Polska "karuzela" - nawet Amerykanie takiej nie mają

W Wojskowym Instytucie Medycyny Lotniczej dobiegają końca testy odbiorcze symulatora - wirówki przeciążeniowej do szkolenia i badań wytrzymałości pilotów samolotów bojowych. Prowadzą je wspólnie pracownicy WIML-u i austriackiej firmy AMST, która wyprodukowała wirówkę.

- Ma ona dwie funkcje. Pierwsza jest typowa dla wirówek przeciążeniowych - generowanie dużych sił oddziałujących na organizm pilota. Druga - symulowanie lotu. Obie są tu połączone, więc możemy bezpiecznie sprawdzać, do czego organizm pilota jest zdolny podczas wykonywania bardzo realistycznie symulowanych zadań w powietrzu, w tym do walki - opowiada pułkownik doktor Olaf Truszczyński, dyrektor instytutu. - To nowa jakość, której do tej pory w Polsce nie mieliśmy i tę jakość należy wdrożyć do procesu szkolenia pilotów - twierdzi Truszczyński.

Połączenie symulatora i wirówki daje możliwości, jakich piloci samolotów bojowych nie mają nawet na najnowocześniejszych trenażerach (choćby dla F-16). Te urządzenia mogą wiernie oddać wszystkie elementy pilotażu poza odczuciem przeciążeń, jakie działają na pilota w czasie lotu samolotem ponaddźwiękowym. Taki efekt na ziemi można uzyskać tylko w wirówce. Przeciążenia, z jakimi podczas lotu spotykają się piloci samolotów wielozadaniowych, mogą wynosić nawet +9g. Przy tak wysokich wartościach może dochodzić u nich do zaburzeń widzenia, dezorientacji przestrzennej, a nawet do całkowitej utraty świadomości (efekt G-LOC). Może się to przytrafić nawet najbardziej doświadczonym, co potwierdza katastrofa białoruskiego Su-27 na radomskich pokazach lotniczych w 2009 roku. Według nieoficjalnych informacji, w trakcie wykonywania ewolucji akrobatycznych na skutek przeciążenia doszło do częściowej utraty przytomności u pilota. Maszyna się rozbiła i zginęło dwóch członków załogi, którzy nie zdążyli się katapultować. Ich
wyszkolenie - w czasie tego typu pokazów występują najlepsi z najlepszych - w tym wypadku ich nie uratowało.

Nowa wirówka pozwala generować nie tylko dodatnie przeciążenia, gdy krew odpływa z mózgu pilota, lecz także ujemne - gdy napływa. W przypadku gwałtownych zmian kierunku przeciążenia odporność pilotów jest mniejsza niż na przeciążenie jednokierunkowe, a takie zjawisko może występować w czasie niektórych ewolucji w powietrzu. Wirówka w WIML-u jest w stanie wytwarzać przeciążenia nawet do +16g. - Takich wartości nie stosuje się w przypadku treningu i badania odporności ludzi, ale daje nam to duży zapas możliwości zachwala Zbigniew Żukowski, szef logistyki w WIML-u. - Przyspiesza ona błyskawicznie - w jedną sekundę może dojść do wartości +14g - mówi.

Teraz wirówka może symulować warunki w samolotach F-16 i MiG-29, które mamy w Siłach Powietrznych. Wystarczy do kabiny symulatora włożyć odpowiedni kokpit, oddający ułożenie przyrządów w prawdziwej maszynie i włączyć właściwy program, który zapewnia, odzwierciedlenie profilu lotu danego typu samolotu. Przełożenie kokpitu trwa do dwóch godzin, a programowe nadanie cech symulowanej maszyny wymaga wciśnięcia guzika na pulpicie sterowniczym symulatora.

Obracająca się w trzech osiach kabina pozwala odtworzyć dowolne przyspieszenia występujące w czasie lotu. Jest przymocowana do ośmiometrowego ramienia, na którym obraca się po okręgu. Ponadto sama ma dwie osie obrotu: boczną i wzdłużną, więc symuluje przechyły samolotu we wszystkich kierunkach. Dzięki temu można w niej ćwiczyć manewry zbyt niebezpieczne do wykonania w trakcie lotu prawdziwą maszyną. Widoczność zapewnia paraboliczny ekran - pilot ma ogląd sytuacji przed sobą, ale też częściowo na boki samolotu. Wyświetlane są tam obrazy terenu, w tym takich prawdziwych miejsc, jak wojskowe lotniska w Łasku i Poznaniu-Krzesinach. Oprogramowanie można aktualizować, dodając dowolnie wybrane rejony lotów.

