Heads-Up & Heads Down...

[Falconer]

IFR Approaches..Transition from Instruments to Visual Cues outside...

 

denke, das wär doch ein interessantes Thema...immer hochaktuell, und bin sicher, dass hier viele Professionals ihre wahrscheinlich sehr unterschiedlichen Ansichten, geprägt vom Flugzeugtyp, den sie fliegen, aber auch von den durchaus sehr unterschiedlichen Strecken und Flughäfen die angeflogen werden diskutieren könnten..

 

Mich interessieren persönlich Heads-Up-Guidance Systeme sehr, und möchte fairerweise dazu sagen, dass ich persönlich in einer sehr interessanten beruflichen Phase in den 90'ern da sehr am Puls war, was einige sehr interessante Entwicklungen betraf..und da möchte ich auch dann gerne ein paar sehr interessante und durchaus kontroversielle Erfahrungen aus den Entwicklungen damals und heute einbringen..technischer und fliegerischer Natur..

 

Und zum Einstand möchte ich gerne eine Forschungsarbeit von der NASA aus dem Jahre 1980!!....( also ist jetzt fast 50 Jahre her) verlinken, die eventuell auch heute noch grosses Interesse beim Durchlesen auslösen könnte..

 

in der Hoffnung, der Thread möge interessant werden und einen guten Überblick über verschiedenste Erfahrungen und Entwicklungen allen Lesern und Beteiligten ermöglichen..

 

Quote:

 

"...

A pilot's transition from instrument reference to visual reference during a landing approach involves two separate but interrelated behaviors: (1) physical movement of the head and eyes (including refocus of the lenses of the eyes) and (2) cognitive processes involved in switching one's perceptual frame of reference from one set of cues to another. ..."

 

Unquote

 

Gerd

 

https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19800017541.pdf

 

P.S.: an die Forenmoderation..bin mir nicht ganz sicher in welchem Forum dieser Thread am Besten aufgehoben wäre , hier oder bei "Fliegen & Technik"..wie immer Ihr das entscheiden wollt..wahrscheinlich passt es hier mal besser rein, weil hier ja ein Thema angesprochen wird, dass bis jetzt hauptsächlich im täglichen Flugbetrieb bei Airlines, Airtaxi und Corporate von Belang ist..

 

 

Bearbeitet 2. Oktober 2018 von Falconer

[Falconer]

Hier vielleicht, Viele werden es kennen, ein Dokument, welches jetzt aus Sicht des Hersteller Einiges sehr gut erklärt.

 

Das Dokument ist auf der Seite der Flight Safety Org verlinkt. Aber es ist ein Dokument des Herstellers. Nun, dient dieses Forum ja nicht Sales & Marketing zu machen.

 

Rockwell Collins hat dieses Dokument anhand eines Produktes, das sie lang im Angebot schon haben erstellt. Nur der Erfinder, und man könnte sagen in den späten 80'er und frühen 90'er Jahren war die Firma Flight Dynamics in Portland, Oregon, USA. Und es war dieses System welches, unter den Bizjet Herstellern damals erstmals Dassault verwendet hat, und bei Airliner Produzenten eben Bombardier und Boeing,  auch Saab um nur Einige zu nennen.. Also Flight Dynamics waren da ein bissel Pioniere damals, was moderne zivile HGS Systeme betroffen hat. Und Rockwell Collins hat dann auch vor längerer Zeit die Firma Flight Dynamics angekauft und im Avionik Bereich von Rockwell Collins integriert.

 

Aber wie gesagt, das ist jetzt ein Hersteller, und gibt jetzt schon ein paar andere auch, kann man dann auch verlinken.

 

Nicht uninteressant die Statistiken die präsentiert werden in Bezug auf den Einfluss von stabilized/non-stabilized Approaches auf die Landungen.

 

Gerd

 

https://flightsafety.org/wp-content/uploads/2017/03/18.-Dean-Schwab-HGS-Vision-Systems-FSF-Singapore-Conference-Ver-2-March-2017.pdf

 

 

Bearbeitet 3. Oktober 2018 von Falconer

[Falconer]

wie hier berichtet wird...das neue "FalconEye" System welches Dassault zusammen mit Elbit jetzt von den Zulassungen her immer mehr verfeinert, scheint schon das Potenzial zu haben in nicht zu ferner Zukunft auch in jedem Airliner Cockpit in ähnlicher Form installiert zu werden..

