DE102021134223B4 - Benutzerbedienbares Fluggerät, Bodenstation, und Fluggerättrainingssystem - Google Patents

Benutzerbedienbares Fluggerät, Bodenstation, und Fluggerättrainingssystem Download PDF

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Abstract

Benutzerbedienbares Fluggerät, mit
einer Flugzeugzelle,
einem an der Flugzeugzelle angeordneten Strahltriebwerk,
in einem Bedienerabschnitt innerhalb der Flugzeugzelle angeordneten Ben utzerbed ienelementen,
einer in dem Bedienerabschnitt angeordneten Anzeigeeinrichtung,
einer Betriebssteuereinrichtung, die dazu eingerichtet ist, um einen Betrieb des Fluggeräts basierend auf einer Benutzerbedieneingabe bezüglich eines der Benutzerbedienelemente zu steuern,
einer Datenübertragungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, um mittels einer Funkschnittstelle Ausgangsdaten einer bodengestützten Simulation bordgestützter Fluggerätelektronikvorrichtungen zu empfangen, und
einer Avionikeinrichtung, die dazu eingerichtet ist, um die Ausgangsdaten der bodengestützten Simulation bordgestützter Fluggerätelektronikvorrichtungen zu verarbeiten,
wobei die Anzeigeeinrichtung dazu eingerichtet ist, um Betriebsinstrumente basierend auf einem Verarbeitungsergebnis der Avionikeinrichtung darzustellen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung liegt auf dem technischen Gebiet von Fluggeräten, insbesondere von benutzerbedienbaren Fluggeräten. Speziell liegt die vorliegende Erfindung auf dem Gebiet von Fluggeräten zur Ausbildung und zum Einsatztraining von Piloten, insbesondere von Kampfpiloten, sowie einem entsprechenden Fluggerättrainingssystem mit solchen Fluggeräten sowie Bodenstationen.
  • Die meisten Luftwaffen verwenden für die fliegerische Ausbildung von Kampfpiloten Unterschallflugzeuge mit - im Vergleich zu den Einsatzflugzeugen - wesentlich geringeren Flugleistungen. Beispiele für solche zur Ausbildung verwendeten Flugzeuge sind der Alpha Jet, der BAE Hawk, die Alenia Aermacchi M-346, sowie die Aero L-39.
  • Für Trainingsflugzeuge in der letzten Ausbildungsphase, bevor auf das Einsatzflugzeug umgeschult wird, fordern viele Luftwaffen die Überschallfähigkeit. In diesen Phasen werden überschallfähige Flugzeuge wie beispielsweise die Northrop T-38, die Northrop F-5B/F, die Boeing/Saab T-7, sowie die KAI T-50 verwendet.
  • Die Rolle gegnerischer Kampfflugzeuge in Trainingsszenarien („Red-Air“) übernehmen heute häufig Einsatzflugzeuge der neusten Generation oder jene aus früheren Generationen.
  • Die Unterschalltrainingsflugzeuge genügen nicht mehr den heutigen Anforderungen.
  • Die heutigen Überschalltrainingsflugzeuge sind teurer in Betrieb und Unterhalt als Unterschalltrainingsflugzeuge. Die im Einsatz stehenden Überschalltrainingsflugzeuge entsprechen zudem nur noch teilweise den Anforderungen, die vielen Ausbildungsphasen zu bedienen.
  • Die Fähigkeit, die vielen Ausbildungsphasen zu bedienen, wäre jedoch nötig, um auf die teuren Kampfflugzeuge, also Einsatzflugzeuge, für Ausbildungszwecke verzichten zu können. Die heutigen Einsatzflugzeuge verursachen nämlich lange Standzeiten für Wartung, Unterhalt und sogenannte Upgrades und sind somit wenig verfügbar und sollten nur für Kampfeinsätze sowie in Reserve gehalten werden.
  • Für die Darstellung des Gegners in Kampfszenarien („Red-Air“) ist die Verwendung von Einsatzkampfflugzeugen heute noch unvermeidbar, weil keine andere Kategorie die benötigten Ausrüstungen (Navigation, Radar, etc.) und Leistungen (Steiggeschwindigkeit, Beschleunigung, Kurvenradius) aufweist. Doch ist diese Verwendung von Kampfflugzeugen für Trainingszwecke teuer.