Symulator za pomocą dźwięku oddaje specyfikę pracy maszyny, na przykład rozruch i zwiększanie mocy silnika. Pilot głosem porozumiewa się ze sterówką symulatora, w tym z instruktorem, który na pulpicie może uruchomić program do wspólnych lotów wraz ze szkolonym: w jednym samolocie lub w parze. Lot instruktora różni się od lotu pilota tylko tym, że na w przypadku tego pierwszego nie działają siły przeciążeniowe, ponieważ jego stanowisko jest poza kabiną.

Symulator może być używany do ćwiczenia czynności przedstartowych, lotów w dzień i w nocy, w różnych warunkach atmosferycznych - można na nim symulować nawet oblodzenie pasa lotniska, trenować loty i nawigację przyrządową, wyprowadzanie statku powietrznego z nietypowych położeń, użycie uzbrojenia przeciw celom na ziemi i w powietrzu, walkę z innymi samolotami oraz wykorzystanie zasobów maszyny, która uległa awarii lub została uszkodzona w walce.

- Na tej wirówce jesteśmy w stanie dość wiernie odwzorować wszystkie figury zaawansowanego pilotażu - opowiada inżynier Marek Wołkanowski, zastępca kierownika zakładu szkolenia i treningu lotniczego w WIML-u. - Pilot sam może wpływać na dynamikę lotu. Symulator zachowa się jak prawdziwy samolot. Zwolni, gdy w locie wysuniemy podwozie. Ekran jest kopią sfery w kabinie pilota, co stwarza złudzenie perspektywy - tłumaczy inżynier.

Gdy na początku września oglądaliśmy nową wirówkę w instytucie, maszynę testował podpułkownik Arkadiusz Kurkiewicz, zastępca dowódcy grupy działań lotniczych, dowódca eskadry i pilot samolotu F-16. - To duży skok jakościowy w stosunku do poprzedniego urządzenia. Ta wirówka to również symulator lotu. Kabina jest bardzo zbliżona do tej, która jest w F-16. Urządzenie reaguje na ruch sterów jak prawdziwy samolot i w przypadku choćby symulowanej walki powietrznej pozwala na wykonywanie manewrów, w których czasie można sprawdzić, przy jakich przeciążeniach pilot jest w stanie kontynuować walkę - chwali podpułkownik.

- Oczywiście są ograniczenia, których nie da się pokonać, dlatego w szkoleniu symulator nigdy nie zastąpi prawdziwego samolotu. Wirówka może jednak ten trening znacząco wesprzeć oraz posłużyć do nauki i doskonalenia techniki prawidłowego oddychania oraz napinania mięśni podczas dużych przeciążeń. To ważne, aby nie utracić świadomości w czasie manewrów, gdzie przeciążenia dochodzą do +9g. Jeśli pilot chce latać samolotem F-16, w ramach jednego z wielu różnych testów musi wytrzymać 15 sekund przy +9g. Da się to zrobić, trzeba jednak wiedzieć jak - tłumaczy Kurkiewicz.

Podpułkownik ocenił, że nowa wirówka jest dobrym narzędziem do badania wytrzymałości pilotów i kandydatów na pilotów, a także do ich szkolenia: początkowego dla tych, którzy chcą latać na samolotach bojowych, następnie dla tych, którzy mają zamiar przeszkolić się na F-16 z maszyny innego typu, a wreszcie także dla tych, którzy mieli kilkuletnią przerwę w lataniu. - Do podtrzymywania nawyków AGSM (Anti-G Straining Maneuvers) u czynnie latających pilotów F-16 będzie mniej przydatna, bo ci doświadczają dużych przeciążeń na co dzień - wyjaśnia podpułkownik.

Jak nas zapewnili pracownicy WIML-u, wcześniej podobne testy wirówka przechodziła w czasie symulacji myśliwca MiG-29. Ocena właściwości urządzenia sformułowana przez pilota tego typu samolotu była podobna do oceny pilota F-16: wiernie oddaje ona możliwości prawdziwej maszyny.

