ส่วนหนึ่งของการฝึกอบรมคือการยิงปืนทางอากาศ ซึ่งดำเนินการโดยนักบินหรือพลปืนทางอากาศผู้เชี่ยวชาญ การยิงเป้าหมายที่เคลื่อนที่ต้องเล็งไปข้างหน้าเป้าหมาย (ซึ่งเกี่ยวข้องกับมุมนำที่เรียกว่า lead angle) เพื่อให้มีเวลาเพียงพอสำหรับกระสุนที่จะไปถึงบริเวณใกล้เคียงเป้าหมาย บางครั้งเรียกสิ่งนี้ว่า "การยิงแบบเบี่ยงเบน" และต้องอาศัยทักษะและการฝึกฝน ในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 1มีการพัฒนาเครื่องจำลองภาคพื้นดินบางเครื่องเพื่อสอนทักษะนี้ให้กับนักบินใหม่^{[ 5 ]}

สกูตเตอร์บินได้มีต้นกำเนิดในช่วงทศวรรษ 1920 และ 1930 ในฐานะอุปกรณ์ฝึกบิน ต่อมาได้กลายเป็นเครื่องเล่นเพื่อความบันเทิงซึ่งพัฒนาโดย Alvin Bisch และหุ้นส่วนของเขา Ralph Rocco พวกเขายื่นขอสิทธิบัตรสำหรับ “อุปกรณ์ฝึกนักบินหรือเพื่อความบันเทิง” ในปี 1929 ^{[ 6 ]}เมื่อใช้งาน มอเตอร์จะทำให้แขนหมุน โดยแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางจะทำให้ยานพาหนะบินออกไปด้านนอก ยานพาหนะแต่ละคันติดตั้งหางเสือขนาดใหญ่ ทำให้ผู้เล่นสามารถควบคุมการเคลื่อนที่ของยานพาหนะได้

อุปกรณ์จำลองการบินยุคแรกที่รู้จักกันดีที่สุดคือLink Trainerซึ่งผลิตโดยEdwin Linkในเมือง Binghamton รัฐนิวยอร์กสหรัฐอเมริกา โดยเขาเริ่มสร้างมันขึ้นในปี 1927 ต่อมาเขาได้จดสิทธิบัตรการออกแบบของเขา ซึ่งวางจำหน่ายครั้งแรกในปี 1929 Link Trainer เป็นเครื่องจำลองการบินโครงโลหะพื้นฐานที่มักทาสีน้ำเงินอันเป็นที่รู้จักกันดี เครื่องจำลองการบินยุคสงครามตอนต้นเหล่านี้บางส่วนยังคงมีอยู่ แต่การหาตัวอย่างที่ใช้งานได้นั้นยากขึ้นเรื่อยๆ^{[ 7 ]}

บริษัทของครอบครัว Link ใน Binghamton ผลิตเปียโนและออร์แกนแบบเล่นอัตโนมัติ ดังนั้น Ed Link จึงคุ้นเคยกับส่วนประกอบต่างๆ เช่น ลูกสูบหนังและสวิตช์กก เขายังเป็นนักบิน แต่ไม่พอใจกับปริมาณการฝึกบินจริงที่มีอยู่ เขาจึงตัดสินใจสร้างอุปกรณ์ภาคพื้นดินเพื่อให้การฝึกอบรมดังกล่าวโดยไม่มีข้อจำกัดของสภาพอากาศและความพร้อมของเครื่องบินและครูฝึกบิน การออกแบบของเขามีแท่นเคลื่อนที่แบบนิวแมติกที่ขับเคลื่อนด้วยลูกสูบเป่าลมซึ่งให้สัญญาณการเอียงและการหมุน มอเตอร์สุญญากาศที่คล้ายกับที่ใช้ในเปียโนเล่นอัตโนมัติจะหมุนแท่นเพื่อให้สัญญาณการหันเห ห้องนักบินจำลองทั่วไปพร้อมเครื่องมือที่ใช้งานได้ติดตั้งอยู่บนแท่นเคลื่อนที่ เมื่อห้องนักบินถูกคลุม นักบินสามารถฝึกบินโดยใช้เครื่องมือในสภาพแวดล้อมที่ปลอดภัย แท่นเคลื่อนที่ให้สัญญาณแก่นักบินเกี่ยวกับการเคลื่อนที่เชิงมุมจริงในการเอียง (จมูกขึ้นและลง) การหมุน (ปีกขึ้นหรือลง) และการหันเห (จมูกซ้ายและขวา) ^{[ 8 ]}

ในตอนแรก โรงเรียนการบินต่างๆ ไม่ค่อยสนใจ "Link Trainer" เท่าไหร่ Link ยังได้สาธิตเครื่องฝึกบินของเขาให้กับกองทัพอากาศสหรัฐฯ (USAAF) แต่ก็ไม่ได้ผล อย่างไรก็ตาม สถานการณ์เปลี่ยนไปในปี 1934 เมื่อกองทัพอากาศได้รับสัญญาจากรัฐบาลให้ทำการบินขนส่งไปรษณีย์ ซึ่งรวมถึงการบินในสภาพอากาศเลวร้ายเช่นเดียวกับสภาพอากาศที่ดี ซึ่ง USAAF ไม่เคยฝึกฝนมาก่อน ในช่วงสัปดาห์แรกของการให้บริการไปรษณีย์ นักบินของกองทัพเกือบสิบสองคนเสียชีวิต ผู้บริหารระดับสูงของกองทัพอากาศจึงนึกถึง Ed Link และเครื่องฝึกบินของเขา Link บินไปพบพวกเขาที่สนามบิน Newark ในรัฐนิวเจอร์ซีย์ และพวกเขาประทับใจในความสามารถของเขาในการมาถึงในวันที่ทัศนวิสัยไม่ดี เนื่องจากการฝึกฝนกับเครื่องฝึกบินของเขา ผลก็คือ USAAF ซื้อ Link Trainer จำนวน 6 เครื่อง และอาจกล่าวได้ว่านี่เป็นจุดเริ่มต้นของอุตสาหกรรมการจำลองการบินระดับโลก^{[ 8 ]}

