Met een vluchtsimulator kan een vlucht natuurlijk nooit helemaal realistisch nagebootst worden. Hoe laat je een piloot toch zo goed mogelijk een looping voelen? Dr.i
r. R. Hosman onderzocht hoe piloten vliegtuigbewegingen ondergaan en promoveerde afgelopen maandag op dit onderwerp.
De allereerste vluchtnabootsers waren eigenlijk niet veel meer dan een nagebouwde cockpit met wat instrumenten en stuurorganen. Er was nog geen sprake van een echte beweging. Pas in de loop van de jaren zestig werd daar voorzichtig mee begonnen. ,,Men had ervaren dat dat nodig was, dat het beter ging als piloten de bewegingen ook daadwerkelijk voelden”, vertelt dr.ir. R. Hosman. ,,Met een fixed based simulator kun je behoorlijke problemen krijgen met de besturing van het vliegtuig en zelfs misselijk worden. Ook bij een autosimulator, bedoeld om het gedrag van automobilisten in drukke verkeerssituaties te onderzoeken, speelt dat probleem. Visueel krijgen de proefpersonen sterke bewegingsindrukken terwijl het evenwichtsorgaan niks merkt. Daardoor ontstaat een conflict dat bewegingsziekte oproept. Deze en andere problemen werden in de loop van de jaren zestig ook al met vluchtnabootsers ontdekt, waarna er beweging aan de apparaten werd toegevoegd. Empirisch, zonder dat er goed onderzoek aan vooraf ging.”
Hosman heeft nu met zijn onderzoek een model ontwikkeld om de reactie van de piloot op vliegtuigbewegingen te beschrijven, om daarmee de vliegtuigsimulatie te verbeteren. Hij is al bijna dertig jaar verbonden aan de vakgroep stabiliteit en besturing van de faculteit Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek. In die periode heeft hij bovendien achttien jaar als parttime verkeersvlieger op de Boeing-737 bij Transavia gevlogen. ,,Het onderzoek kwam dus niet uit de lucht vallen”, zegt Hosman. ,,Enerzijds had ik als vlieger, anderzijds als onderzoeker met vliegtuigsimulatie te maken. Als slachtoffer en als trainer dus.”
Ooghoeken
De twee belangrijkste problemen bij vluchtnabootsers zijn volgens Hosman tegenwoordig de vertraging – de tijd tussen actie van de piloot en reactie van het ‘vliegtuig’ – en de discrepantie tussen beeld en beweging. Dat is natuurlijk ongewenst; de ideale simulator geeft de piloot dezelfde indrukken als het echte vliegtuig. Een optimalisatie is alleen mogelijk als het waarnemingsproces goed beschreven kan worden. Daarbij gaat het om twee menselijke zintuigen: het visuele en het vestibulaire systeem. Het eerste wordt dan nog gesplitst in het centrale en het perifere visuele systeem (de ooghoeken als het ware); en met ‘vestibulair’ wordt het evenwichtsorgaan bedoeld.
Hosman nam het rollen van een vliegtuig, de draaiing om delengte-as, als voorbeeldbeweging. Eerst onderzocht hij de reactietijd en de nauwkeurigheid van de visuele waarneming alleen, waarbij de proefpersonen slechts een kunstmatige horizon hadden om de rolhoek van het vliegtuig te bepalen.
Hosman: ,,Ten eerste bleek dat de stand van het vliegtuig veel nauwkeuriger en sneller kan worden waargenomen dan de verandering van de stand. Voor dat laatste moet je veel langer naar die kunstmatige horizon kijken. Maar het opmerken van de standsverandering duurt vanuit de ooghoeken wel weer korter dan vanuit het centrale gezichtsveld. Dat komt doordat het perifere gezichtsveld reflexmatiger reageert. Dat heb je nodig om te overleven. Als in je ooghoeken opeens een auto van rechts komt moet je daar meteen op kunnen reageren. Met het centrale gezichtsveld daarentegen kijk je naar details, dat mag even duren.”
