"Det är synd att 99% av
journalisterna skall fördärva
förtroendet för en hel yrkeskår"
(okänd)

"Ormar äro älskliga varelser,
om man råkar tillhöra samma
giftgrupp"
(Artur Lundkvist)

"Ju längre ett samhälle
kommer från sanningen,
desto mer kommer detta
samhälle att hata dem
som säger sanningen"
(George Orwell)

"Den som gifter sig med
tidsandan blir snabbt änka."
(Goethe)

"Civiliserade är de kulturer
och individer som respekterar
andra."
(hört på Axesskanalen)

"Det tragiska med vanligt
sunt förnuft är att det
inte är så vanligt."
(Albert Einstein)

"Halv kristendom tolereras
men föraktas.
Hel kristendom respekteras
men förföljs."
(Okänd)

"För att komma till flodens
källa måste man simma
mot strömmen."
(Stanislaw Jerzy Lec)

"Jag noterar att alla de
människor, som är för
abort, redan är födda."
(Ronald Reagan)

Senast ändrad: 2019 03 11 14:04

Full Flight Simulators

 

Yrkespiloter gör regelbundet Periodic Flight Training (PFT) i simulator. Profesionella flygsimulatorer (s k full-flight simulators) kostar runt 150 miljoner kronor och har även rörelse implementerad. När man taxar ut känner man skarvar och ojämnheter i taxibanan och när man drar på för start, trycks man bakåt mot ryggstödet och vid inbromsning vill man åka fram i sätet. Allt detta åstadkommes genom att simulatorn lutar eller gör små rörelser vertikalt för att lura våra balansorgan. Detta sker genom att simulatorn är monterad på ett antal ben med kraftiga och snabba hydraulkolvar.

Bilden visar en full-flight Airbus 320 simulator. "Huset" till höger i förgrunden (4) innehåller kringutrustning till simulatorn (hydraulpumpar, datorer etc). I bakgrunden ser vi själva simulatorn på sina hydraulben. Ingången till simulatorn är vid 1. I sitt viloläge har simulatorn ungefär som en brygga eller landgång (2) mellan plattformen längst till vänster i bilden (6) och själva simulatorn. När simulatorn är i drift fälls landgången upp i vertikalt läge (som i bilden) och simulatorn kan röra sig fritt i alla leder. Vi ser ovan att simulatorn lutar ganska kraftigt när bilden tas (träning pågår således), vilket för de piloter som tränar skapar ett intryck av g-krafter (acceleration, retardation, svängar, etc). Simulatorn kan också göra snabba, vertikala rörelser för att simulera turbulens eller när man vid landning sätter planet på banan etc. Piloterna som tränar sitter vända åt höger i bilden (mot det stora fönstret — 5), dvs simulatorn lutar "framåt" sett utifrån piloternas perspektiv. När simulatorn lutar framåt simuleras inbromsning (t ex i samband med landning) eller att planet dyker.
Innanför 3 (den rundade utbyggnaden som sträcker sig runt hela högra sidan av simulatorn, dvs den sida som är vänd mot fönstret) finns projektionsduken, vilken normalt är cylindrisk eller sfärisk eller ibland asfärisk (dvs har olika krökningsradier på olika ställen). I allmänhet har man flera projektorer (6 st är ganska vanligt), som oftast är placerade på taket av simulatorn. Formen på projektionsduken gör att man får en bild utan förvrängningar och synliga "skarvar" mellan de olika projektorerna. Plus att man dessutom får en djupkänsla i bilden. Projektionsdukens form är mycket kritisk och konstruktionen måste vara väldigt exakt (bråkdelar av millimetrar).
Oxford Flight Academy (som tidigare hette SAS Flight Academy) på Arlanda har (eller i varje fall hade när jag var där för ett antal år sedan) 13 full-flight simulators (för olika flygplanstyper). Jag har några timmar flygtid i MD-80 och DC-10 simulator där och kan intyga att realismen är nästan kuslig.

Bland de större tillverkarna av full flight simulators (och även andra typer av simulatorer) finner vi franska Thales (simulatorn i bilden) och kanadensiska CAE.