เครื่องฝึกนักบินหลักที่ใช้ในช่วงสงครามโลกครั้งที่สองคือ Link Trainer มีการผลิตประมาณ 10,000 เครื่องเพื่อฝึกนักบินใหม่ 500,000 คนจากประเทศพันธมิตร โดยส่วนใหญ่อยู่ในสหรัฐอเมริกาและแคนาดา เนื่องจากนักบินจำนวนมากได้รับการฝึกฝนในประเทศเหล่านั้นก่อนที่จะกลับไปยังยุโรปหรือแปซิฟิกเพื่อบินปฏิบัติภารกิจรบ^{[ 8 ]}นักบินของกองทัพอากาศสหรัฐฯ เกือบทั้งหมดได้รับการฝึกฝนใน Link Trainer ^{[ 9 ]}

มีการใช้เครื่องฝึกอีกประเภทหนึ่งในสงครามโลกครั้งที่สองสำหรับการนำทางในเวลากลางคืนโดยใช้ดวงดาว เครื่องฝึก การนำทาง โดยใช้ดวงดาว ในปี 1941 มีความสูง 13.7  เมตร (45  ฟุต) และสามารถรองรับทีมการนำทางของ ลูกเรือ เครื่องบินทิ้งระเบิดได้ เครื่องนี้ช่วยให้สามารถใช้เซ็กซ์แทนท์ในการถ่ายภาพ "ดาว" จากภาพฉายท้องฟ้ายามค่ำคืนได้^{[ 8 ]}

ในปี พ.ศ. 2497 สายการบินยูไนเต็ดแอร์ไลน์ซื้อเครื่องจำลองการบินสี่เครื่องจากเคอร์ติส-ไรท์ในราคา 3 ล้านดอลลาร์ ซึ่งมีลักษณะคล้ายกับรุ่นก่อนหน้า โดยมีการเพิ่มภาพ เสียง และการเคลื่อนไหวเข้าไป นี่เป็นเครื่องจำลองการบินสมัยใหม่เครื่องแรกสำหรับเครื่องบินพาณิชย์ในปัจจุบัน^{[ 10 ]}

มีเครื่องจำลองเฮลิคอปเตอร์ชื่อ Jacobs Jaycopter ซึ่งเป็นวิธีการ "ลดต้นทุนการฝึกอบรมเฮลิคอปเตอร์" ^{[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]}ต่อมาเครื่องจำลองนี้ถูกขายเป็นเครื่องเล่นในงานมหกรรมโลกที่นิวยอร์ก ในปี 1964-65 ^{[ 14 ]}

ผู้ผลิตเครื่องจำลองการบินกำลังรวมกิจการและบูรณาการในแนวดิ่งเนื่องจากตลาดการฝึกอบรมมีการเติบโตเป็นเลขสองหลัก: CAE คาดการณ์ว่าจะมีนักบินสายการบิน ใหม่ 255,000 คนตั้งแต่ปี 2017 ถึง 2027 (เฉลี่ย 70 คนต่อวัน ) และนักบินผู้ช่วย 180,000 คน จะพัฒนาไปเป็นกัปตัน ผู้ผลิตรายใหญ่ที่สุดคือCAE Inc. จากแคนาดา มีส่วนแบ่งการตลาด 70% และรายได้ต่อปี 2.8 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ โดยผลิตอุปกรณ์ฝึกอบรมมา 70 ปี แต่ได้เริ่มเข้าสู่ธุรกิจฝึกอบรมในปี 2000 ด้วยการเข้าซื้อกิจการหลายครั้ง ปัจจุบัน CAE ทำกำไรจากธุรกิจฝึกอบรมมากกว่าการผลิตเครื่องจำลองการบินL3 CTS ซึ่งตั้งอยู่ในเมืองครอว์ลีย์เข้าสู่ตลาดในปี 2012 โดยเข้าซื้อโรงงานผลิตของThales Training & Simulation ใกล้ สนามบินแกตวิกซึ่งประกอบอุปกรณ์ได้มากถึง 30 เครื่องต่อปี จากนั้นจึงเข้าซื้อโรงเรียนฝึกอบรม UK CTCในปี 2015, Aerosim ในเมืองแซนฟอร์ด รัฐฟลอริดา ในปี 2016 และสถาบันG Air ของโปรตุเกส ในเดือนตุลาคม 2017 ^{[ 15 ]}โรงเรียนฝึกอบรมระดับโลกอย่าง Aerosim ยังมีเครื่องจำลองเฉพาะสำหรับเครื่องบินแต่ละรุ่น เช่น Airbus A320 ^{[ 16 ]}

ด้วยส่วนแบ่งการตลาด 20% อุปกรณ์ยังคงคิดเป็นสัดส่วนมากกว่าครึ่งหนึ่งของยอดขายของ L3 CTS แต่สิ่งนี้อาจพลิกกลับได้ในไม่ช้า เนื่องจากบริษัทให้การฝึก อบรม นักบินพาณิชย์ 1,600 คน ต่อปี คิดเป็น 7% ของนักบินพาณิชย์ 22,000 คนที่เข้าสู่วิชาชีพนี้ในแต่ละปี และตั้งเป้าไว้ที่ 10% ในตลาดที่มีการแบ่งส่วนย่อย บริษัทที่ใหญ่เป็นอันดับสามคือTRU Simulation + Trainingซึ่งก่อตั้งขึ้นในปี 2014 เมื่อบริษัทแม่Textron Aviationรวมกิจการเครื่องจำลองการบินกับMechtronix , OPINICUSและProFlightโดยมุ่งเน้นที่เครื่องจำลองการบินและพัฒนาเครื่องจำลองการบินเต็มรูปแบบเครื่องแรกสำหรับ737 MAXและ777X บริษัทที่ใหญ่เป็นอันดับสี่คือFlightSafety Internationalซึ่งมุ่งเน้นไปที่ เครื่องบิน ทั่วไปเครื่องบินธุรกิจและเครื่องบินภูมิภาคแอร์บัสและโบอิ้งได้ลงทุนในศูนย์ฝึกอบรมของตนเอง โดยมุ่งหวังให้มีอัตรากำไรที่สูงกว่าการผลิตเครื่องบินเช่นMROและแข่งขันกับซัพพลายเออร์ของตนอย่าง CAE และ L3 ^{[ 15 ]}

ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2561 มีเครื่องจำลองการบินพาณิชย์จำนวน 1,270 เครื่องที่ใช้งานอยู่ เพิ่มขึ้น 50 เครื่องจากปีก่อนหน้า โดย 85% เป็นFFSและ 15% เป็น FTD บริษัท CAE เป็นผู้จัดหาเครื่องจำลองการบิน 56% ของฐานการติดตั้งทั้งหมด บริษัท L3 CTS 20% และบริษัท FlightSafety International 10% ในขณะที่ศูนย์ฝึกอบรมของ CAE เป็นผู้ให้บริการรายใหญ่ที่สุด โดยมีส่วนแบ่ง 13% อเมริกาเหนือมีอุปกรณ์ฝึกอบรม 38% ของโลก เอเชียแปซิฟิก 25% และยุโรป 24% เครื่องบิน โบอิ้งคิดเป็น 45% ของเครื่องบินจำลองทั้งหมด ตามด้วยแอร์บัส 35% เอ็มเบรียร์ 7% บอมบาร์เดียร์ 6% และATR 3% ^{[ 17 ]}

เครื่องจำลองการบินส่วนใหญ่ใช้สำหรับการฝึกบิน เป็นหลัก เครื่องจำลองที่ง่ายที่สุดใช้สำหรับการฝึกขั้นตอนพื้นฐานในห้องนักบิน เช่น การประมวลผลรายการตรวจสอบฉุกเฉิน และสำหรับการทำความคุ้นเคยกับห้องนักบิน นอกจากนี้ยังใช้สำหรับการฝึกบินด้วย เครื่องมือ ^{[ 18 ] [ 19 ]}ซึ่งมุมมองภายนอกมีความสำคัญน้อยกว่า ระบบของเครื่องบินบางระบบอาจมีการจำลองหรือไม่ก็ได้ และแบบจำลองอากาศพลศาสตร์มักจะมีความทั่วไปมากหากมีอยู่^{[ 20 ]} ขึ้นอยู่กับระดับการรับรอง เครื่องมือที่มีตัวบ่งชี้เคลื่อนที่ในเครื่องบินจริงอาจถูกนำมาใช้กับจอแสดงผล ด้วยจอแสดงผลขั้นสูง การจำลองห้องนักบิน และระบบการเคลื่อนไหว เครื่องจำลองการบินสามารถใช้เพื่อสะสมชั่วโมงบินจำนวนต่างๆ สำหรับใบอนุญาตนักบินได้^{[ 21 ]}

เครื่องจำลองเฉพาะประเภทยังใช้สำหรับการฝึกอบรมอื่นนอกเหนือจากการได้รับใบอนุญาตเริ่มต้น เช่น การต่ออายุ ใบอนุญาตการบินด้วยเครื่องมือหรือโดยทั่วไป^{[ 22 ]}การได้รับใบอนุญาตประเภทสำหรับเครื่องบินประเภทใดประเภทหนึ่งโดยเฉพาะ

ในระหว่างกระบวนการออกแบบเครื่องบินสามารถใช้เครื่องจำลองการบินแทนการทดสอบการบินจริงได้ เครื่องจำลองการบินทางวิศวกรรมเหล่านี้สามารถช่วยค้นหาข้อผิดพลาดได้อย่างรวดเร็ว ลดทั้งความเสี่ยงและต้นทุนในการพัฒนาได้อย่างมาก^{[ 23 ]}นอกจากนี้ยังช่วยให้สามารถใช้อุปกรณ์วัดเพิ่มเติมที่อาจมีขนาดใหญ่เกินไปหรือใช้งานได้ยากหากติดตั้งบนเครื่องบินจริงได้ ในแต่ละขั้นตอนของกระบวนการออกแบบ จะมีการใช้เครื่องจำลองทางวิศวกรรมที่มีระดับความซับซ้อนแตกต่างกัน^{[ 24 ] : 13}

เครื่องจำลองการบินอาจรวมถึงภารกิจการฝึกอบรมสำหรับลูกเรือที่ไม่ใช่นักบิน ตัวอย่างเช่น พลปืนบนเครื่องบินทหาร^{[ 25 ]}หรือผู้ควบคุมรอก^{[ 26 ]}นอกจากนี้ยังมีการใช้เครื่องจำลองแยกต่างหากสำหรับภารกิจที่เกี่ยวข้องกับการบิน เช่น การอพยพออกจากเครื่องบินในกรณีที่เครื่องบินตกน้ำ^{[ 27 ]}ด้วยความซับซ้อนสูงของระบบต่างๆ มากมายที่ประกอบขึ้นเป็นเครื่องบินในปัจจุบัน เครื่องจำลอง การบำรุงรักษาเครื่องบินจึงได้รับความนิยมเพิ่มมากขึ้น^{[ 28 ] [ 29 ]}

ก่อนเดือนกันยายน พ.ศ. 2561 ^{[ 30 ]}เมื่อผู้ผลิตต้องการขออนุมัติแบบจำลอง ATD จะต้องส่งเอกสารที่ระบุข้อกำหนดสำหรับสายการผลิตแบบจำลองและพิสูจน์การปฏิบัติตามกฎระเบียบที่เกี่ยวข้องไปยัง FAA เมื่อเอกสารนี้ ซึ่งเรียกว่าคู่มือการอนุมัติคุณสมบัติ (QAG) ได้รับการอนุมัติแล้ว อุปกรณ์ในอนาคตทั้งหมดที่สอดคล้องกับ QAG จะได้รับการอนุมัติโดยอัตโนมัติ และไม่จำเป็นต้องมีการประเมินรายบุคคลหรือไม่มีให้ดำเนินการ^{[ 31 ]}

