フライトシミュレーションは進化し、選ぶハードウェアが机上でどのようなパイロットになるかを左右するようになりました。シムレースと航空はどちらも物理的で触覚的なハードウェアに依存していますが、1つのホイールでほとんどどんな車でも運転できるのに対し、航空は機体ごとに大きく異なるインターフェースで制御が分散されています。ギアは航空機に、航空機はあなたを興奮させる特定の飛行タイプに追従します。
完全なフライトシミュレーターのセットアップには、3つの主要なハードウェアカテゴリが含まれます。主操縦装置(ジョイスティック、ヨーク、またはサイドスティック)、ヨーと地上操縦用のラダーペダル、およびエンジン管理用のスロットルまたはスロットルクアドラントです。近年では、空力負荷を再現するために主操縦装置にフォースフィードバックが搭載されることが増えています。
このガイドでは、各ハードウェアカテゴリについて、その機能、物理的特性と人間工学が重要である理由、そして希望する飛行スタイルにどのように合わせるかを説明します。
3つの主要なコントロールパラダイム
主要な入力デバイスの選択は、セットアップにおいて最も重要な決定です。戦闘機パイロット、セスナの学生、エアバスの機長は根本的に異なるインターフェースを使用しており、適切なパラダイムこそが、航空機を不自然ではなく自然に感じさせるものです。
センターマウントジョイスティックとHOTAS
センターマウントコントロールスティックは、軍用戦闘機、曲技飛行機、ヘリコプターの標準です。パイロットの膝の間に配置されるセンタースティックは、トリムに重きを置く航空機(第二次世界大戦時代の軍用機など)では大きく意図的な入力を可能にし、迅速な戦術的操縦(現代の戦闘機など)には十分な機敏性を保ちます。
このレイアウトは、HOTASの哲学の基礎となっています。「Hands On Throttle And Stick」は、パイロットがレーダー、武器、対抗策、トリムを主要な飛行制御から手を離すことなく管理できるようにする軍事設計原則です。MOZA AB9フォースフィードバックベースに搭載されたMOZA MH16のような戦闘機スタイルの人間工学を備えたセンターマウントフライトスティックグリップは、戦闘フライトシミュレーターや軍用機に最適です。
ヨーク
コントロールヨークは、軽飛行機セスナクラスの単発機から伝統的なボーイング型商用輸送機まで、ほとんどのゼネラルアビエーション航空機の標準です。
ヨークは、中央のコラムに沿った押し引き動作でピッチを、回転動作でロールを伝達します。ゼネラルアビエーション機や輸送機は、急激な機敏性よりも安定性を優先するため、ヨークは機械的に重く、ジョイスティックよりも意図的で広範囲な操作が必要です。物理的な操作範囲が広いため、よりスムーズな飛行が促され、ヨークは民間航空、計器飛行方式(IFR)の手順、およびトラフィックパターン作業の典型的な選択肢となっています。
サイドスティック
サイドスティックは、フライバイワイヤー航空の現代を象徴しています。エアバスが商業用途で開拓し、現在では多くの現代ビジネスジェットに採用されているサイドスティックは、パイロットの横のコンソールにマウントされています。
従来のヨークとは異なり、実際のエアバスのサイドスティックは受動的な入力デバイスです。空力的なフィードバックではなく、スプリングとダンパーのような感触の短いストロークが特徴で、操縦翼面や他のパイロットのスティックとは機械的にリンクされていません。代わりに、入力はコンピュータコマンドとして送信されます。MOZA MA3Xのようなエアバススタイルのサイドスティックグリップは、現代の旅客機運航に完璧にコントロールを配置し、手動でスティックとラダーを操作するよりも複雑な自動飛行システムを管理することを好むパイロットに適しています。
ラダーペダル:忘れられた飛行の半分
ペダルはフライトセットアップにおいて最も過小評価されている購入品です。実際の航空機では、パイロットの足は手とほぼ同じくらい重要な役割を果たします。多くのパイロットは、カジュアルな飛行のために、ヨー軸用のツイストグリップジョイスティックから始めますが、これは確かに省スペースな選択肢です。しかし、飛行に真の協調性が求められるようになると、専用のペダルは欠かせないものになります。MOZA MRPのような独立したトゥーブレーキを備えた専用のラダーペダルには、2つの重要な機能があります。それは、飛行中のヨー制御と、地上での差動ブレーキです。
飛行中、ヨーはロールとは別に管理する必要があります。パイロットが旋回に入ると、下方に偏向したエルロンが抗力を発生させ、機首を旋回から逸らします(有害ヨーと呼ばれる現象)。協調旋回には、エルロンの偏向に比例したラダー入力が必要で、滑りや横滑りなく旋回を協調させます。