Full flight simulators har 6 rörelseaxlar (DOF=Degrees of Freedom/frihetsgrader). Dels 3 rotationsaxlar; pitch (nose up/nose down), yaw (vridning i sidled, dvs höger/vänster) och roll (lutning i sidled, dvs vänster vinge ned eller upp etc). Och dels 3 translationsaxlar (translation lika med förflyttning); surge (framåt/bakåt), sway (vänster/höger) och heave (upp/ned). Genom att kombinera dessa 6 axlar kan man skapa illusionen av många olika typer av rörelser som ett verkligt flygplan gör. De tre viktigaste DOF, för att skapa realistiska rörelser är roll, pitch och heave.

Ett problem är att hydraulbenen bara kan ge begränsade rörelser på kanske någon meter. Ett sätt att lura balansorganen är att man gör en snabb rörelse åt ett visst håll. Sedan går systemet långsamt tillbaka, vilket man inte märker. Och sedan gör man en snabb rörelse igen åt samma håll. Osv. Om detta upprepas snabbt med små rörelser, kan man skappa en illusion av en kontinuerlig rörelse åt ett visst håll. Detta kan kombineras med rörelser i andra axlar för att förstärka illusionen. Olika sådana knep, tillsammans med vad ögat ser, gör illusionen komplett. Sedan fyller fantasin i resten. Under de decennier som full flight simulators funnits har man givetvis kommit på en massa olika trick för att med hjälp av de 6 rörelseaxlarna optimera illusionen och lura våra sinnen.

Det finns också simulatorer som har allt som en full flight simulator har (grafik, flygegenskaper och cockpit) utom själva rörelsen (dvs de saknar den komplicerade och mycket dyra hydrauliken). Vissa flygbolag satsar på den typen av simulatorer, eftersom de är betydligt billigare i både inköp och underhåll. Människans fantasi är ett mäktigt verktyg och fyller ofta i brister i en simulering. Vid ett tillfälle flög jag en simulator på Arlanda, där man stängt av hydrauliken (dvs rörelsen). Visst märkte man att simulatorn inte rörde sig, men det var givande ändå och skulle jag bli erbjuden en sådan simulator gratis skulle jag inte tacka nej.

Ett viktigt användningsområde för simulatorer är procedurträning. Det kan vara motorstart eller där man tränar olika felscenarion, t ex bränsleläckage eller motorbrand. Där behövs inte rörliga plattformar och oftast har man bara med de delar av instrumentpanelen som är aktuell för den speciella träningen (t ex bränslepanel eller brandvarningspanel). Procedursimulatorer är givetvis oerhört mycket billigare än full flight simulators och sparar mycket pengar åt bolagen. De används framför allt vid inskolning av piloter till nya flygplanstyper.

Mindre flygbolag har inte råd att hålla sig med full flight simulators, dels på grund av det höga inköpspriset, dels på grund av att man måste ha flera heltidsanställda för underhållet. Ofta körs simulatorerna dygnet runt, året runt, för att utnyttja investeringen maximalt. Vissa större flygbolag hyr ut sina simulatorer till de mindre bolagen (som SAS gjorde innan de sålde sin simulatorverksamhet). Det finns också företag, som utan att själva vara flygbolag, har som affärsidé att hyra ut tid på full flight simulators. Även de stora simulatortillverkarna hyr ut simulatortid och har simulatorcentra lite varstans i världen. Jag har hört siffran 15 000 kr/tim (men det kan vara mer idag). Dyrt, men betydligt billigare än att träna på riktiga plan som man gjorde innan full flight simulators fanns.

