1.Koło Naukowe Lotników

1.
Opis merytoryczny projektu:
Projekt zgłaszany w tegorocznej edycji "Dużej puli" przez Koło Naukowe Lotników o tytule:
"Innowacyjny system wizualizacji symulacji przy wykorzystaniu technik rozszerzonej rzeczywistości" to
próba wykreowania nowatorskiej ścieżki tworzenia środowiska symulacyjnego, stanowiącego bardzo ważny
element szkolenia pilotów lotnictwa cywilnego i wojskowego.
Uznawane za najbezpieczniejszą gałąź transportu lotnictwo zbudowało swą ogromną niezawodność na
solidnej podstawie skupiającej restrykcyjne obostrzenia prawno–użytkowe. W dużej mierze decydującym
elementem tego systemu jest proces wdrażania pilotów w czasochłonne programy szkoleniowe. W długo
trwającej wstępnej fazie szkolenia lotniczego zastosowanie symulatorów daje możliwość bliższego
zapoznania się z warunkami pracy przyszłego pilota. Bez wykorzystania symulatorów nie byłoby możliwe
osiągnięcie tak wysokiego poziomu bezpieczeństwa, jakim obecnie charakteryzuje się transport lotniczy.
Ogromne byłyby także koszty szkolenia pilotów – godzina użytkowania samolotu jest wielokrotnie droższa
od godziny pracy w symulatorze.
Symulatory lotnicze, jakie obecnie można spotkać na rynku, są w zdecydowanej większości oparte na
schemacie, na który składa się kilka charakterystycznych elementów. Są to: skorupa, w której mieści się cały
osprzęt symulatora, wnętrze imitujące wygląd prawdziwej kabiny maszyny, ekrany mające stanowić
odwzorowanie otoczenia statku powietrznego. O ile pierwszy element odpowiednio wyposażony w
wymagany napęd (ruchoma platforma, obracające się ramię) daje pilotowi poczucie rzeczywistego
obciążenia działającego na jego ciało, o tyle ostatni, czyli sposób prezentacji świata zza kabiny nadal
pozostaje niedoskonała w stosunku do rzeczywistości.
SyMELator 4 – Symulator samolotu turystycznego Cessna 150
zbudowany w pełni przez Koło Naukowe Lotników na bazie kadłuba
wycofanego statku latającego.
Baczna obserwacja rynku symulatorowego oraz kontakty z osobami odpowiedzialnymi za wdrażanie
projektów dotykających tę gałąź lotniczej techniki skłoniły nas do przemyśleń na temat unowocześnienia
stosowanych procedur. Dziś, kiedy postęp technologiczny wkracza w niemal każdą dziedzinę życia,
odmładza wszystkie rozwiązania inżynierskie, nie możemy pozostać bierni. Czujemy się w obowiązku do
znalezienia nici połączenia pomiędzy nowoczesnymi technologiami a stosowanymi już w praktyce
działaniami. Będąc studentami kierunków: elektronicznego, lotniczego oraz mechatronicznego swoją pracę
koncentrujemy na interdyscyplinarnym połączeniu naszej wiedzy i twórczym wykorzystaniu ogromnego
potencjału stanowionego przez tę kooperację.
Nasza propozycja to zupełnie nowatorskie, innowacyjne podejście do problemu w pełni
realistycznego procesu prezentacji symulowanego otoczenia przeznaczonego dla szkolonego pilota.
Dostrzegając możliwości wykorzystania technik rozszerzonej rzeczywistości pragniemy wykorzystać nowe
zdobycze techniki, zastępując standardowo spotykane ekrany zupełnie nowym systemem. W proponowanym
rozwiązaniu wyposażyć chcemy szkolonego pilota w specjalistyczne gogle wirtualnej rzeczywistości, które
obecnie są postrzegane jako jeden z symboli współczesnej technologii i stwarzają ogromne pole do
potancjalnego wykorzystania w niemal każdym aspekcie otaczającego świata. Owe gogle miałyby za zadanie
prezentację odwzorowywanego świata otaczającego kabinę w symulowanym locie. Kreowany przez nas
system oprogramowania i sprzętu elektronicznego ma wyświetlać obraz jedynie w obszarach, w których w
przypadku rzeczywistego lotu faktycznie się on pojawia – szybach kabiny statku powietrznego. Pozostała
część widoku – wyposażenie kabiny, tablice sterujące, byłaby przekazywana przez zespoloną z goglami
kamerę, tak aby jedynie odpowiednia część informacji pochodziła z przestrzeni wirtualnej, pozostała – z
rzeczywistości. Problem połączenia obu sfer zamierzamy rozwiązać poprzez zastosowanie techniki
wykorzystywanej w przemyśle telewizyjnym, filmowym. Byłaby nią technologia "green screen", która w
zdecydowanej mierze opiera się na wykrywaniu obszarów o znanym, odpowiednio dopasowanym kolorze –
w tym przypadku charakterystycznym dla studiów nagraniowych zielonym, i zastępowania ich w
przekazywanym, właściwie złożonym obrazie tworzonymi komputerowo aktywnymi, bądź nie, grafikami.
Planujemy zatem odpowiednie obszary kabiny pokryć materiałem w kolorze, który przygotowany przez nas
system zastępować będzie obrazem z symulowanego środowiska i połączony z normalnym odbiorem
przekazywany na gogle pilota. Takie rozwiązanie powoduje jednak problem zapewnienia odpowiedniego
oświetlenia kabiny. W związku z tym jednym z działań jakie zamierzamy podjąć w ramach prezentowanego
projektu jest próba stworzenia kompatybilnego, aktywnego środowiska oświetleniowego.