ขั้นตอนที่หน่วยงานการบินพลเรือน (CAA) ทั่วโลกยอมรับคือ การเสนอเอกสาร MQTG (Master Qualification Test Guide) ล่วงหน้า 30 วันก่อนวันรับรอง (40 วันสำหรับ CAAC) ซึ่งเป็นเอกสารเฉพาะสำหรับอุปกรณ์จำลองการบินแต่ละชนิด และจะอยู่กับอุปกรณ์นั้นไปตลอด โดยเอกสารนี้จะมีการทดสอบเชิงวัตถุประสงค์ เชิงฟังก์ชัน และเชิงอัตนัย เพื่อแสดงให้เห็นถึงความสามารถในการจำลองการบินที่เทียบเท่ากับเครื่องบิน ผลลัพธ์จะถูกนำไปเปรียบเทียบกับข้อมูลการทดสอบการบินที่ผู้ผลิตเครื่องบิน (OEM) จัดหาให้ หรือจากการทดสอบที่สั่งโดยผู้ผลิตเครื่องจำลองการบิน หรืออาจเปรียบเทียบกับข้อมูล POM (Proof Of Match) ที่ผู้ผลิตเครื่องจำลองการบินพัฒนาจัดหาให้ การทดสอบ QTG บางส่วนจะดำเนินการซ้ำในระหว่างปี เพื่อพิสูจน์ในระหว่างการตรวจสอบคุณสมบัติอย่างต่อเนื่องว่าเครื่องจำลองการบินยังคงอยู่ในค่าความคลาดเคลื่อนที่ได้รับการอนุมัติจาก CAA ^{[ 32 ] [ 18 ] [ 33 ]}

อุปกรณ์ฝึกอบรมการบิน (ATD) ^{[ 34 ]}

• FAA Basic ATD (BATD) – เป็นแพลตฟอร์มการฝึกอบรมและรูปแบบที่เหมาะสมสำหรับทั้งงานด้านขั้นตอนและการปฏิบัติงานเฉพาะด้านที่เกี่ยวข้องกับข้อกำหนดการฝึกอบรมภาคพื้นดินและภาคอากาศสำหรับใบอนุญาตนักบินส่วนตัวและการจัดอันดับเครื่องมือตามหัวข้อ 14 ของประมวลกฎหมายของรัฐบาลกลาง
• FAA Advanced ATD (AATD) – เป็นแพลตฟอร์มการฝึกอบรมที่เหมาะสมสำหรับทั้งงานด้านขั้นตอนและการปฏิบัติงานเฉพาะด้านที่เกี่ยวข้องกับข้อกำหนดการฝึกอบรมภาคพื้นดินและภาคอากาศสำหรับใบอนุญาตนักบินส่วนตัว ใบอนุญาตการบินด้วยเครื่องมือ ใบอนุญาตนักบินพาณิชย์ ใบอนุญาตนักบินขนส่งทางอากาศ (ATP) และใบอนุญาตครูฝึกการบิน

อุปกรณ์ฝึกบิน (FTD) ^{[ 35 ]}

• FAA FTD ระดับ 4 – คล้ายกับ Cockpit Procedures Trainer (CPT) ระดับนี้ไม่จำเป็นต้องใช้แบบจำลองทางอากาศพลศาสตร์ แต่จำเป็นต้องมีการจำลองระบบที่แม่นยำ
• ต้องมี คุณวุฒิ FAA FTD ระดับ 5 – การเขียนโปรแกรมด้านอากาศพลศาสตร์และการสร้างแบบจำลองระบบ แต่สามารถครอบคลุมถึงกลุ่มเครื่องบินหลายรุ่น แทนที่จะเป็นเพียงรุ่นใดรุ่นหนึ่งโดยเฉพาะ
• มาตรฐาน FAA FTD ระดับ 6 – จำเป็นต้องมีการเขียนโปรแกรมด้านอากาศพลศาสตร์ ความรู้สึกในการควบคุม และห้องนักบินจำลองที่เฉพาะเจาะจงสำหรับเครื่องบินแต่ละรุ่น
• มาตรฐาน FAA FTD ระดับ 7 – เฉพาะรุ่น ต้องจำลองหลักการทางอากาศพลศาสตร์ การควบคุมการบิน และระบบต่างๆ ที่เกี่ยวข้องทั้งหมด ต้องมีระบบการสั่นสะเทือน นี่เป็นระดับแรกที่กำหนดให้ต้องมีระบบแสดงผลภาพ

โปรแกรมจำลองการบินเต็มรูปแบบ (FFS) ^{[ 36 ]}

• มาตรฐาน FAA FFS ระดับ A – ต้องใช้ระบบการเคลื่อนที่ที่มีองศาอิสระอย่างน้อยสามองศา สำหรับเครื่องบินเท่านั้น
• FAA FFS ระดับ B – ต้องการการเคลื่อนที่แบบสามแกนและแบบจำลองอากาศพลศาสตร์ที่มีความแม่นยำสูงกว่าระดับ A เป็นระดับต่ำสุดของเครื่องจำลองการบินเฮลิคอปเตอร์
• มาตรฐาน FAA FFS ระดับ C – กำหนดให้ใช้แพลตฟอร์มเคลื่อนที่ที่มีองศาอิสระครบทั้งหกองศา นอกจากนี้ยังต้องมีเวลาหน่วงในการส่งข้อมูล (latency) ต่ำกว่าระดับ A และ B ระบบภาพต้องมีมุมมองแนวนอนไปยังโลกภายนอกอย่างน้อย 75 องศาสำหรับนักบินแต่ละคน
• FAA FFS ระดับ D – ระดับการรับรอง FFS สูงสุดที่มีอยู่ในปัจจุบัน ข้อกำหนดต่างๆ เหมือนกับระดับ C แต่มีการเพิ่มเติม แพลตฟอร์มการเคลื่อนไหวต้องมีองศาอิสระครบทั้งหก และระบบภาพต้องมีมุมมองแนวนอนภายนอกอย่างน้อย 150 องศา พร้อมจอแสดงผลแบบคอลลิเมตต้องมีเสียงที่สมจริงในห้องนักบิน รวมถึงเอฟเฟกต์การเคลื่อนไหวและภาพพิเศษต่างๆ ด้วย

