DLR’nin on yıldır yürüttüğü deniz güvenliği araştırmasında denizdeki havadan görevler önemli bir rol oynuyor: Görev kuvvetleri, örneğin gemi kazalarından sonra, açık deniz rüzgar türbinlerini incelemek ve güncel durum raporları oluşturmak için helikopterler kullanıyor. Yönlendirme için sabit bir referans noktası olmadığı için deniz senaryolarında uçakta gezinmek son derece zahmetlidir. Bir geminin güvertesine iniş için hedef alan küçüktür ve şiddetli denizlerde gemi ile birlikte sürekli hareket eder. Ek olarak, geminin güvertesinde karaya inmeyi daha da zorlaştırabilen dümen suyu türbülansı oluşur. Tüm bunlar, hem insansız hava araçları (İHA) hem de içinde pilot bulunan helikopterler için geçerlidir. Uçuş rehberliği ve uçuş sistemleri teknolojisi için DLR enstitüleri bu nedenle, denizdeki acil servisleri desteklemek için çözümler konusunda Federal Polis ile yakın işbirliği içinde çalışıyor.
MaRPAS 3: İnsansız Hava Araçları İçin Güvenli Gemi Güvertesi İnişleri
2022 yılında başlayan MaRPAS 3 projesi, güvenlik açısından kritik durumların tespit edilmesi ve durumsal farkındalık oluşturulması amacıyla insansız hava araçlarının gemi destekli operasyonunu konu alıyor. MaRPAS kısaltması, Uzaktan Kumandalı Uçak Sistemlerinin (RPAS) Denizcilik Uygulaması anlamına gelir. MaRPAS 1 ve 2’den önceki projeler bunun temelini oluşturmuştur. Bu arada Avrupa’da insansız hava araçlarının denizde işletilmesine ilişkin yasal çerçeve değişti. Operasyonel konsept bu nedenle uyarlanmalıdır. MaRPAS 3’ün yeni bir yönü, İHA’ların denizde konuşlandırıldıklarında Federal Polisin günlük operasyonlarına entegrasyonudur.
Mevcut projede MaRPAS 1 ve 2’de ele alınan helikopter drone’a ek olarak, Maritime Robotics PX-31 sabit kanatlı drone kullanılıyor. Sabit kanatlı uçaklar, aerodinamik özelliklerinden dolayı helikopterlere kıyasla daha yüksek hız ve menzil elde edebilir, ancak bir hedef üzerinde konumlandırılması daha zordur.
Spesifik olarak, MaRPAS 3, İHA’ların bir geminin güvertesine inişini güvenli hale getirmekle ilgilidir. Bu amaçla DLR, hem gemi mürettebatını hem de uzak pilotu İHA uçuşlarına en uygun şekilde hazırlamak amacıyla Federal Polisin denizdeki operasyonları sırasındaki süreçlerini araştırıyor. Ek olarak, İHA’ya rehberlik edecek sistemler daha da geliştirilmelidir: gemideki yer kontrol istasyonu, görev planlaması için uçuş davranışı modellerini kullanır. Bunlar, kullanılan İHA’nın tam uçuş mekanik parametrelerine bağlıdır. Ancak insanlı havacılığın aksine bu parametreler her tür için mevcut değildir. Bu nedenle, gelecekteki uçuş davranışını tahmin etmek için bir İHA’nın uçuş davranışını gözlemleyerek öğrenen bir yöntem geliştirilecektir.
Bir başka araştırma yönü de, İHA’nın bir kablo vinci kullanılarak gemi güvertesine indirilmesidir. Bu yöntem olumsuz hava koşullarında kullanılır. Güdümlü iniş, önceki projelerde zaten test edilmişti. MaRPAS 3’ün bir parçası olarak, teknoloji olgunluğu açısından optimize edilecektir. Bir yan etki olarak, bu tür inişler için geliştirilen portatif halatlı vinç, sensörlerin uçuş sırasında alçaltılmasına izin vererek, İHA’nın kendi emisyonlarının altındaki ve uzağındaki gemilerden kaynaklanan sera gazı emisyonlarının tarafsız bir şekilde ölçülmesini sağlayarak denizde çevresel izlemeye katkı sağlar.
