Manuelles Fliegen ist eine Fertigkeit…

…die wie Klavierspielen oder eine Extrem-Sportart regelmäßig geübt werden muss. Dazu veröffentlichte die VC* einen inhaltlich recht gut geschriebenen Beitrag, den wir hier, leicht gekürzt, zur allseitigen Diskussion und zum Weiterdenken und Handeln veröffentlichen.

Und, nein, der FlugundZeit-Blog ist kein Sprachrohr der VC, man kann mir nichts aufdrücken, auch keine noch so fordernd vorgebrachten Vorschläge eines Vorstandes, was ich als Presse zu schreiben habe oder auch nicht. Aber um diesen Text habe ich gebeten, weil ich den fachlichen Inhalt genauso sehe.

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„Dem Computer fehlt etwas ganz Entscheidendes: der gesunde Menschenverstand“, so der Schweizer Aphoristiker Stephan Fleischer. Der Mensch zeichnet sich unter anderem durch die Fähigkeit aus, situationsgerecht zu priorisieren und gegebenenfalls auch, aufgrund seiner Kreativität, „neue“ Lösungen zu finden – eine entscheidende Stärke des Menschen im Mensch-Maschine System.

Diese Kreativität ist allerdings kein Selbstläufer – zum einen muss Kreativität geschult und regelmäßig trainiert werden, zum anderen müssen die entsprechenden Rahmenbedingungen gegeben sein, auch kreativ vorgehen zu können. Nur dann erzielt ein gut ausgewogenes Mensch-Maschine-System die größtmögliche Sicherheit.

Der Steuerung eines Verkehrsflugzeugs liegt heute ein extrem komplexer Informations-Regelkreis zugrunde, bestehend aus:

Information – Übertragung – Erfassung – Verarbeitung – Umsetzung.

Versuche, diesen Regelkreis komplett zu automatisieren, sind gescheitert.

Verkehrsflugzeuge der neuesten Generation haben zwar einen hohen Entwicklungsstand erreicht, dennoch sind auch die modernsten Flugzeugsysteme nicht fähig, im Falle von unerwarteten Systemfehlern selbst situationsgerechte Lösungen zu finden. Sie reagieren anhand von programmierten Vorgaben, welche nur auf bestimmte, zum Zeitpunkt der Programmierung vorhergesehene Situationen oder Szenarien beschränkt sind.

Ein Pilot muss zu jeder Zeit, insbesondere im Falle von Systemausfällen, in der Lage sein, den Flugzustand seines Flugzeugs zu erfassen und das Flugzeug manuell zu steuern.

In den letzten Jahren haben sich die Rahmenbedingungen in der Verkehrsfliegerei verschlechtert. Fortschreitende Automatisierung und Vernetzung moderner Flugzeugsysteme erhöhte die Komplexität enorm, was die Erfassung der Gesamtsituation (insbesondere auch etwaiger Probleme) deutlich schwieriger macht. Gleichzeitig greifen – mehr oder weniger automatisierte – Assistenzsysteme zunehmend in die aktive Flugführung was den direkten Eingriff der Piloten zusätzlich erschweren kann.

Grundsätzlich muss der Mensch sich all seine Fähigkeiten aneignen und erhalten, das heißt, wieder und wieder trainieren. Auch hat es sich in der Evolution als massiver Vorteil erwiesen, wenn nur für diejenigen Fähigkeiten Gehirnkapazität und Energie bereitgestellt werden, die gerade zum Überleben notwendig sind. Im Umkehrschluss bedeutet dies, dass – um im menschlichen Gehirn Ressourcen zu schonen – Fähigkeiten bei Nichtanwendung zurückgebildet werden, auch wenn sie nie ganz verschwinden.

Bei stark spezialisierten Hand-Auge-Ohr-Koordinations-Aufgaben, muss das Gehirn am besten jeden Tag durch Wiederholung der Tätigkeiten dazu animiert werden, die geforderten Ressourcen bereitzustellen. Das gilt auch für grundlegende fliegerische Fähigkeiten, insbesondere das manuelle Fliegen, aber auch für die Erfassung und Verarbeitung von Information.

Die Entwicklungen in modernen Flugzeugsystemen waren diesbezüglich kontraproduktiv. Ein adäquates Üben der notwendigen Tätigkeiten (insbesondere Erfassung, Verarbeitung, manuelle Umsetzung) ist im normalen Flugbetrieb – wenn überhaupt – nur noch bedingt möglich.

 

Warum liegt darin eine Gefahr für die Flugsicherheit?

Kontrollverlust im Flug (Loss of Control) wird inzwischen überproportional oft als Unfallursache identifiziert und ist somit ein Indiz für ein nicht ausreichendes Training der involvierten Piloten.