W przyszłości wirówka może symulować także inne typy samolotów. - Chciałbym, żeby były to co najmniej trzy. Może być ku temu okazja, gdy do Sił Powietrznych wejdzie nowy samolot szkolno-bojowy typu LIFT. Jeszcze nie wiadomo, jaka maszyna zostanie wybrana. Gdy już takie informacje otrzymamy, pozostanie nam zamówić u producenta kopię jej kokpitu i odpowiednie oprogramowanie - objaśnia dyrektor Truszczyński. - Po raporcie komisji Jerzego Millera, który wskazywał na przyczyny katastrofy smoleńskiej, mamy do czynienia z pilną potrzebą rozpoczęcia szkolenia pilotów na symulatorach konkretnych typów samolotów. Nasza wirówka może być łatwo do tego dostosowana, bo po uzupełnieniu jej wyposażenia i oprogramowania może symulować każdy typ maszyny. Piloci mogliby ten element ćwiczeń wykonywać u nas - dodaje dyrektor.

Tak wszechstronne urządzenie wymyślili inżynierowie z WIML-u. Oni też opracowali wymagania przedstawione w dokumentach przetargowych. Ich spełnienia podjęła się austriacka firma AMST, która wybudowała już podobne urządzenia dla odbiorców zagranicznych. Wspierało ją kilku podwykonawców. Ramię wirówki i oprogramowanie dostarczyły na przykład firmy niemieckie. Proponowane przez Austriaków rozwiązania techniczne były w trakcie budowy konsultowane i zatwierdzane przez specjalistów z instytutu. - Już możemy powiedzieć, że jesteśmy zadowoleni - zapewnia Żukowski. - Producent spełnił nasze oczekiwania i jest otwarty nie tylko na zapewnienie serwisu urządzenia, co jest przewidziane w umowie, lecz także gotów jest je udoskonalać, jeśli zgłosimy taką potrzebę - mówi.

Potrzeba udoskonalania, z wyjątkiem dostosowania symulatora do odwzorowania samolotu typu LIFT, może się jednak szybko nie pojawić. - Moim zdaniem jest to najnowocześniejsza wirówka na świecie - ocenia logistyk. - Amerykanie mają podobne urządzenie, ale nasze ma tak dużo nowych elementów, że raczej je przebija. To było dla nas największe wyzwanie, żeby stworzyć coś, czego jeszcze nie było. Chcieliśmy mieć narzędzie, które wyprzedzi nasze potrzeby, i to się udało. Nawet za piętnaście lat będzie to nowoczesne urządzenie, które z powodzeniem będzie można dostosować do symulowania samolotów najnowszej, piątej generacji - ocenia Żukowski

Wirówka robi wrażenie. Do wielkiego elektrycznego silnika (fińskiej firmy ABB, stojan silnika waży 36 ton, wirnik 32 tony, ażurowe ramię 1,5 tony) przymocowana jest wykonana z włókien węglowych, więc lekka kabina (austriackiej firmy Carbo Tech). Stoi w nowym, wybudowanym na potrzeby symulatora trzypiętrowym budynku, wpuszczonym w ziemię na głębokość dwóch kondygnacji. Budowlę i mocowanie wirówki do podłoża wykonał polski Mostostal. Całe urządzenie jest przytwierdzone do stalowych pierścieni nośnych osadzonych w konstrukcji obiektu. Precyzja, z jaką udało się połączyć wirówkę z podłożem - każde mocowanie jest wykonane z dokładnością do pół milimetra - powoduje, że działa ona niemal bezszelestnie i nie generuje drgań. Moment obrotowy, jaki wytwarza, jest jednak tak duży, że cały budynek został usztywniony w gruncie tak zwanymi żyletkami - poprzecznymi, rozchodzącymi się promieniście od osi silnika kotwami o długości pięciu metrów. To one dają gwarancję, że budowla nie obróci się po uruchomieniu wirówki.

