Amacı, emniyet önlemlerini arttırmak ve pahalı uçuş saatlerini daha ucuz simülatör saatleriyle değiştirerek pilot eğitimindeki masrafları azaltmaktır.   Aynı zamanda simülatörde olabilecek bir kaza, gerçek bir uçaktaki kazadan çok daha hafif sonuçlanacağından dolayı pahalı eğitim ekipmanlarını da sakınmaktır. Bu nedenle, Wright Kardeşler'in 1903'te ilk uçaklarını uçurmalarından sadece birkaç yıl sonra ilk uçuş simülatörlerinin geliştirilmesi şaşırtıcı değildir.

İlk uçuş simülatörleri 1909 yılına dayanmaktadır. Örneğin, "Antoinette Eğiticisi (simulatörü)", iki adet istiflenmiş yarım fıçıdan oluşuyor;  pilot bir sandalyeye oturur şekilde makineyi dengelemeye çalışırken asistanlar tarafından hareket ettiriliyordu. Antoinette eğiticisinin tam kopyası, Fransa'nın Toulouse kentindeki Airbus Eğitim Merkezi'nde yer almaktadır.

Antoinette Eğiticisi (Simülatörü) Rig  Châlons Uçuş Okulu 1909

1910 yılında birçok uçak kazası, pilotların daha iyi eğitim görmesini gündeme getirmişti. Pilot eğitimini daha verimli ve ekonomik hale getirmek için uçuş kontrollerinin simülasyonu zorunlu hale geldi. Örneğin, İngiliz Eardley Billing tarafından geliştirilen Billing osilatörleri veya Sanders Öğretmen Simülatörü bu döneme aittir. Bunlar, temel uçuş hareketlerinin (yana yatma, dönme ve yalpalama) simüle edilebilmesi amacıyla bir kaide üzerine monte edilen basit uçakların kopyalarıydı. Sanders Öğretmeni, bilyeli mafsal üzerine monte edilen orijinal uçak parçalarından oluşuyor ve her zaman rüzgârı önden alacak şekilde hizalanıyordu. Böylece pratikler sırasında sapma hareketi için irtifa dümeninin, yalpalama için dümen pedallarının, dönmesi için kanatların hareketi sağlanabiliyordu.

20. yüzyılın başlarında,  pratikte uçak yapan herkesin onu uçurmasına izin veriliyordu. 1914'te Birinci Dünya Savaşı'nın başında,  ilk kez pilot olmak isteyenler için kriterler getirildi. Pek çok genç Hava Kuvvetleri’ne savaş uçağı uçurmak için başvurdu. Kayıplar çok büyüktü: Birinci Dünya Savaşı'nın ilk aylarında, Almanlar düşmanın zarar vermesinden ziyade kazalar yüzünden 100'den fazla uçak kaybetmekten şikâyet ediyordu.

Savaştan sonra yapılan bir araştırmada uçak kazalarının % 90'ının pilotların hatalı kullanımından, % 8'inin uçak kusurlarından, % 2'sinin ise düşmanın ateş açması nedeniyle kaza yaptıklarını gösterdi.

Gerçek uçakta verilen bir saatlik bir uçuş eğitimi yaklaşık 50 $ idi ki o zamanlara göre bu yüksek bir miktardı, ancak savaşı kazanmada paha biçilmez olan insan yaşamıydı. Dolayısıyla, geleceğin pilotlarını bir kokpite girmeden önce daha iyi eğitmenin gerektiği ortadaydı. Turin Üniversitesi, bir pilotun uçuş kabiliyetlerini eğitebilecek, özellikle de uçuş endeksli oluşan stres karşısında fizyolojik tepkilerini eğitebilecek ilk cihazlardan birini tasarladı. Bu simülatör muhtemelen 1912'den bu yana Bleriot XI uçaklarını Fransız lisansı altında inşa eden Turin’in Transaerea adlı İtalyan şirket tarafından 1914 yılında inşa edilmişti.   Gözü bağlı şekildeki öğrenci pilot tarafından tanınması gereken gövdenin yatışı ve dönmesi gibi hareketleri gerçekleştirmeyi başarmıştı.