  • In zehn Jahren könnte eine neue Generation von Kampflugzeugen eingeführt werden, die sowohl als Plattform für den Abschuss mitgeführter Waffen dienen, als auch als Knotenpunkte in der Luft zur Steuerung mehrerer mitfliegender unbemannter Kampfflugzeuge (UCAV, Unmanned Combat Aerial Vehicle) sowie zur Auswertung/Verbreitung von Sensordaten benutzt werden können. Dies bedingt permanente Datenverbindungen mit Bodenstationen und Satelliten. Die Verwendung von derart komplexen Kampfflugzeugen zu Ausbildungszwecken wird vollends unhaltbar.
  • Unter anderem aus den vorstehend geschilderten Kostengründen wurde in den letzten Jahren begonnen, Trainingsflugzeuge mittels Simulatoren am Boden, welche der Simulation von Kampfszenarien dienen, zu einem effektiveren Trainingssystem zu ergänzen.
  • Zwar sind Simulatorflüge geeignet, um Prozeduren zu erlernen und psychologische Belastungen des Piloten zu simulieren, jedoch blenden diese ganz wesentlich physische Belastungen des Piloten in den raschen Kampfabläufen und teils aggressiven Flugmanövern im realistischen Szenario aus.
  • Weiterer Stand der Technik kann in der DE 696 08157 T2 gefunden werden, die ein System zur Simulation der luftbeförderten Avionik offenbart. Dabei umfasst das in einem Flugzeug eingebautes Avioniksimulatorsystem zum Simulieren eines Hochleistungsflugzeuges zur Verwendung in einem Niedrigleistungswirtsflugzeug ein Avioniksimulationssystem, das betriebsfähig ist zur Installation in einem Wirtsflugzeug, dem eines oder mehrere Avioniksysteme fehlen, die im Hochleistungsflugzeug zu finden sind, und zur Erzeugung simulierter Avionikdaten, die für das Hochleistungsflugzeug kennzeichnend sind, die das eine oder die mehreren Avioniksysteme aufweist, die dem Wirtsflugzeug fehlen, das aufweist: eine Informationsschnittstelle zum Empfangen von Leistungsdaten vom Wirtsflugzeug, mindestens eine Anzeige, die am Wirtsflugzeug angebracht ist, zum Übertragen simulierter Avionikdaten des einen oder der mehreren Avioniksysteme, die dem Wirtsflugzeug fehlen, an einen Piloten in der Form, die im Hochleistungsflugzeug zu finden ist, ein Positionsmodul, das betriebsfähig ist zum Erfassen von Positionsdaten des Wirtsflugzeuges, eine Pilotenschnittstelle zum Interagieren mit dem Avioniksimulationssystem als Reaktion auf die simulierten Avionikdaten, und einen Hauptprozessor, der mit der Informationsschnittstelle verbunden ist, der mit der mindestens einen Anzeige verbunden ist, der mit dem Positionsmodul verbunden ist und betriebsfähig ist, die Avionikdaten zu erzeugen, die für das Hochleistungsflugzeug kennzeichnend sind.
  • Die US 2013 / 0 323 686 A1 lehrt zudem ein eingebettetes Simulatorverfahren zur Korrelation von empfangenen Objekten, die einem Bediener eine gültige Präsentation bieten, und ein entsprechendes System. Das Verfahren korreliert tatsächliche Objekte und simulierte Objekte, um einem Bediener eine Trainingspräsentationsumgebung zu bieten. Das Verfahren kann eine Vielzahl von Datenströmen empfangen, einschließlich erfasster Daten, simulierter erfasster Daten und Wahrheitsdaten, um zwischen der Vielzahl von Daten zu korrelieren, um zu bestimmen, ob die Daten einem gemeinsamen Objekt entsprechen. Jeder dieser Datenströme kann von einer bordfremden Quelle über eine Datenverbindung empfangen oder von einer bordseitigen Simulationsdatenquelle erzeugt werden. Das System korreliert die von einer bordseitigen Quelle empfangenen Daten mit den von einer bordfremden Quelle empfangenen Daten, um dem Bediener das beste verfügbare Trainingsszenario zu präsentieren.
