Flugsimulatoren werden seit mehr als 80 Jahren zur Ausbildung von Piloten eingesetzt. In dieser Zeit gab es viele Innovationen in der Luftfahrttechnik. Jetzt läutet Virtual Reality (VR) eine neue Ära der professionellen Pilotenausbildung ein, mit weitreichenden Folgen für die Luftfahrtindustrie.
Sind VR-Flugsimulatoren die Zukunft der Pilotenausbildung?
Flugsimulatoren werden seit mehr als 80 Jahren zur Ausbildung von Piloten eingesetzt. In dieser Zeit gab es viele Innovationen in der Luftfahrttechnik. Jetzt läutet Virtual Reality (VR) eine neue Ära der professionellen Pilotenausbildung ein, mit weitreichenden Folgen für die Luftfahrtindustrie.
Alle Piloten, von der Luftwaffe über kommerzielle bis hin zu denen von Privatjets, werden seit fast einem Jahrhundert in Flugsimulatoren ausgebildet. Aber die virtuelle Realität wird die Art und Weise verändern, wie den Flugschülern das Fliegen beigebracht wird, und zwar in einem Umfang, der viel mehr ist als nur der Durchbruch einer neuen Technologie. VR-Pilotenausbildungssysteme haben das Potenzial, die professionelle Flugausbildung erschwinglicher zu machen und dadurch das notwendige Budget zu senken. Darüber hinaus können sie sogar für das Training von Mechanikern eingesetzt werden. Es gibt einige Beispiele, wie VR-Flugsimulatoren die Zukunft der Luftfahrt verändern können.
Heutige Flugsimulatoren
In der Regel entsteht ein Flugsimulator durch Abtrennen der Spitze eines Flugzeugs. Das Cockpit wird dann auf einer Hexapod-Plattform montiert, die es dem oberen Teil des Flugzeugs ermöglicht, sich entsprechend der sechs Freiheitsgrade nahezu beliebig im Raum zu bewegen. Zusätzlich werden Videodisplays installiert, die den Piloten eine Landschaft oder eine Start- und Landebahn zeigen.
Mit Flugsimulatoren können Piloten in der Ausbildung wie in einem echten Flugzeugcockpit agieren. Dadurch kann Kerosin eingespart und der Verschleiß an Flugzeugen und Triebwerken vermindert werden. Gefährliche Situationen und Systemausfälle können simuliert werden, ohne Passagiere zu gefährden.
Ein Full Flight Simulator (FFS) ist ein technologisch fortschrittlicherer Simulator, der moderne Technologien aus den Bereichen Bewegung, Visualisierung, Kommunikation und Flugverkehr einsetzt. Beispielsweise kann ein FFS die Reibung der Luft entlang des Rumpfes simulieren und die Piloten in räumlicher Orientierung trainieren. Dies ermöglicht eine mehr als 180-Grad-Sicht in Satellitenqualität auf alle wichtigen Objekte an einem bestimmten Flughafen. Im Simulator können die Piloten so ihren Anflug auf den Flughafen präzise trainieren.
In der Vergangenheit gab es vier Level von FFS, die mit A bis D bewertet wurden, wobei D der höchste Standard war. In den letzten Jahren wurden diese Stufen auf sieben internationale Levels umgestellt, Level D entspricht jetzt Typ 7. Der Standard Level D beziehungsweise Typ 7 wird sowohl für die Erstausbildung (Umstellung auf einen neuen Flugzeugtyp) als auch für die regelmäßigen Trainings im kommerziellen Luftverkehr verwendet. (Alle Berufspiloten müssen regelmäßig, üblicherweise alle sechs Monate, solche Trainings absolvieren, um ihre Lizenz zum Fliegen von Passagieren in CAT-Flugzeugen zu behalten.)
Warum etwas ändern, wenn es funktioniert?
