Fullflight Simulatoren - Specials - Magazin

Fullflight-Simulatoren

Die Anfänge der Flugsimulation
Bereits die ersten Piloten übten das Fliegen. Dazu benutzten sie aber keine speziell entwickelten Maschinen sondern setzten Ihre Flugmaschinen ein. Einem starken Gegenwind ausgesetzt, versuchten sie, das am Boden befestigte Gerät zu kontrollieren.

Zu Beginn des 20. Jahrhunderts entwickelten die Franzosen das sogenannte "Pinguin System" zum Training Ihrer Flugschüler: Ein Flugzeug mit gestutzten Flügeln erlaubte es dem Flugschüler, ein Gefühl für sein Flugzeug zu entwickeln, ohne jemals abzuheben. Andere Ansätze zum Training am Boden waren beispielsweise auf Eisenbahnwagen befestigte oder sonstwie dem Wind ausgesetzte und dennoch am Boden fixierte Flugzeuge.

Natürlich kann dabei noch nicht von Simulatoren gesprochen werden - der Schritt dahin sollte aber nicht lange auf sich warten lassen: Als erster nicht auf Wind basierender Flugsimulator kann wohl eine Konstruktion bezeichnet werden, die um 1910 erstmals zum Training eingesetzt wurde (Bild s. rechts). Dieser Simulator bestand im Wesentlichen aus zwei halben Fässern, die aufeinandergestellt zum einen den Standfuß und zum anderen das Cockpit darstellten. So konnte der Pilot in der oberen Fasshälfte sitzen, die dann manuell bewegt wurde. Der Pilot musste nun verschiedene Fluglagen kontrollieren.

Die ersten Trainer
Der Erste Weltkrieg brachte die Entwicklung weiterer Flugtraining-Maschinen. So wurden Geräte entwickelt, in denen die Piloten die Orientierung für die Lage im Raum lernen sollten. Der Ruggles Orientator wurde sogar elektrisch angesteuert, sowohl vom Instruktor, der das "Cockpit" um seine Achsen drehen ließ, wie vom Schüler, der die Waagerechte zu halten versuchte.

Der nächste Schritt hin zur Simulation war dann, die Bewegung des Simulators nicht mehr manuell durch Instruktor zu erreichen, sondern gekoppelt durch die Steuerbewegungen des "Piloten" zu generieren. Solch ein Simulator sorgte bereits 1917 in Frankreich für Aufsehen: Durch eine Dampfmaschine angetrieben, setzte der Simulator die Steuerimpulse in eine Bewegung um.

Mittlerweile war es üblich, kleine Flugzeugrümpfe zu verwenden, die beweglich auf einem Unterteil befestigt wurden. Solch ein Gerät war auch der "Link-Trainer". Der 1930 patentierte Simulator erzeugte durch elektrisch angesteuerte Pneumatikpumpen Gier-, Roll- und Nickbewegungen. Die Steuereingaben über den Stick und die Ruder wurden in Bewegung umgesetzt und ein paralleles System simulierte Störeinflüsse.

Aber auch die ersten Link-Trainer simulierten noch nicht das Fliegen: Es wurde noch nicht die Wechselwirkung der verschiedenen Steuereingaben simuliert.

Training zum Instrumentenflug
Die ersten Instrumententrainer waren aus heutiger Zeit gesehen sehr lustige Geräte: Auf der einen Seite saß der Schüler. Er "flog" mit Steuerknüppel und Ruder. Auf der anderen Seite stellte ein Fluglehrer entsprechend der Bewegungen des Schülers die Instrumente. Somit war der "Simulator" immer nur so gut wie der Lehrer, der ihn bediente.

Schon bald wurden die beweglichen Trainer mit Instrumenten ausgestattet. Die Link-Trainer wurden nach und nach mit immer komplexeren Instrumenten versehen, die teilweise pneumatisch und teils mechanisch angesteuert wurden. Der Trainer konnte sich bald auch im Kreis drehen, um auf einfach Art und Weise eine Kompassanzeige zu ermöglichen.

Eine weitere Entwicklung war die Möglichkeit, den Flugweg des Schülers mittels eines Plotters aufzuzeichnen: Eis Stift malte eine Linie auf eine Karte, wodurch der Fluglehrer dann auch die Möglichkeit hatte Signale von Funkfeuern manuell zu simulieren. Ende der 30er Jahre wurde auch die automatische Generierung von Signalen der Funkfeuer entwickelt und die ersten Außensicht-Systeme wurden erprobt.

Entwicklungen im Zweiten Weltkrieg
Im zweiten Weltkrieg überschlugen sich die technischen Entwicklungen in der Luftfahrt: hohe Geschwindigkeiten, Einziehfahrwerke und vieles mehr machten das Fliegen zu einer komplexeren Aufgabe und damit eine gute Zusammenarbeit der Cockpitcrew immer wichtiger.