คำจำกัดความเหล่านี้ใช้ได้กับทั้งเครื่องบิน^{[ 3 ]}และเฮลิคอปเตอร์^{[ 37 ]}เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น อุปกรณ์ฝึกอบรมที่เปรียบเทียบโดยย่อด้านล่างนี้ล้วนเป็นอุปกรณ์ฝึกอบรมจำลองการบิน (FSTD) ที่แตกต่างกัน

อุปกรณ์ฝึกบินด้วยเครื่องมือวัดขั้นพื้นฐาน (BITD) สำหรับเครื่องบินเท่านั้น  : สถานีฝึกบินขั้นพื้นฐานสำหรับนักเรียน ฝึกขั้นตอน การบินด้วยเครื่องมือวัดสามารถใช้คันบังคับการบินแบบสปริง และเครื่องมือวัดที่แสดงบนหน้าจอ

เครื่องฝึกการนำทางและขั้นตอนการบิน (FNPT)  : จำลองห้องนักบินพร้อมอุปกรณ์และซอฟต์แวร์ครบครัน เพื่อจำลองการทำงานของระบบต่างๆ ในเครื่องบิน

• มาตรฐาน EASA FNPT ระดับ I  : ห้องนักบินจำลองขนาดจริงแบบปิดมิดชิด แรงควบคุมและการเคลื่อนที่ที่จำลองลักษณะของเครื่องบินจริง โมเดลอากาศพลศาสตร์ที่คำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงของความเร็วลม น้ำหนักบรรทุก และปัจจัยอื่นๆ
• EASA FNPT ระดับ II  : การจำลองการควบคุมเครื่องบินขณะอยู่บนพื้นดินและในสภาวะที่มีผลกระทบจากพื้นดินผลกระทบจากน้ำแข็งเกาะ ระบบภาพรวมถึงสภาพแสงแวดล้อมที่แตกต่างกัน (เช่น กลางวัน กลางคืน พลบค่ำ)
• สำหรับเฮลิคอปเตอร์ ที่ผ่านมาตรฐาน EASA FNPT ระดับ III เท่านั้น  : มีมุมมองที่กว้างขึ้นและเป็นวิธีการทดสอบการทำงานที่ถูกต้องของฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ได้อย่างรวดเร็ว
• MCC  : ข้อกำหนดเพิ่มเติมสำหรับ FNPT ระดับ II และ III ที่จะใช้สำหรับ การฝึกอบรม ความร่วมมือของลูกเรือหลายคนเช่น เครื่องมือใดที่จำเป็นต้องมีเป็นสองเท่าสำหรับลูกเรือแต่ละคน^{[ 38 ]}

อุปกรณ์ฝึกบิน (FTD)

• EASA FTD ระดับ 1  : อาจขาดระบบภาพ เมื่อเทียบกับ FNPT ระบบของเครื่องบินต้องทำงานได้อย่างถูกต้องโดยอาศัยเพียงข้อมูลจากนักบินโดยไม่ต้องอาศัยการกระทำของครูฝึก
• EASA FTD ระดับ 2  : ระบบภาพจำลองสถานการณ์ต่างๆ ห้องนักบินต้องมีสถานีของลูกเรือคนอื่นๆ และระบบควบคุมต้องจำลองพลวัตการเคลื่อนไหว
• สำหรับเฮลิคอปเตอร์ที่ได้รับการรับรองมาตรฐาน EASA FTD ระดับ 3 เท่านั้น  : ข้อมูลแบบจำลองต้องอ้างอิงจากการบินทดสอบ – ไม่สามารถใช้แบบจำลองอากาศพลศาสตร์ทั่วไปได้ ต้องมีมุมมองที่กว้างกว่า

โปรแกรมจำลองการบินเต็มรูปแบบ (FFS)

• มาตรฐาน EASA FFS ระดับ A  : ระบบการเคลื่อนที่ที่มี 3 องศาอิสระ (การเอียงขึ้นลง การหมุน และการขึ้นลง)
• EASA FFS ระดับ B  : ระบบการเคลื่อนที่ที่มีองศาอิสระครบทั้ง 6 องศา สำหรับการจำลองการควบคุมรถบนพื้นดิน
• EASA FFS ระดับ C  : จำลองสภาพรันเวย์ที่แตกต่างกัน การเกิดน้ำแข็งเกาะ และแบบจำลองอากาศพลศาสตร์ที่ละเอียดมากขึ้น
• มาตรฐาน EASA FFS ระดับ D  : การสั่นสะเทือนที่เป็นลักษณะเฉพาะที่สามารถสัมผัสได้ในห้องนักบิน ระดับเสียงที่สมจริง

เครื่องจำลองการบินเป็นตัวอย่างของ ระบบ ที่มีมนุษย์เป็นตัวควบคุมซึ่งมีการโต้ตอบกับผู้ใช้ที่เป็นมนุษย์อย่างต่อเนื่อง จากมุมมองของอุปกรณ์ อินพุตคือการควบคุมการบิน หลัก ปุ่มและสวิตช์บนแผงหน้าปัด และสถานีผู้สอน หากมี โดยอิงจากสิ่งเหล่านี้ สถานะภายในจะได้รับการอัปเดต และสมการการเคลื่อนที่จะถูกแก้สำหรับขั้นตอนเวลาใหม่^{[ 39 ]}สถานะใหม่ของเครื่องบินจำลองจะแสดงให้ผู้ใช้เห็นผ่านช่องทางภาพ เสียง การเคลื่อนไหว และการสัมผัส

เพื่อจำลองภารกิจความร่วมมือ เครื่องจำลองสามารถปรับให้เหมาะสมสำหรับผู้ใช้หลายคน เช่นเดียวกับ เครื่องจำลอง ความร่วมมือของลูกเรือหลายคนหรืออาจเชื่อมต่อเครื่องจำลองเพิ่มเติม ซึ่งเรียกว่า "การจำลองแบบขนาน" หรือ "การจำลองแบบกระจาย" ^{[ 40 ]}เนื่องจากเครื่องบินทหารมักต้องร่วมมือกับเครื่องบินลำอื่นหรือบุคลากรทางทหารเกมสงคราม จึงเป็นการใช้งานทั่วไปของการจำลองแบบกระจาย ด้วยเหตุนี้ จึงมีการพัฒนามาตรฐานมากมายสำหรับการจำลองแบบกระจาย รวมถึงเครื่องบิน ร่วมกับองค์กรทางทหาร ตัวอย่างบางส่วน ได้แก่SIMNET , DISและHLA