Flugsimulatoren sind riesig, wiegen mehrere Tonnen und sind teuer. Ein Vollflugsimulator vom Typ 7 kostet zum Beispiel mehr als 10,8 Millionen Euro (12 Millionen US-Dollar) und darin sind die Betriebskosten des Simulators noch nicht enthalten. Noch teurer wird es, wenn ein neues Flugzeugmodell eingeführt wird, denn das alte Modell muss entsorgt werden. Die Pilotenausbildung ist deshalb extrem teuer und für viele, die gerne Pilot werden würden, unerschwinglich.
Ist das VR-Pilotentraining noch Zukunftsmusik?
Derzeit ist die Luftfahrtindustrie hinsichtlich der Effektivität der Ausbildung von Piloten mit Hilfe von Virtual Reality gespalten. Einige behaupten, dass nichts auf dem Markt den bewährten Flugsimulator ersetzen kann. Sie glauben, dass es für Piloten wichtig ist, in einem echten Cockpit zu trainieren, in dem sie nach ihrer Sauerstoffmaske greifen können, wenn sich das Cockpit mit Rauch füllt, und sie die leichten Vibrationen des Flugzeugs auf einem echten Cockpitsitz spüren. Derzeit gibt es keine Hinweise darauf, dass die virtuelle Realität eine bessere Alternative zu physischen Simulatoren ist, aber das wird sich ändern. Es gibt gute Gründe, warum VR bereits als Alternative zu Video-Tutorials von der Luftwaffe und privaten Flugschulen eingesetzt wird.
Die Zukunft der VR-Pilotenausbildung
In den letzten zehn Jahren hat sich VR-Technik von einer Idee aus dem Reich der Fantasie zu einer tragenden Säule der Videospielbranche entwickelt. 2016 stellten mehr als 230 Unternehmen VR-Produkte her, darunter auch bekannte Marken wie Google, Apple, Amazon, Microsoft, Sony und Samsung. 2018 präsentierte Facebook den Half Dome, einen Prototyp mit einem Gleitsichtdisplay. Dadurch wurde eine unbegrenzte Anzahl von Fokussierungen für die Nah-, Mittel- und Fernsicht bei einem Sichtfeld von 140 Grad möglich, ohne die aktuelle Form oder das Gewicht von VR-Consumer-Geräten überzustrapazieren.
Aktuelle VR-Technologie verwendet Headsets oder Umgebungen mit Mehrfach-Projektionen, die die physische Präsenz eines Benutzers in einer virtuellen Umgebung simulieren. Das Gerät, das das Training der VR-Piloten am bedeutendsten vorantreibt, ist jedoch als haptisches System bekannt (auch als „Force Feedback“ bei Videospielen und militärischen Trainingsanwendungen bezeichnet), mit dem Vibrationen und andere Empfindungen auf den Benutzer übertragen werden können. Fortschritte in der virtuellen Welt haben dazu geführt, dass die Luftwaffe die Technologie als Teil ihres Trainingssystems einsetzt.
Die Technologie wird auch als Alternative zu Video-Tutorials in privaten Flugschulen eingesetzt. Vor kurzem schuf der Chefpilotenlehrer eines australischen Luftfahrtunternehmens in Zusammenarbeit mit einem Produktionsstudio ein virtuelles Erlebnis, das den Piloten die Grundlagen des Fliegens mit einem Smartphone und einem mobilen VR-Headset vermittelt. Ein VR-Pilotenzertifizierungskurs wird bereits angeboten, weitere sollen folgen, wenn der erste Kurs erfolgreich ist.
Eine kurze Übersicht der besten Headsets und Plattformen auf dem Markt
Derzeit sind Headsets entweder mobil oder verkabelt. Mobile Headsets ermöglichen es einem Benutzer, ein Mobiltelefon anzuschließen und das Smartphone in ein VR-Gerät zu verwandeln, ohne dass Kabel erforderlich sind. Samsung Gear VR und Google Daydream View sind kostengünstige mobile Headsets. Verkabelte Headsets bieten sechs Freiheitsgrade (6DOF), um die Position eines Benutzers genau zu verfolgen und ein noch umfassenderes Virtual-Reality-Erlebnis zu erzielen. Aufgrund der eingeschränkten Prozessorleistung von Smartphones im Vergleich zu Desktop- oder Laptop-Computern bieten verkabelte VR-Headsets in der Regel ein viel intensiveres und realistischeres Cockpit-Erlebnis.
