Stefan Gangl hat Luft- und Raumfahrttechnik an der FH Graz studiert.
Heute ist er Entwicklungsingenieur bei Audi.

 

Kooperative Führung mehrerer unbemannter Luftfahrzeuge aus einem einsitzigen Kampfflugzeug

Die Dissertation beschäftigt sich mit der Konzipierung, Entwicklung und Erprobung eines einsitzigen Kampfflugzeugcockpitsimulators, insbesondere der notwendigen Cockpitautomation zur Durchführung einer militärischen Mission unter Nutzung mehrerer unbemannter Kampfflugzeuge (Unmanned Combat Aerial Vehicles – UCAVs). Dabei bestand die technisch-wissenschaftliche Herausforderung darin, die Missionsführung und Koordination der UCAVs von Bord, d.h. vom Piloten des bemannten Luftfahrzeugs zu gewährleisten. Bei der UCAV-seitigen Funktionalität wurde auf die am Institut für Flugsysteme entwickelten kooperativen Software-Agenten [Dissertation Meitinger, 2008] zurück gegriffen. Die zentralen Aspekte der hier vorgelegten Arbeit sind:

  1. die Konzipierung und Entwicklung von Funktionalitäten zur Überwachung des Piloten im Cockpit, zur Interpretation der Missionssituation, zur Missionsplanung und zur Planung des Informationsaustauschs vom maschinellen Team und dem Piloten, welche in Grundzügen einem kognitiven Verarbeitungsschema folgen und in der Summe ein Cockpitassistenzsystem für die multi-UAV Führung darstellen;
  2. die Integration der Funktionalitäten in die Cockpitinstrumentierung unter Nutzung multimodaler Ansätze (visuell/auditiv, symbolisch/analog/textuell) sowie neuartiger Displayformate (z.B. Time-line Display zur Handlungskoordination);
  3. Die Erprobung der Gesamtfunktionalität im Mensch-Maschine-Experiment in der virtuellen Simulation mit Kampfflugzeugpiloten der Bundeswehr sowie die analytische Beschreibung der menschlichen Tätigkeit bei der Nutzung der Automation.

Die Dissertation beschreibt dazu die zu Grunde liegende Literatur zur Führung mehrerer unbemannter Luftfahrzeuge, zu Mensch-Maschine-Systemen und kognitiver Automation. In der Konzeptfassung liegt der Schwerpunkt auf der Koordination automatisierter und menschlicher Tätigkeiten und der dazu notwendigen Kommunikation. Schließlich wird die Implementierung und Integration eines lauffähigen Gesamtsystems vorgestellt.

Der Funktionsprototyp wurde unter den folgenden Gesichtspunkten erfolgreich evaluiert:

  1. Nachweis der Funktionsfähigkeit der Kooperation mit gleichzeitig drei UCAVs vom Kampfflugzeugcockpit in einer Luftangriffsmission durch einen Piloten;
  2. Demonstration von Assistenzsystemfunktionen als Teilfunktionen eines komplexen Gesamtsystems und des effektiven Zusammenwirkens mit der ebenfalls am Institut entwickelten team-basierten Führung von UAV im Hinblick auf eine Gesamtlösung im Einmanncockpit;
  1. Dokumentation der Eigenschaften der kooperativen Tätigkeit im Mensch-Maschine-Experiment.

Damit wird in dieser Dissertation erstmals ein Lösungsansatz für die multi-UAV-Führung durch den Piloten eines Kampfflugzeugs vorgestellt.

Promotionsausschuss:

Vorsitz: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Peter Stütz

1. Berichterstatter: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Axel Schulte

2. Berichterstatter: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dieter Moormann (Lehrstuhl für Flugsystemdynamik, RWTH Aachen)