Навчання пілотів гвинтокрила операціям з підвісним вантажем

Програмне забезпечення Loft може точно відтворити поведінку таких вантажів, як ящики, бетонні відра, відра Bambi та стовбури дерев з мотузками різної довжини.Авторство: Loft Dynamics

Уявіть собі, як пожежники в дикій місцевості копають усі сили, аби побудувати лінію вогню безпосередньо поруч із високим пеклом. Їхній наглядач викликає найближчий вертоліт, щоб скинути відра з водою на ключові точки на фронті полум’я.

Серед цієї вогняної бурі лунає рівний удар лопатей ротора. Вид з кабіни гелікоптера не набагато кращий. Видимість від диму гранична VFR. Турбулентність, спричинена бурхливими стовпами полум’я та швидкими змінами напрямків вітру, ускладнює контроль над гелікоптером.  

Біль від витягування спини та шиї, щоб постійно контролювати навантаження, кричить про полегшення. Крім того, є «інші» обов’язки пілота, такі як спостереження за дротами та моніторинг стану палива та датчиків двигуна. І, звісно, ​​не забуваймо про шість радіочастот, які містять інформацію, яку необхідно знати для координації.

Це не якийсь «створений для Голлівуду» сценарій. Це реальний світ для рятувальників лісових пожеж.  

Цей автор багато разів задавав питання: як ми підготуємо пілотів гелікоптера до механічних несправностей, операцій із зовнішнім навантаженням, гірських польотів та інших операцій із високим ризиком у середовищі з низьким ризиком, щоб вони були належним чином підготовлені? 

Точність цього тренування має бути якомога реалістичнішою, занурюючи пілота у візуальне, слухове та соматосенсорне середовище, але без невблаганних наслідків ненавмисного зачеплення зовнішнього навантаження за перешкоду, втрати обізнаності про ситуацію через близькість до сусідньої перешкоди та зіткнення з перешкодою або втрата контролю над гелікоптером, коли вантаж починає розгойдуватися занадто сильно.

Тепер доступне рішення. 12 червня 2024 року Loft Dynamics отримала схвалення від EASA на програму моделювання зовнішнього підвісного навантаження вертольота (HESLO). Завдяки панорамному огляду з високою роздільною здатністю, точному відтворенню фізики польоту та точним системам руху симулятори Loft дозволяють пілотам вперше реально навчитися керувати підвісними вантажами на тренажері.  

У травні 2022 року цей автор BCA мав нагоду випробувати цей практичний досвід із тренажером Airbus H125 VR від Loft Dynamics на заводі компанії в Цюріху. Сцена в симуляторі була розташована біля рампи авіакомпанії Air Zermatt. «Дивлячись» збоку вертольота, ніби відстежуючи зовнішнє навантаження під час підйому, я не міг не помітити, що навіть поверхнева текстура та шви бетонної рампи були реалістично зображені, а також розгортання. зовнішньої вантажної лінії, коли я тягнув колектив, щоб почати підйом.

«Наш симулятор забезпечує точне копіювання поведінки вертольота та навантаження навіть на швидкості нижче 30 вузлів», — каже Фабі Різен, засновник і генеральний директор Loft Dynamics. «Для пілотів важливо бачити вантаж у дзеркалі з електричним регулюванням і мати можливість дивитися вниз вертикально, щоб точно розташувати вантаж. Це основні методи навчання HESLO, і наш VR-симулятор відтворює їх більш реалістично, ніж будь-коли раніше».

Лоренц Нуфер, чий великий досвід включає рятувальні польоти на найвищі вершини Гімалаїв, пояснив переваги системи HESLO. «Студенти можуть спочатку вивчити всі необхідні їм навички в середовищі без стресу за ціною, яка є неперевершеною в галузі», — каже він. «Крім того, немає викидів, і тренування можна планувати та проводити незалежно від погоди чи експлуатаційних обмежень. Ми часто чуємо від операторів, що шум, який створює тренування, все гірше сприймається навколишнім середовищем».

