DCS: Black Shark 2

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DCS: Black Shark 2 est une simulation de l’hélicoptère d’attaque Russe Ka-50 et le second module arrivé dans la série Digital Combat Simulator. DCS: Black Shark 2 est une version largement améliorée du DCS: Black Shark original stand alone et apporte de nombreuses nouveautés ainsi que l'intégration à DCS World.

Le Ka-50 « Black Shark » est un hélicoptère d’attaque monoplace Russe unique et redoutable qui a combattu dans le nord du Caucase. Il combine un rotor contrarotatif haute performance à une charge offensive composée de missiles , de roquettes, de bombes et d’un canon de 30mm. Le Ka-50 dispose également d'un siège éjectable ce qui est unique dans monde des voilures tournantes.

Aperçu de DCS: Black Shark 2

DCS: Black Shark 2 est un jeu PC basé sur l’hélicoptère d’attaque Russe Ka-50 et le premier titre de la nouvelle série de simulateurs de chez Eagle Dynamics et The Fighter Collection : Digital Combat Simulator (DCS). Dans la plus pure tradition d’excellence d’Eagle Dynamics, DCS: Black Shark apporte une expérience de simulation encore plus réaliste que son prédécesseur LockOn: Flaming Cliffs.

DCS: Ka-50 Black Shark offre un niveau de réalisme inégalé tant au niveau de la dynamique de vol que dans la modélisation des instruments, de l’avionique et des systèmes d’armes. L’intelligence artificielle des véhicules terrestres et des hélicoptères a été grandement améliorée ainsi que la modélisation des armes. Un nouvel éditeur de missions inclue un puissant système cartographique qui permet à l’utilisateur de facilement créer missions et campagnes. Un nouveau système de campagnes déplace la ligne de front de la zone de combat vers l’avant ou l’arrière en fonction du succès ou de l’échec de votre mission. Grâce à la flexibilité du système de DCS, de nouveaux avions et hélicoptères peuvent être ajoutés.

Modélisation des systèmes du Ka-50

Le modèle de vol et les systèmes du Ka-50 ont été implémentés de la façon suivante :

Modélisation de la dynamique d’un hélicoptère

Forces and moments applied to helicopter model
X, Y, Z – axes de référence
V – vecteur vitesse
Fmg – gravité
FFUZ – force aérodynamique sur le fuselage
FRW – force aérodynamique sur l’aile droite
FLW – force aérodynamique sur l’aile gauche
FRS – force aérodynamique sur le stabilisateur droit
FLS – force aérodynamique sur le stabilisateur gauche
FF – force aérodynamique sur le stabilisateur vertical
F1BL1 ... F6BL1 – forces résultantes des pales
T – force de traction résultante des rotors, T = ∑1616FiBLj

Les équations de la dynamique des solides ont été utilisées pour calculer la trajectoire de vol de l’hélicoptère. En résumé, cela signifie que toutes les forces externes et les moments sont utilisés pour calculer en 3D la position et l'orientation de l’objet dans l’espace.

Les propriétés aérodynamiques de la cellule du Ka-50 sont dérivées des paramètres de ses sous-éléments: fuselage, ailes, queue et train d’atterrissage. Chacun de ces éléments possède sa propre orientation par rapport au système de coordonnées locale de la cellule et a ses propres caractéristiques aérodynamiques. Chaque sous-élément est calculé par des diagrammes de coefficients portance/traînée indépendants, le niveau des dommages influe sur les propriétés de portance, la position du centre de gravité (CG) et les caractéristiques inertielles. Les forces agissant sur chaque sous-élément de la cellule sont calculées séparément dans leur propre système de coordonnées en prenant en compte la vitesse air locale du sous-élément concerné.

Les contacts avec le sol et les objets externes sont modélisés sur la base du système de points de contact rigides.

Train d’atterrissage

Le train d’atterrissage est modélisé par éléments, chacun comprenant une jambe, une roue et un amortisseur. La roulette de nez s’oriente en fonction des forces extérieures qu'elle subit. Une telle modélisation permet de simuler des comportements réalistes tels que l’effet de ‘shimmy’ à haute vitesse. Rentrer ou sortir les trains d’atterrissage peut entraîner le repositionnement du centre de gravité. En modélisant le fonctionnement du train d’atterrissage et ses propriétés cinématiques , les forces externes et hydrauliques sont toutes prises en compte. Le résultat est un comportement réaliste dans toutes les conditions.

Modélisation des dommages

Ka-50 damages in the game

Le modèle des dommages est basé sur les forces aérodynamique et de contact rigide si applicable. Les dommages sur les composants de la cellule, train d’atterrissage, roues, capteurs et systèmes sont tous pris en compte. Tout dommage affectera les propriétés physiques et fonctionnelles de l’hélicoptère et repositionnera son centre de gravité.