องค์ประกอบหลักของ แบบ จำลองการจำลองคือสมการการเคลื่อนที่ของเครื่องบิน^{[ 39 ]}ขณะที่เครื่องบินเคลื่อนที่ผ่านชั้นบรรยากาศ มันสามารถแสดงองศาอิสระทั้งแบบการเคลื่อนที่เชิงเส้นและการหมุนได้เพื่อให้เกิดการรับรู้ถึงการเคลื่อนไหวที่ราบรื่น สมการเหล่านี้จะถูกแก้ 50 หรือ 60 ครั้งต่อวินาที^{[ 24 ] : 16}แรงสำหรับการเคลื่อนที่คำนวณจากแบบจำลองทางอากาศพลศาสตร์ ซึ่งขึ้นอยู่กับสถานะของพื้นผิวควบคุมที่ขับเคลื่อนโดยระบบเฉพาะ พร้อมด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์การบินฯลฯ เช่นเดียวกับการสร้างแบบจำลอง ขึ้นอยู่กับระดับความสมจริงที่ต้องการ จะมีระดับรายละเอียดที่แตกต่างกัน โดยมีแบบจำลองย่อยบางส่วนถูกละเว้นในโปรแกรมจำลองที่ง่ายกว่า

หากผู้ใช้ที่เป็นมนุษย์เป็นส่วนหนึ่งของโปรแกรมจำลอง ซึ่งอาจไม่ใช่กรณีสำหรับโปรแกรมจำลองทางวิศวกรรมบางโปรแกรม จำเป็นต้องทำการจำลองแบบเรียลไทม์ อัตราการรีเฟรชที่ต่ำไม่เพียงแต่ลดความสมจริงของการจำลองเท่านั้น แต่ยังเชื่อมโยงกับการเพิ่มขึ้นของอาการคลื่นไส้จากการใช้โปรแกรมจำลองอีก ด้วย ^{[ 41 ]}ข้อบังคับกำหนดขีดจำกัดความหน่วง สูงสุด ระหว่างการป้อนข้อมูลของนักบินและการตอบสนองของเครื่องบิน ด้วยเหตุนี้จึงมีการแลกเปลี่ยนเพื่อให้ได้ระดับความสมจริงที่ต้องการด้วยต้นทุนการคำนวณที่ต่ำกว่า โดยทั่วไปแล้วโปรแกรมจำลองการบินจะไม่รวม แบบจำลอง พลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณ แบบเต็มรูปแบบ สำหรับแรงหรือสภาพอากาศ แต่ใช้ฐานข้อมูลของผลลัพธ์ที่เตรียมไว้จากการคำนวณและข้อมูลที่ได้รับในการบินจริง ตัวอย่างเช่น แทนที่จะจำลองการไหลผ่านปีกสัมประสิทธิ์แรงยกอาจถูกกำหนดในแง่ของพารามิเตอร์การเคลื่อนที่ เช่นมุมปะทะ^{[ 24 ] : 17}

แม้ว่าโมเดลที่แตกต่างกันจะต้องแลกเปลี่ยนข้อมูล แต่ส่วนใหญ่แล้วสามารถแยกออกเป็นสถาปัตยกรรมแบบโมดูลาร์ได้ เพื่อการจัดระเบียบที่ดีขึ้นและง่ายต่อการพัฒนา^{[ 42 ] [ 43 ]}โดยทั่วไป โมเดลเกียร์สำหรับการจัดการภาคพื้นดินจะเป็นอินพุตแยกต่างหากสำหรับสมการการเคลื่อนที่หลัก เครื่องยนต์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์การบินแต่ละเครื่องยังเป็นระบบที่ครบวงจรพร้อมอินพุตและเอาต์พุตที่กำหนดไว้อย่างดี

FSTDทุกคลาสจำเป็นต้องมีการจำลองห้องนักบินในรูปแบบใดรูปแบบหนึ่ง เนื่องจากเป็นวิธีการหลักในการโต้ตอบระหว่างนักบินและเครื่องบิน จึงให้ความสำคัญเป็นพิเศษกับการควบคุมในห้องนักบินเพื่อให้การถ่ายทอดทักษะเป็นไปอย่างดี มีข้อกำหนดเฉพาะเจาะจงมากในข้อบังคับเกี่ยวกับเครื่องจำลองการบิน^{[ 18 ]}ที่กำหนดว่าต้องตรงกับเครื่องบินจริงมากน้อยเพียงใด ข้อกำหนดเหล่านี้ในกรณีของเครื่องจำลองการบินแบบเต็มรูปแบบนั้นมีรายละเอียดมากจนอาจคุ้มค่าที่จะใช้ชิ้นส่วนจริงที่ได้รับการรับรองให้บินได้ แทนที่จะผลิตแบบจำลองเฉพาะ^{[ 24 ] : 18}เครื่องจำลองระดับล่างอาจใช้สปริงเพื่อเลียนแบบแรงที่รู้สึกได้เมื่อขยับการควบคุม เมื่อมีความจำเป็นต้องจำลองแรงควบคุมหรือการตอบสนองแบบไดนามิกให้ดียิ่งขึ้น เครื่องจำลองจำนวนมากจึงติดตั้ง ระบบ ป้อนกลับแรง ที่ขับเคลื่อนอย่างแข็งขัน อาจรวมถึงแอคทูเอเตอร์การสั่นสะเทือนด้วย ไม่ว่าจะเป็นเนื่องจากข้อกำหนดการจำลองเฮลิคอปเตอร์ หรือสำหรับเครื่องบินที่ติดตั้งเครื่องเขย่าคันบังคับ