Instinctief
Proefpersoon toetst zijn waarneming in, het ‘schaakbord’ buiten dient als perifere gezichtsveld
Daarna bekeek Hosman wat de invloed van het evenwichtsorgaan is. De reactietijd bleek aanzienlijk te dalen wanneer de piloot de bewegingen niet alleen ziet maar ook voelt. ,,Een paar honderd milliseconden”, verduidelijkt hij. ,,Dat is veel.” Ook dat is volgens hem te danken aan het meer reflexmatige karakter van het evenwichtsorgaan. ,,Dat wordt allemaal intern geregeld. Onbewust. Als je in een bus zit die de hoek omgaat en je ziet toevallig een leuk meisje lopen aan de overkant, kost het je ook echt geen moeite om je ogen op haar gericht te houden. Het evenwichtsorgaan stabiliseert de ogen. Heel instinctief. En ook bij een motorstoring in een vliegtuig vang je de reactie van het vliegtuig automatisch met behulp van je evenwichtsorgaan op.”
Toch wordt een leerling-vlieger altijd geleerd in noodsituaties uitsluitend op zijn instrumenten en op de aanblik van de buitenwereld af te gaan. Hosman vindt dat terecht, ondanks de belangrijke bijdrage van het evenwichtsorgaan aan de perceptie van de vliegtuigbeweging. ,,Vergeet wat je voelt, zeggen ze als je leert vliegen. Kijk naar je instrumenten. Dat moet beslist niet anders. Want in een situatie, dat je volkomen gedesoriënteerd bent zijn die instrumenten je enige houvast. Hoe reflexmatig het evenwichtsorgaan ook is, op zo’n moment heb je er niks aan”, legt hij uit.
Het onderzoek komt in een tijd dat er steeds meer behoefte ontstaat aan training op simulators. Zowel de militaire als de civiele luchtvaart heeft steeds minder geld voor dure oefenvluchten, de eerste vanwege overheidsbezuinigingen op defensie en de tweede vanwege de toegenomen concurrentie. ,,Ja, het valt nu erg gunstig”, meent Hosman. ,,Men wil voor zo weinig mogelijk geld toch een effectieve training. Je wilt de piloten het liefst alleen nog maar op de grond laten oefenen. De simulators die er nu zijn voldoen goed wanneer een piloot overstapt naar een ander vliegtuigtype. Dat komt doordat de mens zich zo goed kan aanpassen. Wie op vakantie een fiets huurt vindt het ook eerst een rotfiets, maar twee straten verder ben je eraan gewend en weet je niet beter. Zokan type-conversie ook best volledig op de grond gebeuren, met de huidige vluchtnabootsers. Maar om echt alles op de grond te trainen, vanaf het begin dus, heb je verbeteringen nodig. En voor betere simulators heb je een beter begrip nodig van het verband tussen de beweging en de reactie van de piloot. Dat is ook het belang van het onderzoek en het model dat dat heeft opgeleverd. Veranderingen in het stuurgedrag ten gevolge van simulatie kunnen nu een stuk beter voorspeld worden. We hebben de tools om eens flink in die beweging te gaan spitten.”
,
Met een vluchtsimulator kan een vlucht natuurlijk nooit helemaal realistisch nagebootst worden. Hoe laat je een piloot toch zo goed mogelijk een looping voelen? Dr.ir. R. Hosman onderzocht hoe piloten vliegtuigbewegingen ondergaan en promoveerde afgelopen maandag op dit onderwerp.
De allereerste vluchtnabootsers waren eigenlijk niet veel meer dan een nagebouwde cockpit met wat instrumenten en stuurorganen. Er was nog geen sprake van een echte beweging. Pas in de loop van de jaren zestig werd daar voorzichtig mee begonnen. ,,Men had ervaren dat dat nodig was, dat het beter ging als piloten de bewegingen ook daadwerkelijk voelden”, vertelt dr.ir. R. Hosman. ,,Met een fixed based simulator kun je behoorlijke problemen krijgen met de besturing van het vliegtuig en zelfs misselijk worden. Ook bij een autosimulator, bedoeld om het gedrag van automobilisten in drukke verkeerssituaties te onderzoeken, speelt dat probleem. Visueel krijgen de proefpersonen sterke bewegingsindrukken terwijl het evenwichtsorgaan niks merkt. Daardoor ontstaat een conflict dat bewegingsziekte oproept. Deze en andere problemen werden in de loop van de jaren zestig ook al met vluchtnabootsers ontdekt, waarna er beweging aan de apparaten werd toegevoegd. Empirisch, zonder dat er goed onderzoek aan vooraf ging.”
