DE19640730A1 - Flugsimulator - Google Patents

Description

Zur Ausbildung und zum Sicherheitstraining von Piloten werden Flugsimulatoren eingesetzt. Die gegenwärtigen Simulatoren können allerdings keine ausreichend wirklichkeitsnahen Bedingun­ gen simulieren. Das technische Niveau reicht dabei vom einfachen PC (besseres Videospiel) bis zur Nachbildung des Cockpits und der Simulation der Funktionen. Ausgefeilte Simulatoren ver­ fügen über einen hydraulischen Tisch, der Bewegungen des Flugzeuges im Ansatz kurzzeitig simulieren kann.

Dem Autor ist kein Simulator bekannt, der eine Simulation von Beschleunigungs- und Fliehkräf­ ten sowie von Druckabfällen gestattet. Die Wahrnehmung der Umwelt, Reflexe (Reaktionsfähigkeit) und das zielstrebige Handeln sind in diesen extremen Situationen völlig anders als unter Normalbedingungen.

Das Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Zentrifuge zur Simulation der Be­ schleunigungen und Fliehkräfte dient. Der Pilot sitzt in einer Kapsel, deren Inneres einem Cockpit entspricht. Das Flugzeug fliegt in einer virtuellen Welt, welche auf der Grundlage von Satelliten- bzw. Luftbildern aus der realen Welt berechnet wurde. Der Pilot betrachtet die virtuel­ le Welt mit Hilfe einer Cyperspace-3D-Brille oder mittels einer Projektion an die Innenfläche der "Fenster" des Cockpits. Eine Projektionsmöglichkeit ist die mit Hilfe eines Lasersystems.

Entsprechend der Flugmanöver des Piloten wird die Kapsel der Zentrifuge ausgerichtet (Richtung der Kräfte) und über die Steuerung der Rotationsgeschwindigkeit die Höhe der Be­ schleunigungs- bzw. Fliehkräfte simuliert.

Der Simulator kann insbesondere für Militär- und Kunstflugzeuge adaptiert werden. Neben her­ kömmlichen Anwendungen, wie z. B. der Ausbildung von Piloten, Sicherheitstraining usw. kön­ nen auch taktische Einsatzvorbereitungen in einer sehr realitätsnahen virtuellen Welt unter realen Belastungen des Piloten (Fliehkräfte, Druckverhältnisse, Anzug . . .) durchgeführt werden. Der Simulator gestattet z. B. das Training von Tiefflügen in einem unbekannten Gelände in einer realitätsnahen virtuellen Welt, z. B. Einsatzvorbereitungen für UNO-Einsätze.

Obwohl die virtuelle Realität auf Aufnahmen basiert, die unter einem sehr steilen Winkel herge­ stellt wurden, erlebt der Pilot den Flug bzw. Anflug aus seiner eigenen Perspektive. Der Simula­ tor gestattet Wechselwirkungen des Flugzeuges mit der virtuellen Welt, z. B. gegnerische und eigene Waffeneinwirkungen, die Simulation gegnerischer Flugzeuge usw.

Der Simulator ermöglicht auch die Simulation von diversen Wetter- bzw. Luftströmungsver­ hältnissen, z. B. Scherwinde.

Der Simulator gestattet flugphysiologische Untersuchungen der Piloten während realitätsnaher Einsätze. Bei Gesundheitsgefährdung des Piloten kann der "Einsatz" mit Hilfe eines externen Kontrollpultes abgebrochen werden.

Eine "Verknüpfung" mehrerer Simulatoren per Datenleitung ermöglicht z. B. das Training von Formationsflügen und Luftkämpfen mehrerer unabhängig gesteuerter Flugzeuge in einer gemein­ samen virtuellen Welt. Aus Kostengründen können dabei auch kompatible Simulatoren von ver­ schiedenen Staaten verbunden werden, die normalerweise für die Ausbildung der Piloten der nationalen Luftwaffen eingesetzt werden. Dadurch kann sich ein Staat auf die Anschaffung eines dieser kostenintensiven Simulatoren beschränken. Ein solcher multinationaler Verbund ermög­ licht das Training des Zusammenwirkens von Flugzeugen verschiedener Luftwaffen eines Ver­ teidigungsbündnisses mit allen damit verbundenen Problemen wie z. B. unterschiedliche Ausbil­ dungs- und Taktikvarianten, Sprachbarriere usw.