1909 ve 1915 yılları arasında duyu algılama ve uçuş personelinin seçimi için çalışmalar yapan Bleriot Simülatörü

Zamanla simülatörler daha fazla aletle donatıldı, böylece 1931 yılında geliştirilmiş Johnson Simülatorü, artık Avro 504 gövdesine gerek duymadan, hatta direkt olarak kablolar ile kontrol birimlerine bağlı hız ve yükseklik göstergelerinden oluşuyordu.

Uçuş simülatörlerinin geliştirilmesindeki bir dönüm noktası da, org üreticisi Edwin Albert Link tarafından 18 ayda geliştirilen, 1929 yılından itibaren mevcut olan link treyner’dir (pilot eğiticisi). Elektrikli emme pompası kanatçıkların ve dümenin hareketi için valfleri kontrol ederken, motorlu bir ünite ise yükseklik ve türbülansı simüle ediyordu. Öğrenci pilot karanlık bir kabinde oturuyor, yalnızca aletlerin ışıklarını görüyordu. Cihaz, Link Aeronautical Şirketi tarafından imal edilip mavi renginden dolayı "Blue Box" ismini aldı. İronik bir şekilde, bu uçuş simülatörünün ilk örnekleri, daha ilk satışlarında özellikle eğlence amacıyla lunaparklara gitti. Bu durum, Link Eğitici’sini, eğlence amaçları için de kullanılan ilk uçuş simülatörü yapmıştır.

Havacılıkta link Eğiticisi’nin ilerleyişi 1934 yılında gerçekleşmiştir. Çünkü Kara Kuvvetleri’nin Hava Birliği uçak postasının ulaşımını devralmış ve kötü hava koşullarındaki uçuşlar sırasında 78 pilot uçuş göstergelerini okuyamadığı için hayatını kaybetmişti. Soruşturma, Air Mail fiyaskosu olarak bilinen siyasi skandalla sonuçlandı. Kara Kuvvetleri’nin Hava Birlikleri bir çözüm ararken Link Eğiticisi’ni değerlendirdiler. 1934 yılının sisli bir gününde, bir grup subay, Edwin Link'in Newark, New Jersey'e varmasını bekliyordu. Edwin, uçuşunu New York Binghamtpon'da başlatmıştı. Subaylar Edwin Link'in bu kötü hava koşullarında toplantıya asla katılamayacağına ikna oldukları için binadan ayrılmak istediler.  Tam binayı terk etmek üzere oldukları anda uçak motorunun sesini duydular,  iki dakika sonra Edwin Link inişini yapmıştı. Link, kötü hava koşullarında görünürlüğün olmadığı durumlarda bile aletli uçuş sayesinde uçuşların mümkün olduğunu kanıtlayan etkileyici bir gösteri gerçekleştirmişti.

The Link Eğitici’si, Kanada , II.Dünya Savaş Öncesi

Toplantının ardından, Hava Birlikleri hem İkinci Dünya Savaşı nedeniyle hem de uçuş simülatörlerine olan talebin artması ve Link Eğiticisi’nin ABD’nin her uçuş okulunda standart bir ekipman haline gelmesinden ötürü her biri 3.500 dolar tutarında ilk 6 adet Link Eğitici’sini talep etmiştir. Savaş sırasında Link 10.000'den fazla uçuş simülatörü üretmiştir; her kopyası fabrikadan 45 dakikada bir çıkmış ve 500. 000'den fazla pilotun eğitim için kullanılmıştır. Savaştan sonra bile "Mavi Kutu" olarak kullanılmaya devam etmiştir.  Amerikan Havayolları, 1937 yılında eğitim için ilk Link Eğiticisi emri veren havayolu şirketi olmuştur. Link  Eğiticisi 1950'lerin başına kadar üretilmeye devam etmiştir.