Loft Dynamics замовила EASA польове дослідження, щоб продемонструвати ефективність симулятора навантаження на строп. Після проходження навчальної програми пілоти змогли без втручання інструктора здійснювати польоти на стропових вантажах на справжніх вертольотах за допомогою 20-метрового канату.  

«Після того, як пілот спочатку тренувався на симуляторі Loft Dynamics, це був єдиний раз, коли мені не довелося вживати коригувальних дій на панелі керування під час першого реального польоту з інструкціями щодо навантаження на підвісці», — сказав Андре Мюлематтер, пілот Heli Austria та інструктор.

Прогрес навчання
Реалістичність сцени на рампі Air Zermatt є ключовою особливістю навчання віртуальній реальності. Авторство: Loft Dynamics

Навчальну програму було розроблено за допомогою операторів гелікоптерів, які виконують значні зовнішні навантаження в найскладніших умовах. Серед них Helitrans, Air Greenland, Air Zermatt, Heli Austria та Mountainflyers.

Нуфер описав ключові компоненти навчальної програми. «Наш підхід полягає в тому, щоб навчати слухачів найкращим практикам і основним навичкам», — каже він. «У міру розвитку навичок слухачів ми можемо збільшити складність. Це можна зробити за допомогою зміни пейзажів, від поверхонь з великою кількістю текстури, щоб сприяти сприйняттю глибини, до поверхонь, таких як снігові поля з дуже невеликою текстурою поверхні, що створює візуальні ілюзії щодо висоти та відстані».

Він продовжує: «Підвищену складність також створює перенесення різних вантажів, кожен з яких має різні характеристики польоту. Вітер і порушення зору, такі як нерівний туман або відсутність тіні, також ускладнюють навчання.

«Надзвичайні ситуації додаються на завершальному етапі. Приклади включають відмову двигуна в польоті з 800-кілограмовим вантажем на тросі або відмову гідравліки під час розміщення вантажу. Обидві ці змодельовані надзвичайні ситуації навряд чи можна буде тренувати реалістично та безпечно в реальному світі».

Крім того, можна тренуватися для сценаріїв високого ризику, в яких вартість помилки під час навчання на реальному вертольоті може бути величезною.  

«Навантаження на межі потужності гелікоптера завжди складні», — каже Нуфер. «Перевищення ліміту в симуляторі нічого не коштує, тоді як перевищення ліміту в реальному світі може коштувати сотні тисяч. Цей пакет моделювання також дає можливість працювати над точністю розміщення вантажу. Якщо вантаж врізається в стіну будинку в нашому сценарії, нічого не зламано, але в реальному світі це може коштувати ціле стан».

Програмне забезпечення Loft Dynamics може точно відтворити поведінку таких вантажів, як ящики, бетонні відра, відра Bambi та стовбури дерев з мотузками різної довжини.  

Навчальна програма починається з простого вантажного ящика. У міру просування учня/вони доведеться носити стовбур дерева з односторонньою підвіскою на сталевому тросі. Цей вантаж поводиться зовсім по-іншому, коли його беруть і ставлять. Поведінка коливання під час польоту також дуже різна.

Іншим прикладом є елемент стіни, який починає «літати» з певною швидкістю, що може торкнутися хвостового гвинта з катастрофічними наслідками. Досконаліші налаштування імітують реальні транспортні місії, наприклад бетонні роботи.  

Команда Loft Dynamics зараз працює над можливістю кидати воду за допомогою Bambi Bucket для сценаріїв пожежогасіння.

«Надзвичайно складно точно змоделювати HESLO, а ще складніше перевищити суворі нормативні стандарти», — говорить Різен. «Ми пишаємося цим досягненням і з нетерпінням чекаємо на розробку та кваліфікацію нових навчальних рішень, які не тільки підвищать навички пілотів, але також будуть доступні для пілотів та операторів».

У наступній статті ми описуємо, як швейцарська система учнівства допомагає Loft Dynamics впроваджувати інновації.