Att träna på riktiga trafikplan är dessutom, bortsett från den höga kostnaden, inte helt riskfritt, eftersom man tränar på moment som innebär en potentiell risk. När man t ex på DC-8 tränade att två motorer (av fyra) stannade i samband med start (vilket gjordes genom att instruktören drog ner två motorer till tomgång), hände vid flera tillfällen att planet havererade och alla ombord dog (instruktör och flera piloter som fanns ombord för att träna). Ett fyrmotorigt trafikplan kan flyga på två motorer men i samband med start, och därmed låg fart, måste planet flygas helt enligt manualen. Minsta misstag så tappar man kontrollen. Efter ett antal haverier, slutade man så småningom att träna farliga moment med riktiga plan. Och de moderna simulatorerna har ju gjort detta onödigt. Haverar man i simulatorn, kan man gå och fika efteråt. När jag skulle landa på gamla flygplatsen i Hongkong (Kai Tak) i SAS DC10-simulator och det var wind shear lyckades jag krascha. Hydrauliken gjorde att planet hoppade till så att jag nästan ramlade ur stolen. Och så uppenbarade sig katten Gustaf (Garfield på engelska) utanför vindrutan — skadeglatt leende.

SAS måste rimligen ha tjänat pengar på sina simulatorer, men när likviditeten blir dålig måste man ibland sälja av för att rädda bolaget. Så nu får de hyra in sig på sina gamla simulatorer.

När man började använda digitala full flight simulators upptäckte man ett märkligt fenomen. Piloterna som tränade blev ofta illamående. En del kände hela tiden ett lätt illamående men kunde fortsätta träningen. Andra blev så dåliga att de började spy och simuleringen fick avbrytas. Orsaken visade sig vara att dåtidens datorer inte var tillräckligt snabba. Man fick därför en fördröjning mellan rörelsen hos simulatorn och vad piloterna såg. Det handlade kanske om någon hundradels sekunds fördröjning mellan rörelse och bild. Men det var tillräckligt för att utlösa illamående, på grund av att hjärnan blev förvirrad över motstridiga signaler från ögon och balansorgan. Lite grand som vid sjösjuka. Man gick då över till att hårdvaruprogrammera grafiken (dvs man "brände in" grafikprogrammen i en processor och slapp då en massa steg i processandet av grafikdata), varvid problemet löstes. Dagens datorer är så snabba att hårdvaruprogrammering inte längre behövs utan vanliga grafikprogram kan användas.

Innan de digitala simulatorerna kom hade man analoga simulatorer. Simuleringen genererades då av s k operationsförstärkare, vilka är oerhört snabba, men med sämre precision och med många begränsningar. Bilden var ofta inspelad film (som styrdes av simulatorn) eller också hade man gjort en modell av en inflygning till en flygplats med byggnader etc, och så hade man en videokamera som rörde sig i takt med planet (dvs som styrdes av själva simuleringen). När man flyger på cruising behövs ju ingen bild, eftersom man i stort sett alltid flyger IFR, dvs på instrument. Det fanns således stora begränsningar jämfört med digital bildgenerering (där man ju kan simulera hela världen). Men enligt äldre piloter jag talat med, så upplevdes de analoga simulatorerna som väldigt realistiska. Dessa hade f ö inga problem med tidsfördröjning mellan rörelse och bild.

Jag tillhör den ca 40 procent som känner ett lätt illamående när jag åker X2000. En del av SJ:s tågpersonal kan inte arbeta på X2000 av detta skäl. I stället för att luta banvallen (dosera) i kurvor (vilket krävs för att ge komfort i ett tåg som kör fort, men som kostar mycket pengar och inte är ekonomiskt försvarbart i ett glesbefolkat land som Sverige) så lutar X2000 i stället hela tågsättet. För att komma tillrätta med problemet med illamående har SJ minskat lutningen så mycket de tycker sig kunna. Skulle man minska ännu mer måste X2000 dra ner på farten. Någon direkt förklaring till illamåendet har man inte. Jag har ju jobbat över 10 år till sjöss och brukade inte bli sjösjuk så det måste vara något annat. Detta fenomen kanske har en liknande förklaring som illamåendet i samband med de tidiga, digitala, rörliga flygsimulatorerna. En möjlighet är att man skulle kunna komma tillrätta med problemet genom att ändra tiden när lutningen inleds (kanske skulle det räcka med att man ansätter lutningen någon hundradels sekund tidigare eller senare när tåget går in i en kurva, eller att man accelererar lutningen annorlunda). En annan möjlig förklaring till illamåendet skulle kunna vara att när banvallen är doserad så vrider sig systemet kring en lägre punkt än när bara vagnskorgen lutar. I det senare fallet ligger vridningscentrum mellan boggie och vagnskorg. Med ett system av länkarmar skulle man kunna förflytta vridningscentrum nedåt. Men kanske skulle detta bli alltför komplicerat. Teknologi handlar ju, till skillnad från politik, om realistiska och hållbara lösningar.

