Moderne Verkehrsflugzeuge fliegen sicher und hoch automatisiert. In den seltensten Fällen müssen die Pilotinnen und Piloten manuell fliegen, aber trotzdem auf alles vorbereitet sein. Und die Anforderungen an sie wachsen mit dem stetigen Anstieg des Flugverkehrs – davon sind Verkehrsflugzeuge genauso wie Kleinflugzeuge betroffen. „Genau hier setzt ein Schwerpunkt unserer Forschungsaktivitäten an: Pilotinnen und Piloten können mit Hilfe unserer Flugsimulatoren Situationen und Manöver trainieren, die in der Realität nicht ausführbar wären“, erklärt Reinhard Braunstingl vom Institut für Mechanik der TU Graz, der die Forschungsplattform Flugsimulation leitet. Selbst erfahrener Pilot und Fluglehrer, bringt Reinhard Braunstingl über 20 Jahre Erfahrung in der Entwicklung von Flugsimulatoren mit. Eines seiner Spezialgebiete sind Simulationsalgorithmen.
Zur Flotte der TU Graz gehören sowohl ein Verkehrsflugzeugsimulator als auch ein Leichtflugzeugsimulator, die dank moderner Technik ein wirklichkeitsnahes Flugtraining ermöglichen: Ein Weitwinkel-Sichtsystem projiziert virtuelle Flugwelten direkt auf die gewölbte Leinwand vor den Cockpits, mechanische Steuerelemente simulieren einen realistischen Krafteinsatz, und auch das Soundsystem ahmt detailgetreu die „Real-Life“-Geräuschkulisse im Cockpit nach. Hier geht es zum Video, in dem Reinhard Braunstingl den Verkehrsflugzeugsimulator vorstellt.
Cockpit des Verkehrsflugzeugsimulators. Die Pilotenkabine einer DC 10 ist mit einem 3D Soundsystem und einem ausgeklügelten Simulatorcockpit ausgestattet, das Flugzeugsysteme inklusive Wetterradar, Ground Proximity Warnsystemen und Flight Management Systemen nachbildet. Das Cockpitlayout kann verändert werden; so können die Forschenden an der TU Graz alternative Cockpitsysteme untersuchen und weiterentwickeln.
Der Leichtflugzeugsimulator mit realen Bedienelementen verwendet dieselbe Software wie der Verkehrsflugzeugsimulator. Der Verkehrsflugzeug- und der Leichtflugzeugsimulator an der TU Graz können sowohl miteinander als auch mit Simulatoren anderer Forschungseinrichtungen gekoppelt werden, und können so im selben virtuellen Luftraum fliegen. Das Foto entstand während der Langen Nacht der Forschung 2014.
Simulatortraining ab der ersten Flugstunde
„Das derzeitige Ausbildungsprogramm für angehende Pilotinnen und Piloten von Leichtflugzeugen ist nicht darauf ausgelegt, sie für bestimmte Verkehrssituationen vorzubereiten – die Verkehrsregeln werden theoretisch gelernt, aber nicht systematisch trainiert“, so die Human Factors-Expertin Ioana Koglbauer am Institut für Mechanik der TU Graz.
Im FFG-Projekt „ELFlight“ haben die Forschenden an der TU Graz unter anderem das Ausweichverhalten der Flugschülerinnen und Flugschüler im unkontrollierten Luftraum untersucht, indem sie bestimmte simulierte Szenarien mit komplexen Verkehrssituationen und Funkkommunikation mit ihnen trainierten. Das Ergebnis: Die Flugschülerinnen und Flugschüler weichen anfangs großteils nicht so aus, wie sie sollten, weil sie die Situation nicht richtig einschätzen können. Mithilfe des zusätzlichen Trainings im Simulator, so das Ergebnis der Studien, könnten diese Fähigkeiten für die reale Flugsituation von Anfang an maßgeblich verbessert werden.
Erste Ergebnisse des Projekts „ELFlight“, in dem die Wirksamkeit von Lehrmethoden und -mitteln für die Verbesserung der Flugausbildung sowohl für Piloten als auch Pilotinnen neu konzipiert und erprobt wurden, sind in „Procedia Social and Behavioral Sciences“ (1,2) und „Cognition, Brain, Behavior" publiziert.
„Faktor Mensch“ für neue Cockpitsysteme und Displays
Ein weiterer interdisziplinärer Forschungsschwerpunkt mit den Flugsimulatoren in der Hauptrolle ist die Entwicklung neuer Cockpitsysteme, deren Technologien für die Pilotin und den Piloten sicher, effektiv und einfach zu nutzen sind. „Bei Designkonzepten für neue Cockpitsysteme und Displays setzen die Flugzeughersteller heutzutage im ersten Schritt auf virtuelle Cockpits, beziehungsweise auf Hardware-Simulatoren, die mit Virtual-Reality-Simulatoren kombiniert werden. So können die Benutzerfreundlichkeit von Bedienelementen schon in einem frühen Stadium getestet werden, was die Entwicklungskosten deutlich senkt“, erklärt Reinhard Braunstingl. Im Bereich der Displays wurde im Rahmen einer Dissertation am Institut für Mechanik der TU Graz ein neuartiges „mitdenkendes“ Kollisionswarnsystem für den Sichtflug entwickelt.
Im Rahmen der Langen Nacht der Forschung ist oft zumindest einer der beiden Flugsimulatoren für Besucherinnen und Besucher offen.
