Impulsionado por motores potentes e um sistema hidráulico, o VMS (Vertical Motion Simulator, ou Simulador de Movimento Vertical) da NASA se move suavemente até 60 pés (18,3 metros) verticalmente e 40 pés (12,2 metros) horizontalmente dentro de uma torre de 10 andares, no Ames Research Center da agência, no Vale do Silício, na Califórnia.
Isso significa, segundo a NASA, que é o maior simulador de voo do mundo, para testes de alta fidelidade de projetos de aeronaves e espaçonaves novas e experimentais. O vídeo a seguir mostra o VMS em funcionamento:
O VMS oferece uma amplitude de movimento inigualável em todos os seis graus de liberdade – as seis maneiras pelas quais uma aeronave ou espaçonave se move.
Existem três graus de liberdade de translação (frente/trás, cima/baixo e esquerda/direita) e três graus de liberdade de rotação (inclinar para a direita/esquerda, para frente/trás e girar no sentido horário/anti-horário). Essa amplitude de movimento permite que o VMS simule com precisão todas as fases do voo, incluindo decolagem, cruzeiro e pouso.
Para uma determinada simulação, a plataforma de movimento VMS usa uma das cinco cabines intercambiáveis, que podem ser configuradas para recriar o cockpit de qualquer veículo aeroespacial – seja ele existente hoje ou sendo projetado para o futuro.
Projetistas e pilotos de caças, aeronaves de rotor basculante, helicópteros, ônibus espacial, módulo lunar, dirigíveis e muito mais tiveram a chance de realizar testes antes de subir aos céus.
O movimento do VMS é baseado em modelos matemáticos desenvolvidos usando dados reais de aeronaves reais, de túneis de vento e de análise computacional de dinâmica de fluidos. Isso permite que o VMS gere acelerações precisas que resultam em uma experiência quase semelhante a um voo para pilotos e passageiros.
Simuladores sem movimento ou de movimento limitado são úteis para algum desenvolvimento e treinamento, mas para a experiência de maior fidelidade antes do voo real, o VMS é a melhor opção.
Os gráficos da janela – as imagens geradas por computador que simulam o mundo exterior e fornecem noções visuais para o piloto – são altamente personalizáveis. O VMS mantém muitas representações de locais nos Estados Unidos e no exterior.
Modelos tridimensionais, como aeronaves, veículos terrestres e edifícios, estão incluídos nos gráficos, bem como simulações de várias condições climáticas e de iluminação. Todas as cenas podem ser modificadas e novas são criadas de acordo com a necessidade do projeto.
Flexibilidade para uma ampla variedade de veículos
Os pesquisadores realizam estudos de engenharia no VMS para avaliar a eficácia dos sistemas de controle de voo, testar rapidamente as alterações no design da aeronave ou avaliar diferentes algoritmos de controle de voo.
Empresas aeroespaciais, agências governamentais e outras indústrias usam o VMS para desenvolver aeronaves ou conceitos de transporte e, posteriormente, para refinamentos de design de controle de voo e para avaliar as qualidades de manuseio.
A flexibilidade em hardware e software permite que o VMS simule o voo de qualquer veículo aeroespacial. Os controles de voo, instrumentos de voo e assentos da aeronave de cada cabine podem ser modificados para diferentes estudos.
Computadores poderosos e sistemas personalizados permitem o rápido desenvolvimento de simulação de alta fidelidade em tempo real. Isso permite que os pesquisadores testem as qualidades de manuseio e identifiquem problemas de design e possíveis falhas antes que um veículo seja construído, antes de voar e, até, antes de pousar na Lua.
Conceitos de Táxi Aéreo e Transporte Urbano
Ao longo das décadas, o VMS simulou uma ampla variedade de veículos, desde aeronaves de asa fixa, asas rotativas e aeronaves de decolagem e pouso vertical, até aeronaves experimentais recém-projetadas e concebidas, como a aeronave supersônica silenciosa X-59, sendo construída atualmente pela NASA.
O VMS também apoia a pesquisa para criar um sistema de transporte aéreo seguro e eficiente, que pode envolver táxis aéreos de transporte de passageiros operando acima de áreas povoadas, apelidado de Mobilidade Aérea Avançada.
Os engenheiros e pesquisadores do VMS estão apoiando atividades de aviação com a Administração Federal de Aviação dos EUA, ou FAA, o projeto National Campaign da NASA e o projeto Revolutionary Vertical Lift da NASA, determinando quais ferramentas de automação podem ajudar melhor os pilotos.
Veículos de Pouso Lunar, do design ao treinamento
O VMS é principalmente um simulador de pesquisa, onde os projetistas podem testar suas ideias e otimizar o desempenho de aeronaves e espaçonaves.
O VMS foi originalmente projetado para apoiar a pesquisa no desenvolvimento de novos conceitos de aeronaves aqui na Terra – mas também foi usado para modelar manobras de atracação de veículos com a Estação Espacial Internacional em órbita próxima à Terra.
Pode também ser um valioso simulador de treinamento, como foi o caso do Programa de Ônibus Espacial. Todos os pilotos de ônibus espaciais da NASA receberam treinamento no VMS, e os futuros astronautas da Lua também.
Praticamente sem atmosfera e com apenas um sexto da gravidade da Terra, a Lua parecerá muito diferente para um piloto por trás dos controles. À medida que novos projetos de módulos lunares são desenvolvidos, o VMS pode realizar testes e avaliações.
A cabine do módulo lunar possui controladores manuais que podem ser usados em futuros projetos de módulo lunar, e o simulador fornece dicas visuais e de movimento realistas para o piloto. O VMS já simulou dois tipos de voo lunar – o do Módulo Lunar Apollo e o do Altair, um veículo-conceito lunar explorado nos anos 2000.
Mais recentemente, os parceiros do programa Human Landing System da NASA analisaram e melhoraram os primeiros conceitos de pouso para levar humanos à superfície lunar como parte das missões Artemis da NASA.
Atualizações recentes
2022: O VMS atualizou toda a infraestrutura de vídeo de analógico para digital para melhorar a qualidade das imagens do simulador.
2023: O VMS atualizará a exibição do ambiente exterior, trocando as “janelas” segmentadas para um sistema de exibição de cúpula contínua.