อีกรูปแบบหนึ่งของการป้อนข้อมูลแบบสัมผัสจากนักบินคือเครื่องมือที่อยู่บนแผงควบคุมในห้องนักบิน เนื่องจากเครื่องมือเหล่านี้ใช้ในการโต้ตอบกับระบบต่างๆ ของเครื่องบิน ดังนั้นเพียงแค่นั้นก็อาจเพียงพอสำหรับการฝึกอบรมขั้นตอนบางรูปแบบ การแสดงผลบนหน้าจอเพียงพอสำหรับเครื่องจำลองBITD ขั้นพื้นฐานที่สุด ^{[ 3 ]}และการจำลองการบินสมัครเล่นอย่างไรก็ตาม เครื่องจำลองที่ได้รับการรับรองส่วนใหญ่จำเป็นต้องใช้งานปุ่ม สวิตช์ และอุปกรณ์ป้อนข้อมูลอื่นๆ ในลักษณะเดียวกับในห้องนักบินของเครื่องบิน ความจำเป็นในการจำลองห้องนักบินจริงทำให้ต้นทุนในการสร้างเครื่องจำลองสูงขึ้น และผูกฮาร์ดแวร์เข้ากับเครื่องบินประเภทใดประเภทหนึ่งโดยเฉพาะ ด้วยเหตุผลเหล่านี้ จึงมีการวิจัยอย่างต่อเนื่องเกี่ยวกับการโต้ตอบในความเป็นจริงเสมือนอย่างไรก็ตาม การขาดการตอบสนองแบบสัมผัสส่งผลเสียต่อประสิทธิภาพของผู้ใช้เมื่อใช้เทคโนโลยีนี้^{[ 44 ] [ 45 ]}

การมองเห็นภายนอกจากเครื่องบินเป็นสัญญาณสำคัญในการบินเครื่องบิน และเป็นวิธีการนำทางหลักสำหรับการปฏิบัติการบินตามกฎการมองเห็น^{[ 46 ]}ลักษณะสำคัญประการหนึ่งของระบบการมองเห็นคือขอบเขตการมองเห็นขึ้นอยู่กับประเภทของเครื่องจำลอง อาจเพียงพอที่จะให้มุมมองไปข้างหน้าโดยใช้จอแสดงผลแบบแบน อย่างไรก็ตาม เครื่องบินบางประเภท เช่นเครื่องบินรบต้องการขอบเขตการมองเห็นที่กว้างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเกือบเป็นทรงกลมเต็ม เนื่องจากท่าทางการบินที่ดำเนินการระหว่างการต่อสู้ทางอากาศ^{[ 47 ]}ในทำนองเดียวกัน เนื่องจากเฮลิคอปเตอร์สามารถทำการบินแบบโฮเวอร์ได้ในทุกทิศทาง เครื่องจำลองการบินเฮลิคอปเตอร์บางประเภทจึงต้องการขอบเขตการมองเห็นในแนวนอนถึง 180 องศา^{[ 48 ]}

มีพารามิเตอร์มากมายในการออกแบบระบบภาพ สำหรับมุมมองที่แคบ จอแสดงผลเพียงจอเดียวอาจเพียงพอ แต่โดยทั่วไปแล้วจำเป็นต้องใช้โปรเจ็กเตอร์หลายตัว การจัดเรียงนี้ต้องการการปรับเทียบเพิ่มเติม ทั้งในแง่ของการบิดเบือนจากการไม่ได้ฉายภาพบนพื้นผิวเรียบ รวมถึงความสว่างในบริเวณที่มีการฉายภาพซ้อนทับกัน^{[ 49 ]}นอกจากนี้ยังมีการใช้รูปทรงของหน้าจอที่แตกต่างกัน รวมถึงทรงกระบอก^{[ 50 ]}ทรงกลม^{[ 49 ]}หรือทรงรี ภาพสามารถฉายลงบนด้านที่มองเห็นของจอฉายภาพหรืออีกทางเลือกหนึ่งคือ "การฉายภาพย้อนกลับ" ไปยังหน้าจอโปร่งแสง^{[ 51 ]}เนื่องจากหน้าจออยู่ใกล้กว่าวัตถุภายนอกเครื่องบินมาก เครื่องจำลองการบินที่ทันสมัยที่สุดจึงใช้จอแสดงผลแบบคอลลิเมตข้ามห้อง นักบิน ซึ่งช่วยขจัดเอ ฟเฟกต์ พาราแลกซ์ระหว่างมุมมองของนักบิน และให้มุมมองที่สมจริงยิ่งขึ้นของวัตถุที่อยู่ไกลออกไป^{[ 52 ]}

ทางเลือกอื่นนอกเหนือจากจอแสดงผลขนาดใหญ่คือ เครื่องจำลอง ความเป็นจริงเสมือนที่ใช้จอแสดงผลแบบสวมศีรษะวิธีนี้ช่วยให้มองเห็นได้รอบด้าน และทำให้ขนาดของเครื่องจำลองเล็กลงอย่างมาก มีตัวอย่างการใช้งานในการวิจัย^{[ 43 ]}รวมถึงFSTDที่ ได้รับการรับรอง ^{[ 53 ]}

ในขั้นต้น ระบบการเคลื่อนไหวใช้แกนการเคลื่อนที่แยกกัน คล้ายกับกิมบอลหลังจากที่คิดค้นแพลตฟอร์ม Stewart ^{[ 57 ]}การทำงานพร้อมกันของแอคทูเอเตอร์ทั้งหมดกลายเป็นทางเลือกที่ต้องการ โดย ข้อกำหนด FFS บางข้อกำหนดให้มี การเคลื่อนไหวแบบ "ประสานกัน" 6 องศาอิสระ โดยเฉพาะ ^{[ 58 ]}ในทางตรงกันข้ามกับเครื่องบินจริง ระบบการเคลื่อนไหวจำลองมีช่วงการเคลื่อนที่ที่จำกัด ซึ่งส่งผลกระทบอย่างมากต่อความสามารถในการจำลองการเร่งความเร็วอย่างต่อเนื่อง และต้องใช้แบบจำลองแยกต่างหากเพื่อประมาณสัญญาณไปยังระบบเวสติบูลาร์ ของมนุษย์ ภายในข้อจำกัดที่กำหนด^{[ 24 ] : 451}