Hosman heeft nu met zijn onderzoek een model ontwikkeld om de reactie van de piloot op vliegtuigbewegingen te beschrijven, om daarmee de vliegtuigsimulatie te verbeteren. Hij is al bijna dertig jaar verbonden aan de vakgroep stabiliteit en besturing van de faculteit Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek. In die periode heeft hij bovendien achttien jaar als parttime verkeersvlieger op de Boeing-737 bij Transavia gevlogen. ,,Het onderzoek kwam dus niet uit de lucht vallen”, zegt Hosman. ,,Enerzijds had ik als vlieger, anderzijds als onderzoeker met vliegtuigsimulatie te maken. Als slachtoffer en als trainer dus.”
Ooghoeken
De twee belangrijkste problemen bij vluchtnabootsers zijn volgens Hosman tegenwoordig de vertraging – de tijd tussen actie van de piloot en reactie van het ‘vliegtuig’ – en de discrepantie tussen beeld en beweging. Dat is natuurlijk ongewenst; de ideale simulator geeft de piloot dezelfde indrukken als het echte vliegtuig. Een optimalisatie is alleen mogelijk als het waarnemingsproces goed beschreven kan worden. Daarbij gaat het om twee menselijke zintuigen: het visuele en het vestibulaire systeem. Het eerste wordt dan nog gesplitst in het centrale en het perifere visuele systeem (de ooghoeken als het ware); en met ‘vestibulair’ wordt het evenwichtsorgaan bedoeld.
Hosman nam het rollen van een vliegtuig, de draaiing om delengte-as, als voorbeeldbeweging. Eerst onderzocht hij de reactietijd en de nauwkeurigheid van de visuele waarneming alleen, waarbij de proefpersonen slechts een kunstmatige horizon hadden om de rolhoek van het vliegtuig te bepalen.
Hosman: ,,Ten eerste bleek dat de stand van het vliegtuig veel nauwkeuriger en sneller kan worden waargenomen dan de verandering van de stand. Voor dat laatste moet je veel langer naar die kunstmatige horizon kijken. Maar het opmerken van de standsverandering duurt vanuit de ooghoeken wel weer korter dan vanuit het centrale gezichtsveld. Dat komt doordat het perifere gezichtsveld reflexmatiger reageert. Dat heb je nodig om te overleven. Als in je ooghoeken opeens een auto van rechts komt moet je daar meteen op kunnen reageren. Met het centrale gezichtsveld daarentegen kijk je naar details, dat mag even duren.”
Instinctief
Proefpersoon toetst zijn waarneming in, het ‘schaakbord’ buiten dient als perifere gezichtsveld
Daarna bekeek Hosman wat de invloed van het evenwichtsorgaan is. De reactietijd bleek aanzienlijk te dalen wanneer de piloot de bewegingen niet alleen ziet maar ook voelt. ,,Een paar honderd milliseconden”, verduidelijkt hij. ,,Dat is veel.” Ook dat is volgens hem te danken aan het meer reflexmatige karakter van het evenwichtsorgaan. ,,Dat wordt allemaal intern geregeld. Onbewust. Als je in een bus zit die de hoek omgaat en je ziet toevallig een leuk meisje lopen aan de overkant, kost het je ook echt geen moeite om je ogen op haar gericht te houden. Het evenwichtsorgaan stabiliseert de ogen. Heel instinctief. En ook bij een motorstoring in een vliegtuig vang je de reactie van het vliegtuig automatisch met behulp van je evenwichtsorgaan op.”
Toch wordt een leerling-vlieger altijd geleerd in noodsituaties uitsluitend op zijn instrumenten en op de aanblik van de buitenwereld af te gaan. Hosman vindt dat terecht, ondanks de belangrijke bijdrage van het evenwichtsorgaan aan de perceptie van de vliegtuigbeweging. ,,Vergeet wat je voelt, zeggen ze als je leert vliegen. Kijk naar je instrumenten. Dat moet beslist niet anders. Want in een situatie, dat je volkomen gedesoriënteerd bent zijn die instrumenten je enige houvast. Hoe reflexmatig het evenwichtsorgaan ook is, op zo’n moment heb je er niks aan”, legt hij uit.
