载人飞船进入太空飞行前，驾驶飞船的航天员需要熟练掌握操作飞船的技能。载人飞船环绕于地球之外，具有很大的风险性，因此无论从哪方面来讲，不可能让航天员在实际的飞船飞行中尝试航天员的训练。通常的办法是在地面环境下，采用模拟手段训练航天员。

　　国外开展载人航天以美国和苏联/俄罗斯最早，规模也最大。这两个国家实际发射的载人航天器种类和型号很多，航天员队伍也非常健全。多年的实际载人飞行，使这两个国家积累了丰富的航天员训练经验，建立了系列的、先进的航天员训练模拟设备。

　　美国的载人航天活动先后经历了水星号、双子星座、阿波罗、天空实验室和航天飞机计划。在这些计划中，都建造了相应的动态、静态训练设备。在水星计划中，美国采用了很多种训练模拟器。据统计，在水星、双子星座和阿波罗三个计划中，美国共使用了30多种模拟器，训练了59名航天员，这些航天员飞行前的总训练时间为91 000小时。其中，在模拟器上训练的时间约38 000小时，约占总训练时间的42%。水星程序训练器、双子星座飞行模拟器、阿波罗指挥舱模拟器、阿波罗登月舱模拟器，以及后来的航天飞机模拟器，是其中比较庞大、完整且应用最多的训练模拟器，为美国航天员的地面训练和载人飞行作出了重要贡献。

　　随着载人航天器型号的变化，苏联/俄罗斯相应的训练模拟器也不断出现。东方号、上升号、礼炮号、联盟号和和平号等载人飞行计划，苏联/俄罗斯都建造了相应的模拟器，航天员训练体系健全，训练设备齐全。

　　我国载人航天工程开始实施后，在借鉴国外先进技术的基础上，根据我国载人航天的实际需要，近些年来相继研制了许多训练模拟设备，初步建立起了具有一定规模、技术先进的航天员训练系统，如多个飞船单项系统训练台、计算机辅助训练器、固定基全任务飞行训练模拟器等。这些设备已用于我国航天员的各种训练，并取得了良好的效果，为我国载人航天工程的实施提供了有力的保障。

　　航天飞行训练模拟器是以相似原理、控制理论、计算机技术、航空航天原理和工程实际等专业技术为基础，以计算机和各种物理效应设备为工具，基于信息等效原则和人机界面等效原则，采用实物、半实物和数字仿真方法，模拟真实飞船的内部环境和全部人-机界面，模拟生成人的视觉、触觉、听觉等人能感知的物理环境和信息环境，提供受训人员地面环境下对飞船飞行操作的训练。飞行训练模拟器是典型的人在回路的飞行仿真系统。世界上第一台飞行模拟器“林克机”，由美国人林克在1929年研制成功，它的诞生实现了人在地面实验室进行飞行试验训练的梦想。

　　伴随着仿真技术、计算机技术、信息技术的发展，很多现代模拟技术和手段被引入到飞行训练模拟器的研制中，具体体现在以下几个方面。

　　1）运用机理建模、系统辨识、模糊建模、神经网络建模及模糊神经网络建模等仿真建模技术，建立各种航天器系统的模型，使其动态响应、精度等能够很好地满足训练要求。

　　2）采用计算机成像、数字音响播放、多自由度运动控制技术，使得针对航天的视景、音响、运动模拟技术不断提高，可以更逼真地模拟航天飞行过程。

　　3）人工智能、神经网络、专家系统等智能技术的应用，使仿真建模、仿真计算、系统控制及训练评价方法有了很大程度的提高。

　　4）基于虚拟现实技术的训练模拟器已开始进入实用阶段。

　　5）分布交互式仿真开始应用到大系统联合演练中。

　　训练模拟器按照用途和复杂程度的不同，一般可以分为三类：全任务飞行训练模拟器、专项训练模拟器和计算机辅助训练器。全任务飞行训练模拟器可以说是“地面上的太空船”。典型的全任务航天飞行训练模拟器应具备下列功能。

　　1）航天器环境模拟功能。提供航天器模拟座舱，配置各种必要的舱内设备，座舱内部界面环境和操作环境与实际航天器一致。

　　2）航天器运动模拟功能。模拟航天器正常飞行和各种应急飞行过程的动感,包括所有仪表显示、事件通报、音响噪声，按飞行程序和航天器姿态显示光学瞄准镜及舷窗视景。

　　3）人工控制与操作训练功能。具有人工控制与操作训练功能，可实现手动运动控制操作、仪表操作及舱内照料设备的操作训练。

　　4）天地通信模拟功能。具有模拟船地通信功能，可根据飞行时间向航天员通报进入、飞出测控通信区，可模拟地面指挥和医监人员与航天员通话。

　　5）航天器故障模拟功能。能模拟各种航天器典型故障状态，可进行故障判别、故障排除的训练。

　　6）训练控制功能。教员可设置训练科目，设置或解除故障，可控制模拟器训练过程的冻结和解冻；可设置“跳飞”功能，实现可变倍率的“快飞”功能；可以控制模拟器进行复位。

　　7）训练监视功能。教员可监视模拟器的飞行过程、仪表板的显示信息、视景显示图像，可监视航天员的操作过程和操作结果，监视航天员舱内的活动，监视航天员的生理信息。

　　8）训练数据记录功能。训练模拟器具有训练档案数据库，可存储训练记录数据，可记录训练的基本情况，包括受训航天员的姓名、训练时间、训练科目、训练结果等，并记录航天员在舱内的操作情况。

　　9）模拟器系统状态监测功能。具备检查、监测模拟器系统的启动和运行状态的功能。

　　10）训练评价功能。具备对训练数据的统计分析功能，可对训练效果提出初步的评分结果。