DLR erforscht Unterstützung von Verkehrsflugzeugen durch Co-Pilotinnen und -Piloten am Boden
Könnte eine Co-Pilotin oder Pilot am Boden in Zukunft aus der Ferne bis zu acht Flugzeuge in der Luft gleichzeitig unterstützen? Im Rahmen des Projekts „Next Generation Intelligent Cockpit“ (NICo) geht es um diese und ähnliche Fragen, wobei das Konzept und die Architektur eines zukünftigen, hochautomatisierten Cockpits untersucht wird. Ende 2023 haben aktive Verkehrs-Pilotinnen und -Piloten in Simulatorstudien einen neu entwickelten Arbeitsplatz für Remote Co-Pilotinnen und Piloten getestet.
Bild: © DLR
Im DLR-Projekt NICo wird seit 2020 an einem zukünftigen Einzelpilotenbetrieb (Single Pilot Operation) von Verkehrsflugzeugen geforscht. Dabei wird auch die Möglichkeit eines neu entwickelten Remote Co-Piloten untersucht. Dies ist eine Co-Pilotin oder ein Pilot, der den Flugverlauf vom Boden aus begleitet und die Pilotin oder den Piloten in der Luft unterstützt. Die Forschungsergebnisse sollen kurzfristig zur Arbeitserleichterung und zur Steigerung der Sicherheit auch im heutigen Zweipilotenbetrieb beitragen.
Als unabhängige Forschungseinrichtung untersucht und bewertet das DLR diese kontrovers diskutierte Thematik unabhängig und wissenschaftlich neutral. Die entwickelten Konzepte werden in dem Forschungsprojekt regelmäßig sowohl der Luftfahrtindustrie, als auch Vertretern der Pilotenvereinigungen als externes Beratergremium vorgestellt.
Mehrere Remote Co-Pilotinnen und Piloten unterstützen in einem Center eine ganze Flotte
Eine Remote Co-Pilotin oder Co-Pilot ist gleichzeitig für mehrere Flugzeuge im Einzelpilotenbetrieb zuständig. Mehrere solcher Remote Co-Pilotinnen oder Piloten sollen dann gemeinsam in einem „Remote Pilot Center“ zusammenarbeiten, in dem sie die Bodenunterstützung für eine ganze Flotte von Flugzeugen übernehmen. Fragen zur optimalen Gestaltung des Centers, Übergaben von Flugzeugen zwischen den Co-Pilotinnen und Piloten und Verfahren im Notfall werden in NICo ebenfalls betrachtet. In Zusammenarbeit mit der Hochschule Osnabrück wurde das Bedienkonzept und Benutzeroberfläche für die optimale Arbeitsunterstützung in diesem hochsicherheitskritischen Bereich entworfen und im DLR implementiert.
Der Einsatz eines Remote Co-Piloten erfordert ein Umdenken bei den klassischen Cockpit-Layouts im Flugzeug sowie eine Betrachtung der notwendigen Kontrollstation für den Co-Piloten am Boden. Die Erforschung zukünftiger Mensch-Maschine-Schnittstellen und die Entwicklung optimierter Verfahren stehen hier im Fokus. Diese Funktionen werden nicht nur langfristig für den Einzelpilotenbetrieb entwickelt, sondern sollen auch schon in aktuellen Zweimann-Cockpits die Arbeitslast verringern.
Konzept und entwickeltes System in umfangreicher Simulationskampagne getestet
Nach intensiver Vorbereitung wurde im November und Dezember 2023 gemeinsam mit Linien-Pilotinnen und -Piloten untersucht, ob mit der neu entwickelten „Remote Co-Pilot Station" tatsächlich bis zu acht Verkehrsflugzeuge gleichzeitig vom Boden aus begleitet und unterstützt werden können. Dabei zeigte sich, dass die im Projekt erarbeiteten Konzepte durch die vielen Iterationen mit Pilotinnen und Piloten eine sehr hohe Akzeptanz erreicht haben.
Die Probanden wurden in mehreren Flugszenarien mit einer Reihe von Herausforderungen konfrontiert, die sowohl einen guten Überblick über den Luftraum als auch Verständnis für die aktuelle Situation der einzelnen betreuten Flugzeuge erforderten. Dabei zeigte sich, dass die Vorgabe, bis zu acht Verkehrsflugzeuge gleichzeitig zu betreuen, unter bestimmten Randbedingungen durchaus realistisch ist.
Beim Auftreten von Problemen sieht das NICo-Konzept vor, dass das betroffene Flugzeug eine zusätzliche Eins-zu-eins-Betreuung durch einen Remote Co-Piloten am Boden erhält. Hierfür stellt die entwickelte Station eine erweiterte Benutzeroberfläche zur Verfügung, mit deren Hilfe beispielsweise technische Probleme ähnlich wie in aktuellen Crew-Coordination-Konzepten gemeinsam gelöst werden können.
Pilotinnen und Piloten positiv überrascht
Die anfangs teils sehr skeptischen Probanden zeigten sich positiv überrascht von der Station. Das Bedienkonzept und die zur Verfügung gestellten Funktionen konnten überzeugen. Die Studie wird derzeit weiter ausgewertet und die gewonnenen Erkenntnisse werden in die Weiterentwicklung des Projektes einfließen.
Die Forschung im Projekt NICo stellt einen wichtigen Meilenstein für die sichere Erforschung eines zukünftigen Einzelpilotenbetriebs von Flugzeugen dar. Das DLR ist als Forschungseinrichtung breit aufgestellt, unsere Expertinnen und Experten können in alle Richtungen arbeiten. Es werden nicht nur die technischen Risiken und Möglichkeiten betrachtet, auch der Faktor Mensch mit seiner Ausbildung und seinem zukünftigen Arbeitsplatz spielt eine wichtige Rolle.
Aktuell bereitet das ganze Projektteam die für 2024 geplante dritte Studie vor. Dann soll gemeinsam mit dem DLR-Institut für Flugsystemtechnik der Full-Motion-Simulator AVES in die Studie integriert und komplexe Flugsituationen sowohl im Betrieb mit mehreren Piloten als auch im Einzelpilotenbetrieb getestet werden.