  • Aus der US 2012 / 0 156 653 A1 ist zudem ein Simulationssteuerungssystem für eine integrierte Live- und Simulationsumgebung für ein Luftfahrzeug bekannt. Dabei werden Informationen über die Simulation über eine drahtlose Kommunikationsverbindung mit einem Computersystem in einem Flugzeug empfangen. Die Information wird während des Betriebs der Simulation empfangen und identifiziert eine Leistung des Computersystems, das die Simulation ausführt. Der Ablauf der Simulation wird auf der Grundlage der Leistung des Computersystems gesteuert.
  • Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, die mit den aus dem Stand der Technik bekannten Maßnahmen verbundenen Nachteile und Probleme zu überwinden und dadurch insbesondere eine kostengünstigere Trainingsmöglichkeit für Piloten, insbesondere Kampfpiloten bereitzustellen, die die wesentlichen Aspekte von Flugmanövern und Kampfeinsätzen abbilden kann.
  • Dieses Problem wird durch die im Patentanspruch 1 angeführten Merkmale gelöst.
  • Insbesondere umfasst ein gemäß der Erfindung bereitgestelltes benutzerbedienbares Fluggerät eine Flugzeugzelle bzw. Flugzelle, ein an der Flugzeugzelle angeordnetes Strahltriebwerk, in einem Bedienerabschnitt innerhalb der Flugzeugzelle angeordnete Benutzerbedienelemente, eine in dem Bedienerabschnitt angeordneten Anzeigeeinrichtung, eine Betriebssteuereinrichtung, die dazu eingerichtet ist, um einen Betrieb des Fluggeräts basierend auf einer Benutzerbedieneingabe bezüglich eines der Benutzerbedienelemente zu steuern, eine Datenübertragungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, um mittels einer Funkschnittstelle Ausgangsdaten einer bodengestützten Simulation bordgestützter Fluggerätelektronikvorrichtungen zu empfangen, und eine Avionikeinrichtung, die dazu eingerichtet ist, um die Ausgangsdaten der bodengestützten Simulation bordgestützter Fluggerätelektronikvorrichtungen zu verarbeiten. Die Anzeigeeinrichtung ist dabei dazu eingerichtet, um Betriebsinstrumente basierend auf einem Verarbeitungsergebnis der Avionikeinrichtung darzustellen.
  • Das erfindungsgemäße Fluggerät folgt damit einem radikal neuen Konzept für die Schulung und das Training von Kampfpiloten zu niedrigeren Kosten bei hohem Lernerfolg, ohne dazu Einsatzflugzeuge in Anspruch nehmen zu müssen. Die Wirksamkeit und die Kosteneffizienz in der fliegerischen Ausbildung und im Training von Kampfpiloten kann dadurch entscheidend verbessert werden.
  • Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen nämlich insbesondere darin, dass durch Weglassen von Missionsavionik in dem Fluggerät und der Emulation oder Simulation ebenjener außerhalb des Fluggerätes, wobei die Ausgaben dieser Emulation oder Simulation der Missionsavionik an das Fluggerät zurückgespeist werden können, so dass diese dem Bediener, beispielsweise einem Piloten, beispielsweise mittels der Anzeigeeinrichtung vermittelt werden können, der Bediener mit allen Informationen eines vollwertigen Cockpits versorgt werden kann, während das Gewicht dieser Ausrüstung bzw. Missionsavionik eingespart werden kann.
  • Zudem kann auch der Platzbedarf dieser Ausrüstung bzw. Missionsavionik eingespart werden. Dies bedeutet wiederum, dass das Fluggerät kleiner ausgeführt sein kann, da der Gesamtplatzbedarf verringert ist. Eine kleinere Ausführung des Fluggeräts bedeutet wiederum, dass weiteres Gewicht eingespart werden kann.