 

https://www.ainonline.com/aviation-news/business-aviation/2018-10-09/faa-easa-ok-dassault-8x-efvs-down-100-feet

 

 

[Falconer]

Jetzt auf der NBAA gerade vorgestellt..

 

war nur eine Frage der Zeit, dass diese Technologie hier aus der Militärluftfahrt für neue Entwicklungen in der zivilen Luftfahrt sorgt..

 

https://www.ainonline.com/aviation-news/business-aviation/2018-10-16/wearable-hud-offers-high-tech-retrofits

 

Gerd

 

 

 

 

[Hotas]

Hallo

 

Ich bin beruflich direkt in beiden Systemen involviert, sowohl das EFVS (Enhanced Flight Vision System) für das ClearVision / FalconEye System wie auch für das Head Worn Display "Skylens" worauf du verlinkt hast. Durch beide Systeme habe ich durchgeschaut bzw. auf dem Kopf getragen.

Es ist interessant wie dynamisch sich der Markt entwickelt, es ist nicht einfach den Überblick über die weltweit Verfügbaren Systeme zu behalten. An der technologischen Spitze bewegen sich aber nur wenige Player wie z.B. Elbit, Rockwell Collins und Thales.

Das FalconEye ist wirklich einzigartig (wir nennen es anders aber wir sind Zulieferer eines Teilsystems davon). Es ist nicht "nur" ein HUD mit Daten und Strichen, und auch nicht "nur" ein synthetic Vision wo du ein digitales 3D-Terrain im HUD siehst wie es z.B. Garmin anbietet. Synthetic Vision sieht schön aus, aber man darf nicht damit in IMC fliegen, d.h. es ist komfortabel aber mehr operationelle Möglichkeiten hat man damit noch nicht.

FalconEye hingegen hat vorwärtsgerichtete Kameras im sichtbaren und Infrarotbereich, deren Bilder dann mit dem digitalen Terrain und den Flugdaten fusioniert werden. Eine riesige Rechenaufgabe und mit höchsten Anforderungen and die Abbildungsgenauigkeit der Objektive. Durch den IR-Kanal kann man ein gutes Stück durch Nebel oder Dunst sehen, und man hat im Gegensatz zum rein digitalen synthetic Vision das "echte" Terrain auf das HUD projiziert. Ein reales Bild lügt nie, was man bei einem digitalen Terrain nicht behaupten kann.

Was ist nun der operationelle Vorteil? Man sieht damit ja nicht endlos durch den Nebel, und die Flieger sind sowieso IFR zugelassen. Aber eine ganz grosse Zahl von kleineren Flugplätzen haben eine ILS Kategorie, bei der auf dem letzten Stück visual contact zur Piste herrschen muss, ansonsten muss ein Go-Around eingeleitet werden. Und genau diese visuelle Lücke schliesst das FalconEye: Das System ermöglicht Sichtkontakt zur Piste auch bei grösseren Decision Heights, während für "normale" Flugzeuge eine Landung bei schlechter Sicht unmöglich ist. Resultat: Mit dem FalconEye ausgerüstete Flugzeuge können viel mehr Destinationen planen als bisher, nicht nur grosse Airports, sondern auch Flugfelder deren ILS-Kategorie auf den letzten Metern Sichtkontakt erfordern. Gerade in der Business Fliegerei ein Vorteil.

Eine weitere Frage ist, weshalb ein HUD und nicht einfach auf einem Bildschirm anzeigen. Ich kenne mich nicht genau mit den Zulassungsvorschriften aus, aber ich glaube bei solchen Systemen ist eine Heads-Up-Anzeige zwingend um als Quasi-Sichtflug zu gelten.

Es gibt übrigens auch schon einfachere Systeme im IR-Bereich, die nur Abwärme der Runway Lights durch den Nebel sehen. Das ist ja dann auch Visual Contact. Das Problem ist, dass jetzt alle auf LED umrüsten welche viel weniger Wärme abstrahlen.

 

Man versucht jetzt natürlich, das ganze in voller oder abgespeckter Version auch auf anderen Plattformen einzusetzen (Hubschrauber, sogar im Zugverkehr). Aber wie gesagt, wenn es wirklich ein zugelassenes System sein soll (mit echtem operationellen Mehrwert, nicht nur als schickes Gadget), dann explodieren die technischen Anforderungen an das System und es wird unendlich teuer. Ich bin nicht sicher ob ich den Tag noch erleben werde, an dem einst eine Cirrus SR22 mit einem solchen System (das ja nicht nur aus dem HUD alleine besteht) ausgerüstet ist.