Modélisation du rotor

Le modèle du rotor du Ka-50 Black Shark est révolutionnaire dans le monde des simulateurs d’hélicoptères. Il est basé sur un modèle commun pour chaque pale avec son propre mouvement complexe par rapport à l’axe de rotation du rotor, aussi bien en vertical (flapping) qu'en horizontal (trailing). Chaque pale est composée de plusieurs éléments, chacun ayant son propre vecteur vitesse basé sur son orientation, sa torsion et sa vitesse induite pour une section de rotor donnée. La vitesse induite est calculée en résolvant des équations basées sur l’application simultanée du théorème de conservation des moments et de la méthode des éléments de pale. Ceci permet de simuler un comportement dynamique naturel de l’hélicoptère tel que : déformation conique du rotor en vol, oscillations en stationnaire avec le manche fixe, mouvement du cyclique augmentant en fonction de la vitesse air, excès de puissance disponible après la transition du stationnaire vers le vol horizontal (ETL), effet de sol (sur des surfaces inclinées ou près d’objets au sol), phénomène d'anneaux  vortex, décrochage des pales, collision entre pales. Dans le cas de l'endommagement d’une des pales, la dynamique correspondante est modélisée et intégrée au modèle global du rotor.

Groupe motopropulseur

Engines and power train
  1. Démarreur moteur droit.
  2. Moteur droit TV3-117VMA.
  3. Boîte de transmission principale.
  4. Moteur gauche TV3-117VMA.
  5. Démarreur moteur gauche.
  6. Boîte de transmission intermédiaire.
  1. APU (unité de puissance auxiliaire).
  2. Conduite de prélèvement d’air de l’APU.
  3. Générateur droit.
  4. Entraînement de la turbine.
  5. Générateur gauche.
  6. Arbre d'entraînement d’entrée.

Le groupe motopropulseur du Ka-50 est composé d’une boîte de transmission avec des embrayages roue libre, deux turbomoteurs TV3-117VMA avec régulateurs électroniques, une unité de puissance auxiliaire et un turbo réducteur.

Pour la première fois dans l’histoire de la simulation de vol, la modélisation du groupe motopropulseur est basée sur le modèle physique détaillé d’un turbomoteur avec son système de composants : entrée d’air, chambre de combustion, turbine haute pression et turbine d'entraînement avec son échappement.

Ce modèle correspond au vrai moteur dans tous les modes opératoires en termes de puissance délivrée, d’accélération, de régime du compresseur, de température de sortie des gaz (EGT) et de consommation de carburant, par rapport à la température ambiante et la pression atmosphérique. Le fonctionnement des vannes de prélèvement d’air est modélisée pour le compresseur et son système anti décrochage, le système de dégivrage et le système anti sable. En réduisant le flux d’air au travers du moteur, ces fonctions augmentent l’EGT et diminuent la puissance disponible au décollage. La dégradation des paramètres des composants, le dépassement des limites opérationnelles lors des décollages, les modes de puissance d’urgence ou de perte de puissance avec dépassement des limites EGT sont implémentés dans la modélisation de la durée de vie du moteur.

TV3-117 engine
P,T – Pression et Température pour les profils indiqués.
  1. Compresseur.
  2. Arbre du compresseur.
  3. Chambre de combustion annulaire.
  1. Turbine du compresseur.
  2. Turbine libre.
  3. Diffuseur.
  4. Arbre de puissance.

L’étouffement du compresseur dû au givrage de l'entrée d'air est modélisé et entraîne une perte de puissance, l’augmentation de l’EGT, le décrochage du compresseur et l’extinction du moteur qui est modélisée en calculant le ratio air-carburant dans la chambre de combustion.

Le système de contrôle moteur, comme dans la réalité, est compose d’un régulateur de régime du turbocompresseur (générateur de gaz-GG), d’un régulateur de régime de la turbine de travail, d’un démarreur et accélérateur automatique, d'un régulateur électronique du moteur (EEG) qui limite l’EGT max et surveille/limite le régime de la turbine de travail. A part le contrôle direct du moteur, le système gère aussi le cycle de démarrage de l’unité de puissance auxiliaire (APU), des moteurs et des turbines de puissance, les équipements de test sur le moteur et les contrôles comme le faux démarrage, la ventilation, les tests EEG, le réajustement du régulateur de vitesse de la turbine de puissance et beaucoup d’autres choses.

Le système hydraulique

Le système hydraulique comporte toutes les servocommandes, accumulateurs, réservoirs et pompes de gavage. Comme dans le système réel, il est divisé en système principal et système des servitudes, chacun possède ses propres conduites, pompes et actionneurs. Dans la modélisation de la servocommande, le déplacement de la tige en fonction de la pression hydraulique (et de la position de la vanne) est prise en compte ainsi que d’autres facteurs externes comme le moment de l'articulation, la réaction du support... etc. La pression du système est déterminée par la charge dans l’accumulateur en fonction du débit de la pompe, de la consommation des charges et des fuites résultant de dommages.

Le système carburant

Fuel System diagram
  1. Pompe. Une par réservoir.
  2. Mano-contact. Un par réservoir.
  3. Clapet anti-retour.
  4. Vanne à flotteur.
  5. Dalot. Pour les réservoirs avant et arrière.
  1. Jauge de carburant. Pour les réservoirs avant et arrière.
  2. Vanne d’arrêt du moteur gauche.
  3. Vanne d’intercommunication.
  4. Vanne d’arrêt du moteur droit.
  5. Dérivation du clapet anti-retour.
  6. Vanne d’arrêt de l’APU.

Le système de carburant de l’hélicoptère comprend les réservoirs, les conduites, les pompes et les vannes. La consommation de carburant change la position du centre de masse y compris pour les limites de fonctionnement autorisées. Le système de carburant est entièrement contrôlé depuis le cockpit par le pilote.