  • Die Gewichtsersparnis führt dazu, dass bei gleichbleibender Triebwerksstärke das Schub-zu-Gewichts-Verhältnis ansteigt, oder andersherum, das gleiche Schub-zu-Gewichts-Verhältnis bei verringerter Triebwerksstärke erzielt werden kann. Dies führt wiederum dazu, dass generell Kosten gespart werden können. Ferner können weniger spezialisierte Komponenten aus der Massenfertigung des zivilen Marktes verwendet werden, was zu einer höheren Verfügbarkeit und verringerten Kosten auch hinsichtlich Wartung und Instandhaltung führt.
  • Die Gewichtsersparnis führt zudem zu niedrigerer Flächenbelastung, was einerseits hohe Manöver-Flugleistungen fördert, und andererseits auch die Verwendung weniger widerstandsfähiger Materialien und Komponenten ermöglicht.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann das Fluggerät ferner eine bodengestützte Simulationseinrichtung mit einem Prozessor und einem Speicher aufweisen, die dazu eingerichtet ist, um die Ausgangsdaten der bodengestützten Simulation bordgestützter Fluggerätelektronikvorrichtungen zu erzeugen.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung können die Fluggerätelektronikvorrichtungen simulierte Flugsteuerungssysteme, simulierte Flugmanagementsysteme, simulierte Kommunikationssysteme, simulierte Navigationssysteme, simulierte Sensoranzeigesysteme, simulierte Waffensysteme, sowie simulierte Missionsführungssysteme umfassen.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung können die Ausgangsdaten der bodengestützten Simulation bordgestützter Fluggerätelektronikvorrichtungen eine Umgebungslage des Fluggeräts umfassen.
  • Die bodengestützte oder auch bodenunterstützte Simulation oder Emulation von Komponenten eines Fluggeräts und das Einspeisen von Ergebnissen dieser bodengestützten oder auch bodenunterstützten Simulation oder Emulation von Komponenten des Fluggeräts, also von avionikspezifischen Daten, die beispielsweise Fluggerätelektronikvorrichtungen darstellen, in das Fluggerät, kann das Fluggerät und folglich der Bediener mit einem allumfassenden Flugbild versorgt werden, ohne dass die durch das Flugbild repräsentierten Informationen zwingend durch das oder in dem Fluggerät erfasst, gesammelt oder erzeugt werden müssen.
  • Es ist jedoch nicht ausgeschlossen, dass Teile der avionikspezifischen Daten an Bord des Fluggeräts auch beispielsweise durch Simulation oder Emulation von Komponenten des Fluggeräts erfasst, gesammelt oder erzeugt werden, dem Fluggerät und folglich dem Bediener zur Verfügung gestellt werden, und zudem von dem Fluggerät nach außerhalb, beispielsweise zu einer Bodenstation, übertragen werden. In der Bodenstation könnten diese vom Fluggerät stammenden Informationen verarbeitet und Verarbeitungsergebnisse erneut in das Fluggerät eingespeist werden.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann die Datenübertragungseinrichtung dazu eingerichtet sein, um basierend auf einer Benutzerbedieneingabe bezüglich eines der Benutzerbedienelemente Benutzerbediendaten mittels der Funkschnittstelle zu übertragen.
  • Solche Benutzerbediendaten können beispielsweise Bediendaten von Flugsteuerungssystemen, beispielsweise von Steuerknüppel und Schubregler, und Bediendaten von Kommunikationssystemen, beispielsweise Aktivierungsbedienungen, Einstellbedienungen, oder auch Spracheingaben, sein. Auf diese Weise kann beispielsweise eine Bodenstation oder einige oder alle Elemente eines Fluggerättrainingssystems über die jeweiligen fluggeräteseitigen Ereignisse informiert werden.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung können die Benutzerbediendaten Informationen zu einer simulierten Auslösung eines simulierten Einsatzmittels, wie simulierte Waffen und simulierte elektronische Gegenmaßnahmen, umfassen.
