Sis, yağmur, karanlık – zayıf görüş koşullarında açık denizlerde güverte inişleri, deneyimli helikopter pilotları için bile büyük bir zorluktur. HEDELA (Helikopter Güvertesi İniş Yardımı) projesinde, Alman Havacılık ve Uzay Merkezi (DLR) ve Federal Polis Uçuş Servisi, pilotların gemilere güvenli ve hassas iniş yapmalarını destekleyen yardım sistemlerini araştırıyor. Artırılmış gerçeklik gözlüklerinin kullanımı şimdi ilk kez DLR araştırma helikopteri FHS ile yapılan uçuş testleri sırasında test edildi.
Helikopterler, hızla büyüyen açık deniz sektöründe özel bir rol oynamaktadır. Dikey olarak kalkış ve iniş, yerinde asılı kalma ve yüksek uçuş hızlarına ulaşma yetenekleri, onları denizdeki tüm operasyonel senaryolar için özellikle uygun hale getirir. Sorunlar, deniz sisi, yağış veya karanlık gibi genellikle hakim olan zayıf görüş koşullarından kaynaklanır. “Açık denizlerde, pilotun yönlendirme için sabit referans noktaları yoktur. Etraflarında sadece açık deniz ve karaya çıkmaları gereken nispeten küçük bir alana sahip hareket halindeki gemi var” diye açıklıyor Prof. Dr.-Ing. Uçuş Sistemleri Teknolojisi Enstitüsü’nden Stefan Levedag. Ek olarak, gemi güvertesinde oluşan dümen suyu türbülansı, helikopterin gemi güvertesine inmesini daha da zorlaştırabilir.
Görsel yardım sistemi, iniş yaklaşması sırasında pilotları destekler
HEDELA projesinde DLR, gemi güvertesi inişleri için özel ekranlar geliştirdi ve onayladı. Amaç, yaklaşma, aktarma ve ayrılma için engelsiz uçuş yolu planlaması (yörüngeler) sağlamak da dahil olmak üzere pilotu uçuş boyunca desteklemektir. Artırılmış gerçeklik gözlükleri (AR gözlükleri), zorlu görüş koşullarında pilotu bu görevlerden kurtarır ve optik yer işaretlerini ve önemli bilgileri doğrudan onun görüş alanında görüntüler. Örneğin, yoğun siste yüzen gemi açıkça görülebilen yeşil bir çerçeve ile işaretlenmiştir. Hava hızı, irtifa ve konumun yanı sıra yapay bir ufukla ilgili önemli bilgiler de doğrudan pilotun görüş alanında görülebilir. Proje yöneticisi Malte-Jörn Maibach, “Görüntülenen semboller, pilotlara yön bulma konusunda çok yardımcı oluyor” diyor. “Pilotun en büyük avantajı, helikopter kokpitindeki aletler ile dış görünüm arasında sürekli olarak görüş değiştirmek zorunda kalmamasıdır. Bu sayede, pilot iniş noktasını her zaman göz önünde bulundurabilir.” Bu, pilotun iş yükünü azaltır, durumsal farkındalığını artırır ve deniz helikopter operasyonlarının operasyonel kabiliyetini ve güvenliğini artırır.
Helikopter kokpitlerinin mevcut gelişimi, görüntüleme cihazlarının azaltılmasına ve aynı zamanda bir kombinasyonuna odaklanmaktadır. Bu tür bir örnek, en önemli motor sağlığı verilerini (tork, türbin hızı ve türbin çıkış sıcaklığı) tek bir izleme cihazında sunan İlk Limit Göstergesidir (FLI). Test edilen Başa Monte Ekranda (HMD) da uygulanan bu tür uçuş yardım sistemi ile bir helikopterin genel uçuş özellikleri ve kullanım nitelikleri önemli ölçüde iyileştirilebilir.
Bilim adamları, bir önceki proje olan HELMA’da (Denizcilik Operasyonlarında Helikopter Uçuş Güvenliği) ekran sembollerini geliştirdiler ve simülatörde başarıyla test ettiler. DLR araştırma helikopteri ACT/FHS (Aktif Kontrol Teknolojisi/Uçan Helikopter Simülatörü), değiştirilmiş bir EC135 ile yapılan uçuş testleri sırasında, DLR şimdi ilk kez uçuşta ticari artırılmış gerçeklik gözlüklerinin kullanımını test etti. Başa Takılan Ekranlar, yani başa takılan entegre ekranlı kasklar, çok çeşitli avantajlar ve pilotlar için büyük faydalar ile askeri sektörde halihazırda kullanılmaktadır. Ancak bu sistemlerin satın alınması çok pahalıdır. Bu nedenle bilim adamları, deniz helikopteri operasyonlarının özel gereksinimlerini karşılamak için genişlettikleri araştırma çalışmaları için ticari sistemler kullanıyorlar.
