Uudet teknologiat mullistavat hävittäjälentäjäkoulutuksen

Teksti: Tuomas Lehtonen  Kuvat: Tommi Anttonen

Patrian sotilaslentokoulutuksen kehityspäällikkö Jari-Matti Taskinen ja Aviation-liiketoiminnan kehitysjohtaja Jussi Virtanen näkevät digitalisaation muuttavan hävittäjälentäjän osaamisvaatimuksia.

– Teknologian kehittyessä ihmisen ja koneen suhde muuttuu. Motoristen taitojen ohella piloteilta vaaditaan entistä enemmän kognitiivisia taitoja. Heidän on hallittava erilaisia järjestelmiä, kyettävä havaitsemaan ja analysoimaan olennaisia asioita sekä tekemään nopeasti oikeita ratkaisuja. Koneen ja ihmisen yhteistoiminta ratkaisee, millaisia tuloksia saavutetaan, Taskinen sanoo.

Lentäjiltä vaadittavan osaamisen muuttuessa myös koulutuksen on uusiuduttava. Suomen ilmavoimat ja Patria ovat kehittäneet lentäjäkoulutusta ja erityisesti lentokoulutuslaitteita yhteistyössä jo vuosikymmenten ajan. Yhteistyön tuloksena Ilmavoimat on saanut käyttöönsä muun muassa kehittyneitä simulaattoreita, tietojärjestelmiä ja modernisoituja harjoitussuihkukoneita.

LVC tuo simulaattorit ja lentokoneet samaan ”ilmatilaan”

Vuonna 2018 Tikkakosken ilmasotakoulussa otettiin käyttöön Patrian kehittämä Hawk Link -järjestelmä, joka mahdollistaa todellisen ja virtuaalisen maailman yhdistämisen lentoharjoittelussa. Hawk Link on LVC-järjestelmä (Live, Virtual, Constructive), joka tuo erilaiset sensorisimulaatiot Hawk -suihkuharjoituskoneisiin ja mahdollistaa aitojen ja keinotekoisten maalien käyttämisen taisteluharjoituksissa.

– Hawk Link luo yhteyden harjoitukseen osallistuvien lentokoneiden ja simulaattorien välille. Pilotit näkevät koneen tai simulaattorin näytöiltä toisten koneiden sijainnin ja harjoitukseen voidaan lisätä esimerkiksi simuloituja viholliskoneita, Virtanen sanoo.

Kaikki taisteluharjoituksen suoritteet, esimerkiksi koneiden sijaintitiedot sekä ammuttujen ohjusten määrät ja osumatarkkuudet, tallentuvat Patrian kehittämään TADS-järjestelmään (Tactical Aircrew Debriefing System). Tallentuneet tiedot käydään yksityiskohtaisesti läpi lennon jälkeen debriefing-istunnoissa, joihin osallistuvat kaikki harjoituksessa mukana olleet.

OPAS kertoo pilotin kuormitustason

Patria on kehittänyt myös ainutlaatuisen OPAS-järjestelmän (Operator Performance Analytics System), jolla voidaan seurata lento-oppilaiden stressitasoa ja kognitiivista kuormitusta harjoituksen aikana. OPAS-järjestelmää testataan simulaattorikäytössä, ja jatkossa sovellus on hyödynnettävissä myös lentokoneharjoittelussa.

– Järjestelmä antaa kouluttajalle tietoa pilotin kuormitustasosta. Tämän tiedon perusteella meneillään olevan harjoituksen vaativuustasoa voidaan nostaa tai laskea esimerkiksi maaleja lisäämällä tai poistamalla. Oppiminen on tehokkaampaa, kun kuormittuminen on optimaalisella tasolla. OPAS-järjestelmää voidaan käyttää myös kognitiivisen kyvykkyyden arviointiin ja lentäjäkokelaiden kehittymisen seurantaan. OPAS-järjestelmä soveltuu mainiosti muillakin toimialoilla, esimerkiksi koulutussektorilla tai turvallisuuskriittisillä aloilla, hyödynnettäväksi, Virtanen sanoo.