Het onderzoek komt in een tijd dat er steeds meer behoefte ontstaat aan training op simulators. Zowel de militaire als de civiele luchtvaart heeft steeds minder geld voor dure oefenvluchten, de eerste vanwege overheidsbezuinigingen op defensie en de tweede vanwege de toegenomen concurrentie. ,,Ja, het valt nu erg gunstig”, meent Hosman. ,,Men wil voor zo weinig mogelijk geld toch een effectieve training. Je wilt de piloten het liefst alleen nog maar op de grond laten oefenen. De simulators die er nu zijn voldoen goed wanneer een piloot overstapt naar een ander vliegtuigtype. Dat komt doordat de mens zich zo goed kan aanpassen. Wie op vakantie een fiets huurt vindt het ook eerst een rotfiets, maar twee straten verder ben je eraan gewend en weet je niet beter. Zokan type-conversie ook best volledig op de grond gebeuren, met de huidige vluchtnabootsers. Maar om echt alles op de grond te trainen, vanaf het begin dus, heb je verbeteringen nodig. En voor betere simulators heb je een beter begrip nodig van het verband tussen de beweging en de reactie van de piloot. Dat is ook het belang van het onderzoek en het model dat dat heeft opgeleverd. Veranderingen in het stuurgedrag ten gevolge van simulatie kunnen nu een stuk beter voorspeld worden. We hebben de tools om eens flink in die beweging te gaan spitten.”
Met een vluchtsimulator kan een vlucht natuurlijk nooit helemaal realistisch nagebootst worden. Hoe laat je een piloot toch zo goed mogelijk een looping voelen? Dr.ir. R. Hosman onderzocht hoe piloten vliegtuigbewegingen ondergaan en promoveerde afgelopen maandag op dit onderwerp.
De allereerste vluchtnabootsers waren eigenlijk niet veel meer dan een nagebouwde cockpit met wat instrumenten en stuurorganen. Er was nog geen sprake van een echte beweging. Pas in de loop van de jaren zestig werd daar voorzichtig mee begonnen. ,,Men had ervaren dat dat nodig was, dat het beter ging als piloten de bewegingen ook daadwerkelijk voelden”, vertelt dr.ir. R. Hosman. ,,Met een fixed based simulator kun je behoorlijke problemen krijgen met de besturing van het vliegtuig en zelfs misselijk worden. Ook bij een autosimulator, bedoeld om het gedrag van automobilisten in drukke verkeerssituaties te onderzoeken, speelt dat probleem. Visueel krijgen de proefpersonen sterke bewegingsindrukken terwijl het evenwichtsorgaan niks merkt. Daardoor ontstaat een conflict dat bewegingsziekte oproept. Deze en andere problemen werden in de loop van de jaren zestig ook al met vluchtnabootsers ontdekt, waarna er beweging aan de apparaten werd toegevoegd. Empirisch, zonder dat er goed onderzoek aan vooraf ging.”
Hosman heeft nu met zijn onderzoek een model ontwikkeld om de reactie van de piloot op vliegtuigbewegingen te beschrijven, om daarmee de vliegtuigsimulatie te verbeteren. Hij is al bijna dertig jaar verbonden aan de vakgroep stabiliteit en besturing van de faculteit Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek. In die periode heeft hij bovendien achttien jaar als parttime verkeersvlieger op de Boeing-737 bij Transavia gevlogen. ,,Het onderzoek kwam dus niet uit de lucht vallen”, zegt Hosman. ,,Enerzijds had ik als vlieger, anderzijds als onderzoeker met vliegtuigsimulatie te maken. Als slachtoffer en als trainer dus.”
Ooghoeken
De twee belangrijkste problemen bij vluchtnabootsers zijn volgens Hosman tegenwoordig de vertraging – de tijd tussen actie van de piloot en reactie van het ‘vliegtuig’ – en de discrepantie tussen beeld en beweging. Dat is natuurlijk ongewenst; de ideale simulator geeft de piloot dezelfde indrukken als het echte vliegtuig. Een optimalisatie is alleen mogelijk als het waarnemingsproces goed beschreven kan worden. Daarbij gaat het om twee menselijke zintuigen: het visuele en het vestibulaire systeem. Het eerste wordt dan nog gesplitst in het centrale en het perifere visuele systeem (de ooghoeken als het ware); en met ‘vestibulair’ wordt het evenwichtsorgaan bedoeld.
Hosman nam het rollen van een vliegtuig, de draaiing om delengte-as, als voorbeeldbeweging. Eerst onderzocht hij de reactietijd en de nauwkeurigheid van de visuele waarneming alleen, waarbij de proefpersonen slechts een kunstmatige horizon hadden om de rolhoek van het vliegtuig te bepalen.
Hosman: ,,Ten eerste bleek dat de stand van het vliegtuig veel nauwkeuriger en sneller kan worden waargenomen dan de verandering van de stand. Voor dat laatste moet je veel langer naar die kunstmatige horizon kijken. Maar het opmerken van de standsverandering duurt vanuit de ooghoeken wel weer korter dan vanuit het centrale gezichtsveld. Dat komt doordat het perifere gezichtsveld reflexmatiger reageert. Dat heb je nodig om te overleven. Als in je ooghoeken opeens een auto van rechts komt moet je daar meteen op kunnen reageren. Met het centrale gezichtsveld daarentegen kijk je naar details, dat mag even duren.”
Instinctief
Proefpersoon toetst zijn waarneming in, het ‘schaakbord’ buiten dient als perifere gezichtsveld
Daarna bekeek Hosman wat de invloed van het evenwichtsorgaan is. De reactietijd bleek aanzienlijk te dalen wanneer de piloot de bewegingen niet alleen ziet maar ook voelt. ,,Een paar honderd milliseconden”, verduidelijkt hij. ,,Dat is veel.” Ook dat is volgens hem te danken aan het meer reflexmatige karakter van het evenwichtsorgaan. ,,Dat wordt allemaal intern geregeld. Onbewust. Als je in een bus zit die de hoek omgaat en je ziet toevallig een leuk meisje lopen aan de overkant, kost het je ook echt geen moeite om je ogen op haar gericht te houden. Het evenwichtsorgaan stabiliseert de ogen. Heel instinctief. En ook bij een motorstoring in een vliegtuig vang je de reactie van het vliegtuig automatisch met behulp van je evenwichtsorgaan op.”
Toch wordt een leerling-vlieger altijd geleerd in noodsituaties uitsluitend op zijn instrumenten en op de aanblik van de buitenwereld af te gaan. Hosman vindt dat terecht, ondanks de belangrijke bijdrage van het evenwichtsorgaan aan de perceptie van de vliegtuigbeweging. ,,Vergeet wat je voelt, zeggen ze als je leert vliegen. Kijk naar je instrumenten. Dat moet beslist niet anders. Want in een situatie, dat je volkomen gedesoriënteerd bent zijn die instrumenten je enige houvast. Hoe reflexmatig het evenwichtsorgaan ook is, op zo’n moment heb je er niks aan”, legt hij uit.
Het onderzoek komt in een tijd dat er steeds meer behoefte ontstaat aan training op simulators. Zowel de militaire als de civiele luchtvaart heeft steeds minder geld voor dure oefenvluchten, de eerste vanwege overheidsbezuinigingen op defensie en de tweede vanwege de toegenomen concurrentie. ,,Ja, het valt nu erg gunstig”, meent Hosman. ,,Men wil voor zo weinig mogelijk geld toch een effectieve training. Je wilt de piloten het liefst alleen nog maar op de grond laten oefenen. De simulators die er nu zijn voldoen goed wanneer een piloot overstapt naar een ander vliegtuigtype. Dat komt doordat de mens zich zo goed kan aanpassen. Wie op vakantie een fiets huurt vindt het ook eerst een rotfiets, maar twee straten verder ben je eraan gewend en weet je niet beter. Zokan type-conversie ook best volledig op de grond gebeuren, met de huidige vluchtnabootsers. Maar om echt alles op de grond te trainen, vanaf het begin dus, heb je verbeteringen nodig. En voor betere simulators heb je een beter begrip nodig van het verband tussen de beweging en de reactie van de piloot. Dat is ook het belang van het onderzoek en het model dat dat heeft opgeleverd. Veranderingen in het stuurgedrag ten gevolge van simulatie kunnen nu een stuk beter voorspeld worden. We hebben de tools om eens flink in die beweging te gaan spitten.”
Heb je een vraag of opmerking over dit artikel?
delta@tudelft.nl
Comments are closed.