HEDELA: Helikopter pilotları için görsel destek
HEDELA (Helikopter Güvertesi İniş Yardımı) projesinde DLR, Federal Polis ile birlikte, helikopter pilotlarının gemilere güvenli ve hassas bir şekilde iniş yapmasına destek olacak yardım sistemlerini araştırdı. Asistan sistemleri, uçuş yolu planlaması ve tüm uçuş-mekanik limitlerine uyum ile ilgili bilgileri bir paket halinde sunarak, temel hususlara odaklanarak kokpitteki kişiyi tüm uçuş aşamalarında rahatlatmayı amaçlamaktadır. Bu amaçla özel, sezgisel olarak anlaşılır bir ekran sembolizmi geliştirilmiştir.
Pilot, kaskına entegre edilmiş bir artırılmış gerçeklik ekranı aracılığıyla ilgili tüm bilgileri alır. Helikopterin yoğun siste inmesi gereken bir gemi gibi yer işaretleri, açıkça görülebilen yeşil bir çerçeve ile işaretlenmiştir. Ayrıca helikopterin uçuş hızı, irtifası ve konumu da görüntüleniyor. Pilot, iniş noktasından başını kaldırmadan, hareketli bir hedefe güvenli bir şekilde iniş yapmak için ihtiyaç duyduğu tüm bilgilere sahip olur.
Başa Takılan Ekranlar – entegre ekranlı kasklar – askeri sektörde çok çeşitli avantajlar ve pilot için büyük faydalar ile kullanılmaktadır. Ancak bu sistemlerin satın alınması çok pahalıdır. Bu nedenle, DLR bilim adamları araştırma çalışmaları için ticari sistemlere başvurdular ve bunları deniz helikopter operasyonlarının özel gereksinimlerine uyarladılar. Buradaki zorluk: Ticari artırılmış gerçeklik gözlükleri, hareketli sistemlerde kullanılmak üzere tasarlanmamıştır. Yazılım, pilotun kafasının hareketlerini helikopterin hareketlerinden ayırt edebilmelidir. Bu nedenle araştırmacılar, hareket halindeki helikoptere göre pilotun baş konumunu tanıyan ve holografik sembolleri görüntülerken bunu hesaba katan bir program geliştirdiler.
Bir önceki HELMA projesinde statik simülatörde yapılan testlerin ardından DLR, 2021 yılında ticari artırılmış gerçeklik gözlüğünün uçuşta kullanımını test etti. Bu amaçla ACT/FHS araştırma helikopteri kullanıldı. Elde edilen veriler değerlendirilirken, geliştirilen kafa takip algoritması ile birlikte camların ne kadar iyi çalıştığı ve helikopterin titreşimlerinin tüm sistem yapısına nasıl etki ettiği inceleniyor.
İNSAN: Denizde acil durum hazırlığı için yeni yardım sistemleri
Yeni HUMAN projesinin (deniz acil durum hazırlığı bağlamında helikopter misyonları) ana odak noktası, deniz acil durum hazırlığı ve deniz gözetiminde kullanılmak üzere federal polisle birlikte helikopter yardım sistemlerinin araştırılması, geliştirilmesi ve değerlendirilmesidir. Helikopter kullanımı ile deniz altyapılarında güvenliğin artırılması ve deniz ortamlarında helikopterlerin daha güvenli işletilmesi hedeflenmektedir. Diğer şeylerin yanı sıra, sensör ve yardımcı sistemlerin kullanımı yoluyla pilotların durumsal farkındalığı artırılmalı ve iş yükleri azaltılmalıdır.
Operasyonel prosedürler ve tehlikeler belirlendikten sonra, yardımcı sistemler için gereksinimler türetilecektir. Buna dayanarak, kapılı görüntüleme sensörü sistemi TRAGVIS, bir AFCS uçuş kontrolörü (Otomatik Uçuş Kontrol Sistemi) ve bir görsel yardım sistemi daha da geliştirilmektedir. Son olarak, yardımcı sistemler bu amaçla kurulmuş bir simülasyon ortamında değerlendirilerek bir yararlanma perspektifi elde edilir. Helikopter yardım sistemlerinin geliştirilmesinin katkısı, havacılığın öncelikli alanındaki diğer projelerle paralel ilerliyor. Proje, yeni teknolojilerin (artırılmış/sanal gerçeklik) ve yapay zeka algoritmalarının (yapay zeka) kullanımıyla dijitalleşmeyle ilgili birçok konuyu ele alıyor.
