GO-koulutusjärjestelmässä kiteytyy Patrian simulaattoriosaaminen

Uusiin harjoituskoneisiin perustuva simulaattorikoulutusjärjestelmä on sijoitettu Tikkakoskelle, Ilmavoimien tiloihin. Neljästä simulaattoriyksiköstä koostuvan kokonaisuuden ohjaamot on verkotettu yhteen, mikä mahdollistaa neljän oppilaan harjoittelun samassa virtuaalisessa ilmatilassa luotujen simuloitujen lentokoneiden kanssa.

Taustalla vankka simulaattorikokemus

Projekti lähti liikkeelle vuoden 2017 syksyllä. Simulaattorikoulutusjärjestelmän tarpeet määriteltiin yhteistyössä Ilmavoimien kanssa. Varsinaisen toteutuksen suunnitteluun Patria sai varsin vapaat kädet, kunhan asiakkaan asettamat koulutusvaatimukset täyttyvät. - Kävimme asiakkaan kanssa läpi millaiset ovat koulutustarpeet ja mitä laitteelta ylipäätään halutaan. Meidän tehtävämme oli etsiä asiakkaan vaatimuksiin ja kysymyksiin sopivat ratkaisut, simulaattoriprojektin pääsuunnittelija Mika Junttila Patrian Systems-liiketoiminnasta kertoo. - Meillä on vankka kokemus koulutusjärjestelmien suunnittelusta ja rakentamisesta, ja onnistuneiden projektien myötä osaamisemme on laajentunut kokonaisvaltaiseksi kyvyksi tuottaa laajoja simulaattoriratkaisuja. Haastavat järjestelmäintegraatiot ovat ydinosaamisaluettamme, mikä näkyy kyvyssämme tuottaa avioniikkalaitteistojen ja simulaatioiden välisiä toteutusratkaisuja. Halusimme rakentaa myös näyttävän laitteen, joka voisi olla oppilaidenkin näkökulmasta houkuttelevampi, Keijo Haapanen, simulaattorin projektipäällikkö Patrialta kertoo. Hankkeessa oli Patrialta mukana kaikkiaan kahdeksan ihmistä. Simulaattorihanketta voi hyvällä syyllä kutsua poikkitieteelliseksi, sillä Systems-liiketoiminnan vetämässä hankkeessa hyödynnettiin Patrian laajaa osaamista ilmailun ja koulutusjärjestelmien eri osa-alueilta. Tärkeimpinä teknisinä osa-alueina olivat muun muassa: avioniikan integrointi, visuaalijärjestelmän suunnittelu, lentomekaaninen malli, ohjelmistokehitys, sähkösuunnittelu ja mekaniikan suunnittelu. Lentomallin kehitykseen saatiin erinomaista palautetta sekä Patrian että ilmavoimien koelentäjiltä. Huippuluokan ohjelmistokehitys ja ohjelmistojen integrointikyvyt ovat avainasemassa verkotetun ja korkealaatuisen koulutusjärjestelmän toteuttamisessa. Patrialla on 20 vuoden kokemus lentosimulaattoreiden verkottamisessa, ja tänä aikana tekniikka on kehittynyt huimasti. Tänä päivänä simulaattoreiden verkotukseen käytetään pääsääntöisesti HLA:ta (High Level Architecture), mutta vanhempi DIS-protokolla on myös edelleen käytössä. Simulaattorit sisältävät niin sanotun CGF (Computer Generated Forces) -ohjelmiston. Tämä CGF-ohjelmisto luo virtuaaliseen ilmatilaan tekoälyn ohjaamia ja realistisesti käyttäytyviä synteettisiä lentokoneita, joiden avulla voidaan harjoitella vaikkapa toimimista ruuhkaisessa ilmatilassa. Opettaja hallitsee harjoitusta, virtuaalista ilmatilaa ja esimerkiksi oppilaan lentokoneeseen harjoituksissa haluttaja vikatilanteita tätä käyttöä varten suunnitellulla IOS-ohjelmistolla. - Me pureskelemme asiakkaan toiveet sellaiseen muotoon, että softakaveri osaa koodata ilman syvällistä osaamista lentokoulutuksesta. - Tuotekehitysvaiheen ongelmat selvitettiin kokeilemalla ja testaamalla, Junttila lisää. Mikalla ja minulla on ilmailutausta, ja se on ollut selkeä vahvuus läpi koko projektin, Haapanen kertoo.