Maibach, “Avantajı, satın almanın daha ucuz olması ve teknik olarak çok gelişmiş olmasıdır” diye vurguluyor. Bununla birlikte, iyi bilinen bir zorluk, hareketli sistemlerde (araç sürücüsü olarak) kullanılmak üzere tasarlanmamış AR gözlüklerinin kafa takibidir. Uçuş Sistemleri Teknolojisi Enstitüsü’nden havacılık ve uzay mühendisi Christian Walko, “Sistem, kafanın gözlüklerle hareketlerini, dış dünyada hareket eden helikopter kokpitinin hareketlerinden ayırt edebilmelidir” diye açıklıyor. DLR bilim adamları ayrıca bunun için, hareket halindeki helikoptere göre pilotun başının konumunu tanıyan ve holografik sembolleri görüntülerken bunu dikkate alan bir yazılım geliştirdiler. Bilim adamları şu anda uçuş testlerinden elde edilen verileri değerlendiriyorlar. Geliştirilen kafa takip algoritması ile birlikte AR gözlüklerinin havada nasıl çalıştığını ve helikopterin titreşimlerinin tüm sistem yapısına nasıl etki ettiğini de araştırıyorlar.
Yeni görüntüleme sistemleri, helikopter pilotlarının, yalnızca helikopteri kontrol etmenin değil, aynı zamanda tüm uçuş-mekanik limitlerine uyumu gözetmenin de önemli olduğu çok karmaşık uçuş görevlerinde büyük ilgi görüyor. Yenilikçi ekranlar, ilgili bilgilerin olağan ekranlarla birleştirilmesine izin vererek limitleri sezgisel olarak anlaşılır hale getirir.
HEDELA projesi, “Deniz güvenliği için Ar-Ge ve gerçek zamanlı hizmetler” ortak projesinin bir parçasıdır. Deniz güvenliği araştırmaları alanında DLR’deki araştırma faaliyetlerinin kurumlar arası birleştirme ve departmanlar arası ve programlar arası genişlemesine yerleştirilmiştir.
Gemi güvertesine inişin zorluğu: DLR Uçuş Sistemleri Enstitüsü başkanı Prof. Stefan Levedag’a üç soru
DLR Uçuş Sistemleri Enstitüsü neden gemi güvertesi inişleri hakkında araştırma yapıyor?
Gemi güvertesi inişleri, bir helikopter pilotunun karşılaşabileceği en zorlu uçuş görevleri arasındadır. Hareketli bir iniş platformuna ek olarak, genellikle kuvvetli rüzgar, geminin üst yapısından ayrılma nedeniyle türbülans ve konum ve hızı tahmin etmek için referans noktalarının olmaması vardır. Ufuk kaybıyla birlikte zayıf görüş de mümkündür. Pilotu bu aşırı koşullar altında sisteme optimum şekilde entegre etmek, DLR’nin güçlü çözümler geliştirmek için araştırmadaki en son teknolojileri kullandığı zorlu bir görevdir.
Neden askeri sektörde bu tür yardım sistemleri var da, sivil havacılık için şu ana kadar uygun fiyatlı alternatifler yok? Sivil operatörler için böyle bir sistem ne zaman hazır olacak?
Askeri sistemler, gece görüş sistemleriyle uyumluluk gibi çok zorlu ek gerekliliklere tabidir ve bu nedenle kendi başlarına pahalıdır. Böyle bir ortamda yeni fonksiyonların entegrasyonu, öncelikle yüksek maliyet baskısı olan sivil bir ürüne göre daha mümkündür.
HoloLens’e benzer yeni sistemler de gelecekte uçaklarda kullanım için uygun olmalıdır, yani çok güçlü titreşimleri, sıcaklık farklılıklarını ve elektromanyetik alanları hatasız bir şekilde tolere edebilmelidirler. Tüketici elektroniği alanındaki yenilikçi çözümler için genellikle aşılması gereken zaman ve önemli kaynaklar gerektiren yüksek engeller ortaya çıkar. Bu nedenle, böyle bir teknolojinin ne zaman bir havacılık ürününe sıçrayacağını tahmin etmek zordur. Bu engeller, özellikle havacılık için mevcut çok zor zamanda özellikle yüksektir.
ACT/FHS araştırma helikopterinin özelliği nedir?