Die derzeit gültigen Gesetze zur Überprüfung der fliegerischen Fähigkeiten für die Erhaltung der Fluglizenz kommen aus der Zeit der „großen Sternmotoren“. Diese Gesetze wurden für Flugzeuge der 50er und 60er Jahre, wie die „Lockheed Super Constellation”, geschrieben, die aufgrund des nicht vorhandenen Autopiloten komplett manuell geflogen werden mussten und die zudem fast auf jedem Flug einen Motorausfall zu verzeichnen hatten. Heutige Verkehrsflugzeuge haben deutlich andere Systemfehler und die Anforderungen an die Piloten haben sich dadurch signifikant geändert, die Fähigkeiten werden aber immer noch nach den gleichen Kriterien wie in den 50er Jahren überprüft.

In den 50er Jahren waren Flugzeuge nicht annähernd so komplex wie heute und die Flugzeugsysteme waren zudem technisch auch sehr unzuverlässig. Somit erlebten Piloten damals praktisch alle möglichen Probleme in der Realität. Die Aus-, Fort- und Weiterbildung von Piloten orientierte sich an diesen Gegebenheiten – der Trainingsfokus lag auf einer relativ geringen Anzahl überschaubarer Systemausfälle. Heute sind die Flugzeugsysteme sehr zuverlässig und reale Ausfälle sind eher selten. Wenn allerdings Probleme auftreten, so können diese aus einem deutlich größeren Spektrum von Systemen kommen. Sie sind dabei oft extrem komplex und zusätzlich mit dem Ausfall von Automation und Assistenzsystemen verbunden. Es ergeben sich somit andere Notwendigkeiten für modernes Pilotentraining.

Der erfolgreiche Umgang mit Systemausfällen kann und muss im Simulator trainiert werden. Der Aufwand ist hierbei deutlich größer als vor 60 Jahren, denn im modernen Cockpit müssen Piloten signifikant mehr Systemkenntnisse haben, um Situationen richtig erfassen zu können. Dennoch müssen sie die notwendigen manuellen fliegerischen Fähigkeiten besitzen, um das Flugzeug  – auch nach Verlust etwaiger Assistenzsysteme – sicher zu beherrschen. Es ergibt sich somit ein deutlich erhöhter Trainingsbedarf im Bereich kognitiver Fähigkeiten, gleichzeitig müssen aber die motorischen Fähigkeiten ebenfalls adäquat trainiert werden.

Durch den extremen finanziellen Druck in der Industrie sind nur noch wenige Fluglinien in der Lage und dazu bereit, die Piloten regelmäßig zu trainieren.

 

Warum ist die Luftfahrt immer noch sicher?

Sie zehrt noch von Zeiten, in denen grundlegende fliegerische Fähigkeiten (Basic Flying) – und hierbei insbesondere das manuelle Fliegen – die Ausbildung dominierte. Da die Luftfahrt, wie viele andere Branchen, sehr träge reagiert, kommen nachteilige Auswirkungen erst verzögert zum Vorschein. Umso wichtiger ist es, schon beim Erkennen erster negativer Tendenzen – und damit rechtzeitig – gegenzusteuern.

Luftfahrtbehörden wie EASA und FAA haben inzwischen reagiert. Sie empfehlen das Ausschalten des Autopiloten sobald es die Gesamtsituation (Verkehrslage etc.) erlaubt. Damit versucht man den Piloten die Möglichkeit einzuräumen, das Flugzeug im Anflug manuell zu steuern. Nicht ohne Grund propagiert Airbus Industries in den letzten Jahren, dass bei Typenschulungen auf die neuen Muster die Trainees weitestgehend von Hand fliegen sollten.

Die ICAO (Internationale Zivilluftfahrtorganisation) hat ebenfalls reagiert und – im Schulterschluss mit Unfalluntersuchern, nationalen Luftfahrtbehörden und Experten aus den Pilotenverbänden – Trainingsempfehlungen erstellt, um die Unfallursache „Loss of Control in Flight“ zu reduzieren.

Vor allem muss Piloten mehr Raum für manuelles Fliegen gegeben werden (sowohl in der Aus-, Fort- und Weiterbildung, als auch im täglichen Flugbetrieb). Zusätzlich müssen Systemkenntnisse in der notwendigen Tiefe vermittelt werden, um der steigenden Komplexität Rechnung zu tragen. Außerdem ist es essentiell, Erkenntnisse aus der modernen Hirnforschung und Psychologie mit in das Training zu integrieren um die notwendigen kognitiven Fähigkeiten zu schulen und zu erhalten. Der jeweilige Trainings- und Erfahrungsstand der Piloten muss hierbei entsprechend berücksichtigt werden, insbesondere um den Umgang mit unerwarteten Inflight-Situationen adäquat zu schulen.

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* Text, gekürzt aus “SafeSKY 2016“  mit freundlicher Genehmigung der Vereinigung Cockpit.

Virtuelle Realität mit Schmackes

Sich Brillen aufzusetzen und dann in eine künstliche Welt abzutauchen ist schon lange nichts Weltbewegendes mehr. Gehört wie Fallschirmspringen 🙂 zum Alltag vieler Menschen.

Eine neue Dimension bringt nun schon seit einigen Wochen der Europapark für seine Besucher: Virtuelle Realität während einer Achterbahnfahrt. Das hört sich zunächst nicht so besonders an, vor allem nicht, wenn man die Basis, die (für viele) angejahrte Bahn dazu sieht.

