性；從真實事故中吸取的教訓會被反饋到訓練大綱中，開發出新的訓練情境；D級模擬器因此成為了航空安全持續改進循環中的一個關鍵環節，它們被用來從過去的事故中學習，並訓練未來的飛行員如何避免或更好地應對類似情況，從而直接促進了全球航空事故率的降低。

新的疆域：人工智慧、虛擬/擴增實境與CDB 2.0

飛行模擬的未來正被一系列顛覆性技術所重塑。

• 人工智慧（AI）：
  AI正被整合到訓練系統中，以創建能夠根據飛行員表現自動調整難度的自適應訓練情境，提供客觀的、自動化的表現評估，甚至通過追蹤生物特徵數據來評估飛行員的認知負荷，這將是未來實證式訓練（EBT）的核心技術。
• 虛擬實境（VR）與擴增實境（AR）：
  VR/AR正迅速成為極具成本效益的輔助訓練工具，雖然它們目前尚不能完全替代D級FFS用於資格認證，但非常適合用於駕駛艙熟悉、程序練習甚至維修訓練，從而將更昂貴的設備時數釋放出來，用於更關鍵的訓練任務。
• OGC CDB 2.0：
  作為CDB標準的下一個演進版本，CDB 2.0目標在於實現更強的技術無關性，改進對glTF等現代3D模型格式的支援，並減少當前版本基於檔案系統的開銷，使其更適用於基於網路和雲端的應用，這預示著一個更易於存取、可串流傳輸的合成環境的未來。

當前，模擬市場正在發生一場深刻的結構性演變，呈現出向兩個既互補又分化的層級發展的趨勢：一端是受到嚴格監管、以獲取法定資質為目標的高階FFS市場；另一端則是一個新興的、以VR/AR技術為核心的、成本更低、更靈活的輔助訓練市場；D級FFS仍然是法規認證和高風險情境訓練中不可動搖的「黃金標準」，其市場成熟且由少數幾家巨頭主導；與此同時，VR技術正以驚人的速度成熟，以遠低於FFS的成本提供了前所未有的沉浸感，初步研究甚至表明，即便是非認證的家用級模擬器，也能有效減少初學者所需的實際飛行訓練時數。
這表示最高效的訓練機構未來將不再是單純地在不同技術之間做「非此即彼」的選擇，而是會構建一個完整的「訓練連續體」（Training Continuum），在這個連續體中，飛行學員的訓練路徑將被優化：從使用VR進行基礎的駕駛艙熟悉和程序演練開始，進階到使用FTD進行深入的系統知識學習，最後才將寶貴且昂貴的D級FFS時數，精準地用於那些對擬真度要求最高的關鍵情境演練，這種分層、分階段的策略，將從成本和效益兩個維度，全面優化飛行員的整個職業生涯訓練週期。

與此同時，OGC CDB、CIGI等開放標準的普及，以及AI驅動的訓練分析工具的出現，共同指向一個趨勢：未來的模擬訓練將從依賴單一、封閉的硬體設備，轉向一個開放、互通、以數據為核心的生態系統；在這個生態系統中，CDB 扮演著通用數據平台的角色，CIGI 則是標準化的通訊協議，而AI分析層（如CAE Rise）則能夠從包括FFS、FTD、VR在內的各種訓練設備中提取和分析表現數據，這將最終實現大規模、高效率的個人化、基於能力的訓練模式，其效能是當今相對孤立的訓練方法所無法比擬的。

結論

D級全飛行模擬器是現代航空業中一個獨特的交匯點，它將嚴格的法規、尖端的技術與精明的運營經濟學完美地結合在一起，共同推動了航空安全與效率的提升，嚴苛的監管標準催生了對高擬真度技術的市場需求，而這些技術的成熟反過來又賦能了如ZFTT等能夠大幅節省成本的創新訓練模式，從而形成了一個強大且自我持續的良性生態系統。

共生循環

這個生態系統的核心是一個不斷演進的回饋循環：真實世界的航空事件揭示了新的訓練需求（如UPRT）；監管機構隨後將這些需求轉化為強制性的訓練規定；技術供應商為滿足新規範而開發出更先進的技術（如更精確的氣動模型）；最終，更有效的訓練提升了飛行員的能力，從而提高了整體航空安全水平。