Kolejnym wyzwaniem jest odpowiednie oświetlenie wnętrza kabiny. Światło w kokpicie powinno
być jak najbardziej zbliżone do naturalnego, równomiernie oświetlać wszystkie elementy, w tym zielony
materiał na szybach, nie wpływać mocno na pracę kamery oraz posiadać możliwość dynamicznych zmian w
celu odzwierciedlenia lotów w różnych porach dniach. Podczas pracy nad projektem przeprowadzone
zostaną badania, dzięki którym wybrane zostanie najbardziej optymalne źródło oświetlenia.
Stworzony przez nas system zamierzamy testować na posiadanym przez nas symulatorze samolotu
Cessna 150. Stworzenie symulacji lotu tego statku powietrznego będzie przedmiotem naszych najbliższych
działań i stanowić będzie wstęp do zastosowania wyżej opisanego Systemu wizualizacji w nowym
symulatorze – śmigłowca Robinson R44.
Jedna z maszyn tego typu została wycofana z eksploatacji w drugiej połowie 2015 roku, na skutek
awaryjnego lądowania w trakcie Radom Air Show 2015. Śmigłowiec ten w trakcie swojego właściwego
użytkowania znany był jako "Błękitny 24" natomiast był we władaniu stacji TVN. Obecnie badany przez
Państwową Komisję Badania Wypadków Lotniczych, stanowi przedmiot rozmów pomiędzy właścicielem a
Kołem Naukowym Lotników. Warunki przekazania interesującej nas jego części – niemalże nienaruszonej
kabiny wraz z częścią wyposażenia pokładowgo są w trakcie negocjacji. Po uzyskaniu zgody na
wykorzystanie go chcemy połączyć z nim opisywany w ramach składanego wniosku projektowego system
oraz platformę, mającą za zadanie symulowanie odpowiednich obciążeniowych warunków lotu –
przechylenia, pochylenia, odchylenia. Stopień zaawansowania całego zagadnienia zmusza nas do
racjonalnego podzielenia prac na pomniejsze etapy.
Kadłub oraz kokpit „Błękitnego24” stacji TVN przed wycofaniem z eksploatacji. Źródło: tvnfakty.pl
Obserwując ogromne zainteresowanie naszymi symulatorami podczas licznych targów, prezentacji,
jesteśmy pewni, że innowacyjne podejście do tego zagadnienia spotka się z jeszcze większym entuzjazmem
odwiedzających stanowiska KNL. Popularność i medialność technologii wirtualnej rzeczywistości
zastosowanej w naszym projekcie w dłuższej perspektywie przyczyni się do skutecznej promocji Koła oraz
Uczelni.
Nowatorska technika stwarza ogromne pole do nakreślenia nowych ścieżek naukowego rozwoju.
Studenci skupieni wokół projektu mają możliwości podjęcią zaawansowanych działań twórczych, których
efektem mogą być publikacje naukowe. Tematyka podejmnowanych zagadnień jest na tyle szeroka oraz
efektowna, że jesteśmy pewni, iż wszelkie poczynione starania, znajdą zainteresowanie w środowiskach
specjalistycznych.
Wydział Mechaniczny Energetyki i Lotnictwa jest w posiadaniu stanowisk symulatorowych. Są one
jednakże konstrukcjami standardowymi, które wskazane jako zasługujące na odświeżenie ich zaplecza
technologicznego opisane zostały w początkowej fazie opisu. Stworzenie rozwiązań zupełnie nowych,
zaprzęgnięcie do nich nowoczesnych technologii stanowić może ważny element przystosowania osprzętu
dydaktycznego do obecnych czasów. Jest to szansa na zwiększenie zainteresowania całą przestrzenią
inżynierskiej działalności w ramach zagadnień elektronicznych i lotniczych. Perspektywy wykorzystania
zarysowują się zatem w kilku dziedzinach techniki. Rozciągnięcie działań projektowych na inne dziedziny
nauki pozwali osiągnąć dużo większy potencjał rozwojowo – dydaktyczny.
Wnioskując o przyznanie dofinansowania na opisany projekt w ramach funduszy "Dużej Puli"
skupiamy się przede wszystkim na otwarciu nowych możliwości technologicznych. Stając wobec zdobyczy
obecnych czasów chcemy postawić ważny krok w kierunku przyszłości stanowionej przez inteligentne
rozwiązywanie problemów naszych czasów. Główne zagrożenia dla lotnictwa cywilnego oraz wojskowego
są niezmienne od samego początku powietrznych wędrówek ludzi. Czynnik ludzki stanowił, stanowi i
najprawdopodobniej stanowić będzie najbardziej znaczący element burzący hierarchię bezpieczeństwa ruchu
powietrznego. Zapewnienie zatem jak najlepszego poziomu szkolenia pilotów jest w naszej ocenie
obowiązkiem. Dopóki za sterami samolotu zasiadać będzie człowiek, wokół niego budować powinniśmy
coraz bardziej szczelny system szkoleniowy. Wierzymy, że działania, jakie chcemy podjąć nie tylko
wprowadzą technikę szkoleń pilotów na nowe tory, ale także, a może przede wszystkim pchną tę wspaniałą
dziedzinę transportu w jeszcze bezpieczniejsze obszary swojej operatywności.