Le système électrique

Electrical system

Le système électrique comprend :

  • Le système principal de distribution du courant alternatif (AC)
  • Le système de secours de distribution du courant alternatif (AC)
  • Le système de distribution  du courant continu (DC)
  • Les sources de courant extérieures pour l'alimentation en courant continu et alternatif.

Le système de génération de courant électrique du KA-50 fournit le courant alternatif et continu aux bus primaires et de secours ainsi qu’aux équipements de distribution. Cette génération de courant est utilisée pour faire fonctionner les équipements avioniques, l’éclairage interne et externe, l’hydraulique, le contrôle et surveillance du système de carburant, les moteurs et l’unité de puissance auxiliaire de démarrage des systèmes. Au sol, un groupe de puissance externe peut être utilisée comme source alternative de courant. En plus de ses capacités de génération de courant, le Ka-50 dispose également de batteries desquelles le courant peut être tiré.

Le système de courant alternatif

Le système électrique primaire est alimenté par des générateurs de courant alternatif (AC) 115/200V, 400Hz. Cette alimentation est ensuite partagée entre les systèmes droits et gauches sur des canaux indépendants afin de fournir un système redondant. Le fonctionnement des générateurs est dépendant de celui des moteurs droit et gauche car chacun comporte le réducteur qui entraîne le générateur. Les systèmes du canal gauche peuvent être alimentés par le générateur droit et vice versa. Dans le cas où les deux générateurs tombent en  panne, un onduleur de secours peut prendre le relais pour alimenter les systèmes les plus critiques pendant que le courant continu déclenche le système d’alerte en vol.

Le système de courant continu

Les systèmes nécessitant du courant continu (DC) sont alimentés par du 27V à l’aide de transformateurs/redresseurs. Ils sont actifs pendant que les générateurs sont utilisés. Si l’un d'eux est déconnecté, les systèmes seront commutés sur l'autre. Si les deux transformateurs/redresseurs sont hors ligne, les systèmes avioniques les plus critiques seront commutés sur le circuit courant continu de secours.

L’endommagement du système de génération électrique apparaît aussi dans le modèle visuel de dommage du Ka-50. Une approche de type cause à effet est implémentée de façon à ce que la perte de puissance électrique vers les systèmes ait un effet en cascade. Plus concrètement, cela signifie que la perte d’un système électrique aura une répercussion qui affectera tous les éléments connectés à ce système.

Aperçu des systèmes avioniques du Ka-50

Bien qu’un manuel extrêmement détaillé est fourni avec DCS: Black Shark, les paragraphes suivants vous donneront un petit aperçu des systèmes avioniques modélisés dans notre simulation de Ka-50. Les systèmes de vol, de navigation, de visée et de défense sont inclus dans cet aperçu.

Instruments du Cockpit

Ka-50 cockpit overview

Les instruments du cockpit du Ka-50 sont généralement des indicateurs électromécaniques traditionnels montés sur les panneaux avants, latéraux et arrières. Ces instruments sont divisés en trois groupes: contrôle du vol, contrôle/surveillance des moteurs et contrôle des systèmes. D’autres interfaces du cockpit comprennent des interrupteurs traditionnels, des cadrans et des interrupteurs à  plusieurs positions. Enfin, le Ka-50 possède plusieurs séries de voyants d'alerte et les commande des éclairages cockpit.

Système avancé à défilement de carte (ABRIS)

AMMS ABRIS display

Le panneau de l’ABRIS est un afficheur multifonctions qui permet au pilote d’effectuer les tâches suivantes :

  • Programmer, éditer et sauvegarder les points de navigation, pistes, radiobalises, position des cibles, étude du terrain le long de la trajectoire, etc.
  • Modifier le plan de vol pendant les missions.
  • Déterminer en temps réel les coordonnées de l’hélicoptère en utilisant le système de navigation par satellite intégré (GPS/GLONASS), afficher sa position sur la carte à défilement électronique, changer l’échelle de la carte, vérifier l'écart de route et d'autres informations nécessaires à la navigation.
  • Afficher les informations aéronautiques et le plan de vol nécessaire à la navigation pendant toutes les phases de la mission.
  • Recevoir les informations fournies par les capteurs autonomes d’altitude pour les besoins du capteur intégré du système de navigation par satellite.
  • Recevoir et traiter les informations d’autres systèmes avioniques comme le système de navigation/ciblage “Rubicon” et des équipements de liaisons de données.
  • Indiquer la position des ailiers en utilisant le système de transmission de données et visualiser la ligne de visée du système “Shkval”.
  • Annoter la carte avec du texte et des symboles.

Système de ciblage et navigation « Rubicon »

Data entry panel of Rubicon

Le système de ciblage-navigation est conçu pour intégrer les tâches de combat, navigation et vol en traitant à la fois les données analogiques et numériques. Le « Rubicon » est intégré avec le système de ciblage “Shkval”, le système d’affichage des informations de vol et le système de contrôle des armes.

Système de navigation « Radian »

Le « Radian » est un sous-système du « Rubicon » qui permet d’automatiser la navigation en vol. Le « Radian » peut stocker des informations dans sa mémoire comme les coordonnées pour deux terrains, six points de navigation, dix cibles et quatre points de référence.