MaRPAS 3, HEDELA ve HUMAN projeleri, “Deniz güvenliği için Ar-Ge ve gerçek zamanlı hizmetler” ortak projesinin bir parçasıdır. Deniz güvenliği araştırmaları alanında DLR’de enstitüler arası birleştirme ve disiplinler arası ve programlar arası araştırma faaliyetlerinin genişletilmesine yerleştirilmiştir.
MaRPAS 3: İnsansız Hava Araçları İçin Güvenli Gemi Güvertesi İnişleri
2022 yılında başlayan MaRPAS 3 projesi, güvenlik açısından kritik durumların tespit edilmesi ve durumsal farkındalık oluşturulması amacıyla insansız hava araçlarının gemi destekli operasyonunu konu alıyor. MaRPAS kısaltması, Uzaktan Kumandalı Uçak Sistemlerinin (RPAS) Denizcilik Uygulaması anlamına gelir. MaRPAS 1 ve 2’den önceki projeler bunun temelini oluşturmuştur. Bu arada Avrupa’da insansız hava araçlarının denizde işletilmesine ilişkin yasal çerçeve değişti. Operasyonel konsept bu nedenle uyarlanmalıdır. MaRPAS 3’ün yeni bir yönü, İHA’ların denizde konuşlandırıldıklarında Federal Polisin günlük operasyonlarına entegrasyonudur.
Mevcut projede MaRPAS 1 ve 2’de ele alınan helikopter drone’a ek olarak, Maritime Robotics PX-31 sabit kanatlı drone kullanılıyor. Sabit kanatlı uçaklar, aerodinamik özelliklerinden dolayı helikopterlere kıyasla daha yüksek hız ve menzil elde edebilir, ancak bir hedef üzerinde konumlandırılması daha zordur.
Spesifik olarak, MaRPAS 3, İHA’ların bir geminin güvertesine inişini güvenli hale getirmekle ilgilidir. Bu amaçla DLR, hem gemi mürettebatını hem de uzak pilotu İHA uçuşlarına en uygun şekilde hazırlamak amacıyla Federal Polisin denizdeki operasyonları sırasındaki süreçlerini araştırıyor. Ek olarak, İHA’ya rehberlik edecek sistemler daha da geliştirilmelidir: gemideki yer kontrol istasyonu, görev planlaması için uçuş davranışı modellerini kullanır. Bunlar, kullanılan İHA’nın tam uçuş mekanik parametrelerine bağlıdır. Ancak insanlı havacılığın aksine bu parametreler her tür için mevcut değildir. Bu nedenle, gelecekteki uçuş davranışını tahmin etmek için bir İHA’nın uçuş davranışını gözlemleyerek öğrenen bir yöntem geliştirilecektir.
Bir başka araştırma yönü de, İHA’nın bir kablo vinci kullanılarak gemi güvertesine indirilmesidir. Bu yöntem olumsuz hava koşullarında kullanılır. Güdümlü iniş, önceki projelerde zaten test edilmişti. MaRPAS 3’ün bir parçası olarak, teknoloji olgunluğu açısından optimize edilecektir. Bir yan etki olarak, bu tür inişler için geliştirilen portatif halatlı vinç, sensörlerin uçuş sırasında alçaltılmasına izin vererek, İHA’nın kendi emisyonlarının altındaki ve uzağındaki gemilerden kaynaklanan sera gazı emisyonlarının tarafsız bir şekilde ölçülmesini sağlayarak denizde çevresel izlemeye katkı sağlar.
HEDELA: Helikopter pilotları için görsel destek
HEDELA (Helikopter Güvertesi İniş Yardımı) projesinde DLR, Federal Polis ile birlikte, helikopter pilotlarının gemilere güvenli ve hassas bir şekilde iniş yapmasına destek olacak yardım sistemlerini araştırdı. Asistan sistemleri, uçuş yolu planlaması ve tüm uçuş-mekanik limitlerine uyum ile ilgili bilgileri bir paket halinde sunarak, temel hususlara odaklanarak kokpitteki kişiyi tüm uçuş aşamalarında rahatlatmayı amaçlamaktadır. Bu amaçla özel, sezgisel olarak anlaşılır bir ekran sembolizmi geliştirilmiştir.