OPAS-järjestelmä kerää ja analysoi dataa psykofysiologisia mittauksia käyttäen. Taskisen mukaan järjestelmän pilotointivaiheessa mitataan lentäjän sykevälivaihtelua, ihon sähkönjohtavuutta sekä silmän liikkeitä. Jatkossa mitattavien sensoreiden, algoritmien ja syötteiden määrää voidaan tarvittaessa lisätä. Ohjelman algoritmit tuottavat arvion lentäjän kuormitus- sekä stressitasoista opettajan käyttöliittymään selkeinä kuvaajina.

Pilotista positiivisia kokemuksia

Ilmavoimien ilmasotakoulun Hävittäjälentolaivue 41:n laivueupseeri Teemu Mahlamäki on päässyt testaamaan OPAS-järjestelmää ilmasotakoulun pilotissa ja odottaa innolla, että järjestelmä saataisiin myös tuotantokäyttöön.

Mahlamäen mukaan lentokoulutusohjelmien vaativuusmäärittely ja harjoitustason räätälöinti lento-oppilaskohtaisesti perustuu tällä hetkellä puhtaasti lennonopettajien ammattitaitoon ja saavutettuihin oppimistuloksiin. Hän uskoo, että lennonopettajat voivat saada OPAS-järjestelmästä hyödyllisen työkalun työkalupakkiin.

– Ilmavoimien näkökulmasta OPAS-järjestelmä on mielenkiintoinen kokonaisuus, jonka avulla voidaan saavuttaa parhaat mahdolliset oppimistulokset. Uudelle koulutusryhmälle voidaan tehdä simulaattoritestien yhteydessä OPAS-järjestelmällä kuormitusarviot, jotka toimivat koulutusohjelman suunnittelun pohjana. Simulaattoritesteistä saatuja henkilökohtaisia OPAS-tuloksia voidaan käyttää yksilöllisten lentokoulutuksen testipattereiden laadinnassa. Lisäksi harjoitustasoa on mahdollista muuttaa myös reaaliaikaisesti lentoharjoitustilanteessa, Mahlamäki pohtii.

Virtuaalilasit tuovat uusia mahdollisuuksia lentäjäkoulutukseen

Suomalaisen Varjo Oy:n kehittämät virtuaalilasit tarjoavat tehokkaan lisän lentäjien LVC- ja simulaattoriharjoitteluun. Niillä voidaan kerätä tietoa myös silmän liikkeistä ja reaktioista Patrian OPAS-järjestelmää varten.

Varjo julkaisi ensimmäiset XR-lasinsa maailman parhaimmalla resoluutiolla vuonna 2019 ja joulukuussa 2020 yhtiö julkaisi laseistaan uudemman XR-3-version. Varjon Chief Commercial Officer Seppo Aaltonen kertoo uusien lasien resoluution olevan vielä huomattavasti ensimmäistä sukupolvea parempi (nyt 70 PPD) ja mahdollistaa ohjaamon pientenkin yksityiskohtien näkemisen. Lasien näkökentän laajuus on kasvanut 40 prosenttia ja myös paino on keventynyt 40 prosenttia. XR-3 -lasien latenssi on myös alle 20 ms, mikä edustaa maailman XR-teknologian kärkeä ja tuo aivan uusia mahdollisuuksia lentäjäkoulutukseen.

– XR-3 -lasiemme katseenseurantatoiminto havaitsee käyttäjän katseen suunnan. Tämä mahdollistaa parhaan grafiikan tuottamisen juuri sille alueelle, jota katsotaan. Varjon uusien lasien vielä parannettu katseenseuranta (200 Hz) tarkkailee myös silmän havaitsemisnopeutta ja pupilleissa tapahtuvia muutoksia, jotka ilmaisevat kognitiivisen stressin määrää. Näitä tietoja OPAS-järjestelmä pystyy hyödyntämään, Varjo kertoo.