Système I-251 « Shkval »

Targeting complex Shkval
The IT-23 video indicator of Shkval system

Le système « Shkval » est composé d’une caméra de télévision combinée à un télémètre/désignateur laser destiné à guider les missiles antichar.

Le système « Shkval » peut être gyro-stabilisé et est capable de poursuivre automatiquement une cible préalablement désignée. Il possède deux niveaux de zoom: un grand champ à amplification 6x et un étroit à amplification 22x. Les limites de ce champ correspondent aux limites du système de stabilisation à savoir ±35° en azimut et +15° à -80° en élévation.

L’image vidéo apparaît en niveaux de gris sur le moniteur de télévision IT-23VM.

Le « Shkval » peut être configuré pour rechercher automatiquement des cibles et la vitesse de balayage peut être réglée manuellement par le pilote depuis le cockpit.

Pour déplacer la caméra du «Shkval» vers une position désirée, le pilote utilise le mini-manche situé sur son manche de cyclique.

Système d'affichage d'informations « Ranet »

Le système d'affichage d’informations « Ranet » est conçu pour traiter et afficher des informations sur le vol, la navigation et les cibles sur l’afficheur tête haute et l’écran vidéo IT-23.

Afficheur Tête Haute (HUD) ILS-31

HUD and IT-23 with the Ranet information of display system

L’afficheur tête haute (HUD) est modélisé comme un dispositif optique collimaté à l’infini. Cela permet au pilote de regarder l'extérieur du cockpit au travers du HUD tout en étant en mesure de lire les symboles affichés dessus.

Les informations de vol, de navigation et de ciblage reçues du système d’affichage d’information “Ranet” sont affichées sur le HUD.

Viseur de casque (HMS)

HMS pointer

Le viseur de casque HMS est conçu pour transmettre des informations de ciblage au système “Shkval”. Les coordonnées angulaires du HMS, telles que définies par la ligne de visée du pilote, sont transmises au système de ciblage « Shkval » afin de rallier sur l’objectif.

Les limites du champ de vision sont ±60° en azimut et de -20° to +45° en élévation.

Jumelles de vision nocturnes OVN-1

Outside cockpit view through night vision goggles

Les jumelles de vision nocturnes (NVG) sont disponibles afin de permettre au pilote de naviguer dans des conditions de faible luminosité.

Pilote automatique

Autopilot control panel

Le pilote automatique est intégré avec les systèmes de navigation et de ciblage. Il génère les commandes nécessaires au système pour corriger les déviations par rapport aux valeurs d'attitude et d'altitude assignées.

Système de navigation inertielle

Le système de navigation inertielle Ts-061 comprend la plateforme gyroscopique et les trois accéléromètres chargés de déterminer la trajectoire et l’attitude de l’hélicoptère. Le système mesure également les accélérations afin de calculer vitesse et position inertielle de l’hélicoptère.

Système anémométrique

Le système anémométrique est conçu pour recevoir les informations des diverses sondes et capteurs, les traiter et les présenter au pilote.

Système de navigation Doppler

Le système de navigation Doppler est utilisé pour déterminer la vitesse et la dérive de l’hélicoptère.

Équipement de liaison de données

Data-link control panel

Le système de liaison de données permet l’échange de jusqu’à 16 cibles et points de référence entre les hélicoptères. L’échange de la position de chaque hélicoptère est automatiquement mise à jour entre les 4 appareils d’une formation. Ces informations sont affichées sur l’ABRIS.

Récepteur d’alerte laser L-140 « Otklik »

Laser warning indicator

Le récepteur d’alerte laser détecte les télémètres laser de combat ainsi que les désignateurs laser. Si l’hélicoptère est illuminé, une indication sur le type de laser ainsi que sur le quadrant depuis lequel le laser émet est fournie.

Équipement de contre-mesures

Original appearance of countermeasure dispensers
UV-26 dispensers control panel

Les lanceurs de fusées contre-mesures (flares) sont montés à l’extrémité des ailes.

Le panneau de contrôle UV-26 est utilisé pour programmer les lanceurs de contre-mesures. En fonction du type de menace, le pilote peut régler le programme adéquat pour disperser les leurres. Le pilote peut définir le nombre de leurres, l’intervalle de temps les séparant et l’intervalle de temps entre deux salves. En utilisant de panneau de contrôle, il est possible également de sélectionner lequel des lanceurs utiliser (gauche ou droit) et quand commencer et arrêter le programme de dispersion.

Radio UHF R-800

R-800 panel (in center)

La radio UHF R-800 permet au pilote de communiquer avec la tour de contrôle et les autres appareils. La R-800 est aussi utilisée pour envoyer et recevoir les transmissions de données cryptées.

Radiogoniomètre automatique (Automatic Direction Finder - ADF) ARK-22

ADF panel (in center)

L’ADF fournit un moyen de navigation en utilisant les NDB (non directional beacons - radiobalises non directionnelles) ou en diffusant des stations de radio. Il peut également surveiller des stations sol dans la bande MW (ondes moyennes).

Appareils IA (Intelligence Artificielle)

La principale innovation en ce qui concerne les appareils IA dans “Black Shark” est l’inclusion d’un nouveau système de modèle de vol amélioré. Dans les précédentes productions de Eagle Dynamics comme Lock-On, le modèle de vol des appareils IA ne permettait pas un comportement très réaliste. Par exemple, les animations étaient quelquefois utilisées pour compléter les équations de la dynamique de vol ce qui entraînait parfois un comportement peu réaliste comme des angles d’incidence ou de décollages irréalistes dans certaines situations. Cette absence de modélisation détaillée de l'angle d’incidence et de l’influence du vent de travers causait des problèmes lorsque les appareils IA tentaient de se poser dans ces conditions.

