본 연구의 목적은 비행 훈련 효과, 사용자 경험 효과, 기술 파급 효과 측면에서 Visual Monitor 기반과 가상현실 헤드 마운트 디스플레이(Virtual Reality Head Mounted Display) 기반 모의 비행 훈련 시뮬레이터를 비교하는 것이다. VR HMD 기반 시뮬레이터는 VM 기반 시뮬레이터에 비해 더 현실적인 가상 환경을 제공함으로써 몰입도와 현실감을 높일 수 있다. VR HMD 기반 시뮬레이터와 관련된 기존 연구들은 조종사의 비행 훈련 효과에 주로 초점을 맞추었다. 본 연구는 공군 F-15K 전투기 조종사 25명을 대상으로 VM 기반과 VR HMD 기반 시뮬레이터를 비교 실험을 통해 운용효과를 확인하였다. 설문은 2개의 유형의 시뮬레이터에 대해 7점 척도를 사용하여 비행 훈련 효과, 사용자 경험 효과 및 기술 파급 효과와 관련된 26개 세부 평가 항목을 측정하였다. 비행 훈련 효과 10개 항목 중 5개 항목, 사용자 경험 효과 10개 항목 중 8개 항목, 기술 파급 효과 6개 항목 모두 VM 기반 시뮬레이터보다 VR HMD 기반 시뮬레이터에서 통계적으로 유의하게 높게 나타났다. 본 연구를 통해서 가상현실 HMD 기반 시뮬레이터를 공군 조종사 비행 훈련에 활용하면 비행 훈련 효과, 사용자 경험 효과, 기술 파급 효과 측면에서 실질적인 운용 효과를 개선할 수 있다. 또한 연구의 결과는 VR HMD 기반 시뮬레이터의 시스템 특성을 이해하는 데 도움이 될 것으로 예상된다.