ラダーペダルは、横風着陸にも必須です。スリップ技術を実行するには、パイロットは同時に反対側のエルロンとラダーを適用して、航空機が滑走路の中心線とアライメントを保ちながら、風に向かって傾斜させる必要があります。この持続的な交差制御状態を正確に維持するのは、ツイストスティックでは困難です。
地上では、ペダルがノーズホイールステアリングと差動トゥーブレーキを制御します。各ペダルは独立して前方に傾き、対応する主脚をブレーキします。これにより、タイトなタキシング旋回、エンジンランナップ中の航空機の静止保持、低速タキシング中の双発機の操縦が可能になります。テールホイール航空機(テールドラッガー)の場合、滑走中にグラウンドループする傾向があるため、精密なラダーとトゥーブレーキの入力が航空機をまっすぐ追跡させます。
スロットルクアドラントとコックピットのエンジンサイド
スロットルは飛行の2番目の主要軸です。主操縦装置に次いで、コックピットの没入感を高めるハードウェアはエンジン管理に勝るものはありません。スロットルハードウェアは、シミュレートされる動力装置によって大きく異なります。
シングルレバースロットル
ほとんどの単発の一般航空機や基本的な練習用ジェット機は、単一のスロットルレバーを使用します。簡単な航空機では、これはしばしばジョイスティックのベースに直接統合されているか、スタンドアロンのスライドレバーとして販売されています。複雑なピストン航空機の場合、単発クアドラントには通常、3つの異なるレバーが含まれます。スロットル(パワー)、プロペラピッチ(RPM)、混合気(燃料対空気比)です。
マルチエンジンクアドラント
双発ピストン機、ターボプロップ機、旅客機には、各エンジンに独立したレバーが必要です。適切なマルチエンジンクアドラントは、パイロットが非対称推力を管理することを可能にし、これはエンジン故障シミュレーション中に非常に重要です。ターボプロップ機はさらに複雑で、混合気制御を燃料流量とプロペラフェザリングを管理するコンディションレバーに置き換えています。物理レバーの数は、エンジン管理の真実性を左右しますが、簡単な航空機に6レバークアドラントを搭載すると、煩雑になる可能性があります。
ディテント、リバースゾーン、アフターバーナーゲート
ハイエンドのスロットルクアドラントと一般的なスライド軸を分けるのは、触覚的なディテントの存在であり、MOZA MTQのようなモジュラーユニットは、ボーイング、エアバス、戦闘機のレバーセット間でも交換できます。ディテントは物理的なクリックストップで、パイロットがコンソールを見ずに、完全に感触だけで特定のパワー設定を行えるようにします。
エアバススタイルの旅客機は、オートスラストシステムが作動する固定された推力レバーディテント(上昇、フレックス/最大連続、離陸/ゴーアラウンド)を使用しますが、ボーイングスタイルのオートスロットルは、代わりにレバーを物理的に逆駆動します。さらに、旅客機のスロットルは逆推力機構を備えています。パイロットは、着陸時に推力リバーサーを展開するために、物理的なロックアウトを持ち上げて、アイドルストップを越えてレバーを後方に引く必要があります。
軍用スロットルは、異なるディテント構造を利用しています。戦闘機のHOTASスロットルには通常、軍用出力ゲートとアフターバーナーディテントが備わっています。パイロットは、明確な触覚的なしきい値を押し破ってリヒートを解除し、緊密なドッグファイト中にアフターバーナーが誤って作動しないようにします。
フォースフィードバック:空力負荷のシミュレーション
数十年にわたり、消費者向けフライトシミュレーターのハードウェアは、スティックまたはヨークを中央に戻すために金属製スプリングに依存していました。機能的ではあるものの、スプリングは物理的に不正確です。実際の飛行制御は、常に変化する抵抗レベルで反発します。スプリング中央制御は依然としてフライトシムデスクを支配していますが、フォースフィードバックは、シムレースにもたらされたダイレクトドライブホイールベースのシフトを反映して、ハイエンドのアップグレードとして登場しています。
MOZA AB9やより手頃なAB6バンドルのようなフォースフィードバックフライトスティックベースは、制御翼面にかかる実際の空力負荷をシミュレートすることで、ダイナミクスを完全に変えます。航空機がタキシングしているとき、コントロールは軽くて緩い感触です。離陸滑走で対気速度が上がると、エレベーターとエルロンに対する動圧が増加し、スティックは徐々に重くなります。戦闘機で高G負荷をかけるには、とてつもない肉体的労力が必要ですが、フォースフィードバックはこれを正確に再現します。
フォースフィードバックは、トリムの挙動も変革します。実際の航空機では、エレベータートリムを適用すると、ヨークまたはスティックが物理的に新しいニュートラル位置に移動します。スプリング中央コントローラーではこれができません。常に物理的な中央に戻り、不自然なソフトウェアの回避策を余儀なくされます。MOZA AY210バンドルのように、専用ヨークと組み合わせたフォースフィードバックヨークベースは、実際の機体とまったく同じように、新しいトリム位置を物理的に保持します。
