Die Sicherheit der Luftfahrt beruht in hohem Maße auf der Fähigkeit der Piloten, in zunehmend komplexen und dynamischen Flugumgebungen schnell und präzise Entscheidungen zu treffen. Angesichts steigender Verkehrsdichte und wachsender Informationsflut müssen Piloten große Mengen an Daten effizient erfassen, interpretieren und in Handlungen umsetzen. Zukünftige Cockpit-Systeme werden die Piloten nicht nur umfassend unterstützen, sondern sie auch spürbar entlasten. Dadurch steigen sowohl die Flugsicherheit als auch die Betriebseffizienz, während gleichzeitig Emissionen reduziert werden. Dieser Technology Brick fokussiert die Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine im Cockpit sowie die Rolle der Piloten in künftigen Flugbetriebsszenarien.
Ziel bis 2040:
Das zentrale Ziel ist eine deutliche Unterstützung und Entlastung der Piloten durch innovative Cockpit-Funktionen und Assistenzsysteme, die nicht nur das Situationsbewusstsein schärfen, sondern auch eine kontinuierliche Sicherheitsüberwachung ermöglichen. Mittelfristig soll dies einen phasenweisen Ein-Piloten-Betrieb – selbst bei Großraumverkehrsflugzeugen – denkbar machen. Darüber hinaus stehen Technologien für eine intelligente Pilotüberwachung im Fokus, die etwa mittels Kamerasystemen Ermüdung und Aufmerksamkeit erfassen. Gleichzeitig werden verteilte Flugoperationen zwischen Bodenstationen und Cockpit weiterentwickelt, um eine nahtlose Zusammenarbeit in autonomen oder teilautonomen Betriebsmodi zu gewährleisten.
Die technologischen Bausteine umfassen eine Vielzahl neuartiger Funktionen: Erweiterte Außensicht-Systeme verbessern die Wahrnehmung, während automatisierte Flug- und Rollführungen sowie computergestützte Freigabeprozesse Abläufe am Boden und in der Luft sicherer und effizienter gestalten. Assistenzsysteme für das Energiemanagement, wie das Low Noise Augmentation System (LNAS), unterstützen Piloten bei energie- und lärmschonenden Flugmanövern. Für autonome oder teilautonome Flugbetriebe sind hochverfügbare Systemarchitekturen notwendig, die eigenständig Funktionalitäten managen und Fehlerfälle bewältigen können. Holographische Displays und multimodale Interaktionskonzepte – etwa aktive Steuerknüppel, taktile Anzeigen oder Sprachsteuerung – sorgen für intuitive Bedienbarkeit. Parallel dazu werden KI-basierte Algorithmen entwickelt, die Piloten in sicherheitskritischen Situationen unterstützen und adaptive Assistenzsysteme ermöglichen. Die sichere und zuverlässige Datenkommunikation zwischen Flugzeug und Bodenstation ist ebenso essenziell wie die Echtzeitüberwachung des Pilotenstatus.
Diese Technologien kommen in Verkehrsflugzeugen, Hubschraubern sowie innovativen VTOL-Konzepten (Vertical Take-Off and Landing) zum Einsatz. Pilotensysteme erweitern die Einsatzmöglichkeiten, beispielsweise durch präzise Unterstützung bei Rettungsflügen in anspruchsvollen Umgebungen oder bei kommerziellen Flügen unter schwierigen Wetterbedingungen. Das LNAS hilft Piloten, Start- und Landephasen energieeffizient und lärmgerecht zu gestalten. Flugsimulatoren auf höchstem Niveau sind dabei unverzichtbar, um neue Cockpit-Funktionen zu testen und Piloten auf zukünftige Szenarien vorzubereiten.
Für die Luftfahrtforschung ist die Mensch-Maschine-Interaktion im Cockpit von zentraler Bedeutung. Die Weiterentwicklung adaptiver Assistenzsysteme, KI-basierter Entscheidungsunterstützung und Pilotüberwachungssysteme steht im Fokus. Forschung und Entwicklung zielen zudem auf die Integration verteilter Flugoperationen zwischen Boden und Luft ab, um zukünftige autonome oder teilautonome Flugmodi sicher zu gestalten. Parallel sind neue Anzeigetechnologien und multimodale Interaktionskonzepte zu validieren, um die Arbeitslast der Piloten zu reduzieren und ihr Situationsbewusstsein zu stärken.
Moderne Cockpit- und Pilotenfunktionen bilden das Rückgrat der Luftfahrtsicherheit und -effizienz von morgen. Intelligente Assistenzsysteme, Pilotüberwachung und neue Interaktionsformen werden die Belastung der Crew deutlich senken, neue Betriebsmodelle ermöglichen und die Leistungsfähigkeit der Luftfahrt nachhaltig steigern. Eine konsequente Forschungsarbeit ist unerlässlich, um das Potential dieser Technologien voll auszuschöpfen und so die Zukunft der Luftfahrt sicher und effizient zu gestalten.