Başka bir tarihi uçuş simülatörü, Kraliyet Hava Kuvvetleri için Link Eğitici’sine rakip olarak 1943'te geliştirilen Silloth eğiticisidir. Hudson uçak gövdesi kullanılarak Silloth’daki İngiliz askeri üssünde yapılmıştır. Eğitmen Gorden Iles Silloth tarafından geliştirilen kokpitte ilk kez tüm mürettebat eğitilmiştir. Uçuşun temel özelliklerine ek olarak, tüm makineler ile elektrik ve hidrolik sistemler de simüle edilmiştir. Uçak gürültüsü bile bir org aracılığı ile taklit edilmiştir. 1945'te, hareket mekanizmasının ve aletlerin tam manada birleşimi gerçekleşmiştir; örneğin, öğrenci joystick'i çektiğinde ve uçak tırmanmaya başladığında altimetre irtifa farkını gösterebilmiştir. Silloth eğiticileri hem 2 hem de 4 motorlu uçaklar için geliştirildi, ancak sadece birkaç modeli yapılabildi. 1945 yılına kadar sadece 14 Silloth eğiticisi teslim edilmiştir.

ABD Deniz Kuvvetleri'nden Amerikan Komutan Luis de Florez 1941'de İngiltere'yi ziyaret etmiş ve daha sonra "İngiliz Yapay Eğitim üzerine" başlıklı bir rapor yazmıştır. Kısa süre sonra Amerika Birleşik Devletleri İngiliz Silloth eğiticisini geliştirmeyi öğrenmiştir. Bazı değerlendirmelerden sonra, Amerikalılar Silloth-Eğiticisi'nin elektrikli versiyonunu geliştirmeye karar verirler çünkü Silloth-Eğiticisi'nin ayarları nem ve sıcaklığa bağlı olarak değişken haldeydi. Bell Telephone Laboratories, ilk elektrikli uçuş simülatörünü geliştirme görevi üstlendi. Bell'in 1943 cihazı, uçuş hesaplamalarını yapan bir bilgisayara bağlı tüm kontroller ve ekranları içeren bir kokpite sahip, Martin PBM3 keşif uçağının kopyasından oluşuyordu. Simülatörün ne bir hareket platformu ne de grafikler için görsel bir sistemi bulunmuyordu. Bu ilk elektronik uçuş simülatörünün toplamda 32 adet kopyası 7 farklı uçak için üretildi. PBM3 eğiticisi muhtemelen, belirli bir uçağın aerodinamik özelliklerini simüle etmeye çalışan ilk operasyonel uçuş simülatörüydü.

1940'lı yılların başında Dr. Richard Dehmel, analog bilgisayar makinelerinin de kullanıldığı bir uçuş simülatörü geliştirdi. Dehmel, Bell Telephone için mühendis olarak çalıştı ve uçuş simülasyonuyla ilgilenmeye 1938 yılında başladı. 1941'de ilk uçuş simülatörünü yaptıktan sonra Curtiss-Wright şirketi onun çalışmasıyla ilgilenmeye başladı. Dehmel, 1943'te Curtiss-Wright için bir prototip yaptıktan sonra sonra, ABD Hava Kuvvetleri, AT-6 uçakları için ilk iki Dehmel eğiticilerinden sipariş etti.  İkinci Dünya Savaşı'ndan sonra Curtiss-Wright ve Link, uçuş simülatörü sektöründe en iyilerdi.  Curtiss-Wright, 1948 yılında Pan American Airways tarafından kullanılan Boeing 377 Stratocruiser simülatörünü geliştirmek için bir sözleşme imzaladı ve bu simülatör bir havayolu tarafından satın alınan ilk uçuş simülatörünü temsil ediyordu. Ne bir hareket mekanizması ne de bir grafik sistemi vardı, ancak simülatör Stratocruiser kokpitini tamı tamına temsil ediyordu. Bu eğitici simülatör, özellikle tüm mürettebatın davranışlarını eğitmek için kullanıldı.