C-130 cross-wind landing

Pour “Black Shark”, le modèle de vol standard (SFM) utilisé pour les appareils IA est le même que celui des appareils pilotés par les joueurs dans notre ancien simulateur “Lock-On”. Ce modèle de vol amélioré apporte des performances bien plus réalistes pour les appareils IA. Seul les modèles de vol avancés et professionnels (AFM/PFM) proposé pour les appareils pilotables DCS lui sont supérieurs.

En utilisant les SFM, les équations utilisées pour déduire le mouvement des appareils prennent en compte leurs caractéristiques aérodynamiques et inertielles uniques. Le modèle du moteur utilise les éléments de poussée et de consommation de carburant pour déterminer avec plus de précision encore la vitesse et l’altitude de l’appareil. Ces calculs permettent au SFM de modéliser les caractéristiques de vol réalistes (accélération, taux de montée, altitude maximum, vitesse maximum et minimum, rayon de virage, taux de virage instantané et soutenu, durée de vol et autonomie). En convertissant les appareils IA de « Black Shark » au standard SFM, il a fallu modifier près de 50 appareils !

Grâce à ces progrès dans la dynamique de vol des appareils IA, il leur est maintenant possible d’effectuer des manœuvres de vol et des tactiques de combat plus évoluées :

  • Les IA peuvent entamer des montées et des descentes aux vitesses optimales en utilisant des calculs automatiques
  • Amélioration des mécanismes de commandes en fonction de la vitesse
  • Les appareils IA sont maintenant capables d’effectuer des atterrissages et des décollages par vent de travers depuis les pistes et les porte-avions.
  • Les appareils IA tiennent maintenant la formation de façon plus réaliste
  • Les appareils IA utilisent maintenant des manœuvres plus réalistes pour échapper aux menaces
  • Des limites de vitesses réalistes ont été implémentées.
  • Les appareils IA retournent à la base d’une façon plus réaliste lorsqu’il sont à court de carburant
  • La manœuvrabilité lors de combat à portée visuelle a été améliorée
  • Les appareils IA possèdent de meilleures capacités d’évitement lors qu'ils sont attaqués par l'arrière
  • Les appareils IA ont une précision accrue lors des attaques au canon ou à la roquette

Ces améliorations conduisent à des combats plus réalistes entre les joueurs et les appareils IA.

Véhicules, Navires et Armes

SA-6 missile
BTR-80

Les véhicules, navires et armes comme les bombes, roquettes, missiles et canons ont été améliorés de façon significative dans “Black Shark”. Ces améliorations comprennent :

  • Le choix dans les véhicules actifs disponibles dans l’éditeur de mission a été fortement augmenté. Ces nouveaux modèles comprennent de nouveaux types de véhicules ainsi que des améliorations substantielles des véhicules existant de « Flaming Cliffs ». Le niveau de détail des objets 3D, textures et animations a été fortement amélioré comparé à « Flaming Cliffs ».
  • Chaque véhicule peut maintenant utiliser plusieurs types d’armes simultanément. Par exemple, un char peut maintenant engager d’autres véhicules à l’aide de son canon principal tout en combattant des appareils ou de l’infanterie avec ses armes automatiques lourdes ou légères. Cela offre un niveau d’affrontement plus réaliste pour les véhicules au sol.
  • Les algorithmes balistiques pour les obus de canons ont été fortement améliorés afin d’inclure une modélisation physique complète. Le vol de ces projectiles est maintenant très réaliste.
  • Les groupes ou véhicules au sol peuvent désormais utiliser des algorithmes bien plus complexes pour déterminer comment ils engageront leurs cibles, changeront leurs trajectoires ou modifieront leurs formations pour s’adapter à la cible/menace. Cela offre des batailles au sol bien plus réaliste dans lesquelles les unités se comportent avec une certaine forme d’intelligence.
  • Les algorithmes de simulation des véhicules au sol, navires et armes ont été perfectionnés afin de fournir une amélioration sensible des performances du système. Cela permet au joueur de positionner de nombreuses unités détaillées sans que cela ne pénalise les performances du système.
  • Tous les véhicules comprennent maintenant plusieurs niveaux de détail (LOD) ce qui aide à conserver les performances système.
  • Les unités d’infanterie sont maintenant incluses.

Modèle de vol des hélicoptères IA

Le modèle de la dynamique de vol des hélicoptères IA (nommé “modèle IA” par la suite) dans “DCS : Black Shark” est une version simplifiée du modèle avancé (AFM), utilisé par les hélicoptères contrôlés par les joueurs. Néanmoins, il est basé sur les mêmes équations de calcul des mouvements. Le modèle standard offre des trajectoires réalistes et des effets sur les commandes pendant les manœuvres.