 

 

 

 

[Hotas]

Das Skylens System ist eine andere Philosophie, dort hat man das Display ja in der Brille. Von aussen sieht es nach einem Consumerprodukt vom Mediamarkt aus, aber das Teil ist sauteuer und mit hochgenauer Optik ausgestattet. Was ist denn an dieser popeligen Plastikbrille so schwierig, denkt man sich Auch hier versucht Elbit, mit ihrem Know-How aus den HMD der Kampfpilotenhelme (auch der CH-Luftwaffe) den Commercial Aviation Markt zu penetrieren. Natürlich kann man von einem Linienpilot nicht erwarten, dass er ein Helm aufsetzt, deshalb die Brille.

Ich habe das Skylens System noch nicht ganz verstanden, und ehrlich gesagt wenn man durchschaut ist der Wow-Effekt nicht gleich wie beim FalconEye / EFVS. Jedenfalls nicht etwas, das ich unbedingt haben will nachdem ich durchgeschaut habe.

Macht euch übrigen selber ein Bild davon. Elbit hat an der diesjährigen Farnborough Messe ihre Systeme ausgestellt (zum Anfassen, Durchschauen und Anziehen), und wird sicher auch an der Paris Air Show zugegen sein.

 

Bearbeitet 18. Oktober 2018 von Hotas

[Falconer]

Hallo Ismar,

 

Danke für Deine Einblicke...hochinteressant...

 

1 hour ago, Hotas said:

Ein reales Bild lügt nie, was man bei einem digitalen Terrain nicht behaupten kann.

 

 

Frage?..Das hab ich noch nicht ganz begriffen, oder sagen wir so, eventuell noch nicht ganz richtig verstanden...hatte im Frühjahr das Vergnügen FalconEye in Action sowohl in einem Falcon 2000LXS als auch einem Falcon 8X im Flug zu sehen..

 

Lieg ich richtig, dass das Synthetic Vision System  im FalconEye de facto durch "Overlay" über das Enhanced Vision System dadurch soweit verifiziert wird, dass "Navigation" damit dann zumindest durch das HGS ( HUD) zugelassen ist?

 

Das hab ich bis jetzt noch nicht verstanden...weil Escape Routes bei einem Missed Approach mit Synth Terrain durch den HUD gesehen darf man ja damit fliegen...wär ja auch Sinn und guter Zweck der ganzen Übung..

 

aber da bin ich nicht sicher, wie das zugelassen ist als "Gesamtsystem"?

 

respektive nehme ich an, dass das Synth Vision das im HUD eingespiegelt wird, doch ein anderes System ist als auf den Cockpit PFDs..nehm ich einmal an..schon Alles sehr komplex klarerweise..(kostet auch genug Holz..)

 

1 hour ago, Hotas said:

Es gibt übrigens auch schon einfachere Systeme im IR-Bereich, die nur Abwärme der Runway Lights durch den Nebel sehen. Das ist ja dann auch Visual Contact. Das Problem ist, dass jetzt alle auf LED umrüsten welche viel weniger Wärme abstrahlen.

 

Allerdings bekannte Problematik bei der vorherigen und bei viele Modellen noch aktuellen Generation von Enhanced Vision Systemen...auf der einen Seite die geringe Wärmeabstrahlung von LED Approach & Runway Lights, auf der anderen Seite die Lichtfrequenz von LEDs die da Probleme macht, oft bis zum dem Punkt, dass Crews dann im Approach das EVS wegschalten müssen ( gibt es einen eigenen Killswitch, je nach Flugzeugmodell) weil es da entweder blendet oder anders gar nicht gut funktioniert..bei den älteren CRT Based HUDs gibt es da ja auch Probleme mit EVS ab und zu..hat glaube ich mit der geringen Anzahl an Pixel die ein RöhrenHUD im Gegensatz zu einem LCD HUD hat zu tun, glaube ich..)

 

Die neuesten Elbit Sensoren und Kameras im FalconEye sollen diese Herausforderungen allerdings schon meisten können..so hörte ich es zumindest..