  • Solche Benutzerbediendaten können beispielsweise Bediendaten von simulierten Waffensystemen, beispielsweise Auslösebedienungen und Zielführungsbedienungen, sowie Bediendaten von simulierten Gegenmaßnahmen, beispielsweise Auslösebedienungen von Düppeln und Ablenkfackeln, sein. Auf diese Weise kann beispielsweise eine Bodenstation oder einige oder alle Elemente eines Fluggerättrainingssystems über die jeweiligen fluggeräteseitigen Ereignisse informiert werden.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann das Strahltriebwerk ein Nachbrennerstrahltriebwerk sein.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann die Flugzeugzelle zu zumindest 50% aus Verbundwerkstoff bestehen.
  • Ein solch hoher Anteil verwendeter Verbundwerkstoffe führt direkt zu Gewichtsersparnis, zeitgleich aber auch zu Vorteilen hinsichtlich Strukturfestigkeit und Einsatz-Lebensdauer (mit anderen Worten, unter anderem hinsichtlich Stabilität und Standfähigkeit) des so ausgeführten Fluggeräts.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung soll die Abflugmasse des Fluggeräts mit Innenkraftstoff 5500 kg nicht überschreiten.
  • Eine solche Beschränkung des Abfluggewichts führt direkt zu Gewichtsersparnis, was zeitgleich aber auch die Verwendung von leichteren Komponenten wie Triebwerk, Fahrwerk und in der Struktur weniger tragfähiger Materialien und Komponenten ermöglicht, was wiederum eine weitere Gewichtsersparnis und Größenreduktion zur Folge hat.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann der Bedienerabschnitt auch mindestens einen Bedienersitz umfassen. Dies beinhaltet auch, dass der Bedienerabschnitt genau einen Bedienersitz anstelle von zwei Bedienersitzen umfasst.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung soll die Höchstgeschwindigkeit des Fluggeräts mindesten Mach 1,2 betragen und Mach 1,4 nicht überschreiten.
  • Eine solche Beschränkung der Höchstgeschwindigkeit ermöglicht die Anwendung vereinfachter Konstruktion und von weniger anspruchsvollen Antrieben sowie weniger tragfähiger Materialien und Komponenten, was wiederum eine weitere Gewichtsersparnis und Größenreduktion zur Folge haben kann.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann durch vollständige Verlagerung von Missionsavionik in eine Bodenstation Gewicht und Größe des Fluggeräts minimiert sein. Mit anderen Worten kann durch vollständige Verlagerung von Missionsavionik in eine Bodenstation Gewicht und Ausdehnung des Fluggeräts minimiert sein.
  • Das Problem wird ebenso durch die im Patentanspruch 13 angeführten Merkmale gelöst.
  • Insbesondere umfasst eine gemäß der Erfindung bereitgestellte Bodenstation eine Erzeugungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, um Ausgangsdaten einer bodengestützten Simulation bordgestützter Fluggerätelektronikvorrichtungen bezüglich eines benutzerbedienbaren Fluggeräts zu erzeugen, und eine Übertragungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, um die Ausgangsdaten der bodengestützten Simulation bordgestützter Fluggerätelektronikvorrichtungen zu dem benutzerbedienbaren Fluggerät mittels einer Funkschnittstelle zu übertragen.
  • Das Problem wird ebenso durch die im Patentanspruch 14 angeführten Merkmale gelöst.
  • Insbesondere umfasst ein gemäß der Erfindung bereitgestelltes Fluggerättrainingssystem zumindest ein benutzerbedienbares Fluggerät oder mehrere benutzerbedienbare Fluggeräte wie vorstehend beschrieben und eine Bodenstation wie vorstehend beschrieben.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird mit Hilfe der angehängten Zeichnung näher beschrieben, bei der
    • 1 schematisch ein benutzerbedienbares Fluggerät gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt,
    • 2 schematisch das benutzerbedienbare Fluggerät im Vergleich zu einem beispielhaften gängigen Fluggerät zeigt,
    • 3 schematisch eine Bodenstation gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, und
    • 4 schematisch ein Fluggerättrainingssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 1 zeigt ein benutzerbedienbares Fluggerät 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Fluggerät 10 umfasst eine Flugzeugzelle 101, ein an der Flugzeugzelle 101 angeordnetes Strahltriebwerk 102, in einem Bedienerabschnitt 103 innerhalb der Flugzeugzelle 101 angeordnete Benutzerbedienelementen 104, eine in dem Bedienerabschnitt 103 angeordneten Anzeigeeinrichtung 105, eine Betriebssteuereinrichtung 106, die dazu eingerichtet ist, um einen Betrieb des Fluggeräts 10 basierend auf einer Benutzerbedieneingabe bezüglich eines der Benutzerbedienelemente 104 zu steuern, eine Datenübertragungseinrichtung 107, die dazu eingerichtet ist, um avionikspezifische Daten mittels einer Funkschnittstelle 108 zu empfangen und zu übertragen, und eine Avionikeinrichtung 109, die dazu eingerichtet ist, um die avionikspezifischen Daten zu verarbeiten. Die Anzeigeeinrichtung 105 ist dabei dazu eingerichtet, um Betriebsinstrumente basierend auf einem Verarbeitungsergebnis der Avionikeinrichtung 109 darzustellen.