La principale caractéristique du modèle IA est une approximation des forces qui s’appliquent sur le corps rigide d’un hélicoptère. Grâce au modèle IA, les forces aérodynamiques sur le fuselage et les forces du rotor sont calculées en utilisant les mêmes algorithmes que ceux du modèle avancé mais avec quelques simplifications afin de réduire la quantité de calculs. Par exemple, le modèle standard du rotor calcule la vitesse induite et la portance de la même manière que celle du modèle avancé mais avec un nombre de segments plus réduit pris en compte dans le calcul. Le mouvement de battement vertical des pales et le vecteur portance du rotor sont calculés en utilisant les paramètres de vol et de commandes en cours.

La partie aérodynamique du modèle IA comprend un calcul dynamique sur le fuselage comme source de traînée et sur l'empennage pour la stabilité du vol. Tous les hélicoptères IA dans la série DCS ont leur propre ensemble de propriétés d’écoulement de l’air autour du fuselage et des empennages.

AI Helicopter AH-64A in action

Le modèle IA comprend le groupe motopropulseur composé d’un moteur et d’un système qui maintient automatiquement le régime moteur (RPM). Un régulateur de carburant contrôle la puissance moteur en fonction de la position du collectif et de la différence entre le réglage du régime moteur le plus efficace et celui en cours. La puissance maximale disponible pour toute pression atmosphérique, altitude et température données est calculée en utilisant des tables de valeurs dérivées du modèle avancé du moteur ou des données du fabricant si disponibles. Les propriétés dynamiques du moteur sont modélisées en intégrant son temps de réaction. Le régime de la turbine de puissance est réglé en fonctions de la puissance effective du moteur.

Comme dans le modèle avancé, les hélicoptères IA peuvent utiliser leurs trains d’atterrissage composés de roues, de jambes et d’amortisseurs.

La modélisation d’un fuselage unique ainsi que des empennages qui composent l’hélicoptère IA offrent des propriétés de vol réalistes lorsqu'il est endommagé. Ceci est obtenu en supprimant les éléments détériorés des calculs aérodynamiques. Rotor de queue, pylônes, parties du rotor principal etc peuvent être perdus.

Bien que contrôlé par l’ordinateur, l’IA pilote toujours l’hélicoptère au travers des pas cyclique et collectif, et du palonnier. Les algorithmes IA prennent en compte ces limitations pour chaque type d’hélicoptères.

Le monde du Black Shark

Les opérations « DCS: Black Shark » se déroulent dans la région ouest du Caucase, une partie de la Russie, de la Géorgie ainsi qu’une petite partie de la Turquie. Pour la Russie, une attention particulière a été portée aux régions clés de Krasnodarskiy, Karachayrvo-Cherkesiya, Kabardino-Balkariya et Stavropol. Quelques-unes de ces régions sont issues de “Flaming Cliffs” mais “DCS: Black Shark” y a ajouté une surface bien plus considérable, particulièrement en Géorgie. La carte de « DCS: Black Shark » couvre environ 330 000 km2 de terrain et de mer. “DCS World” a encore étendu cette carte vers l'est, jusqu'à inclure Mozdok, Beslan et Tbilissi (non représentés ici).

Blue dots represent new airbases

La carte comporte un large ensemble de caractéristiques topographiques telles que plaines, champs cultivés, forêts, collines, montagnes, ruisseaux, rivières, lacs et mers.

Le détail des données du relief a été augmenté dans “DCS: Black Shark” afin de fournir une zone de survol à basse altitude plus réaliste pour les hélicoptères. Etant donnée la nature des opérations des hélicoptères d’attaque, avoir à disposition une zone détaillée est un must. De larges portions de la matrice de données du relief dans « DCS : Black Shark » contiennent deux fois plus de triangles que ceux utilisés pour créer le terrain de « Flaming Cliffs ».

La matrice du relief est particulièrement détaillée dans la région de Mineralnye Vody. L’image de gauche ci-dessous montre la matrice du relief depuis la même hauteur que les images précédentes. L’image de droite montre le centre de la zone mais à une échelle double (zoom x2). Remarquez que le « mesh » apparaît encore très détaillé.

To the left is the area between Tuapse and Sochi and to the right is an example of the Batumi region

Deux exemples du meilleur niveau de détail du “mesh” du terrain. A gauche la zone entre Tuapse et Sochi et à droite l’exemple de la région de Batumi.

The terrain elevation matrix is particularly detailed in the Mineralnye Vody area of the map

En plus des données de relief plus fines, nous avons également augmenté la résolution des textures du sol pour les villes, les champs cultivés et les bases aériennes. Les autres textures ont été modifiées pour apparaître plus conformes au relief. Les images ci-dessous comparent la même région « Flaming Cliffs » et « DCS : Black Shark ». La combinaison d’une topographie plus détaillée et de textures hautes résolutions fournit un terrain à survoler et où combattre bien plus détaillé.

Exemples de “mesh” terrain et textures normaux à gauche et améliorés à droite.

Examples of normal terrain mesh and textures on left and improved terrain mesh and improved textures on the right
Examples of normal terrain mesh and textures on left and improved terrain mesh and improved textures on the right
Examples of normal terrain mesh and textures on left and improved terrain mesh and improved textures on the right
Examples of normal terrain mesh and textures on left and improved terrain mesh and improved textures on the right

Avec l’expansion du terrain, nous avons également rajouté de nombreuses villes, routes, chemins de fer, lignes haute tension, forêts, ruisseaux, rivières et bien d’autres particularités afin de remplir ce monde. En ce qui concerne à la fois le nouveau et l'ancien terrain existant depuis « Flaming Cliffs », nous avons augmenté la densité des détails, objets et routes. De nombreuses constructions ont reçu une mise à jour et plus de détails.