 

(Mit den LED Lights auf Airports, das hat ja vor Jahren angefangen in den USA, primär wegen Energiesparen, und greift auch in Europa um sich, wenn Airports jetzt damit nachgerüstet werden, das ist nicht so unproblematsich...Witz am Rande bei den "alten " konventionellen Lampen, die haben sich im Winter durch die Wärme selbst enteist..auch da gibts es logischerweise mit den LEDs Probleme im Winter..Gut, da hatte man Einiges nicht bedacht, andererseits werden wahrscheinlich bald nur mehr LED Lampen produziert..scheint eine knifflige Sache zu sein..last but not least, bei Einmotorigen, kann es passieren, dass die LED Lights aus Lichtfrequenzgründen wenn der Propeller durchs Sichtfeld bei bestimmten Drehzahlen dreht komplett verschwinden..das könnte in der Nacht Überraschungen geben..)

 

Gerd

 

 

 

 

Bearbeitet 18. Oktober 2018 von Falconer

[Falconer]

50 minutes ago, Hotas said:

Jedenfalls nicht etwas, das ich unbedingt haben will nachdem ich durchgeschaut habe.

 

Was mich bei diesen Skylensbrillen interessieren würde, wie machen die das, man müsste ja die eingespiegelte HUD Symbologie je nachdem wo der Pilot hinschaut vom Fokus verändern...also von Nah auf Fern und umgekehrt..? Wenn man da ins Cockpit schaut und auf Nah fokussiert mit den Augen aber die Helm / Brillen Symbology auf Unendlich fokussiert ist...das wär ja dann sehr verwirrend..aber habe keine Ahnung..

 

Gerd

 

 

Bearbeitet 18. Oktober 2018 von Falconer

[Hotas]

Hallo Gerd, ich bin nur Ingenieur (weder Linienpilot noch Zulassungsbehörde), aber für deine Fragen hat es sicher ATC / BAZL / ATPL Personal hier in diesem Forum das besser mitsprechen kann.

 

Aber ja, ich habe es so verstanden dass das "actual picture" der Umgebung über das synthetische Terrain gelegt wird. Ob vom Synthetic Vision nur die 3D-Kontur/Terrain-Information verwendet wird (vom realen Bild hat man ja keine räumlichen Informationen) oder noch mehr, weiss ich nicht. In der Summe und projiziert auf das HUD ist das Bild aber für Navigation in Bodennähe (z.B. Landung) zugelassen.

 

Allgemein: Wegen Zulassung und Verwendbarkeit eines reinen Synthetic Vision muss es jedenfalls verschiedene Abstufungen geben, das ist ja in der GPS Geschichte nicht anders. Ab einer sicheren Höhe kann man sich vielleicht auf GPS, Synthetic Vision etc. und deren Genauigkeit verlassen. In unmittelbarer Bodennähe oder gar Bodenberührung sind aber die Genauigkeitsanforderungen an Flugzeugsensoren und Landesystem viel höher, ich glaube nicht dass man sich da nur auf eine digitale Terrainkarte verlassen kann. Es ist unrealistisch dass die Rega jemals eine Gebirgsrettung ausschliesslich mit Synthetic Vision durchführt; selbst bei perfekter Genauigkeit müsste die digitale Karte ja im Livestream aufdatiert werden (Anwesenheit von Fahrzeugen bemerken etc.).

 

Zu Skylens, das Bild ist fixed Fokus irgendwo in der Ferne. Ist aber nicht weiter störend; wenn man aufs Panel schauen will möchte man die Symbole ja auch nicht unbedingt gleichzeitig sehen.

[Hotas]

Ach ja, wenn man wirklich den Benchmark sucht, dann besucht mal den Stand von BAE Systems an einer Luftfahrtmesse (oder Defence Messe) wo sie den Striker II Helmet Demonstrator ausgestellt haben. Dieser bildet zusammen mit dem F-35 Gen III Helmet von Rockwell Collins die Speerspitze was die Technik momentan hergibt, zu einem Preis von einer halben Million USD pro Helm. Aber das ist wirklich "the shit", glaubt mir!

Es ist ein HMD mit Full HD Colordisplay (also nicht nur grüne Symbolik), erlaubt rundum durch das Flugzeug zu sehen (projiziert die Bilder von den Aussenkameras des Flugzeuges ins Visier, auch mit Night Vision), augmented Reality und 3D-Audio (man hört den Wingman von rechts unten funken), und natürlich die üblichen Funktionen wie Zielmarkierung und Erfassung etc. Absolut präzises, verzögerungs- und ruckelfreies Folgen der Kopfbewegung durch optische Lagesensoren.

