Forschungsprojekt
"SMART COCKPIT"
Das Forschungsprojekt "SMART Cockpit" verfolgt das Ziel, die Sicherheit und Effizienz in der Luftfahrt durch die Entwicklung intelligenter, adaptiver Cockpit-Displays zu verbessern. Im Mittelpunkt steht die Schaffung eines dynamischen Anzeigesystems, das sich automatisch an die jeweiligen Flugphasen und den kognitiven Zustand des Piloten anpasst. Dabei werden flexible Layouts erforscht, die in kritischen Situationen wichtige Informationen wie Warnhinweise, Geschwindigkeit oder Triebwerksdaten hervorheben, um die Aufmerksamkeit des Piloten gezielt zu lenken. In weniger belasteten Phasen können dagegen erweiterte und detaillierte Daten angezeigt werden, um die Situationsüberwachung zu erleichtern.
Modernes Cockpit
Das Projekt integriert fortschrittliche KI-Algorithmen, die den Flugstatus, Umweltbedingungen und die mentale Verfassung des Piloten analysieren, um die Anzeige entsprechend zu steuern. Ziel ist es, die kognitive Belastung zu reduzieren, die Reaktionszeiten zu verkürzen und die Entscheidungsfindung bei kritischen Situationen zu verbessern. Durch Simulationen, Flugsimulator-Tests und Pilotenevaluationen soll die Wirksamkeit und Nutzerfreundlichkeit der adaptiven Oberflächen überprüft werden.
SYSTEM ARCHITECTURE OVERVIEW
Insgesamt zielt "SMART Cockpit" darauf ab, durch intelligente Informationsdarstellung die Flugsicherheit signifikant zu erhöhen, indem es den Piloten bei der Bewältigung komplexer und stressiger Situationen unterstützt und gleichzeitig das Situationsbewustsein insgesamt stärkt. Dies wird dadurch erreicht indem alle zu Verfügung stehenden Systeme und Daten im Dynon HDX integriert werden und gefiltert dargestellt werden. Bisher ist dies nicht möglich und der Pilot muss sich selbst die signifikanten Parameter herausfiltern, dies schafft Raum für Fehler die in gefährlichen Situationen erhebliche Risiken bieten.
System Installation Overviev
Das Universal-Modul-Montage-Kit für den SV-HDX1100 bietet dem Installateur eine schnelle und einfache Möglichkeit, viele der gängigen SkyView-Elektronikmodule direkt hinter dem Instrumentenpanel zu montieren. Dadurch befindet sich das Gerät in der Nähe der Stromverteiler und der Staudrucksonde, was den Einbau einer neuen Glasscheibe in Ihr Flugzeug schnell und einfach macht. Auch der Wartungszugang ist schnell und einfach, da jedes Modul nach dem Ausbau des Displays über die Instrumentenpanel-Öffnung der Displayeinheit zugänglich ist.
Externe Einflüsse auf den Piloten
Auf den Piloten wirken während des Fluges zahlreiche Einflüsse, die sowohl physiologischer, psychologischer als auch umgebungsbedingter Natur sein können. Hier sind die wichtigsten Einflussfaktoren. Zudem wirkt eine Informationsflut aus gleichzeitig zu vielen Daten und Alarmen auf den Piloten ein und führen je nach kognitiven Zustand und Erfahrung sowie Traningstand schnell zu einer Reizüberflutung.
Physiologische Einflüsse
Fertigue (Ermüdung)
Lange Dienstzeiten, Nachtflüge monotone Darstellung der Systeme
beeinträchtigen die Aufmerksamkeit und Reaktionszeit
Hypoxie (Sauerstoffmangel)
besonders bei Flügen in großer Höhe, kann die Konzentration und Urteilsvermögen einschränken.
G-Kräfte
(Beschleunigungen) Kurvenflug
wirken direkt auf den Körper und können zu Blackouts führen
Psychologisch Einflüsse
Stress
Zeitdruck, technische Probleme oder kritische Flugsituationen erhöhen die psychische Belastung
Emotionen
Angst, Ärger oder Überforderung können die Entscheidungsfähigkeit negativ beeinflussen
Routine und Monotonie
Längere Phasen geringer Aktivität können zur Unaufmerksamkeit führen
Umgebungsbedingte Einflüsse
Wetterbedingungen
Der Klimawandel schafft immer mehr extrem Wetter Bedingungen die gerade für die Luftfahrt extreme Risiken bewirken.
Turbulenzen,schlechte Sicht und Vereisung.
Cockpit Design
Unübersichtliche Anzeigen überladene Anzeigen die die Benutzerführung und das Situationsbewusstsein erschweren.
Lärm und Vibration
können zu Ermüdung führen
Kommunikation
Unklare oder Fehlerhalte Kommunikation mit Crew und fluglotsen
Flugunfälle in der Luftfahrt nach Flugphasen
Jeder Flug birgt Risiken – doch zu wissen, in welcher Phase die meisten Unfälle passieren, kann helfen, die Sicherheit zu verbessern. Hier ein Überblick:
Bodenoperationen: 166 Unfälle
Kollisionen auf Rollwegen, Probleme beim Zurückschieben, Ladefehler.
