Luftwaffe

Universität der Bundeswehr forscht zu FCAS

Universität der Bundeswehr forscht zu FCAS

  • Technik
  • Luftwaffe
Datum:
Ort:
München
Lesedauer:
3 MIN
Die Augen eines Piloten werden bei der Computerauswertung mit farbigen Strichen markiert, um die Blickrichtung zu bestimmen.

Die Augenbewegungen der Probanden werden überwacht, um zu analysieren, wie sich ihre Aufmerksamkeit verteilt. Diese Analyse hilft dabei, die Displays und die Anordnung der Instrumente zu optimieren

Bundeswehr/Pressestelle Kdo Lw

Ab dem Jahr 2040 soll das neue Future Combat Air System in der Truppe angekommen sein. Noch aber wird geplant, entwickelt und geforscht, welche Fähigkeiten das System haben muss. Auch die Universität der Bundeswehr München ist daran beteiligt.

Zunächst war FCASFuture Combat Air System ein Programm deutsch-französischer Zusammenarbeit. Zuletzt hat aber auch Spanien seine Teilnahme an dem Projekt erklärt. Es ist nicht ausgeschlossen, dass weitere europäische Länder hinzukommen. Im Zentrum von FCASFuture Combat Air System soll das bemannte Flugzeug (Command Fighter) mit seinen unbemannten Systemen (Remote Carrier – RC) stehen. FCASFuture Combat Air System soll mehrere Fähigkeiten verbinden und einen Wirkverbund schaffen. Zur weiteren Entwicklung und Erforschung des Next Generation Weapon System (NGWSNext Generation Weapon System) werden an der Universität der Bundeswehr München künftige Einsatzformen definiert, um die Anforderungen an Mensch und Maschine noch besser verstehen zu können.

Wie sieht der Luftkrieg der Zukunft aus?

Die Luftwaffe, sowie Beschaffungsinstitutionen der Bundeswehr nutzen zur Weiterentwicklung wissenschaftliche Partner, die parallel zur Industrie Konzepte entwerfen und testen. Die Professur für Flugmechanik und Flugführung (FMFF) der Universität der Bundeswehr München erforscht seit 15 Jahren die Nutzung kognitiver und kooperativer Automation im Zusammenhang mit bemannten und unbemannten Flugmissionen. Dabei soll der Automation – beispielsweise an Bord eines „unmanned aerial vehicle“ –durch geeignete Methoden der Wissensverarbeitung und der Künstlichen Intelligenz (KI) die Fähigkeit verliehen werden, ein Verständnis der Situation (Mission, Auftrag, Aufgaben, Pilot, Umwelt) zu generieren.

Ein Pilot hält den ausgefüllten Fragebogen nach einer geflogenen Mission im Simulator-Cockpit hoch.

Nach jeder Mission werden mit Hilfe von Fragebögen die persönlichen Empfindungen der Piloten ausgewertet. Dabei geht es unter anderem um die erzielte Leistung, empfundenen Stress oder Frustration.

Bundeswehr/Pressestelle Kdo Lw

Der Fokus der Betrachtungen liegt dabei stets auf der Gesamtmission, beziehungsweise der Missionsdynamik und Missionsführung unter besonderer Berücksichtigung der Rolle des handelnden Menschen im Cockpit. Letzterer bedient sich dabei sogenannter „Kognitiver Agenten“ an Bord der unbemannten Luftfahrzeuge, aber auch an Bord der bemannten Luftfahrzeuge.

Das NGWSNext Generation Weapon System erfordert gemeinsame, vielschichtige Forschung und Entwicklung. Ein Beispiel ist das sogenannte „manned-unmanned teaming“ (MUM-T). Es beschreibt die Fähigkeit unterschiedlicher Systeme, nahtlos zusammenzuarbeiten. Auf FCASFuture Combat Air System bezogen sind das die bemannten und unbemannten Plattformen, die zur Verfolgung eines gemeinsamen Missionsziels zusammenwirken. Beide Systeme werden dabei im selben räumlich, zeitlich und intentional begrenzten Kontext einer Mission eingesetzt. Zur Erprobung führen die Abteilung Weiterentwicklung des Kommando Luftwaffe (KdoKommando Lw) und die Universität der Bundeswehr München bereits seit drei Jahren die Studie „OpFoKus“ (Operative Forderung Kooperation unbemannte Systeme) durch.

Der Luftkrieg wird simuliert – welche Belastungen haben die Piloten dabei?

Im Rahmen der Studie OpFoKus werden MUM-T-Lösungskonzepte in Simulatoren getestet. Derzeit werden im Labor in München bis zum Jahresende Abschlussexperimente mit Experten aus allen Jet-Geschwadern der Luftwaffe durchgeführt, um die operationelle Expertise einzubeziehen. Gemeinsam mit Wissenschaftlern aus den Bereichen Luft- und Raumfahrttechnik, Informatik, Physik und Psychologie verifizieren unsere Eurofighter- und Tornado-Besatzungen dabei mögliche zukünftige MUM-T-Einsatzkonzepte.

Ein Tornado-Pilot sitzt in einem Command Fighter-Cockpit eines Simulators und fliegt eine Mission.

Ein Tornado-Pilot in einem der Command Fighter-Cockpits des Simulators fliegt eine Mission und bedient mögliche künftige Formen von Human Machine Interface zum „Battle Management“

Bundeswehr/Pressestelle Kdo Lw

Die Validierung der Konzepte erfolgt im Rahmen von erfahrungswissenschaftlichen „Human-in-the-Loop“-Experimenten in der virtuellen Cockpit-Simulation. Dazu verfügt die Professur FMFF über zwei wahlweise ein- oder zweisitzige, generische Kampfflugzeug-Cockpits. In der Simulation werden künftig zu erwartende Luftkriegsszenarien realistisch dargestellt. Die OpFoKus-Konzepte sind in Form von Labor-Softwareprototypen voll funktionsfähig implementiert. Um den Erfolgs- oder Belastungsgrad der Luftfahrzeugbesatzungen zu bemessen, werden ihre Missionsleistungen, System- und Pilotenverhalten, physiologische Parameter – beispielsweise Augenbewegungen – und subjektive Befragungen erhoben und analysiert.

Die Ergebnisse der Studie OpFoKus werden durch die Abteilung Weiterentwicklung des Kommando Luftwaffe an die im Programm FCASFuture Combat Air System beteiligten Dienststellen, unter anderem das Bundesministerium der Verteidigung, übergeben und sind dort ein Beitrag weiterer Erforschungs- und Entwicklungsentscheidungen zum deutsch-französisch-spanischen NGWSNext Generation Weapon System. Das Labor mit den durch die Studie OpFoKus über drei Jahre entstandenen Szenarien (Simulatoren und KI MUM-T Algorithmen) der Universität der Bundeswehr München, wird in Folgestudien weiter genutzt und weiterentwickelt, beispielsweise zur Erforschung künftig geeigneter Cockpit-Umgebungen eines Command Fighters.

von René Birkholz und Prof. Dr. Axel Schulte