• 航空公司：
  應積極擁抱「訓練連續體」模型，通過投資組合式的FSTD（包括FFS、FTD和VR/AR），優化飛行員訓練全生命週期的成本與效益；同時，應利用從FDM和模擬器中獲取的數據，實施以實證為基礎的訓練（EBT）計畫，實現精準訓練。
• 訓練機構：
  應優先投資於開放、可互通的技術平台，選擇符合OGC CDB標準的視覺系統和符合CIGI協議的組件，以避免供應商鎖定，確保未來的靈活性，同時，應建立在數據分析和AI領域的專業能力，以提供高附加值的、基於能力的訓練服務。
• 監管機構：
  應繼續推動全球訓練標準的協調與統一，以降低行業的法規遵循成本；同時，應為VR/AR等新興技術制定清晰的訓練學分認證路徑，在鼓勵技術創新的同時，堅守最高的安全標準。

關於奧創系統

奧創系統科技的專業技術服務橫跨多個尖端領域，展現其深厚的技術底蘊與市場洞察力：

• 航太國防應用： 提供無人載具、訓練模擬器、衛星干擾防禦等關鍵系統。
• 半導體量測設備： 涵蓋探針平臺、高溫壽命測試 (HTOL) 等方案。
• 運動模擬平臺： 包含高精度六軸平臺與產業訓練模擬器。
• 射頻 (RF) 測試儀器： 從訊號產生、分析到完整測試系統建置。
• 光電影像模擬： 提供紅外線目標投影器、黑體校正源等專業設備。
• 車用製造 與 衛星測試： 針對新興的車用雷達與低軌衛星產業提供測試方案。
• 客製化系統：包含電波/電磁暗房建置與自動化軟體開發。