Jet uçaklarının 1950'lerde devreye girmesinden sonra, uçuş simülatörlerine yeni talepler geldi. Eski vakum tüp teknolojisi, o zamanlar modern kabul edilen çekirdek bellek sistemiyle değiştirildi. İlk dijital uçuş simülatörleri, simülasyon teknolojisinde muazzam bir ilerleme anlamına geliyordu. Ancak, bu simülatörler büyükboy bilgisayarların gücüne ihtiyaç duyuyordu ki o zamanlar bu bilgisayarlarla dolu bir oda demekti. Muhtemelen tüm hesaplamaları dijital hale getiren ilk uçuş simülatörü, Sylvania Kuruluşu tarafından 1960 yılında geliştirilen Universal Digital Operational Flight Trainer (UDOFT) idi. 1960'ların başında, Link de dijital uçuş simülatörleri geliştirmeye başlamış, uçak hareketini sayısal olarak hesaplayan gerçek zamanlı simülasyonlar gerçekleştirebilen Mark I Link’i tanıtmıştı. Mark I, gerçek zamanlı simülasyon için tasarlanmış ve 1960'lı yıllarında sonuna gelindiğinde genel amaçlı dijital bilgisayarlar, simülasyon için uygun haldeydi.

Mobil Simülatörler;

Amerika Birleşik Devletleri Hava Kuvvetleri, ilk olarak 60'lı yıllarda B52 Mobil Simülatör Eğiticileri'ni kullandı. Sistem, bir yönetim aracı, iki B-52 Simülatör aracı ve bir ekip arabasından oluşuyordu. Ordu için yapılan B52 simülatörlerinin o zamanlar için çok gerçekçi olduğu düşünülüyordu.

ME, Loring AFB’ deki Mobil B-52G Uçuş Simülatörü. (Fotoğraf Bob Becker tarafından çekilmiştir.)

Uçuş Simülasyonu;

Uçak tabanlı simülatörler, yer tabanlı simülatörlerin aksine, gerçek bir uçaktan veri toplayarak pilotların buzlanma veya ağır merkezi hareketi gibi farklı koşullar ve yeni aerodinamik özelliklerine sahip farklı bir uçak deneyimi yaşamalarına izin vermektedir.

 Japon Uzay Ajansı (JAXA)  Mupal-Alpha simülatör uçuş laboratuvarı Dornier Do228-202

Simülatörlerin Etkisi;

Her geçen gün uçuş simülatörlerinin gelişmesine ve veri tabanlarının daha da karmaşık hale gelmesine rağmen, uçuş simülasyonu, pilotların öğrenme sürecinde kendi yerini edinmiştir. Pilot hatasına ve zayıf IFR eğitimine bağlı olarak gerçekleşen sivil havacılık kazaları, pilotların yolcularla dolu bir uçağın yönetimini üstlenmeden önce herhangi bir şekilde farkındalıklarının ve becerilerinin geliştirilmesi ihtiyacını ortaya koymuştur. Günümüzde bir pilotun, her türlü ortam ve meteorolojik koşulda uçabilmesi için IFR eğitim gözlükleri gibi aksesuarlar kullanılmaktadır.

IFR Eğitim Gözlükleri

En önemli şeyin emniyet olmasından dolayı simülatörler her geçen gün daha kompleks bir hal almaktadır. Sivil havacılıktaki emniyet ve profesyonellik düzeyinin artması için gözleri bağlı şekilde eğitilmek zorunda değilsiniz ancak defalarca pratik yapmanız gerekmektedir.

B737 NG Simulatör Kokpiti

Atmosfer ve Uzay Araştırma Enstitüsü, Bucharest, 2017