Simuleringen är, oavsett ovanstående brasklappar, oerhört realistisk. Om man skulle söva ner en pilot och sedan väcka upp vederbörande i cockpit (eller på flight deck som man ofta säger idag) för att genomföra en start, kanske det skulle ta en stund innan piloten skulle kunna avgöra om han sitter i en flygsimulator eller i ett verkligt flygplan (simulatorcockpitar är helt enkelt riktiga cockpitar så det går inte att avgöra om det är simulator eller verklighet genom att hitta fel på instrumentpanel etc — jag bortser från att det i simulatorn, bakom flight deck, sitter en simulatorinstruktör, men det skulle inte vara svårt att bygga om simulatorn så att den ser äkta ut, även när piloten vänder sig om). En modern flygsimulator avspeglar den flygplanstyp som skall simuleras väldigt väl. En professionell flygsimulator testas regelbundet av kontrollanter från respektive lands officiella luftfartsmyndighet med hjälp av mätinstrument. Om en simulator inte avspeglar det verkliga planet med tillräckligt hög precision, förlorar den sin certifiering och får inte användas för träning av yrkespiloter.

Jag har en god vän som arbetade som pilot på SAS under en stor del av sitt yrkesliv. Enligt denne finns vissa situationer som inte simuleras helt korrekt i en full-flight simulator (situationer som planet under normal flygning inte hamnar i, det kan t ex vara extremt höga anfallsvinklar, dvs stor nose-up eller svängar med stor bankning/lutning). En pilot som normalt flyger en viss flygplanstyp yrkesmässigt, t ex Boeing 737, kan därför försätta planet i ett sådan läge och direkt konstatera att detta är en simulering och inte verklighet. Under normal träning spelar detta ingen roll (det finns ju knappast någon anledning att träna loopingar med en jumbojet.

Eftersom tyngdkraften används för att simulera acceleration och g-krafter i en full-flight simulator, kan man aldrig få mer än 1g (jordens tyngdkraft). Genom att göra en 2g sväng i simulatorn (en ren sväng, dvs utan kasning i sidled, med 60° bankning, ger 2g, oberoende av fart) kan en pilot "känna i baken" att det är för lite g-krafter (1g i stället för 2g) och avslöja simuleringen (Boeing 737 är tillåten för max 2,5g).

I USA finns simulatorer som kan simulera mycket mer än 1 g. Dessa är oftast avsedda för simulering av stridsflygplan och bygger på att simulatorn är kombinerad med en centrifug. Även denna typ av simulering har givetvis sina begränsningar.

På marken blir inte det visuella helt realistiskt. I verkligheten finns ju hur många objekt som helst, både naturliga (buskar, träd, stenar, avbrutna grenar, löv etc, etc, etc) och artefakter (bilar, containers, byggnader, tomma plastpåsar, tomma och halvtomma ölburkar, etc, etc) och även om det visuella är anmärkningsvärt realistiskt i en modern simulator, så ser man, när man t ex taxar, att det är en simulering. Omgivningen är helt enkelt för "prydlig", med för få objekt. Man kanske inte kan sätta fingret på det, men man känner att något inte stämmer. Men väl uppe i luften blir visualiseringen så exakt att det torde vara nästan omöjligt att se att det är en simulering. Givetvis kan man inte simulera när man t ex har solen rakt i ansiktet under flygning. Så starkt ljus kan inte en videoprojektor åstadkomma. Men vid flygning med solen i ryggen eller skymning, natt eller gryning, ja då är det visuella nästan perfekt.