Start: 92 Unfälle
Startbahnverlassungen, Triebwerksausfälle, Kontrollverlust.
Anfangssteigflug: 26 Unfälle
Strömungsabrisse, Probleme beim Überwinden von Hindernissen, Triebwerksstörungen.
Reiseflug: 219 Unfälle
Zusammenstöße in der Luft, Turbulenzen, wetterbedingte Ausfälle,
Ablenkung der Piloten, Überforderung.
Anflug: 65 Unfälle
Unstabile Anflüge, Windscherung, CFIT (gezielter Flug ins Gelände).
Landung: 332 Unfälle
Startbahnverlassungen, harte Landungen, Fahrwerksprobleme – die riskanteste Phase.
Sonstiges: 5 Unfälle
Ausweichmanöver, Durchstarten oder ungewöhnliche Vorfälle.
Entwicklung eines Intelligenten
SMART-COCKPITS
Projekt " SMART Cockpit"
Dieses Forschungsprojekt zielt darauf ab, dynamische Displays zu entwickeln, die sich automatisch an die Flugphase und den kognitiven Status des
Piloten anpassen. Dabei werden variable Layouts erprobt, die in kritischen Situationen wichtige Informationen hervorheben und in entspannten Phasen erweiterte Daten anzeigen. Im Fokus stehen die Integration von KI-Algorithmen zur Steuerung der Anzeigen sowie die Untersuchung,
wie adaptive Oberflächen die Reaktionsfähigkeit und Sicherheit verbessern können.
Intelligente Mensch-Maschine-Interaktion im Cockpit
Das Forschungsprojekt „SMART Cockpit“
In der Luftfahrt zählt jede Sekunde. Entscheidungen müssen unter hoher Belastung schnell und präzise getroffen werden – oft in komplexen Situationen mit einer Flut an Informationen. Genau hier setzt das Forschungsprojekt „SMART Cockpit“ an: Ziel ist die Entwicklung von adaptiven Cockpit-Displays, die sich intelligent an die jeweilige Flugphase und den kognitiven Zustand des Piloten anpassen.
Dynamische Informationsdarstellung – situativ und pilotenzentriert
Kern des Projekts ist die Gestaltung variabler Display-Layouts, die je nach Belastungssituation die Informationsdichte und -priorisierung dynamisch anpassen. In kritischen Flugphasen wie Start, Landung oder bei technischen Problemen werden essenzielle Informationen hervorgehoben, um die Entscheidungsfindung zu unterstützen. In weniger anspruchsvollen Phasen wie Reiseflug oder Warteschleifen kann die Anzeige erweiterte oder strategische Daten bereitstellen, ohne den Piloten zu überfordern.
Im Zentrum steht die Integration von KI-Algorithmen, die – gestützt auf Sensordaten, Flugzustände und Pilotendaten – den optimalen Anzeigemodus in Echtzeit ermitteln. Ziel ist ein kontextsensitives, entlastendes Cockpit, das die Reaktionsfähigkeit verbessert und Fehler reduziert.
Das Forschungsflugzeug LEGEND 600
Die Carbonfaserstruktur des Flugzeugs sorgt für eine leichte und aerodynamisch optimierte Bauweise, die nicht nur die Performance verbessert, sondern auch die Betriebskosten niedrig hält. Es stehen verschiedene Glascockpit Optionen zur Verfügung, was
einen echten Meilenstein darstellt– es liefert Piloten alle relevanten Informationen auf einen Blick und unterstützt sie mit modernsten Funktionen wie integrierten Navigations und Verbindung zu externen Flug Apps. Als Avionikprüfer sehe ich, dass hier nicht nur auf Zuverlässigkeit, sondern auch auf Benutzerfreundlichkeit geachtet wurde.
Die Legend 600 als fliegende Forschungsplattform am Erprobungsstandort Flughafen Hassfurt /Schweinfurt EDQT
Als Testträger kommt das Forschungsflugzeug Legend 600 des Herstellers Aeropilot Ltd. zum Einsatz. Das zweisitzige Ultraleichtflugzeug wurde eigens für Versuchsflüge umgerüstet: Mit modernen Avioniksystemen, modular integrierter Sensorik und KI-basierten Analysemodulen dient die Maschine als Versuchsplattform für Echtzeitanalysen im Flug.
Dank ihrer flexiblen Architektur kann die Legend 600 verschiedenste Anzeigevarianten, Pilotenschnittstellen und Steuerungsalgorithmen unter realen Bedingungen erproben – vom statischen Display bis zur voll adaptiven Benutzeroberfläche.
Portable und beweglich kann die Maschine flexible dort verwendet werden wo Sie benötigt wird.