奧創系統科技不僅是設備供應商，更是能與客戶共同成長、持續創造雙贏的工程夥伴，以卓越的解決方案，驅動產業的創新力量。

參考資料

1. National Simulator Program (NSP) | Federal Aviation Administration, https://www.faa.gov/about/initiatives/nsp
2. Flight Simulator Training Devices (FSTD) Training Course | By the UK CAA, https://caainternational.com/course/fstd-qualification-operation/
3. CS-FSTD(A) Aeroplane Flight Simulation Training Devices - EASA, https://www.easa.europa.eu/en/document-library/certification-specifications/group/cs-fstda-aeroplane-flight-simulation-training-devices
4. EASA – Flight Simulation Training Device (FSTD) Considerations, https://sassofia.com/blog/easa-flight-simulation-training-device-fstd-considerations/
5. Technical Implementation Procedures - Simulator (TIP-S) between the FAA and EASA, https://www.faa.gov/sites/faa.gov/files/EU_TIP-S.pdf
6. US/EU Aviation Safety Agreement Annex 4: Flight Simulation Training Devices - FAA, https://www.faa.gov/aircraft/air_cert/international/bilateral_agreements/baa_basa_listing/media/US_EU_annex_4.pdf
7. Simulator Levels Explained - Aviation Simulator Technology, https://www.ast-simulators.com.au/start-here/simulator-levels-explained
8. Full flight simulator - Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/Full_flight_simulator
9. What Is A Level D Simulator? - Simple Flying, https://simpleflying.com/level-d-simulator/
10. Flight Simulation Training Devices (FSTD) | Aviation Academy - FOCA dLogbook, https://dlog.bazl.admin.ch/en-gb/academy/glossary/flight-simulation-training-devices-fstd
11. Aviation Training Device Credit for Pilot Certification - Regulations.gov, https://www.regulations.gov/document/FAA-2015-1846-0065
12. Why Do Level D Flight Simulators Cost So Much? - Simutech Solutions, https://www.simutech.com.au/post/why-do-level-d-flight-simulators-cost-so-much
13. 4 Benefits of Flight Simulator Training When Learning to Fly, https://calaero.edu/become-a-pilot/flight-school/benefits-flight-simulator-training/
14. Advantages of Simulators (FSTDs) in Helicopter Flight Training - EASA, https://www.easa.europa.eu/sites/default/files/dfu/HE-6-Advantages-of-simulators-in-Helicopter-Flight-Training-final.pdf
15. Full-Flight Simulators Level D - Aeronautical Systems Engineering, https://aerosyseng.com/full-flight-simulators/
16. 1. DISCUSSION. This appendix describes the minimum simulator requirements for qualifying Level B - FAA, http://www.faa.gov/documentLibrary/media/Advisory_Circular/Appx_1-2.pdf
17. ZERO FLIGHT TIME (ZFT) FLIGHT SIMULATORS Arthur Gatland - Pauwels Flying Scholarship, https://www.pauwelsflyingscholarship.co.nz/blog/zero-flight-time-zft-flight-simulators-arthur-gatland
18. Flight Simulation Device Qualification Guidance Windshear - FAA, https://www.faa.gov/sites/faa.gov/files/about/initiatives/nsp/bulletins/09-04.pdf
19. Use and Benefits of Simulators | EASA Community, https://www.easa.europa.eu/community/topics/use-and-benefits-simulators
20. FLIGHT SIMULATIO NN IN CIVIL AVIATION ADVANTAGES AND DISADVANTAGES - Dialnet, https://dialnet.unirioja.es/descarga/articulo/6953721.pdf
21. Zero Flight Time Training (ZFTT) | Test Courses page - Dento Aviation, https://www.dentoaviation.com/zero-flight-time-training-zftt
22. Zero Flight Time & Base Training - HATS ATO, https://hatsato.gr/zero-flight-time-base-training/
23. ZFTT (Zero Flight Time Training), http://www.ypa.gr/userfiles/4659ed30-b59b-4111-9747-a3550129731a/HCAA%20Information%20Bulletin-ZFTT_2.doc
24. Alternative Training and Qualification Programme (ATQP)_Stds Doc 80v1 - Civil Aviation Authority, https://www.caa.co.uk/publication/download/14582
25. Architectures of Image Generators for Flight Simulators - Computer Science Papers, https://techreports.cs.unc.edu/papers/95-015/FS_Paper_v1.pdf
26. The Image Generator and Visual Systems in Simulators | - AVT Simulation, https://www.avtsim.com/how-to-build-a-simulator-visual-systems-image-generator/
27. Common Image Generator Interface - Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/Common_Image_Generator_Interface
28. Flight Simulation on the Raspberry Pi - MakerSpace, https://www.makerspace-online.com/flight-simulation-on-the-raspberry-pi/
29. X-IG Image Generator - CATI Training Systems, https://www.catinet.com/xig.html
30. OGC CDB - CAE, https://www.cae.com/media/documents/Defence_Security/DM016-EN_OGC_CDB_Oct2021.pdf
31. CDB Common Database Reference, https://gaj-geospatial.com/CDB_Standard
32. OGC approves Standard for use in the Modeling and Simulation World, https://www.ogc.org/announcement/ogc-approves-standard-for-use-in-the-modeling-and-simulation-world/
33. CDB Standard | Advancing Geospatial Data Interoperability - OGC, https://www.ogc.org/standards/cdb/
34. Overview of the OGC CDB Standard for 3D Synthetic Environment Modeling and Simulation, https://www.mdpi.com/2220-9964/6/10/306
35. Terra Vista Terrain Generation Software - AGENIUM, https://agenium.com/en/terra-vista-software/
36. Volume 10: OGC CDB Implementation Guidance (Best Practice), https://portal.ogc.org/files/16-006r4
37. DEM Extraction – Satellite - CATALYST Earth, https://catalyst.earth/tutorial/dem-extraction-satellite-2/
38. Data Catalog - OpenTopography, https://portal.opentopography.org/dataCatalog
39. DEM Generation from Multi Satellite PlanetScope Imagery - MDPI, https://www.mdpi.com/2072-4292/10/9/1462
40. TERRA VISTA - Loyola Enterprises Inc., https://www.loyola.com/partners/presagis/pdf/2011_04_DS_CC_TerraVista_web.pdf
41. Terra Vista - Loyola Enterprises Inc., https://www.loyola.com/partners/presagis/terra-vista.html
42. CDB Builder, https://gaj-geospatial.com/CDB_Builder