Nun kann man einen Schritt weiter gehen und sich grundsätzlich fragen, ob mann denn die Cockpitanzeigen und Bedienelemente nicht gleich ins HMD projizieren will anstatt sie fix einzubauen. Und genau dieses Konzept des virtuellen Cockpits (oder "wearable cockpit" wie sie es bei BAE nennen) soll in der nächsten bemannten Fighter-Generation umgesetzt werden, wenn sie dann noch bemannt ist.

[DaMane]

vor 55 Minuten schrieb Hotas:

............... Aber das ist wirklich "the shit", glaubt mir! .....................

 

Hmmm, ist das jetzt ein neues Synonym für  Superlative, das ich noch nicht kenne, oder meinst Du es wörtlich?

 

Gruß

Manfred

[Falconer]

3 hours ago, Hotas said:

Es ist ein HMD mit Full HD Colordisplay (also nicht nur grüne Symbolik

 

Das wollte ich eh schon anmerken....ist wohl der nächste Schritt...."Daylight & Full True Colors" durchs HUD in Zukunft..bei dunkelster Nacht und zero-zero vis...

 

bin sicher, das kommt auch noch recht bald..no?..schlecht?

 

Gerd

 

 

Bearbeitet 18. Oktober 2018 von Falconer

[Hotas]

vor 3 Stunden schrieb DaMane:

Hmmm, ist das jetzt ein neues Synonym für  Superlative, das ich noch nicht kenne, oder meinst Du es wörtlich?

 

Gruß

Manfred

Dazu dieses Lehrvideo:

https://m.youtube.com/watch?v=QPTYc3L-ohg

 

Ist wirklich gut und die Antwort auf deine Frage kommt fast am Anfang des Videos

[DaMane]

vor 17 Stunden schrieb Hotas:

Dazu dieses Lehrvideo:

https://m.youtube.com/watch?v=QPTYc3L-ohg

 

Ist wirklich gut und die Antwort auf deine Frage kommt fast am Anfang des Videos

Danke, jetzt fühle ich mich gleich wieder UPTD

Bearbeitet 19. Oktober 2018 von DaMane

[Falconer]

interessant zu lesen

 

hier von der Dassault Falcon web-site eine Verlinkung zum aktuellsten Testbericht in B&C/A  aus der Sept 2018 Ausgabe ,vom neuen FalconEye...hier wird im Detail auch auf die Besonderheiten und Unterschiede der verschiedenen Generationen von Enhanced Vision Sensors eingegangen..was LED Lights etc betrifft..

 

Gerd

 

https://www.dassaultfalcon.com/PublishingImages/IMAGES/Media-center/Media-gallery/Publications/2018-09_BCA_FalconEye.pdf

 

 

 

 

[Hotas]

Cool! Habe den Bericht ausgedruckt und an unsere Entwicklungsmannschafft verteilt

[Falconer]

vielleicht ein bissel Off-Topic zur Person des Fred George, der seit vielen Jahren für Aviation Week und BCA Evaluierungen fliegt...alter US Navy Haudegen, F-4 Phantom, und danach mit allen Wassern gewaschener Pilot im zivilen Leben..ein super sympathischer und höchst erfahrener Pilot..glaube es gibt kein neues Flugzeug der letzten 30 Jahre, das er nicht schon im Entwicklungsstadium mit diversen Werkstestpiloten geflogen ist..also der hat einen enormen Überblick...UND viel Humor...unvergesslich, vor ein paar Jahren hat ihn Dassault klarerweise sofort eingeladen den Falcon 8X zu "testen", da war das Ding noch lange nicht zugelassen,...naja...der Eric Gerard und der Frederic Lasscourreges, beide hartgesottene Experimental Testpilots, Mirage und Rafale erprobt, im militärischen wie im zivilen Leben,  sind mit ihm an Bord...und der gute Fred George, nimmt die Beiden beim Wort und macht absichtlich eine negative G Excursion, ist im Envelope der guten 8X...aber der Eric und der Frederic von Dassault haben damit nicht ganz gerechnet..wie man an den länger werdenden Gesichtern von Beiden während der negative Gs sieht..sie nehmens aber auch mit Humor...also der Fred George "schenkt" keine netten Testberichte über ein Flugzeug her, der fühlt allen Fliegern auf den Zahn, ob das wirklich so ist, wie die Hersteller sagen.."alte Schule" und aus guter persönlicher und langer Bekanntschaft kann ich sagen, ein ganz feiner Aviatiker der Extraklasse...

 

Gerd

 

 

 

Bearbeitet 25. Oktober 2018 von Falconer

[Falconer]

ELBIT / Universal...

 

Das neue Produkt in einem AIN TV Video...