Neuheit mit Ultra--realistischen Fluggefühl.
Konstruktion der Transporteinheit.
Simulation trifft Realität – der virtuelle Zwilling im Flugsimulator / Laboreinrichtung
Parallel zum realen Testbetrieb wurde ein Flugsimulator entwickelt, der die Eigenschaften der Legend 600 hochrealistisch nachbildet. In dieser Simulationsumgebung können Pilotenszenarien, Belastungstests und Anzeigeinteraktionen systematisch untersucht und Daten generiert werden – kontrolliert, reproduzierbar und sicher.
Diese Daten werden zentral erfasst und analysiert, um Rückschlüsse auf die kognitive Belastung, Aufmerksamkeitsverteilung und das Reaktionsverhalten der Testpiloten zu ziehen. Die Kombination aus realer Flugerprobung und simulierter Interaktion bietet eine einzigartige Datenbasis zur Evaluation adaptiver Mensch-Maschine-Systeme.
Beitrag zur Flugsicherheit von morgen
Das Projekt „SMART Cockpit“ liefert damit wichtige Erkenntnisse für die zukünftige Cockpitgestaltung – sowohl im Bereich der allgemeinen Luftfahrt als auch für kommerzielle und unbemannte Luftfahrtsysteme. Adaptive, KI-gestützte Oberflächen könnten künftig entscheidend dazu beitragen, Piloten in Stresssituationen gezielt zu entlasten und die Flugsicherheit nachhaltig zu erhöhen
„SMART Cockpit“: Wie ein intelligentes Cockpit die Flugsicherheit der Zukunft mitgestaltet
Mit adaptiven Anzeigen gegen Informationsüberflutung im Cockpit
Ein neues Forschungsprojekt mit dem Namen SMART Cockpit hat sich zum Ziel gesetzt, die Mensch-Maschine-Interaktion im Cockpit grundlegend zu verändern. Unter der Leitung des erfahrenen Verkehrspiloten Stephan Mehring entwickelt ein interdisziplinäres Team ein adaptives Anzeigesystem, das sich dynamisch an die jeweilige Flugphase sowie an den kognitiven Zustand des Piloten anpasst.
Weniger ist mehr – in kritischen Momenten
„In der Luftfahrt kann eine Informationsüberflutung genauso gefährlich sein wie ein Informationsmangel“, erklärt Stephan Mehring. Herkömmliche Cockpits zeigen unabhängig von der Situation eine Fülle an Daten – das erschwert gerade in Stressphasen die Entscheidungsfindung. SMART Cockpit verfolgt einen völlig neuen Ansatz: Ein KI-gestütztes System analysiert laufend die aktuelle Fluglage, Eingabemuster und – perspektivisch – auch physiologische Parameter wie Blickverhalten oder Pulsfrequenz.
Das Ziel: In kritischen Situationen werden nur noch die wichtigsten Informationen hervorgehoben, während in weniger komplexen Phasen eine erweiterte Datenanzeige möglich ist.
Das Cockpit wird zum Mitdenker
„Wir verstehen das Cockpit künftig als kognitiven Partner“, sagt Mehring. Der Pilot wird entlastet, ohne die Kontrolle zu verlieren. Das adaptive System reduziert die Komplexität in Echtzeit und verbessert so Reaktionsfähigkeit und Konzentration. Für Piloten bedeutet das: mehr Übersicht, schnellere Entscheidungen, weniger Ablenkung. Besonders bei Anflügen, Notfällen oder Systemausfällen kann das einen spürbaren Unterschied machen.
Forschung in der Luft und am Boden
Technologisch realisiert wird das Projekt mithilfe einer speziell ausgerüsteten Legend 600, einem Ultraleichtflugzeug des Herstellers Aeropilot, das als fliegende Forschungsplattform dient. Zusätzlich wurde ein high-end Flugsimulator aufgebaut, in dem das Verhalten von Piloten in verschiedenen Belastungssituationen präzise analysiert werden kann.
Die Kombination aus realen Flugversuchen und simulationsgestützten Tests liefert eine einzigartige Datenbasis für die Weiterentwicklung des adaptiven Systems.
Ein Blick in die Zukunft der Luftfahrt
Das Projekt SMART Cockpit eröffnet neue Perspektiven für die Sicherheit und Effizienz in der Luftfahrt. Nicht nur für den professionellen Flugbetrieb, sondern auch für die allgemeine Luftfahrt und künftige autonome Systeme bieten adaptive Anzeigen ein enormes Potenzial.
„Wir entwickeln hier nicht nur ein technisches System, sondern ein Konzept für die Cockpits der nächsten Generation“, so Stephan Mehring. „Ein Cockpit, das nicht nur anzeigt, sondern mitdenkt.“
Kontakt & Informationen:
Projektleitung: Stephan Mehring
Forschungsplattform: Legend 600 – Aeropilot
Projektpartner & Simulatorentwicklung:
