Simulazione di volo civile/Introduzione

Introduzione

Questo libro nasce dall’ esperienza di un appassionato che segue la simulazione di volo fin dalla sue origini e desidera condividere le proprie conoscenze attraverso un manuale che possa costituire un punto di riferimento per risolvere dubbi e curiosità legati a questa difficile e coinvolgente disciplina. Spero che altri amici esperti vorranno contribuire a questo progetto.
Per simulazione di volo e navigazione aerea civile si intende una tipologia di realtà virtuale che ha come obiettivo la rappresentazione mediante specifici strumenti hardware e software di tutti gli aspetti connessi all’attività del volo e della navigazione aerea, fornendo al soggetto che la pratica la sensazione più o meno realistica di condurre un aeromobile in tempo reale.

Un forma di simulazione che rientra in questa definizione è quella relativa alla simulazione del controllo di volo. In molti casi, nell’ambito dei network dedicati a questa attività (IVAO e VATSIM), le stesse persone alternano la simulazione di volo a quella di controllo.

Nell’ambito della simulazione di volo civile rientra anche la conduzione di velivoli militari e di velivoli destinati a ricognizione e soccorso (SAR), normalmente attivi all’interno degli spazi aerei civili, ma limitata alle normali operazioni di volo e non ad attività di combattimento o comunque estranee al volo stesso.

Da questa definizione appare evidente che non possono essere considerati come simulatori di volo i molti videogames con ambientazione aeronautica civile o militare il cui scopo sia esclusivamente di tipo ludico.
L’aspetto ludico, per quanto presente anche nell’ambito della simulazione, ne costituisce un elemento secondario e talora, come vedremo in uno specifico capitolo, ha la sola funzione di aumentare la sensazione globale di realismo. A differenza dei videogames, non esistono nella simulazione di volo civile particolari obiettivi o punteggi da raggiungere in quanto l’unico scopo è riprodurre nel modo più realistico possibile una specifica tipologia di volo.

Applicazioni

La simulazione di volo civile trova oggi applicazione, oltre che per la semplice soddisfazione del desiderio primordiale dell’uomo di volare in forma di hobby, anche in campo didattico, nella diffusione della cultura aeronautica di base e come complemento nella formazione teorica delle scuole di volo.

Simulatori estremamente sofisticati sono a disposizione delle principali scuole di volo sia a scopo di addestramento dei piloti, sia per effettuare verifiche tecniche sul comportamento dei velivoli e dei piloti in situazioni di emergenza, non praticabili in condizioni di sicurezza nella realtà.

Uno stretto rapporto di affinità lega la simulazione di volo all’aeromodellismo, una disciplina molto più antica che ne condivide però alcuni aspetti fondamentali come quello didattico e tecnico-applicativo. Spesso gli appassionati di simulazione provengono dall’ aeromodellismo o praticano entrambe le attività.

Hardware necessario

E’ noto che i software di simulazione assorbono notevoli risorse ai componenti hardware, sia a livello di sistema che di grafica, tuttavia qualunque personal computer o portatile attualmente in commercio ha la potenza di calcolo sufficiente a gestire in maniera fluida un simulatore di volo settando in modo opportuno i parametri configurabili del software che verranno discussi più avanti in questo volume.

Oltre al computer è da considerare come hardware minimo indispensabile per ottenere un accettabile grado di realismo nel controllo dell’aeromobile una comune periferica di tipo joystick sufficientemente precisa e che sia dotata di un cursore mobile (manetta della potenza motore), di un sensore di rotazione dell’impugnatura (timone di direzione), di un tasto POV (variazione dell’angolo di visuale) ed almeno un pulsante di fuoco (freni del carrello). Tutti gli altri strumenti di volo ed i comandi indispensabili alla conduzione dell’ aeromobile virtuale sono simulati dal software ed accessibili direttamente nella visualizzazione grafica del pannello (cockpit) utilizzando il puntatore, i tasti e la rotella del mouse, come vedremo in dettaglio nel seguito del volume.

Nel caso prevediamo di praticare la nostra attività su un Network dedicato (IVAO o VATSIM), dovremo procurarci anche una cuffia dotata di microfono, di quelle comunemente utilizzate per le comunicazioni VoIP, reperibili a bassissimo costo in qualunque negozio di informatica.

Il passo successivo in direzione del potenziamento dell’hardware con relativo incremento del realismo della simulazione consiste nell'acquisizione delle tre periferiche specifiche: il blocco pedaliera per il controllo di timone e freni direzionali, il volantino telescopico per il controllo dell’assetto ed il gruppo controllo motore con le leve della manetta, dell’incidenza delle pale dell’elica (o condizione turbina) e della miscela carburante. Queste periferiche dedicate alla simulazione di volo sono reperibili nei negozi specializzati e sul web.

Oltre a questi livelli basici di simulazione che utilizzano le potenzialità di un personal computer commerciale standard e sono utilizzati con soddisfazione dalla maggior parte degli utenti, si entra nel campo delle realizzazioni ingegneristiche artigianali o industriali, che si pongono come obiettivo la ricostruzione dell’intera cabina di comando, realizzando periferiche hardware per tutti gli strumenti ed i controlli perfettamente inserite in una costruzione in legno, metallo o plastica che simula nei dettagli la reale cabina di un velivolo, utilizzando almeno tre monitor per simulare la visione tridimensionale sui tre lati della cabina. Il limite di questa soluzione sta nel fatto che deve necessariamente simulare una specifica tipologia di velivolo, rinunciando pertanto alla versatilità caratteristica della simulazione software. Nelle realizzazioni più costose e sofisticate, le variazioni di assetto del velivolo vengono riprodotte nella cabina virtuale mediante l’utilizzo di sistemi meccanici ad azione pneumatica, per produrre la sensazione di uno spostamento reale nell’assetto del corpo.

Software necessario

Sebbene i simulatori di combattimenti aerei o “combat” come venivano talora definiti, siano stati tra i primi programmi sviluppati per personal computer, il lancio sul mercato del primo simulatore di volo civile si deve a Microsoft solamente nel 1982. Attualmente, dopo il flop del programma “Flight” che ha tradito le aspettative del mercato degli appassionati della simulazione proponendo un prodotto totalmente ludico, Microsoft ha abbandonato lo sviluppo di questa tipologia di programmi.

Tuttavia il simulatore di volo più diffuso rimane proprio Microsoft Flight Simulator, nelle versioni FS9 (2004) e FSX (2006). Vedremo in seguito quali siano le caratteristiche peculiari delle due versioni e dove sia più vantaggioso applicare l’una o l’altra.

I diritti di Flight Simulator X sono stati recentemente ceduti a due aziende che hanno provveduto ad apportare migliorie nel motore grafico ormai datato: la Loockheed-Martin che lo ha reimmesso sul mercato col nome Prepar3d (leggi Prepared), migliorandone significativamente il motore grafico ed inglobando numerose migliorie apportate al software dagli utilizzatori nel corso degli anni e la Dovetail che lo ha reimmesso sul mercato col nome di X:Steam edition, in cui viene modificato il supporto multiplayer nativo e migliorata la stabilità rispetto ai sistemi operativi Microsoft attuali.

Altro software di simulazione di sviluppo più recente è X-Plane della Laminar Research, un prodotto multipiattaforma da alcuni considerato superiore rispetto ai prodotti Microsoft per quanto riguarda la simulazione della fisica di volo e utilizzato anche come componente per la realizzazione di simulatori di volo professionali certificati FAA (Federal Aviation Administration). Il suo utilizzo è meno diffuso rispetto a quello dei prodotti Microsoft sia perché di introduzione più recente, sia perché non viene fornito di base con uno scenario ridotto.

Va citato anche il programma opensource Flightgear, che nelle ultime versioni ha raggiunto un livello qualitativo paragonabile a quello degli analoghi prodotti commerciali grazie all’impegno gratuito di molti sviluppatori appassionati, seppure a mio avviso ancora inferiore.

Tutte le istruzioni e le esemplificazioni riportate in questo wikibook, a meno che non sia specificato diversamente, si riferiscono a Microsoft Flight Simulator 9 (2004) o più semplicemente FS9.

Questa piattaforma infatti, sebbene non sia più supportata da molto tempo, è la più collaudata ed affidabile e soprattutto, essendo aperta allo sviluppo di migliorie da parte degli utenti, dopo molti anni di utilizzo da parte di migliaia di appassionati in tutto il mondo, si è arricchita di una quantità straordinaria di "Add-ons", di cui tratterò in un apposito capitolo, che lo rendono perfettamente confrontabile a prodotti di introduzione più recente.

Inoltre, essendo stato progettato per hardware estremamente meno potenti di quelli odierni, consente di praticare in modo assolutamente fluido e realistico la simulazione di volo anche su computer di livello basico nella loro configurazione standard.

Struttura di FS9

E' estraneo allo scopo di questo libro entrare nei dettagli di questo o di altri software utilizzati per simulare il volo, si rimanda per questo ai manuali specifici, ai tutorial presenti in rete e all'help in linea del software. E' importante tuttavia imparare a conoscenre dall'inizio la struttura, in modo da sapere dove sono archiviate le informazioni e i programmi necessari al suo funzionamento per poter intervenire in caso di installazioni o disinstallazioni manuali di componenti aggiuntivi.

Dopo l'installazione verrà creata automaticamente all'interno della cartella "Microsoft games" contenuta nella directory principale dei programmi, una nuova sottocartella contenente tutto il materiale del simulatore denominata "Flight Simulator 9".

All'interno vi troveremo alcuni files liberi, tra cui l'eseguibile principale, ed una serie di sottocartelle dedicate alle categorie di elementi necessarie al suo funzionamento. Vediamo più in dettaglio quelle fondamentali:

1. Aircraft: Contiene tutte le informazioni relative ai velivoli simulati, sia per quanto riguarda la loro rappresentazione grafica che la fisica di volo.
2. Gauges: Qui sono contenute le routines e gli elementi grafici necessari alla rappresentazione e al funzionamento degli strumenti di controllo di volo e navigazione.
3. Modules: Contiene i cosiddetti moduli, ossia programmi integrati aggiuntivi, alcuni dei quali, che esamineremo più avanti, assolutamente indispensabili per poter accedere ad un utilizzo evoluto del simulatore.
4. Scenery: Contiene tutte le informazioni relative agli scenari, ossia alla rappresentazione simulata dell'ambiente di volo e degli aeroporti. Al momento dell'installazione viene fornita una rappresentazione in alcuni casi molto dettagliata, in altri più sommaria di tutto il mondo.
5. Addon scenery: Cartella destinata a contenere scenari aggiuntivi.
6. Textures: Contiene elementi grafici di base utilizzati nella rappresentazione degli scenari
7. Sound: Contiene files audio di effetti sonori di vario tipo
8. Effects: Contiene tutti gli effetti grafici e di animazione che rendono più realistica la rappresentazione del volo

Alcuni files importanti per il funzionamento sono contenuti in locazioni diverse. In particolare il file FS9.cfg in Windows 7 si trova in posizione occultata nel sistema operativo, solitamente "C:\Users\**ID utilizzatore**\AppData\Roaming\Microsoft\FS9".

Questo file di testo contiene la maggior parte dei parametri che determinano le prestazioni del software, di cui alcune non modificabili attraverso i menu dell'interfaccia principale. Vedremo in un capitolo dedicato quali modifiche vengano più frequentemente apportate ai parametri di default per migliorare le prestazioni generali. Ovviamente non esistono regole precise in quanto l'ottimizzazione delle prestazioni è legata alle caratteristiche hardware.

Altri files di testo importanti allocati in posizione diversa rispetto alla directory principale del programma sono quelli relativi ai piani di volo, nel formato *.pln, che si trovano nella sottocartella autogenerata "Files di flight simulator" nei Documenti dell'utilizzatore. Questi files consentono l'utilizzo dello strumento di navigazione GPS in dotazione ai velivoli disponibili di default.

Molte funzioni ed impostazioni di parametri del simulatore sono gestite mediante files di testo con estensioni specifiche, che possono essere facilmente editati con qualunque programma idoneo.