  • Erfindungsgemäß kann das benutzerbedienbare Fluggerät 10 ein Trainingsflugzeug sein, welches dank synthetischer Darstellung aller für den Kampfeinsatz notwendigen Informationen sowie Verzicht auf jede Ausrüstung für Kampfeinsätze klein und leicht gebaut werden kann.
  • Damit wird ein solches Flugzeug in den wichtigsten Flugmanövern sowohl im Unter- als auch im Überschallbereich ebenbürtig zu einem Kampfflugzeug der neuesten Generation.
  • Integriert in dem erfindungsgemäßen Konzept ist eine Bodenstation.
  • 3 zeigt schematisch eine Bodenstation 30 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Bodenstation 30 umfasst eine Erzeugungseinrichtung 31, die dazu eingerichtet ist, um avionikspezifische Daten bezüglich eines benutzerbedienbaren Fluggeräts zu erzeugen, und eine Übertragungseinrichtung 32, die dazu eingerichtet ist, um die avionikspezifischen Daten zu dem benutzerbedienbaren Fluggerät mittels einer Funkschnittstelle zu übertragen und zu empfangen.
  • 4 zeigt ein Fluggerättrainingssystem 40 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das zwei erfindungsgemäße benutzerbedienbare Fluggeräte 10 und eine erfindungsgemäße Bodenstation 30 aufweist, die untereinander mittels Funkschnittstellen 41a, 41b, 41c kommunizieren (insbesondere übertragen und empfangen) können. Die Erfindung ist jedoch nicht auf zwei Fluggeräte 10 beschränkt. Ebenso wenig ist die Erfindung auf eine Bodenstation 30 beschränkt. Stattdessen kann das erfindungsgemäße Fluggerättrainingssystem 40 eine beliebige Anzahl von Fluggeräten 10 und eine beliebige Anzahl von Bodenstationen 30 aufweisen.
  • Erfindungsgemäß kann die Bodenstation 30 eine bodengebundene Simulationsanlage bzw. bodengebundene Ausbildungsanlage sein, welche die realen Ausbildungsflüge mit Einsatz in Flugsimulatoren sowie mit computergenerierten Darstellungen von Zielen, Kampfumgebungen und weiteren Übungsteilnehmern kombiniert. Diese bodengebundene Ausbildungsanlage erzeugt auch alle Informationen, die im erfindungsgemäßen Fluggerät 10 die Kampfsituation darstellen.
  • Die Informationen werden mittels eines Data-Link übermittelt (z.B. Übertragung und Empfang von avionikspezifischen Daten mittels einer Funkschnittstelle), und nicht, wie bis heute, im Flugzeug mit bordeigenen Sensoren und Rechnern erzeugt.
  • Damit kann erfindungsgemäß eine kostengünstige Lösung für die fliegerische Ausbildung von Kampfpiloten realisiert werden, ohne auf die erforderlichen physischen Belastungen des Piloten in den raschen Kampfabläufen im realistischen Szenario zu verzichten, wie dies in bodengebundenen Flugsimulatoren der Fall wäre.