Lentokoneohjaamon tarkka kopio

Suunnittelun yhteydessä oli ratkaistavana tuhat ja yksi isoa ja pientä, mutta lopputuloksen kannalta olennaista asiaa. Kuinka uusi lentokoneavioniikka saadaan integroitua simulaattoriin? Tuleeko ohjaamoon tuulilasi, entä millä järjestelmällä kuva generoidaan kankaalle tai miten vikamallinnukset tehdään? Miten maisema projisoidaan kaarevalle kankaalle ilman vääristymiä? Hanke eteni Ilmavoimien harjoituskoneiden modernisoinnin rinnalla. Simulaattorien ohjaamot toteutettiin tarkoiksi oikean lentokoneen ohjaamon kopioiksi. Lentokoneen ohjaamosta tehtiin 3D-skannaus, jonka pohjalta rakennettiin 3D-malli. Mallin avulla valmistettiin muotit, joilla tehtiin ohjaamon lujitemuoviosat. Ohjaamo on katkaistu ohjaajan selän takaa, ja sen taakse on sijoitettu opettajan paikka. Opettajan toimintojen sijoittelu, koko järjestelmän ergonomia ja muotoilu suunniteltiin teollisen muotoilijan johdolla. Opettajan paikka koostuu säädettävästä ja tarkoituksenmukaisesti muotoillusta työpöydästä, näyttöpäätteestä ja tuolista. Opettaja voi asemapaikastaan rakentaa haluamansa tehtävän parametrit, oli se sitten säätila, muut koneet, koneen vikatilat tai tietty sijainti.  

Alihankkijoiden pitkä ketju

- Moni simulaattorin laite on valmistettu ulkomailla, mutta valmistus ja kokoonpano on tehty kokonaisuudessaan kotimaisin voimin hyödyntäen Patrian alihankintaketjua. Esimerkiksi lujitemuovi- ja metallitöistä tiesimme, että maassa on osaamista ja että niitä on mahdollista teettää kustannustehokkaasti. Myös simulaattorin maisemagrafiikanpiirto on kotimainen tuote, Haapanen kertoo. - Meillä osataan eri järjestelmien integroinnit. Simulaattorin järjestelmät ja laitteet ovat suureksi osaksi aivan samoja kuin oikeassakin lentokoneessa, ja osoitus Patrian osaamisesta oli saada mittaritaulun avioniikka-laitteet toimimaan saumattomasti simulaattorimaailman kanssa, Haapanen kertoo.

Kustannustehokasta koulutusta

Simulaattorijärjestelmä luovutettiin Ilmavoimille maaliskuussa 2019. Ilmavoimat käyttää koulutusjärjestelmää pääasiassa varusmiesten ja kadettien koulutukseen. Uudella simulaattorijärjestelmällä pystytään kouluttamaan lentokonejärjestelmiä varsin pitkälle, ja se valmistaa koulutettavat nopeammin nykyaikaisten suihkukoneiden järjestelmiin. Verkotuksen ja tietokoneella generoidun mallimaailman ansiosta simulaattoreilla voidaan tarjota ohjaajaoppilaalle elementtejä hävittäjälentokoneiden taktisesta koulutuksesta. Lisää koulutuksesta

- Aiemmin hyppäys alkeislentokoulutuksesta suihkukoneisiin oli suuri. Harvassa maassa tuodaan alkuvaiheessa koulutusta näin monipuolisia järjestelmiä oppilaskäyttöön, Haapanen toteaa. Jos vertaa simulaattorilla kouluttamista oikealla lentokoneella kouluttamiseen, suurin etu on merkittävä kustannushyöty. Simulaattorilentotunnin hinta on murto-osa verrattuna oikeaan lentokoneen lentokuluihin. - Tämän lisäksi sää ei rajoita lentotunteja, ja onnettomuusriskiä ei ole. Simulaattorilla pystytään tekemään juttuja, mitä koneella ei: esimerkiksi vikojen valinta käy opettajan hiiren klikkauksella. Oikealla koneella ei voi realistisesti harjoitella esimerkiksi lintuparveen törmäämistä tai jäätäviin olosuhteisiin joutumista, Haapanen toteaa. Tällaisten asiakkaan koulutustarpeisiin räätälöityjen ja helposti verkotettavien koulutusjärjestelmien käytön nähdään olevan edelleen kasvussa. Simulaattoreihin ja LVC-koulutusteknologiaan panostetaan nyt voimakkaasti, ja alan osaamisessa Patria on maailman huippua. Teknologian kehittyminen avaa uusia mahdollisuuksia, ja tulevaisuudessa simulaation merkitys koulutuksessa tulee vain kasvamaan - aselajista riippumatta.