Kabina do złudzenia przypomina kokpit nowoczesnych samolotów. Symulator jest sterowany przez 30 sprzężonych ze sobą komputerów. - Siła tego urządzenia drzemie w mechanice, bo wszystko, co dochodzi do kabiny - prąd, dźwięk, obraz wideo, ciśnienie gazów, sygnały sterownicze i te z aparatury medycznej - jest przepuszczone przez ruchome łącza. Moc komputerów, choć duża, nie jest czymś niespotykanym - przyznaje Mariusz Walas, informatyk w pracowni wirówki. Hardware i software symulatora też robią jednak wrażenie.

- Obok instruktora zasiądzie lekarz medycyny lotniczej, który będzie sprawdzał wszystkie funkcje życiowe pilota - dodaje Walas. - Jeśli poczuje się źle lub zauważy, że traci świadomość na skutek przeciążenia, może wyłączyć maszynę. Wszystkie parametry ćwiczeń i badań, a także nagrania z kamer, są zapisywane i archiwizowane. Później mogą być omawiane z instruktorem indywidualnie lub w grupie pilotów - mówi informatyk. - Wirówka wszędzie ma czujniki, które monitorują jej pracę i zużycie elementów - podkreśla inżynier Wołkanowski. - To zapewnia bezpieczeństwo.

Nową wirówkę kupiono za pieniądze z budżetu Ministerstwa Obrony Narodowej. Jest już prawie spłacona. Prawie, bo pierwotnie miała kosztować 60 milionów złotych. Wstrzymanie tej inwestycji przez ministra obrony w 2009 roku - gdy doszło do kryzysu gospodarczego − i wznowienie programu budowy po siedmiu miesiącach wpłynęło jednak na zwiększenie kosztów. Producent kazał sobie zapłacić za przestój w pracach i ich wznowienie. Pieniądze w przypadku nowego urządzenia są sprawą kluczową. Wirówka musi więc na siebie zarobić.

- Zyski pewnie nie będą duże, ale liczę, że urządzenie będzie się samo finansować - przyznaje dyrektor WIML-u. Dlatego instytut już rozpoczął poszukiwanie chętnych do wykorzystania możliwości wirówki. Procedurę szkoleń certyfikowali Amerykanie. To dla nich ważne - gdyby zdecydowali się przysyłać na treningi do Polski pilotów stacjonujących w Europie, byłoby to dla nich rozwiązanie tańsze i wygodniejsze niż wysyłanie ich do ojczyzny.

Inne sojusznicze państwa środkowej Europy mogłyby również korzystać z symulatora WIML-u. Nie tylko piloci latający na samolotach bojowych, lecz także wykonujący akrobacje - nie są oni badani na wirówkach, a przeciążenia, jakie uzyskują na samolotach śmigłowych w czasie wykonywania ewolucji, dorównują tym osiąganym na odrzutowcach. Instytut finalizuje też umowę z amerykańską agencją kosmiczną NASA w sprawie prowadzenia badań nad bezpieczeństwem lotów. Chodzi o sprawdzanie, jak informacje medyczne o stanie organizmu pilota wpływają na poprawę jego wydolności.

To właśnie badania naukowe prowadzone w WIML-u, ale także przez inne ośrodki badawcze i naukowe, mogą być źródłem częściowego finansowania utrzymania i pracy nowoczesnego sprzętu. O ile bowiem cena jednego badania nie musi być wysoka, o tyle po uwzględnieniu kosztów utrzymania trzeba za nie zapłacić około 6 tysięcy złotych. To i tak konkurencyjna cena, ponieważ w innych krajach europejskich wynajęcie urządzenia o zbliżonych parametrach kosztuje od 10 do 15 tysięcy euro dziennie.

- Będziemy zabiegać o to, by resort nauk partycypował w części ponoszonych kosztów - opowiada Truszczyński. - Chcemy przygotować programy badawcze, które uzasadnią potrzebę finansowania z budżetu tego resortu. Te badania pozwolą opracować metody podnoszenia wydolności pilotów w trudnych warunkach, bo to ona jest najsłabszym ogniwem w systemie człowiek-maszyna - ocenia.

Głównym odbiorcą usług WIML-u powinny być Siły Powietrzne. - Większe niż dotychczas zainteresowanie tym projektem ze strony naszej armii oraz wsparcie MON dla świadczenia usług armiom zagranicznym mogą spowodować, że wirówka nie będzie przynosić strat - dodaje dyrektor WIML-u.

Krzysztof Kowalczyk dla "Polski Zbrojnej"