Faktum är att moderna simulatorer, avsedda för den flygintresserade allmänheten (FS9, FSX, P3D, X-Plane 11 m fl), har lika bra, om inte bättre grafik, än professionella full flight simulators. Byggnader är ofta mer detaljerade och landskapet ser helt enkelt snyggare ut. Skillnaden rent grafiskt är att i en professionell simulator så stämmer allting exakt när det gäller byggnaders placering, deras form och storlek etc. Och sedan går ju inte flygegenskaperna att jämföra. Även om det kan vara underhållande och lärorikt att flyga FSX och liknande simulatorer så har flygegenskaperna där stora brister och en yrkespilot skulle inte känna igen flygegenskaperna hos det plan han flyger yrkesmässigt. Det skiljer visserligen en hel del mellan olika plan. Flygplan man köper till från vissa företag som gör tillbehör till flygsimulatorer för allmänheten (som PMDG, iFly för att nämna några), är bättre än de som följer med själva simulatorn. Vissa är t o m mycket, mycket bättre och ligger närmare det riktiga planet. Bästa flygkänslan har X-Plane (där flygmodellen genereras på ett helt annat sätt — klicka här för att läsa mer om X-Plane), men där finns andra irriterande brister.

Ett exempel på en relativt enkel rörlig simulator avsedd för att flyga småplan. Skaffar man en sådan här plattform, avgör man själv hur avancerade datorer, flight controls, bildskärmar (eller projektor/projektorer) etc man vill ha (ett par bra pedaler kan t ex kosta 10 000 kr. Å andra sidan kostar även en relativt liten segelbåt flera hundra tusen kronor. Dyrt kan tyckas, men man bestämmer ju själv vilka intressen man vill ha och hur mycket de får kosta.

Man kan köpa till tillbehör till hemsimulatorer som ger olika typer av rörelser. De enklaste har en vibrator i (eller i en plattform under) stolen som tillsammans med motorljudet ökar realismen, speciellt för mindre propellerplan (vibratorn styrs från simulatorn och när man drar på så blir vibrationerna starkare). Lite mer avancerade tillbehör gör att stolen kan hoppa lite upp och ned och på så sätt simulera turbulens (stolen kommunicerar med simulatorn, så den agerar bara när det verkligen är turbulens och i proportion till hur stark turbulensen är). Slutligen finns det mer avancerade anordningar som har rörelser i många axlar. Bildskärm och flight controls och stol monteras på enheten, som styrs av signaler från flygsimulatorn. I allmänhet ges inte rörelsen i den här typen av simulatorplattformar av hydraulik (vilket är dyrt och underhållskrävande) utan av elmotorer eller pneumatik (tryckluft). Söker man på nätet hittar man mängder av rörliga plattformar, antingen färdigmonterade eller i byggsatser. Eller för den riktigt händige, som ritningar. De billigaste plattformarna kanske bara har två axlar (pitch och roll) medan de dyrare kan ha alla 6 axlarna. Priset för en byggsats kan variera mellan 1000 USD och uppåt (10 000 USD eller mer för en plattform med 6 axlar). Sedan tillkommer ju flight controls, en eller flera datorer, bildskärmar etc. Fantasin har förvisso inga gränser men plånboken har — i allmänhet.

Dessvärre finns en stor nackdel med rörliga simulatorer för hemmabruk. De är långt ifrån ljudlösa, så man måste bo i villa. Idealet är ett fristående garage (som i bilden ovan) eller liknande. Då kan ju familjen sova gott även när pappa flyger simulator mitt i natten. Jag har själv en throttle med servomotorer, vilka gör att throttlehandtagen rör på sig allt eftersom auto-throtteln drar på eller av. Dessa servomotorer låter en del. Dagtid märks det nog inte till grannarna men på natten, när allt är tyst, misstänker jag att det hörs. Speciellt för de som bor under mig, eftersom throtteln står på golvet. Hade jag bott på bottenvåningen, vilket jag gjorde tidigare, hade det kanske varit en annan sak. Detta med buller måste man defintivit tänka på om man överväger att komplettera sin flygsimulator med rörliga anordningar.

 

Tillbaka till sidan om Flygsimulatorer
© Krister Renard