Es gibt mehrere Ausrüstungsgegenstände, die ein Benutzer benötigt, um loslegen zu können:
- VR-Flugcomputer
- hochwertiges Virtual-Reality-Headset
- VR-Flugsoftware
- Steuergerät oder Joystick zur Steuerung des Flugzeugs
- Ruderpedale, die für Benutzer wichtig sind, die eines Tages wirklich fliegen möchten
Für den normalen Benutzer noch nicht verfügbar, werden bei einigen der neuesten Entwicklungen mit der haptischen (Force-Feedback-)Technologie bereits mechanische Stellglieder eingesetzt, die mit verschiedenen Körperregionen in Kontakt gebracht werden, meist den Händen und Fingerspitzen. Dadurch kann der Benutzer Empfindungen in der virtuellen Realität erleben. Für die Pilotenausbildung hat das einen entscheidenden Vorteil: VR-geschulte Piloten erhalten eine realistische, berührungsempfindliche Bestätigung aller Schalter und Knöpfe, die sie während des Fluges nutzen.
Immersive Flugsoftware
Die Popularität dieser Software ist hauptsächlich auf ihre realistische Darstellung zurückzuführen. Das jüngste Upgrade zeichnet sich durch eine neue, hochauflösende Benutzeroberfläche aus und die Qualität der realistischen Details, die eine genaue Simulation realer Flugzeuge darstellt.
Diese Software gilt als eine der besten Flugsimulationen, die auf dem PC verfügbar sind, und überzeugt vor allem durch ihren Realismus. Weit mehr als ein Videospiel, besteht die eigentliche Herausforderung darin, das Fliegen des virtuellen Flugzeugs in einem Cockpit mit detailgetreuer Instrumententafel zu lernen.
Aerofly2 bietet dem Benutzer gestochen scharfe, detaillierte Cockpits, wunderbare Kunstflüge und jetzt auch den gesamten Südwesten der USA. AeroFly verfügt über fortschrittliche 3D-Grafiken, das Flugdynamikmodell bietet zukünftigen Piloten ein hohes Maß an Realismus.
Wie Piloten und die Luftfahrtindustrie VR für sich nutzen können
Eines ist sicher: Der Einsatz von VR in der Luftfahrt kann nicht länger ignoriert werden, egal ob sich ein Pilot oder Fluglehrer in einem abgetrennten Cockpit alter Schule wohler fühlt oder mit dem neuesten Typ-7-Vollflugsimulator ausgestattet ist. Die Anzahl der VR-Headsets, die auf allen wichtigen Luft- und Raumfahrtmessen eingesetzt werden, sowie die militärische Fallstudie zur Erschwinglichkeit, Effektivität und Benutzerfreundlichkeit von VR-Trainingssystemen belegen dies.
VR-Flugsimulationen sind möglicherweise nicht in der Lage, das tatsächliche Erlebnis in der Luft zu ersetzen, aber sie können einer neuen Generation von Piloten, für die High-End-Simulatoren zu kostspielig sind, die Möglichkeiten einer Karriere in der Luftfahrt ermöglichen.
Obwohl die VR-Technologie noch einen langen Weg vor sich hat, entwickelt sie sich rasant weiter. Fürs Erste können die Piloten von morgen ihre VR-Headsets aufsetzen und eine Cessna 172 in den Griff bekommen, den Airbus A320 fliegen und eine Boeing 747 meistern. Etwas, wovon jeder Pilot geträumt hat, lange bevor er tatsächlich im Cockpit saß.
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