Zukunftsorientierte Entwicklung und Bewertung eines integrierten fensterlosen Cockpitsystems
Zunehmende Automatisierung und eine hohe Technologiequalität führten im Verlauf der vergangenen 25 Jahre zu einem kontinuierlichen Rückgang der Unfallrate trotz steigender Luftverkehrszahlen. Innerhalb dieses Zeitraums fand parallel eine quantitative Verschiebung bezüglich der betroffenen Unfallkategorien statt. Während Ausfälle auf Grund technischen Versagens rückläufig sind, führen heute Mensch Maschine Schnittstelle (MMS) induzierte Unfälle die Statistiken an. Ein großer Teil dieser Unfälle findet in Situationen beschränkter Automation und hoher Arbeitslast statt. Weiterführend ist vor allem schlechte Sicht als Hauptgrund für einen fatalen Ausgang genannter Situationen auszumachen. Zunehmender Luftverkehr und hohe Verkehrsdichten im Nahbereich von Flughäfen führen zusätzlich zu einem Anstieg der Beanspruchung des Mensch Maschine Systems in An- und Abflugphasen. Bezugnehmend auf funktionale und informationstechnische Einschränkungen heutiger Cockpitsysteme bei schlechten Sichtbedingungen, vor allem in Situationen hoher Arbeitslast und geringer Automation, wurde im Rahmen dieser Arbeit ein neues und vollständig integriertes Cockpitsystem entwickelt. Ziel war es, unabhängig von bestehenden Sicht- und Wetterverhältnissen ein hohes Situationsbewusstsein hinsichtlich der Erfüllung primärer Flugführungsaufgaben (Kontrollieren, Navigieren, Kommunizieren) zu ermöglichen. Im Verlauf des Auslegungsprozesses wurden iterativ mehrere technologische Ansätze diskutiert. Letztlich zielführend wurde die Einführung eines integrierten fensterlosen Sicht- und Flugführungssystems und damit die Abkehr von herkömmlichen Cockpitkonzepten erachtet. Dazu baut das entworfene Cockpitsystem auf einer Kollimationsvisualisierungstechnik mit großem peripherem Sichtfeld auf. Darüber hinaus zeichnet sich die hier nachhaltig verbesserte MMS durch eine flexible Integration in zukünftige Luftfahrzeuggenerationen aus. Die Anforderungen an das Enhanced Collimated Visual and Flight Information System (ECoVisFIS) genannte Cockpitsystem beruhen auf der Future Integrated Passenger Aircraft Cockpit (FIPAC) Konzeptbasis. Diese Basis stellt eine Grundlage der vorliegenden Arbeit dar und skizziert Anforderungen an ein modernes Cockpitlayout, das zukünftige Entwicklungen im Luftfahrzeugbau, den stetig wachsenden Luftverkehr, aktuelle Flugunfallstatistiken sowie menschliche Prozesse der Wahrnehmung berücksichtigt. Weiterführend wurden Schwachstellen der Automation sowie ökonomische und ökologische Aspekte bei der Konzepterstellung beachtet. Neben der theoretischen Auslegung des ECoVisFIS stand die praktische Umsetzung mit anschließender Versuchsreihe auf Basis eines zertifizierten Airbus A330/340 Convertible Full Flight Simulators im Vordergrund. Dazu wurde das theoretisch vorliegende Cockpitsystem auf die praktischen Beschränkungen der Versuchsumgebung sowie weitere administrative Randbedingungen angepasst. Nach erfolgreichem Testlauf wurde eine mehrwöchige Versuchsreihe mit 24 professionellen Piloten und Pilotinnen verschiedener Luftfahrtgesellschaften durchgeführt. Die Probanden bildeten einen Durchschnitt verschiedener Erfahrungsstufen, Musterberechtigungen und Senioritäten. Die Ergebnisse der Forschungsreihe zeigten deutlich die Vorteile des neuen Cockpitsystems in Bezug auf die fortschrittliche Adaption der MMS und entsprechen damit den Erwartungen sowie verschiedenen Beobachtungen bezüglich vorangegangener Experimente mit MMS Bezug. Die tiefgreifende Umstrukturierung des Cockpits verspricht dazu weitreichende Vorteile in betrieblicher Hinsicht.
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