Der Link-Trainer von 1930 revolutionierte die Entwicklung der Simulatoren.

Zum einen wurden die mittlerweile marktführenden Link-Trainer in Flugverhalten und Cockpitlayout an spezielle Flugzeugtypen angepasst, zum anderen tauchte eine neue Form der Trainer auf: Die Verfahrenstrainer. In Mock-Up Cockpits lernten entweder die Piloten und später sogar ganze Bomber-Besatzungen das Fliegen im Team: Der Bomber konnte durch seine Zielvorrichtung Gelände sehen und dem Navigator standen beim "Celestial Navigation Trainer" von 1941 nicht nur Instrumente sondern sogar ein Sternenhimmel zur Verfügung.

Die Fortschritte in der Elektrotechnik machten es nun auch möglich, Instrumente und auch die Steuerung immer genauer und erstmalig wirklich zu simulieren: Mit den ersten "Computern" wurde es möglich, aerodynamische Gesetzgebungen über die Auswertung von Variablen in Gleichungen zu berechnen und in die Simulation mit einfließen zu lassen. Somit konnten erstmalig aerodynamische Gegebenheiten spezieller Flugzeuge nicht nur durch Ausprobieren wiedergegeben, sondern im wahren Sinne des Wortes simuliert werden.

Simulatoren im Airline-Einsatz
Nachdem bis zum Ende des Zweiten Weltkrieges in Simulatoren in erster Linie Kampfpiloten das sichere Fliegen erlernten, hielten mit freiwerdenden Kapazitäten bei den Herstellern die Simulatoren auch Einzug in die zivile Luftfahrt.

Mitte der 50er Jahre flogen Kameras über Modell-Landschaften.

Der erste Airliner-Simulator wurde von Curtiss-Wright für Pan American Airways hergestellt. Der Boeing 377 Stratocruiser war zwar nicht beweglich und hatte kein Sichtsystem, aber das Cockpit war bis ins kleinste Detail komplett simuliert. Zum Einsatz kam ein dafür ein analoger Computer. Die Crews konnten somit ganze Flüge durchführen, Prozeduren trainieren und sich auf Notfälle vorbereiten.

Die analogen Computer erreichten schon bald ihre Grenzen, da mit der Entwicklung immer komplexerer Flugzeuge im Jetzeitalter auch immer mehr Informationen verarbeitet werden mussten. Mit der Entwicklung der digitalen Computer konnte dieser Entwicklung Rechnung getragen werden.

Trotzdem besaßen die meisten Airliner-Simulatoren bis Anfang der 60er Jahre kein Bewegungsapparat. Nachdem zuerst lediglich eine Nick- und Rollachse eingeführt wurde (z.B. BOAC Comet Simulatoren), führte spätestens mit der Entwicklung der Großraumflugzeuge kein Weg mehr an immer ausgeklügelten Bewegungssystemen vorbei. Den drei Grundachsen für die Nick-, Roll- und Gierbewegung folgten deshalb auch bald jeweils noch die Möglichkeit der Auf- und Abbewegung.

Nachdem die Instrumente im Simulator präzise angesteuert werden konnten und auch das Motion-System immer besser wurde, nahm man sich der visuellen Komponente der Flugsimulation an. Bereits frühzeitig ermöglichten Filmaufnahmen eine primitive Art der Außenreferenz. Fortschritte in der Kameratechnologie ermöglichten Mitte der 50er Jahre noch nie da gewesene visuelle Effekte im Simulator.

Eine Fernsehkamera "flog" vom Piloten im Simulator gesteuert über ein Modell einer maßstabsgetreuen Landschaft. Damit wurden Anflüge mit Sichtreferenz möglich. Zuerst waren diese Kameras lediglich schwarz/weiß, ab 1960 blickten die Simulator-Besatzungen erstmals beim Landeanflug auf bunte Außengrafiken.

Mit immer besser und schneller werdenden Computern wurde aber auch dieses Sichtsystem schon bald überholt. Seit Anfang der 70er Jahre hielten Computergenerierte Außengrafiken Einzug in die Simulatoren. Zuerst waren diese Szenerien zwar nur einzelne weiße Lichtpunkte auf einer ansonsten schwarzen Landschaft, aber für Nachtflüge reichte das ohne Frage aus. Mit fortschreitender Computertechnologie entwickelte man Ende der 70er Jahre dann dreidimensionale Landschaften, die bis heute immer weiter entwickelt wurden und mittlerweile kaum noch von der realen Welt zu unterscheiden sind. Mehr dazu gibt es übrigens im nächsten Kapitel unseres Specials.

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