  • Das erfindungsgemäße Flugzeug bzw. Fluggerät 10 erfüllt die hohen Leistungsanforderungen für die Rolle als Darsteller gegnerischer Kampfflugzeuge in Kampfszenarien („Red-Air“) ohne die Kompromisse, die in der Zweitrolle als leichtes Kampfflugzeug erforderlich wären. Das bedeutet, dass das Flugzeug einzig nach kostensparenden Kriterien konstruiert und gebaut werden kann, z.B. ohne Strukturverstärkungen für Waffenzuladungen und ohne zusätzliche Stromgeneratoren für Radar und weitere waffeneinsatzbezogene Geräte.
  • Triebwerk und Fluginstrumente werden möglichst vom zivilen Markt bezogen, wo wirtschaftliche Anforderungen und hohe Fertigungszahlen günstige Preise garantieren.
  • Eine sehr leichte Flugzeugzelle, die dennoch hohen g-Beschleunigungen insbesondere im Überschallbereich standhält, wird durch die Verwendung von Verbundwerkstoffen ermöglicht.
  • All diese Gewichtsminderungen tragen zu hohem Schub-zu-Gewichts-Verhältnis und niedriger Flächenbelastung als Voraussetzung für hohe Manöver-Flugleistungen des Flugzeugs bei.
  • Das erfindungsgemäße Fluggerättrainingssystem 40 unterstützt alle Ausbildungsphasen, von der Basisflugausbildung mit Strahltriebwerksflugzeugen bis hin zur Erstausbildung für spezifische Einsatzrollen wie Luftkampf oder Erdzielangriff unter Nutzung des Zusammenwirkens aller bodengebundenen Geräte mit den Flugzeugen.
  • Einige oder alle Einrichtungen des erfindungsgemäßen Fluggeräts 10 und der erfindungsgemäßen Bodenstation 30 können als dedizierte Schaltkreise ausgeführt sein, können jedoch auch durch einen oder mehrere Prozessoren und einen oder mehrere Speicher oder anwendungsspezifische integrierte Schaltkreise ausgeführt sein, die entsprechend gestaltete Programme bzw. Software ausführen. Einige oder alle Einrichtungen des erfindungsgemäßen Fluggeräts 10 und der erfindungsgemäßen Bodenstation 30 können in einer Mischform aus dedizierten Schaltkreisen und Programm- bzw. Softwareausführungen ausgeführt sein.
  • Erfindungsgemäß eingesetzte Software nutzt Technologien wie virtuelle Realität und künstliche Intelligenz, um mittels Simulation und fiktiven Darstellungen den vollständigen Ablauf einer Ausbildungssequenz nachbilden zu können.
  • Durch einfache Umkonfiguration der erfindungsgemäß eingesetzten Software am Boden (z.B. in einer erfindungsgemäßen Bodenstation 30) ist es möglich, die Waffenanlagen unterschiedlicher Einsatzflugzeuge nachzubilden und im Cockpit des erfindungsgemäßen Fluggeräts 10 (z.B. erfindungsgemäßer Bedienerabschnitt) darzustellen.
  • Ebenso ist es möglich, mittels Umkonfiguration der erfindungsgemäß eingesetzten Software unterschiedliche Einsatzrollen im Cockpit des erfindungsgemäßen Fluggeräts 10 (z.B. erfindungsgemäßer Bedienerabschnitt) via Data Link zu verändern.
  • Die Simulation einer großräumigen Kampfumgebung beinhaltet auch die Darstellung von fiktiven bzw. simulierten Zielen samt Zielerfassung.
  • Eine weitere Fähigkeit des erfindungsgemäßen Fluggerättrainingssystems 40 ist die Beobachtung der Physiologie des lernenden Piloten, um mittels künstlicher Intelligenz den Piloten in seiner Aufgabe zu unterstützen, zum Beispiel durch eine realistische Darstellung der Flugsituation.