Afin de supporter les opérations aériennes dans les nouvelles zone, “DCS : Black Shark” a rajouté six nouveaux aérodromes, deux en Russie et quatre en Géorgie. Ces nouvelles bases sont représentées par les points bleus clairs de l’image en début de cette section.

Afin de donner aux ruisseaux une apparence plus naturelle, “DCS: Black Shark” inclus des animations de textures de l’eau. Les images ci-dessous illustrent la différence entre les ruisseaux dans “Flaming Cliffs” et ceux de “DCS: Black Shark”.

Exemple de rivière statique (image du dessus) et animée (image du dessous).

Static example of river on at the top and animated river

Radio-navigation et modélisation de la physique des ondes

Radio-navigation DCS: Black Shark offre une modélisation authentique des équipements de radio navigation. Le monde de DCS inclus plusieurs aides à la radio navigation disponibles dans la modélisation du théâtre d’opérations de la simulation, incluant :

  • Radiobalise non directionnelle (NDB)
  • Marqueur extérieur NDB d’aérodrome
  • Marqueur intérieur NDB d’aérodrome
  • Marqueurs NDB
  • Stations de transmission

Bien que non utilisées par le Ka-50, le code de la simulation supporte plusieurs types d’aides à la radio navigation pour les futurs modules DCS, théâtres d’opérations et scénarios de campagnes, incluant :
  • RSBN
  • VOR
  • TACAN
  • VOR/TAC
  • DME
  • VOR/DME
  • ILS
  • ILS Marker

Le modèle de DCS Ka-50 comprend les équipements radio suivants :
  • Radiogoniomètre automatique ARK-22 (Automatic Direction Finder / ADF)
  • Récepteur balise ID
  • Radio R-800L UHF
  • Radio R-828 UHF
  • Poste intercom SPU-9
  • Système avancé de carte mobile ABRIS (Advanced Moving Map System / AMMS)

Outer Locator NDB

En général, les aérodromes sont équipés de balises extérieures et intérieures (OUTER et INNER NDB) pour chaque piste à respectivement 4000m et 1300m du seuil. Quelques aérodromes sont configurés différemment en fonction des conditions locales comme la proximité de montagnes ou de la mer. Chaque balise dans la simulation se voit assigné une fréquence réaliste dans la bande 150-1750Khz et une identification en code Morse. De plus, chaque NDB comprend une balise de marquage émettant sur 75Mhz. La carte comprend également des NDB indépendants, placés de façon réaliste et comprenant des fréquences et ID propres.

ARK
HSI

Pour la radio navigation, le pilote de Ka-50 peut utiliser l’ADF ARK-22 et l’AMMS ABRIS.

L’ADF ARK-22 contrôle l'aiguille du RMI (Radio Magnetic Indicator) sur le HSI (Horizontal Situation Indicator), qui pointe dans la direction du signal émis. Pour utiliser l’ADF, le pilote peut sélectionner un des huit canaux préprogrammés, chacun comportant deux fréquences radio. Une fois dans la zone de réception des émetteurs choisis, l’ADF commence à pointer automatiquement de l'un à l'autre. Alternativement, le pilot peut manuellement choisir vers laquelle des deux fréquences du canal sélectionné il veut se diriger. Par exemple, la première fréquence d’un canal ADF donné peut être programmée pour pointer sur la balise OUTER de l’aérodrome et la seconde sur la balise INNER, etc. Le pilote peut vérifier la sélection correcte de la balise en configurant l’ADF pour lui fournir un signal audio de son identifiant. Bien que dans réalité, les fréquences de chaque ADF ne puissent être réglées que par le personnel au sol, les joueurs peuvent les éditer dans les fichiers de configuration ADF hors simulation.

FPL
HSI

L’ADF ARK-22 peut également être asservi à la radio UHF R-800L1. Dans ce cas, l’aiguille du RMI sur le HSI est dirigée vers l’émetteur de la fréquence sélectionnée sur la radio R-800L1. Par exemple, le chef de patrouille peut maintenir un cap vers son ailier lorsque ce dernier transmet un appel radio. La radio R-800L1 peut également être utilisée pour régler l’ADF sur n’importe quelle station de transmission, telle que la station de radio commerciale « Radio Mayak » à Maykop. Le joueur DCS peut charger des fichiers audio dans des répertoires spécifiques qui seront joués lorsqu’il règle la radio sur la fréquence et la bande de la station émettrice.

En utilisant l’AMMS ABRIS, le pilote peut sélectionner n’importe quelle station de radio dans la base de données afin d’obtenir des informations sur la fréquence, le code et l’ID. En utilisant les pages options de l’ABRIS, le joueur peut assigner les aiguilles 1 ou 2 du RMI sur les pages ARC et HSI de l’ABRIS afin d’afficher l’azimut de la balise radio.

Le système d’intercommunication SPU-9 sélectionne le système radio utilisé par le pilote. Il peut être réglé sur UHF1 (R-828), UHF2 (R-800L1), KV (ADF and Marker Beacon), et NOP (sol).

La radio R-828 est utilisée pour les communications avec les unités de combat au sol et ne fait pas partie des équipements de navigation.