Araştırma helikopteri EC135-ACT-FHS, benzersiz bir araştırma aracıdır. Yeni ekranlar veya HoloLens gibi ekranlar için gerekli tüm uçuş durumu verilerinin deneysel sistemlere beslenmesini mümkün kılan açık arayüzlere sahiptir. Sistemin alışılmadık mimarisi nedeniyle, bu yeni öğelerin, bir seri uygulama için gerekli olacağından, onaylanması gerekmez. Bu, helikoptere kontrol komutları verebilen yeni sistemler ve işlevler için bile geçerlidir.
Helikopterler, hızla büyüyen açık deniz sektöründe özel bir rol oynamaktadır. Dikey olarak kalkış ve iniş, yerinde asılı kalma ve yüksek uçuş hızlarına ulaşma yetenekleri, onları denizdeki tüm operasyonel senaryolar için özellikle uygun hale getirir. Sorunlar, deniz sisi, yağış veya karanlık gibi genellikle hakim olan zayıf görüş koşullarından kaynaklanır. “Açık denizlerde, pilotun yönlendirme için sabit referans noktaları yoktur. Etraflarında sadece açık deniz ve karaya çıkmaları gereken nispeten küçük bir alana sahip hareket halindeki gemi var” diye açıklıyor Prof. Dr.-Ing. Uçuş Sistemleri Teknolojisi Enstitüsü’nden Stefan Levedag. Ek olarak, gemi güvertesinde oluşan dümen suyu türbülansı, helikopterin gemi güvertesine inmesini daha da zorlaştırabilir.
Görsel yardım sistemi, iniş yaklaşması sırasında pilotları destekler
HEDELA projesinde DLR, gemi güvertesi inişleri için özel ekranlar geliştirdi ve onayladı. Amaç, yaklaşma, aktarma ve ayrılma için engelsiz uçuş yolu planlaması (yörüngeler) sağlamak da dahil olmak üzere pilotu uçuş boyunca desteklemektir. Artırılmış gerçeklik gözlükleri (AR gözlükleri), zorlu görüş koşullarında pilotu bu görevlerden kurtarır ve optik yer işaretlerini ve önemli bilgileri doğrudan onun görüş alanında görüntüler. Örneğin, yoğun siste yüzen gemi açıkça görülebilen yeşil bir çerçeve ile işaretlenmiştir. Hava hızı, irtifa ve konumun yanı sıra yapay bir ufukla ilgili önemli bilgiler de doğrudan pilotun görüş alanında görülebilir. Proje yöneticisi Malte-Jörn Maibach, “Görüntülenen semboller, pilotlara yön bulma konusunda çok yardımcı oluyor” diyor. “Pilotun en büyük avantajı, helikopter kokpitindeki aletler ile dış görünüm arasında sürekli olarak görüş değiştirmek zorunda kalmamasıdır. Bu sayede, pilot iniş noktasını her zaman göz önünde bulundurabilir.” Bu, pilotun iş yükünü azaltır, durumsal farkındalığını artırır ve deniz helikopter operasyonlarının operasyonel kabiliyetini ve güvenliğini artırır.
Helikopter kokpitlerinin mevcut gelişimi, görüntüleme cihazlarının azaltılmasına ve aynı zamanda bir kombinasyonuna odaklanmaktadır. Bu tür bir örnek, en önemli motor sağlığı verilerini (tork, türbin hızı ve türbin çıkış sıcaklığı) tek bir izleme cihazında sunan İlk Limit Göstergesidir (FLI). Test edilen Başa Monte Ekranda (HMD) da uygulanan bu tür uçuş yardım sistemi ile bir helikopterin genel uçuş özellikleri ve kullanım nitelikleri önemli ölçüde iyileştirilebilir.
Bilim adamları, bir önceki proje olan HELMA’da (Denizcilik Operasyonlarında Helikopter Uçuş Güvenliği) ekran sembollerini geliştirdiler ve simülatörde başarıyla test ettiler. DLR araştırma helikopteri ACT/FHS (Aktif Kontrol Teknolojisi/Uçan Helikopter Simülatörü), değiştirilmiş bir EC135 ile yapılan uçuş testleri sırasında, DLR şimdi ilk kez uçuşta ticari artırılmış gerçeklik gözlüklerinin kullanımını test etti. Başa Takılan Ekranlar, yani başa takılan entegre ekranlı kasklar, çok çeşitli avantajlar ve pilotlar için büyük faydalar ile askeri sektörde halihazırda kullanılmaktadır. Ancak bu sistemlerin satın alınması çok pahalıdır. Bu nedenle bilim adamları, deniz helikopteri operasyonlarının özel gereksinimlerini karşılamak için genişlettikleri araştırma çalışmaları için ticari sistemler kullanıyorlar.