Die Simulatoren ermöglichen nicht nur ein Training der Piloten, sondern auch das des Personals der Bodenstationen (z. B. der Leitzentrale) und des Zusammenwirkens zwischen Leitzentrale und Piloten. Dazu werden die Radarbilder simuliert, die dem gewählten Gelände, den Witterungsbe­ dingungen, den simulierten Flugzeugen und den Waffeneinwirkungen, z. B. Raketen, entspre­ chen.

Die Simulatoren können so ausgelegt werden, daß diese nicht typspezifisch sind. Eine Adaption an einen konkreten Flugzeugtyp erfolgt durch Austausch der gesamten Kapsel mit dem Cockpit bzw. eines Teils davon. Ansonsten muß noch ein Teil der Software angepaßt werden. Dadurch kann der Simulator für mehrere Flugzeugtypen genutzt werden und ist auch kompatibel für künftige Flugzeuggenerationen.

Bei verbundenen Simulatoren können dadurch auch Flugmanöver/ Luftkämpfe zwischen Flug­ zeugen unterschiedlicher Typen simuliert werden. Da verschiedenen Flugzeugtypen in unter­ schiedlichen Höhen, Geschwindigkeiten, Wetterverhältnissen usw. ein verschiedenes Verhalten zeigen, können mit den verbundenen Simulatoren die vorteilhaftesten Taktiken ermittelt werden.

Claims (9)

1. Flugsimulator, dadurch gekennzeichnet, daß zur Simulation von Beschleunigungs-, Ver­ zögerungs- und Fliehkräften eine Zentrifuge verwendet wird. Der Pilot sitzt in der Kapsel der Zentrifuge. Die Kapsel ist schwenkbar, so daß die Richtung der Kraftwirkung verän­ dert werden kann. Das Innere der Kapsel entspricht dem Cockpit des Flugzeuges. Der Pilot "steuert" die Drehzahl der Zentrifuge und damit die Schwerebelastung durch seine Flugmanöver.

2. Flugsimulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das "Flugzeug" in einer virtuellen Welt (Realität) "fliegt", welche aus Satelliten- bzw. Luftbildern berechnet wur­ de.

3. Flugsimulator nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Pilot die vir­ tuelle Welt mit Hilfe einer Cyberspace-3D-Brille oder einer Projektion an die "Fenster" des Cockpits wahrnimmt.

4. Flugsimulator nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Simulator Wechselwirkungen des Flugzeuges mit der virtuellen Welt gestattet, z. B. gegnerische und eigene Waffeneinwirkungen, Simulation gegnerischer Flugzeuge.

5. Flugsimulator nach Ansprüchen 1 bis 3 bzw. 1 bis 3 und weiteren, dadurch gekennzeich­ net, daß ein Druckverlust, Temperaturänderungen und Geräusche in der Kabine simuliert werden können.

6. Flugsimulator nach Ansprüchen 1 bis 3 bzw. 1 bis 3 und weiteren, dadurch gekennzeich­ net, daß der Pilot flugphysiologisch bzw. medizinisch überwacht wird und bei Gesund­ heitsgefährdung des Piloten der "Einsatz" mit Hilfe eines externen Kontrollpultes abge­ brochen werden kann.

7. Flugsimulator nach Ansprüchen 1 bis 3 bzw. 1 bis 3 und weiteren, dadurch gekennzeich­ net, daß mehrere Simulatoren per Datenleitung verknüpft werden können. Dadurch kön­ nen sich mehrere, einzeln steuerbare Flugzeuge in einer gemeinsamen virtuellen Realität bewegen.

8. Flugsimulator nach Ansprüchen 1 bis 3 bzw. 1 bis 3 und weiteren, dadurch gekennzeich­ net, daß der Pilot mittels einer simulierten Funkverbindung mit einer Leitstelle bzw. an deren Flugzeugen in Verbindung treten kann.

In der Leitstelle werden Radarbilder simuliert, die dem Gelände der virtuellen Welt, den gewählten Witterungsbedingungen, den Flugmanövern des bzw. der simulierten Flugzeu­ ge und der simulierten Waffenwirkungen, z. B. Raketen, entsprechen.