GPS/GLONASS

DCS : Black Shark offre un menu étendu de radiocommunications avec les tours de contrôle des aérodromes et le personnel au sol. Une fois les radios alimentées et correctement configurées, le joueur peut communiquer avec l’équipe au sol afin de choisir l’armement à bord, la quantité de carburant, les systèmes de visée (HMS ou NVG), l’alimentation en courant de l’appareil, etc. Le joueur peut communiquer avec la tour pour demander l’autorisation de mise en route, de roulage ou de test en stationnaire... etc.

La modélisation de la physique des ondes dans DCS calcule chaque transmission en temps réel et détermine le niveau de signal local en fonction de multiples paramètres, incluant l’heure du jour (effet ionosphérique), le type de surface (terrain accidenté, pavé, eau, etc.), la distance à l’émetteur, sa puissance... etc. Du fait que le trafic radio est transmis en « direct », la réception peut être interrompue en tous points par une interférence naturelle ou artificielle comme la topographie ou la configuration radio. Par exemple, si le joueur change sa fréquence radio, la réception sera interrompue, mais pourra reprendre une fois la radio reconfigurée sur la fréquence de l’émetteur précédent. Les unités IA réagissent aux appels radio uniquement si la transmission réussie.

Le joueur DCS peut, au travers de fichiers spécifiques, configurer les différentes fréquences utilisées par les unités dans le jeu, incluant sa propre patrouille, la tour, l’AWACS... etc.

Hydraulique

Hydraulics
  1. Manomètre du système hydraulique principal
  2. Manomètre du système hydraulique des servitudes
  3. Contacteur de la servo-valve hydraulique principale et servitudes
  4. Servo-vérins tangage, roulis, lacet et collectif
  5. Accumulateurs hydrauliques du canon mobile
  6. Verrouillage en position du canon
  7. Vérin vertical du canon mobile
  8. Vérin horizontal du canon mobile
  1. Canon mobile
  2. Contacteur de sélection du circuit de secours train
  3. Levier du train d’atterrissage
  4. Vanne de verrouillage du train principal gauche
  5. Vanne de verrouillage du train avant
  6. Vanne de verrouillage du train principal droit
  7. Vérin train principal gauche
  8. Vérin train avant
  9. Vérin train principal droit
  10. Vérin de trappe de train principal droit
  1. Vérin de trappe de train principal gauche
  2. Manomètre de pression des freins
  3. Vérin de frein du train principal gauche
  4. Vérin de frein du train principal droit
  5. Accumulateur hydraulique des freins
  6. Pompe du système des servitudes
  7. Réservoir du système des servitudes
  8. Accumulateur du système des servitudes
  9. Pompe du système principal
  10. Réservoir du système principal
  11. Accumulateur du système principal

Le système hydraulique du Ka-50 est utilisé pour fournir la puissance hydraulique aux divers systèmes de l’hélicoptère. Il consiste en deux sous-systèmes :

  • Le système hydraulique principal alimente les vérins pour le tangage, le roulis, le lacet et le collectif. Dans le cas d’une panne du système des servitudes, il assure également la sortie d’urgence du train d’atterrissage.
  • Le système des servitudes alimente la rentrée et sortie du train d’atterrissage, les freins de roues et l’orientation du canon. En cas de panne du système principal, il alimente les vérins des contrôles de vol.

Chaque système est composé d’une pompe hydraulique, d’un réservoir , de filtres, de vannes, de conduites et d’éléments de commande. La source de pression pour les deux systèmes est fournie par des pompes à débit variable. La pompe du système principal est montée sur la gauche du réducteur des accessoires de la boîte de transmission principale et elle fonctionne lorsque les rotors sont maintenus en mouvement par le moteur mais aussi pendant l’autorotation. La pompe du système des servitudes est montée sur l’arrière du réducteur des accessoires de la boîte de transmission principale et elle fonctionne lorsque les rotors tournent ou lorsque l’APU est en marche.

Il existe des accumulateurs hydrauliques dans chaque système pour éviter les oscillations de pression. Dans le système de freinage, un accumulateur séparé alimente le frein de parking (pendant près de 2 heures) une fois le moteur éteint, ou alimente les freins pendant le roulage dans le cas d’une panne du système des servitudes. Le réservoir du système principal a une capacité de 13 litres et le réservoir du système des servitudes de 17 litres.

Le contrôle du système hydraulique se fait au travers d'indicateurs de pression et de température du fluide hydraulique et de transmetteurs de pression. Les indicateurs sont localisés sur la partie supérieure du panneau de contrôle du cockpit. Ils comprennent des repères spécifiant les limites opérationnelles de chacun :

  • Indicateurs de pression circuit principal et servitudes : repères à 64 et 90 kgf/cm3
  • Pression des accumulateurs : repères à 60 et 90 kgf/cm3.
  • Indicateur de pression du système de freins : repères à 0 et 22 kgf/cm3.
  • Indicateurs de température du fluide système : repères à -10°Сet +90°С
  • Limites opérationnelles de la pression : 65...90 kgf/cm3
  • La température du fluide hydraulique en vol ne doit pas dépasser +85°С

Les transmetteurs de pression sont installés dans :
  • Les vérins des contrôles de vol pour indiquer une chute de pression
  • Le système de freins de roues pour indiquer une chute de pression dans l’accumulateur
  • Dans les lignes des réservoirs de pressurisation.

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