Maibach, “Avantajı, satın almanın daha ucuz olması ve teknik olarak çok gelişmiş olmasıdır” diye vurguluyor. Bununla birlikte, iyi bilinen bir zorluk, hareketli sistemlerde (araç sürücüsü olarak) kullanılmak üzere tasarlanmamış AR gözlüklerinin kafa takibidir. Uçuş Sistemleri Teknolojisi Enstitüsü’nden havacılık ve uzay mühendisi Christian Walko, “Sistem, kafanın gözlüklerle hareketlerini, dış dünyada hareket eden helikopter kokpitinin hareketlerinden ayırt edebilmelidir” diye açıklıyor. DLR bilim adamları ayrıca bunun için, hareket halindeki helikoptere göre pilotun başının konumunu tanıyan ve holografik sembolleri görüntülerken bunu dikkate alan bir yazılım geliştirdiler. Bilim adamları şu anda uçuş testlerinden elde edilen verileri değerlendiriyorlar. Geliştirilen kafa takip algoritması ile birlikte AR gözlüklerinin havada nasıl çalıştığını ve helikopterin titreşimlerinin tüm sistem yapısına nasıl etki ettiğini de araştırıyorlar.
Yeni görüntüleme sistemleri, helikopter pilotlarının, yalnızca helikopteri kontrol etmenin değil, aynı zamanda tüm uçuş-mekanik limitlerine uyumu gözetmenin de önemli olduğu çok karmaşık uçuş görevlerinde büyük ilgi görüyor. Yenilikçi ekranlar, ilgili bilgilerin olağan ekranlarla birleştirilmesine izin vererek limitleri sezgisel olarak anlaşılır hale getirir.
HEDELA projesi, “Deniz güvenliği için Ar-Ge ve gerçek zamanlı hizmetler” ortak projesinin bir parçasıdır. Deniz güvenliği araştırmaları alanında DLR’deki araştırma faaliyetlerinin kurumlar arası birleştirme ve departmanlar arası ve programlar arası genişlemesine yerleştirilmiştir.
Gemi güvertesine inişin zorluğu: DLR Uçuş Sistemleri Enstitüsü başkanı Prof. Stefan Levedag’a üç soru
DLR Uçuş Sistemleri Enstitüsü neden gemi güvertesi inişleri hakkında araştırma yapıyor?
Gemi güvertesi inişleri, bir helikopter pilotunun karşılaşabileceği en zorlu uçuş görevleri arasındadır. Hareketli bir iniş platformuna ek olarak, genellikle kuvvetli rüzgar, geminin üst yapısından ayrılma nedeniyle türbülans ve konum ve hızı tahmin etmek için referans noktalarının olmaması vardır. Ufuk kaybıyla birlikte zayıf görüş de mümkündür. Pilotu bu aşırı koşullar altında sisteme optimum şekilde entegre etmek, DLR’nin güçlü çözümler geliştirmek için araştırmadaki en son teknolojileri kullandığı zorlu bir görevdir.
Neden askeri sektörde bu tür yardım sistemleri var da, sivil havacılık için şu ana kadar uygun fiyatlı alternatifler yok? Sivil operatörler için böyle bir sistem ne zaman hazır olacak?
Askeri sistemler, gece görüş sistemleriyle uyumluluk gibi çok zorlu ek gerekliliklere tabidir ve bu nedenle kendi başlarına pahalıdır. Böyle bir ortamda yeni fonksiyonların entegrasyonu, öncelikle yüksek maliyet baskısı olan sivil bir ürüne göre daha mümkündür.
HoloLens’e benzer yeni sistemler de gelecekte uçaklarda kullanım için uygun olmalıdır, yani çok güçlü titreşimleri, sıcaklık farklılıklarını ve elektromanyetik alanları hatasız bir şekilde tolere edebilmelidirler. Tüketici elektroniği alanındaki yenilikçi çözümler için genellikle aşılması gereken zaman ve önemli kaynaklar gerektiren yüksek engeller ortaya çıkar. Bu nedenle, böyle bir teknolojinin ne zaman bir havacılık ürününe sıçrayacağını tahmin etmek zordur. Bu engeller, özellikle havacılık için mevcut çok zor zamanda özellikle yüksektir.
ACT/FHS araştırma helikopterinin özelliği nedir?
Araştırma helikopteri EC135-ACT-FHS, benzersiz bir araştırma aracıdır. Yeni ekranlar veya HoloLens gibi ekranlar için gerekli tüm uçuş durumu verilerinin deneysel sistemlere beslenmesini mümkün kılan açık arayüzlere sahiptir. Sistemin alışılmadık mimarisi nedeniyle, bu yeni öğelerin, bir seri uygulama için gerekli olacağından, onaylanması gerekmez. Bu, helikoptere kontrol komutları verebilen yeni sistemler ve işlevler için bile geçerlidir.