43. Volume 6: OGC CDB Rules for Encoding CDB Models using OpenFlight (Best Practice), https://docs.ogc.org/bp/16-009r5.html
44. CAE launches CAE Tropos™-6000XR visual image generator for civil aviation training, https://www.cae.com/media-centre/press-releases/cae-launches-cae-tropos-6000xr-visual-image-generator-for-civil-aviation-training/
45. That Takeoff Emergency - Captain Will Rondeau, https://www.captainwillrondeau.com/emergency-procedures/that-takeoff-emergency
46. Engine Failure - V1 cut | Airfoillabs King Air 350 1.5 X-Plane 11 Tutorial by KA350 Pilot, https://www.youtube.com/watch?v=Hu5YqOAfPMs
47. How were V1 cuts performed before motion sims? : r/flying - Reddit, https://www.reddit.com/r/flying/comments/16gus84/how_were_v1_cuts_performed_before_motion_sims/
48. Boeing 737-800 Rejected Takeoff (Engine Fire) & Evacuation | MCC Training at Simtech | Cockpit View - YouTube, https://www.youtube.com/watch?v=7PmJzq7WFnw
49. Engine Failure After Takeoff/V1 Cut-OEI-EMER EVAC |PRACTICE |TIMESTAMPS - YouTube, https://www.youtube.com/watch?v=9OWQO6KgK2s
50. What Is TCAS? A Comprehensive Guide to Traffic Collision Avoidance Systems, https://pilotinstitute.com/what-is-tcas/
51. Avoiding Mid-Air Collisions - How to correctly use TCAS - YouTube, https://www.youtube.com/watch?v=_AoH31mgh4c
52. Traffic Alert and Collision Avoidance System. Developmental Simulation. - DTIC, https://apps.dtic.mil/sti/tr/pdf/ADA126342.pdf
53. Pilot compliance to TCAS resolution advisories - Penn State Research Database, https://pure.psu.edu/en/publications/pilot-compliance-to-tcas-resolution-advisories
54. Low Visibility Operations (LVO) - Advisory Circular, https://www.caas.gov.sg/docs/default-source/pdf/ac-98-4-1(rev-1)-low-visibility-operations-(lvo).pdf
55. Easy Access Rules for Air Operations - Revision 21, September 2023 - EASA, https://www.easa.europa.eu/en/document-library/easy-access-rules/online-publications/easy-access-rules-air-operations?page=1&kw=Planning%20minima
56. How does the CAT III instrument landing system work in low visibility conditions? - Quora, https://www.quora.com/How-does-the-CAT-III-instrument-landing-system-work-in-low-visibility-conditions
57. Wind Shear Operation-Based Competency Assessment Model for Civil Aviation Pilots, https://www.mdpi.com/2226-4310/11/5/363
58. Windshear in flight sim: How realistic? : r/flying - Reddit, https://www.reddit.com/r/flying/comments/8s5jjh/windshear_in_flight_sim_how_realistic/
59. Emergency Descent - Maneuvers & Procedures - CFI Notebook, https://www.cfinotebook.net/notebook/maneuvers-and-procedures/emergency/emergency-descent
60. US Airways Flight 1549 - Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/US_Airways_Flight_1549
61. Emergency Descent Procedure in a Twin - Ask a Flight Instructor, https://www.askacfi.com/2569/emergency-descent-procedure-in-a-twin.htm
62. Acceptable Means of Compliance (AMC) and Guidance Material (GM) to Annex III Organisation Requirements for Air Operations [PA - EASA, https://www.easa.europa.eu/el/downloads/20868/en
63. Unification of Training Programs for Aviation Professionals as a Flight Safety Criterion, https://www.scielo.br/j/jatm/a/sPRyNrNZtsRwsRYXNvFgGdQ/
64. Simulators Companies - CAE Inc. (Canada) and General Dynamics Corporation (US) are the Key Players - MarketsandMarkets, https://www.marketsandmarkets.com/ResearchInsight/simulator-market.asp
65. Full Flight Simulator Market Size & Trends Research [2033], https://www.businessresearchinsights.com/market-reports/full-flight-simulator-market-124502
66. Flight Simulator Market Sets for USD 8.07 Billion by 2034 - Towards Automotive, https://www.towardsautomotive.com/insights/flight-simulator-market-sizing
67. Global Flight Simulator Market Outlook to 2030 - Ken Research, https://www.kenresearch.com/industry-reports/global-flight-simulator-market
68. What is CAE's business model? - Vizologi, https://vizologi.com/business-strategy-canvas/cae-business-model-canvas/
69. Our business | CAE, https://www.cae.com/about-cae/our-business/
70. Civil Aviation - CAE, https://www.cae.com/civil-aviation/
71. Training Management | CAE, https://www.cae.com/civil-aviation/aviation-software/flightscape/training-management/
72. Flight Simulator Market Size & Share, Growth Forecasts 2034, https://www.gminsights.com/industry-analysis/flight-simulator-market
73. Collins Aerospace Unveils Arcus Image Generation Solution at IITSEC 2023, https://modernbattlespace.com/2023/11/28/collins-aerospace-unveils-arcus-image-generation-solution-at-iitsec-2023/
74. RTX's Collins Aerospace introduces Arcus™ training image generator | RTX, https://www.rtx.com/news/news-center/2023/11/27/rtxs-collins-aerospace-introduces-arcus-training-image-generator
75. New Collins Aerospace Training Image Generator - Defense Advancement, https://www.defenseadvancement.com/news/new-collins-aerospace-training-image-generator/
76. The Growing Role of AI and VR in Pilot Training - Simaero, https://www.sim.aero/news/growing-role-ai-vr-pilot-training
77. AR and VR's role in aviation - Airport Technology, https://www.airport-technology.com/uncategorized/ar-and-vrs-role-in-aviation/
78. Virtual Reality & Pilot Training: Existing Technologies, Challenges & Opportunities - Scholarly Commons, https://commons.erau.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1980&context=jaaer
79. OGC CDB Version 2: Core Standard (Draft), https://portal.ogc.org/files/104639
80. Study confirms flight simulation benefits pilot training - General Aviation News, https://generalaviationnews.com/2024/05/29/study-confirms-flight-simulation-benefits-pilot-training/