さらに、フォースフィードバックは重要な触覚警告を提供します。航空機が失速する約2秒前に、翼上の乱れた気流が尾翼面に当たり、操縦桿が激しく振動します。フォースフィードバックは、この失速バフェットを明確な物理的振動として再現し、翼が失速に近づくにつれて航空機の空力限界を伝達します。
ハードウェアと航空機およびシミュレーターとのマッチング
これらの原則を実用的なマップに変換するのは簡単です。最も頻繁に飛行する航空機を特定し、それをホストするシミュレーターをメモし、レイヤーでハードウェアを構築します。
シミュレーターエコシステム別
DCS World:このシミュレーターは、高忠実度の戦闘航空に重点を置いています。HOTASセットアップは、ここでは絶対的な基本です。中央に取り付けられたスティックとレプリカの軍用スロットルは、複雑なレーダーおよび兵器システムを管理するために必要なボタンとスイッチを提供します。フォースフィードバックはDCSにおいて非常に変革的であり、G負荷抵抗、トリム力、および手動操縦における航空機の重い感触をシミュレートします。
Microsoft Flight Simulator 2024:MSFS 2024は、最も幅広い民間航空機のライブラリを特徴としており、ハードウェアの柔軟性が報われます。ヨークとマルチレバースロットルクアドラントは、軽単発機からナローボディ旅客機まで、一般航空飛行の典型的なセットアップを表します。エアバススタイルのフライバイワイヤージェットに焦点を当てるパイロットにとって、ヨークをサイドスティックに交換することは、適切な人間工学を提供します。
X-Plane 12:その優れた空力物理と研究レベルの旅客機アドオンで知られるX-Plane 12は、MSFSと同じ民間航空に焦点を当てた論理に従っています。その非常に詳細な地上物理により、正確なトゥーブレーキを備えたラダーペダルは、自信のある地上操縦とタキシングにとって事実上必須です。
航空機の分野別
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戦闘機:センタースティック、アフターバーナーディテント付きHOTASスロットル、ラダーペダル。
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一般航空:ヨーク、混合気制御付き単発または双発スロットルクアドラント、ラダーペダル。
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ボーイング旅客機:ヨーク、逆推力レバー付きマルチエンジンスロットルクアドラント、ラダーペダル。
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エアバス旅客機:サイドスティック、オートスラストディテント付き旅客機スロットルクアドラント、ラダーペダル。
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ヘリコプター:センタースティック(サイクリックとして機能)、コレクティブレバー、ラダーペダル(アンチトルクペダルとして機能)。フォースフィードバックはヘリコプターにとって特に価値があり、センタリングスプリングと格闘する代わりに、サイクリックをトリムされた位置に物理的に保持できます。
結論
フライトシミュレーターのハードウェアは、単なる周辺機器のチェックリストではありません。それは、パイロットが飛行したい航空機から直接流れ出る一連の決定です。コントロールパラダイムがシミュレートされたコックピットと一致しない場合、最も高価なハードウェアであっても不正確に感じられるでしょう。
最も論理的なアップグレードパスは、レイヤーを重ねて構築することです。まず、スティック、ヨーク、サイドスティックの中から選択して、主要な制御インターフェースを確立します。次に、適切なヨー協調と地上操縦を可能にするためにラダーペダルを追加します。その後、好みの航空機のエンジン構成に合わせたスロットルクアドラントを統合します。最後に、フォースフィードバックは、バネの張力をシミュレートされた空力負荷に置き換えることで、主要なベースが伝達するものを変化させます。エントリーからフラッグシップまで利用可能であり、最初からセットアップの基盤となり、飛行を模倣するハードウェアと真にシミュレートするハードウェアとの間のギャップを埋めることができます。
このシリーズの今後の記事では、各カテゴリを詳しく掘り下げますが、すべてのセットアップはここに示されている物理的および人間工学的な原則に遡ります。
武器の選択:ラリーシムレーシングにおけるパドルとシーケンシャル
ジョイスティック vs. HOTAS vs. ヨーク vs. サイドスティック:フライトシムコントローラーの選び方