Als ich Mitte des Jahres davon erfuhr, war ich zunächst nicht sonderlich begeistert. Klar, als Achterbahn ist ein Blue Fire mit einigen Umdrehungen prickelnder als der 31Jahre alte Enzian Alpenexpress. Aber das hell/dunkel-, kalt/heiß-Feeling während der Fahrt in die Grotte, die (zugegeben) kitschige Zwergenwelt ist einzigartig und hat als solche ihre Existenzberechtigung. Das zu verlieren wäre schade. Ein wenig Märchenwelt, auch für Erwachsene, durch die Höhle zu Fuß durchzugehen, während zwei unterschiedliche Bahnen an einem vorbeirasen. Hat was.

Aber man kann den hinteren Teil des Enzianexpresses noch immer ohne Brillen fahren. Das ist deshalb gut, weil das VR-Spektakel im vorderen Teil wesentlich aufwändiger ist. Zunächst kostet es pro Fahrt zurzeit 4 Euro pro Person. Alle anderen Bahnfahrten sind im Eintrittspreis des Parkes enthalten.

Man braucht dazu eine Emotions-Karte, die man sich extra besorgen muss. (Erster Schalter mit anstellen). Dann muss man sich (zweiter Schalter ) anstellen, um sich für einen bestimmten Zeitbereich für die Fahrt anzumelden. Die dritte Anstell-Schlange ist dann für die Fahrt selbst.

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Der Europapark ist sehr restriktiv mit der Herausgabe von Bildern zur Film-Bahnfahrt. (Selbermachen geht schlecht ;-))
Schade. denn so ein richtiger Hingucker würde doch zur Fahrt animieren?
Quelle: Europapark

Um mit dem nicht so Schönen zu beginnen: Die Story mit den Kindermärchenfiguren macht Erwachsene nicht wirklich an. Entspricht auch nicht der Technik, die hinter allem steht. Da hätte man ein wenig mehr in die Zukunft, Weltraum oder was auch immer, gehen können. Meine Mitfahrer und ich fanden den Film eher albern.

Was aber richtig gut ist, ist die Bewegung der Bahn zum Film. Geht es real in die Kurve, macht auch die rasante Fahrt im Film eine Kurvenfahrt. Man ist schnell im Geschehen drin und das ist zurzeit noch eine ziemlich einzigartige Erfahrung.

Das nächste Aber lauert schon: An einer Stelle macht die Bahn im Film einen Überschlag, der in der Realität auf dieser alten Bahn eben nicht passiert. Das macht Menschen wie mir (Piloten) echt zu schaffen und löst Übelkeit aus. Ich gehöre auch zu den Personen, die im Full-Flight-Simulator Orientierungsprobleme beim Rollen am Boden kriegen. Da schafft es das Visual (also der Output der Berechnungen des Computers) nicht, die Schnelligkeit der realen Bewegungsänderungen im Bild umzusetzen. Die Optik stimmt nicht mit den Körpererfahrungen überein.

If it’s there and you can see it, it’s real.
If it’s there and you can’t see it, it’s transparent.
If it’s not there and you can see it, it’s virtual.
If it’s not there and you can’t see it, it’s gone.
Old IBM VM Statement (Scott Hammer)
Mangelnde Synchronisation zwischen Bild und Bewegung löst Übelkeit aus. Wer allerdings nicht weiß, wie sich eine reale Rolle oder ein Looping anfühlt, wird vermutlich damit keine Probleme haben.
(Analog zu Kindern, die nicht mehr wissen, wie Joghurt mit realen Erdbeeren wirklich schmeckt und das gekaufte „Erbeerjoghurt“ als den originalen Geschmack ansehen.)

 

Die VR-Brille ist übrigens kein Oculus Rift, sondern von Samsung (Gear-VR-System). Der Vorteil liegt im kostengünstigeren Preis, sie ist kabellos und als VR-Brille auf den Consumermarkt ausgerichtet.

Es gab wohl auch schon VR-Testfahrten mit der Pegasus-Bahn und dem Blue Fire. Pegasus, die auch keine Überschläge hat, aber deutlich schneller ist als der Alpenexpress, kann ich mir mit VR auch gut vorstellen. Wenn beim Blue Fire aber die Synchronisation des Loopings und der Rollen zwischen Film und Realität nicht haarklein übereinstimmt, kommt das vermutlich schlecht für das Mittagessen zuvor.

Leider weigert sich der Europapark, einen Link zum Film zur Verfügung zu stellen: Auf Youtube gibt es aber mehrfach Links dafür.

Die finanziellen und die Bedingungen zum Kartenbesitz sind noch im Prozess der Anpassung. Das hier Beschriebene ist der Stand von vor einigen Wochen.

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Nachtrag, 25.3.2016

Mittlerweile ist auch der hintere Teil der Pegasus-Bahn für VR-Brillen ausgerüstet. Pegasus ist eine kleine, aber schnelle Bahn ohne Überschläge. Für mich ist sie ohne VR besser. Aber eine interessanter Schritt in die Zukunft ist es allemal.