ระบบการเคลื่อนไหวเป็นปัจจัยสำคัญที่ทำให้ต้นทุนโดยรวมของเครื่องจำลองสูงขึ้น^{[ 24 ] : 423}แต่การประเมินการถ่ายทอดทักษะโดยอาศัยการฝึกอบรมบนเครื่องจำลองและนำไปสู่การควบคุมเครื่องบินจริงนั้นทำได้ยาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในส่วนที่เกี่ยวข้องกับสัญญาณการเคลื่อนไหว จำเป็นต้องมีตัวอย่างความคิดเห็นของนักบินจำนวนมาก และมักมีความคิดเห็นที่เป็นอัตวิสัยมากมาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งจากนักบินที่ไม่คุ้นเคยกับการประเมินอย่างเป็นกลางและการตอบสนองต่อตารางการทดสอบที่มีโครงสร้าง เป็นเวลาหลายปีที่เชื่อกันว่าการจำลองการเคลื่อนไหวแบบ 6 DOF ช่วยให้นักบินมีความสมจริงมากขึ้นในการควบคุมการบินและการตอบสนองของเครื่องบินต่ออินพุตการควบคุมและแรงภายนอก และให้ผลลัพธ์การฝึกอบรมที่ดีกว่าสำหรับนักเรียนมากกว่าการจำลองที่ไม่ใช้การเคลื่อนไหว สิ่งนี้เรียกว่า "ความสมจริงในการควบคุม" ซึ่งสามารถประเมินได้ตามมาตรฐานการทดสอบการบิน เช่น มาตราส่วนการให้คะแนน Cooper-Harper เชิงตัวเลขสำหรับคุณภาพการควบคุม การศึกษาทางวิทยาศาสตร์ล่าสุดแสดงให้เห็นว่าการใช้เทคโนโลยี เช่น การสั่นสะเทือนหรือที่นั่งแบบไดนามิกภายในเครื่องจำลองการบินนั้นมีประสิทธิภาพเท่าเทียมกันในการส่งมอบการฝึกอบรมเช่นเดียวกับอุปกรณ์ FFS แบบ 6 DOF ขนาดใหญ่และราคาแพง^{[ 59 ] [ 60 ]}

เครื่องจำลองการบินที่ใหญ่ที่สุดในโลกคือ เครื่องจำลองการเคลื่อนที่ในแนวดิ่ง (Vertical Motion Simulator หรือ VMS) ที่ศูนย์วิจัย NASA Amesในเมืองเมาน์เทนวิว รัฐแคลิฟอร์เนียเครื่องนี้มีระบบการเคลื่อนที่แบบช่วงกว้างมาก โดย สามารถเคลื่อนที่ในแนวดิ่ง (ขึ้นลง) ได้ถึง 60 ฟุต (+/- 30 ฟุต) ระบบการเคลื่อนที่ในแนวดิ่งนี้รองรับคานแนวนอนซึ่งติดตั้ง รางยาว 40 ฟุต ทำให้ห้องโดยสารจำลองสามารถเคลื่อนที่ในแนวด้านข้างได้ +/- 20 ฟุต แพลตฟอร์มแบบหกขา (hexapod) ที่มีองศาอิสระ 6 องศา ติดตั้งอยู่บน คานยาว 40 ฟุต และห้องโดยสารที่สามารถเปลี่ยนได้ก็ติดตั้งอยู่บนแพลตฟอร์มนี้ การออกแบบนี้ช่วยให้สามารถเปลี่ยนห้องโดยสารของเครื่องบินประเภทต่างๆ ได้อย่างรวดเร็ว การจำลองต่างๆ มีตั้งแต่เรือเหาะ เครื่องบินพาณิชย์และเครื่องบินทหาร ไปจนถึงกระสวยอวกาศ ในกรณีของกระสวยอวกาศ เครื่องจำลองการเคลื่อนที่ในแนวดิ่งขนาดใหญ่นี้ถูกใช้เพื่อตรวจสอบการสั่นสะเทือนตามแนวยาวที่เกิดจากนักบิน (Pilot-Induced Oscillationหรือ PIO) ซึ่งเกิดขึ้นในเที่ยวบินแรกของกระสวยอวกาศก่อนลงจอด หลังจากระบุปัญหาบน VMS แล้ว ก็ได้นำมาใช้ทดลองอัลกอริทึมควบคุมตามแนวยาวต่างๆ และแนะนำอัลกอริทึมที่ดีที่สุดสำหรับใช้ในโครงการกระสวยอวกาศ^{[ 61 ]}

บริษัท AMST Systemtechnik GmbH (AMST) จากประเทศออสเตรีย และบริษัท Environmental Tectonics Corporation (ETC) จากเมืองฟิลาเดลเฟีย ประเทศสหรัฐอเมริกา ผลิตเครื่องจำลองสำหรับการฝึกการเสียการทรงตัวหลายประเภท ซึ่งมีอิสระในการหมุนรอบแกนแนวดิ่งอย่างเต็มที่ อุปกรณ์ที่ซับซ้อนที่สุดในกลุ่มนี้คือเครื่องจำลอง Desdemona ที่สถาบันวิจัย TNO ในประเทศเนเธอร์แลนด์ ซึ่งผลิตโดย AMST เครื่องจำลองขนาดใหญ่นี้มีห้องนักบินแบบกิมบอลที่ติดตั้งอยู่บนโครงสร้างซึ่งเพิ่มการเคลื่อนที่ในแนวดิ่ง โครงสร้างนี้ติดตั้งอยู่บนรางที่ติดอยู่กับแท่นหมุน รางเหล่านี้ช่วยให้สามารถวางตำแหน่งห้องนักบินของเครื่องจำลองไว้ที่รัศมีต่าง ๆ จากจุดศูนย์กลางการหมุน และทำให้สามารถรับแรง G ได้อย่างต่อเนื่องจนถึงประมาณ 3.5 ^{[ 62 ] [ 63 ]}