Pilot, kaskına entegre edilmiş bir artırılmış gerçeklik ekranı aracılığıyla ilgili tüm bilgileri alır. Helikopterin yoğun siste inmesi gereken bir gemi gibi yer işaretleri, açıkça görülebilen yeşil bir çerçeve ile işaretlenmiştir. Ayrıca helikopterin uçuş hızı, irtifası ve konumu da görüntüleniyor. Pilot, iniş noktasından başını kaldırmadan, hareketli bir hedefe güvenli bir şekilde iniş yapmak için ihtiyaç duyduğu tüm bilgilere sahip olur.
Başa Takılan Ekranlar – entegre ekranlı kasklar – askeri sektörde çok çeşitli avantajlar ve pilot için büyük faydalar ile kullanılmaktadır. Ancak bu sistemlerin satın alınması çok pahalıdır. Bu nedenle, DLR bilim adamları araştırma çalışmaları için ticari sistemlere başvurdular ve bunları deniz helikopter operasyonlarının özel gereksinimlerine uyarladılar. Buradaki zorluk: Ticari artırılmış gerçeklik gözlükleri, hareketli sistemlerde kullanılmak üzere tasarlanmamıştır. Yazılım, pilotun kafasının hareketlerini helikopterin hareketlerinden ayırt edebilmelidir. Bu nedenle araştırmacılar, hareket halindeki helikoptere göre pilotun baş konumunu tanıyan ve holografik sembolleri görüntülerken bunu hesaba katan bir program geliştirdiler.
Bir önceki HELMA projesinde statik simülatörde yapılan testlerin ardından DLR, 2021 yılında ticari artırılmış gerçeklik gözlüğünün uçuşta kullanımını test etti. Bu amaçla ACT/FHS araştırma helikopteri kullanıldı. Elde edilen veriler değerlendirilirken, geliştirilen kafa takip algoritması ile birlikte camların ne kadar iyi çalıştığı ve helikopterin titreşimlerinin tüm sistem yapısına nasıl etki ettiği inceleniyor.
İNSAN: Denizde acil durum hazırlığı için yeni yardım sistemleri
Yeni HUMAN projesinin (deniz acil durum hazırlığı bağlamında helikopter misyonları) ana odak noktası, deniz acil durum hazırlığı ve deniz gözetiminde kullanılmak üzere federal polisle birlikte helikopter yardım sistemlerinin araştırılması, geliştirilmesi ve değerlendirilmesidir. Helikopter kullanımı ile deniz altyapılarında güvenliğin artırılması ve deniz ortamlarında helikopterlerin daha güvenli işletilmesi hedeflenmektedir. Diğer şeylerin yanı sıra, sensör ve yardımcı sistemlerin kullanımı yoluyla pilotların durumsal farkındalığı artırılmalı ve iş yükleri azaltılmalıdır.
Operasyonel prosedürler ve tehlikeler belirlendikten sonra, yardımcı sistemler için gereksinimler türetilecektir. Buna dayanarak, kapılı görüntüleme sensörü sistemi TRAGVIS, bir AFCS uçuş kontrolörü (Otomatik Uçuş Kontrol Sistemi) ve bir görsel yardım sistemi daha da geliştirilmektedir. Son olarak, yardımcı sistemler bu amaçla kurulmuş bir simülasyon ortamında değerlendirilerek bir yararlanma perspektifi elde edilir. Helikopter yardım sistemlerinin geliştirilmesinin katkısı, havacılığın öncelikli alanındaki diğer projelerle paralel ilerliyor. Proje, yeni teknolojilerin (artırılmış/sanal gerçeklik) ve yapay zeka algoritmalarının (yapay zeka) kullanımıyla dijitalleşmeyle ilgili birçok konuyu ele alıyor.
MaRPAS 3, HEDELA ve HUMAN projeleri, “Deniz güvenliği için Ar-Ge ve gerçek zamanlı hizmetler” ortak projesinin bir parçasıdır. Deniz güvenliği araştırmaları alanında DLR’de enstitüler arası birleştirme ve disiplinler arası ve programlar arası araştırma faaliyetlerinin genişletilmesine yerleştirilmiştir.