Claims (14)

  1. Benutzerbedienbares Fluggerät, mit einer Flugzeugzelle, einem an der Flugzeugzelle angeordneten Strahltriebwerk, in einem Bedienerabschnitt innerhalb der Flugzeugzelle angeordneten Ben utzerbed ienelementen, einer in dem Bedienerabschnitt angeordneten Anzeigeeinrichtung, einer Betriebssteuereinrichtung, die dazu eingerichtet ist, um einen Betrieb des Fluggeräts basierend auf einer Benutzerbedieneingabe bezüglich eines der Benutzerbedienelemente zu steuern, einer Datenübertragungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, um mittels einer Funkschnittstelle Ausgangsdaten einer bodengestützten Simulation bordgestützter Fluggerätelektronikvorrichtungen zu empfangen, und einer Avionikeinrichtung, die dazu eingerichtet ist, um die Ausgangsdaten der bodengestützten Simulation bordgestützter Fluggerätelektronikvorrichtungen zu verarbeiten, wobei die Anzeigeeinrichtung dazu eingerichtet ist, um Betriebsinstrumente basierend auf einem Verarbeitungsergebnis der Avionikeinrichtung darzustellen.
  2. Fluggerät nach Anspruch 1, ferner mit einer bodengestützten Simulationseinrichtung mit einem Prozessor und einem Speicher, die dazu eingerichtet ist, um die Ausgangsdaten der bodengestützten Simulation bordgestützter Fluggerätelektronikvorrichtungen zu erzeugen.
  3. Fluggerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Fluggerätelektronikvorrichtungen simulierte Flugsteuerungssysteme, simulierte Flugmanagementsysteme, simulierte Kommunikationssysteme, simulierte Navigationssysteme, simulierte Sensoranzeigesysteme, simulierte Waffensysteme, sowie simulierte Missionsführungssysteme umfassen.
  4. Fluggerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Ausgangsdaten der bodengestützten Simulation bordgestützter Fluggerätelektronikvorrichtungen eine Umgebungslage des Fluggeräts umfassen.
  5. Fluggerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Datenübertragungseinrichtung dazu eingerichtet ist, um basierend auf einer Benutzerbedieneingabe bezüglich eines der Benutzerbedienelemente Benutzerbediendaten mittels der Funkschnittstelle zu übertragen.
  6. Fluggerät nach Anspruch 5, wobei die Benutzerbediendaten Informationen zu einer simulierten Auslösung eines simulierten Einsatzmittels, wie simulierte Waffen und simulierte elektronische Gegenmaßnahmen, umfassen.
  7. Fluggerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Strahltriebwerk ein Nachbrennerstrahltriebwerk ist.
  8. Fluggerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Flugzeugzelle zu zumindest 50% aus Verbundwerkstoff besteht.
  9. Fluggerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Abflugmasse des Fluggeräts mit Innenkraftstoff 5500 kg nicht überschreitet.
  10. Fluggerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Bedienerabschnitt auch einen anstelle von zwei Bedienersitzen umfasst.
  11. Fluggerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10 wobei die Höchstgeschwindigkeit des Fluggeräts mindestens Mach 1,2 beträgt und Mach 1,4 nicht überschreitet.
  12. Fluggerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei durch vollständige Verlagerung von Missionsavionik in eine Bodenstation Gewicht und Größe des Fluggeräts minimiert ist.
  13. Bodenstation, mit einer Erzeugungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, um Ausgangsdaten einer bodengestützten Simulation bordgestützter Fluggerätelektronikvorrichtungen bezüglich eines benutzerbedienbaren Fluggeräts zu erzeugen, und einer Übertragungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, um die Ausgangsdaten der bodengestützten Simulation bordgestützter Fluggerätelektronikvorrichtungen zu dem benutzerbedienbaren Fluggerät mittels einer Funkschnittstelle zu übertragen.
  14. Fluggerättrainingssystem, mit zumindest einem benutzerbedienbaren Fluggerät oder mehreren benutzerbedienbaren Fluggeräten nach einem der Ansprüche 1 bis 12, und einer Bodenstation nach Anspruch 13.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE69608157T2 (de) 1995-03-16 2000-09-14 B.V.R. Technologies Ltd., Givatayim System zur Simulation der luftbeförderten Avionik
US20120156653A1 (en) 2010-12-15 2012-06-21 The Boeing Company Simulation Control System for an Integrated Live and Simulation Environment for an Aircraft
US20130323686A1 (en) 2012-06-05 2013-12-05 Rockwell Collins, Inc. Embedded simulator method and related system

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