从虚拟甲板到未来战场！数字孪生重构海战航母战斗群

航空母舰战斗群作为一国综合国力的象征，其运作效率与作战能力至关重要。真实的航母战斗群运作，是对技术与协同的极致考验。

辽宁舰单舰排水量超过 6 万吨，甲板面积相当于 3 个足球场，却要在数小时内完成数十架舰载机的起飞、回收、补给与检修；一个完整的战斗群包含航母、巡洋舰、护卫舰、核潜艇等十余个作战单元，需在数百平方公里海域内保持信息同步与战术协同。

任何一个环节的失误 —— 弹射器压力异常、舰载机油量计算偏差、雷达探测角度偏差 —— 都可能导致任务失败，甚至引发安全事故。

数字孪生技术的出现，正是为了打破这一困境。它通过构建与物理实体 1:1 映射的虚拟模型，将航母战斗群的运作 "搬进" 数字世界，可以在虚拟甲板上完成数百次进行深度推演、训练和优化。本文将带您深入解析，如何通过强大的模型编辑器与孪易IOC（智能运营中心），高效构建一个数据驱动的航母战斗群数字孪生体，并完美模拟舰载机起飞的每一个细节。

一、 从静态模型到动态孪生体：模型编辑器的精雕细琢

传统三维可视化往往停留在“看起来像”的阶段，而数字孪生的核心在于“动起来”且“数据驱动”。要实现舰载机在航母上的复杂作业，首先需要一个不仅外观逼真，更具备精密内部结构和数据交互能力的模型基础。这正是模型编辑器大显身手的舞台。

基于模型编辑器，我们制作了航母、战斗机、巡航舰、护卫舰等精细化模型。

1.航母数字孪生：海上霸主的虚拟化身

以辽宁舰为例，这绝非一个简单的外壳模型。

其巨大的斜角飞行甲板、密布天线的舰岛、舷侧升降机，乃至甲板上细微的系留装置，都经过了精确的几何构建和纹理处理。

更重要的是，我们运用模型编辑器对航母上的各类关键功能装置进行了深度的关节编辑与数据驱动接口预置，使其从一座静态的钢铁巨岛变为一个可动态响应的智能孪生体：

（1）近防武器系统：航母两侧的近防炮，我们为其炮管旋转基座和俯仰机构分别创建了数值型关节。通过外部输入的目标方位角与俯仰角数据，可以实时驱动炮塔进行360°旋转追踪，炮管进行抬起或放下动作，模拟对来袭目标的锁定与跟踪过程。

（2）动力系统：位于水下的螺旋桨同样被赋予了数据驱动能力。我们为其定义了“转速”关节。通过接入动力系统的输出参数，该关节的数值变化可以驱动螺旋桨模型做出相应转速的旋转动画，直观反映航母从停泊、巡航到最高航速的动力状态变化。

（3）雷达电子系统：舰岛上各种雷达天线，如相控阵雷达面板、对空/对海搜索雷达，都具备“旋转”或“扫描角度”关节。这些关节由相应的雷达开关机状态、工作模式等数据驱动，从而在场景中真实再现雷达的扫描姿态和工作状态。

2.赋能舰载机：从姿态到流程的全数据驱动

舰载机模型同样被深度赋能。舰载机从航母甲板起飞，要经历 "外观 - 行为 - 特效" 的三重打磨。

外观上，采用 PBR（物理材质渲染）技术，机身的铝合金蒙皮会根据光照角度变化反射率，机翼的复合材料表面有细微的纹理起伏，甚至机身上涂装都严格遵循真实比例 —— 这些细节不是为了美观，而是为了让数字孪生体更精准。

行为上，通过 "关节动画" 实现全流程模拟。起落架收放、襟翼扰流板偏转、发动机状态（如喷口焰效果）等都具备独立的数据驱动接口。模型编辑器允许我们为这些动作定义关节（数值型、布尔型、枚举型），这使得我们可以通过数据精确控制舰载机在甲板上的移动、转向、离舰仰头、爬升等一系列连贯动作。

3.开箱即用的庞大“装备库”与深度定制

除核心航母与舰载机外，模型编辑器还支持从孪易 IOC 海量装备模型库中直接调取驱逐舰、护卫舰、预警机等编队模型。

装备模型库覆盖全球主流海、陆、空、天装备，且全部采用高精度建模，具备规范的结构层级与数据驱动关节定义。可以直接选用这些“开箱即用”的模型，极大缩短了搭建数字战场的时间。同时，模型编辑器支持深度二次编辑，用户可以调整涂装、修改细节、增删附件（如为战机挂载不同弹药），甚至定制特殊的动作序列，满足从标准推演到特定展示的各类需求。

所有模型最终可导出为 .tgm（图观模型）格式，该格式专为数字孪生设计，集成了外观、数据驱动能力和多渲染模式兼容性，确保了模型在后续应用中的一致性和高性能。

二、孪易 IOC：航母编队推演的“智能中枢”

航母战斗群数字孪生应用的核心价值，在于将“舰载机起降”这一战术细节与“全域作战态势”深度耦合，为军事训练、装备论证与战术创新提供“低成本、高风险、可重复”的虚拟试验场。

有了精细的数据就绪的模型，如何将它们融入一个逼真的环境，并让它们根据指令和数据流畅运作，就需要一个强大的集成与控制中枢——孪易 IOC。

孪易 IOC 能够将航母、舰载机、巡洋舰等数十类模型整合为有机整体，具备“想定编辑-推演执行-结果评估”全流程能力，支持用户以“拖拽式操作”完成复杂战术推演，成为军事决策的 "数字沙盘"。

想定快速构建：从场景搭建到业务逻辑定义

1.场景配置

用户可灵活定义数字孪生场景的地理位置、层级结构（如全球战区-区域战场-具体设施），并标绘式添加兴趣点位、指引路线、重点区域（如航母航线、禁航区）、辅助标尺等。这使得航母战斗群的部署能够精确贴合真实地理环境。

2.孪生体对象配置

（1）所见即所得的位置编辑：可直接导入战场三维场景服务，直接在三维场景中拖拽放置航母、舰载机、护卫舰等孪生体对象孪生体。

（2）孪生体类别配置：针对不同类型的装备（如航母、战斗机、雷达），用户可以预定义其类别属性。包括：台账字段配置，定义该类别对象有哪些属性（如航母的舷号、排水量、航速）；时序字段配置，定义哪些数据是随时间变化的（如发动机转速、雷达扫描角度）；三维外观与状态映射，关联对应的 .tgm 格式模型，并配置数据如何驱动模型状态变化。

3.专业模型与实时数据对接

孪易 IOC 支持通过标准接口（如API、数据库、IoT网关）接入外部专业仿真模型的计算结果（如AFSIM的行为模型、STK的空间环境分析）、导调系统指令或实时报文数据。这些数据可以通过接口实时传递给孪易IOC。IOC随即驱动场景中的航母弹射器关节和战机模型，完美同步地将这一数据过程转化为视觉上的弹射起飞动画。这就是真正的“数据驱动”。

在航母战斗群数字孪生应用的构建中：

模型编辑器 负责将物理装备（航母、舰载机、武器系统）转化为高精度、可数据驱动的“数字孪生体”，为整个应用提供逼真且可交互的视觉基础。

孪易 IOC 则扮演了 “数字大脑”和“集成中枢” 的角色。

（1）前台监测运维 提供了全方位的态势感知、智能分析、指挥控制和展示汇报能力。

（2）后台配置管理 提供了一站式、零代码的敏捷构建环境，让用户能够快速定义业务规则、接入多源数据、配置可视化效果，并将前台与后台无缝打通。

二者结合，使得过去需要大量定制开发、耗时费力的数字孪生应用（如航母战斗群推演），现在可以通过高效的配置化方式快速构建和迭代，真正实现了数字孪生技术在各行各业，包括高端军事仿真领域的高效落地和普及应用。

数字孪生重构海战推演范式

从模型编辑器对“毫米级关节”的定义，到孪易 IOC 对“全域数据”的融合，航母战斗群数字孪生应用不仅实现了舰载机起降流程的“可视化呈现”，更构建了“装备-环境-指挥”三位一体的“数字镜像”。它的价值不仅在于“所见即所得”的直观体验，更在于将“经验驱动的传统推演”升级为“数据驱动的科学决策”——当每一个弹射动作、每一次甲板调度都可被量化分析、优化迭代时，海战指挥将进入“精准化、智能化”的新纪元。

未来，随着AI决策模型与实时战场数据的进一步融合，这一数字孪生应用将不仅能“复现过去”“模拟现在”，更能“预测未来”——在虚拟海洋中提前演练“制胜一招”，正是数字孪生技术赋予现代海战的终极力量。