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EIGNUNGSFESTSTELLUNG FÜR DEN FLIEGERISCHEN DIENST DER LUFTWAFFE - DIE NEUE GENERATION FLUGPSYCHOLOGISCHER GROßGERÄTE

Aus der Abteilung Flugpsychologie (Leiter: LRDir Dr. W. Roth) am Flugmedizinischen Institut der Luftwaffe Fürstenfeldbruck (Leiter: Oberstarzt Dr. W. Krause)



von Wolfgang Roth, Anja Schwab, Heinz-Jürgen Hättig und Werner Greß

Der wesentliche Auftrag des Flugmedizinischen Institutes der Luftwaffe besteht in der Untersuchung und Begutachtung von Fliegendem Personal sowie von Bewerbern für den Fliegerischen Dienst der Bundeswehr.

Die Abteilung Flugpsychologie führt hierbei die psychologische Eignungsfeststellung bei den Bewerbern durch.


Methoden:

Die bei der Eignungsfeststellung angewandten Verfahren und Methoden unterlagen in den letzten Jahrzehnten einem Wandel, der vor allem der Entwicklung von Computer- gestützten Verfahren geschuldet ist. Aber auch die Umstellung von einem reinen fliegerischen Screening auf das jetzige Auswahlverfahren, in dem nach der Phase III eine Vorentscheidung über die fliegerische Ausbildung der erfolgreichen Bewerber getroffen wird, erforderte eine grundlegende Weiterentwicklung der Verfahren, um auch zukünftigen Fragestellungen im Bereich der militärischen Fliegerei gerecht werden zu können.

Ergebnisse:

In den letzten 3 Jahren – und noch fortgesetzt bis 2011/12 – wurden beziehungsweise werden die simulationsgestützten Testanlagen, die in der Abteilung Flugpsychologie für die Eignungsfeststellung von Bewerbern für den Fliegerischen Dienst der Bundeswehr genutzt werden, neu konstruiert und eingerichtet. Die „alten“ Systeme waren oder sind teilweise bis zu 20 Jahre in Nutzung. Daraus ergibt sich ein dringender Bedarf für eine Erneuerung der Hard- und Software in Bezug auf Technologie, Wartung und Methodologie der Systeme.

Schlussfolgerungen:

Mit der Einführung der neuen Verfahren ist der „Technologie-Stau“ beseitigt, der sich in den letzten Jahren in Bezug auf die flugpsychologischen Großgeräte FPS-80, ICA 90 und FPS-H in den Bereichen eingeschränkte Erweiterungsmöglichkeiten, Auswertungsroutinen, Programmierbarkeit und vor allem technischer Versorgbarkeit der Anlagen ergeben haben.

Next Generation of Simulator-based Devices for the Selection of Flying Personnel in the German Air Force

Summary

Background:

The main task of the German Air Force Institute of Aviation Medicine is the examination of Flying Personnel and from applicants for flying services in the German Armed Forces. The Department of Aviation Psychology is carrying out the psychological examination of applicants.

Methods:

Procedures and methods which are used for the psychological examination changed over the last decades. This was on the one hand mainly due to the development of computer based methods. On the other hand there was a change from the former flying screening to the actual screening in which the pipelining proposal of the successful applicants is made after phase III. Therefore and also to accomplish further tasks in military aviation a fundamental improvement and development was necessary.

Results:

In recent years – and continued up to 2011/12 – all simulator based devices which the Division of Aviation Psychology uses for selection of applicants for flying duties in the German Armed Forces are/will be completely new constructed and implemented. The “old” systems are or were partly up to 20 years in use, which means that there was an urgent need for a replacement concerning methodology, technology and maintenance.

Conclusions:

With introduction of these new procedures it was possible to overcome the technological hindrance, which arose in recent years in the sectors of FPS-80, ICA90 and FPS-H as well as in the sectors of limitations of expandability, interpretation routines, programmability and especially technical maintainability.

1. Einführung

Einer der Kernaufträge der Abteilung Flugpsychologie des Flugmedizinischen Institutes der Luftwaffe ist es, die Eignung von Bewerbern für den Fliegerischen Dienst der Bundeswehr (FlgDstBw) festzustellen. Eine Neuordnung der Eignungsfeststellung Ende der 90er Jahre sieht vor, bereits vor Eintritt der Bewerber in die Bundeswehr abschließend über die Eignung zu entscheiden und die entsprechende Verwendung zu empfehlen. Diese Entscheidung gründet sich auf ein dreistufiges Auswahlverfahren, bei dem unter anderem simulations-gestützte Eignungsprüfverfahren eingesetzt werden. Ziel dieses Beitrags ist es, den Prozess der Eignungsfeststellung und die dazu genutzte neue Großgerätegeneration vorzustellen und ihren Nutzen für die Personalgewinnung für den Fliegerischen Dienst der Bundeswehr aufzuzeigen.

2. Methoden

2.1 Phasen der Eignungsfeststellung

Die Phase I der Eignungsfeststellung (Abb 1) findet in der Offizierbewerberprüfzentrale (OPZ) in Köln oder in den Zentren für Nachwuchsgewinnung (ZNwG) statt. Im Ergebnis wird hier die allgemeine (soldatische) Eignung und Studierfähigkeit (nur OPZ) festgestellt. Für Bewerber für den Fliegerischen Dienst wird zusätzlich ein Klassifikationstest durchgeführt. In die Phase II gelangen nur Bewerber, die über die grundlegenden Anforderungen für die jeweilige militärische Laufbahn verfügen.

Die Phase II wird am Flugmedizinischen Institut der Luftwaffe am Standort Fürstenfeldbruck durchgeführt. Sie besteht aus der flugpsychologischen und flugmedizinischen Erstuntersuchung. Ihr Ziel ist die Feststellung der intellektuellen, charakterlichen und praktisch-fliegerischen Voraussetzungen sowie der medizinischen Tauglichkeit. In dieser Phase wird der Instrument Coordination Analyzer ICA 90 II (Version 2010) genutzt. Erfolgreiche Bewerber absolvieren danach die Flugmedizinische Erstuntersuchung auf Wehrfliegerverwendungsfähigkeit.

In der Phase III wird festgestellt, ob und in welcher Güte die Bewerber ihre in der vorausgegangenen Auswahlphase gezeigten praktischfliegerischen Anlagen, Fähigkeiten und Fertigkeiten in einer realitätsnahen Lernprobe erfolgreich umsetzen können.

Hierzu werden die Bewerber auf einem simulationsgestützten Eignungsprüfgerät für Starrflügler beziehungsweise für Drehflügler getestet. Bewerber für Verwendungen auf Flächenflugzeugen werden mit dem Fliegerpsychologischen System Fläche (FPS/F) am Standort Fürstenfeldbruck und Hubschrauber-Bewerber auf dem Fliegerpsychologischen System Hubschrauber (FPS/H) bzw. ab 2011 auf dem FPS/ H II in Bückeburg geprüft. Erst nachdem alle Phasen erfolgreich abgeschlossen worden sind, erfolgt die Einstellung in die Bundeswehr.

2.2 Verfahren der Eignungsfeststellung

Die bei der Eignungsfeststellung angewandten Verfahren und Methoden unterlagen in den letzten Jahrzehnten einem Wandel, eine Tatsache, die vor allem der Entwicklung von Computer-gestützten Verfahren geschuldet ist. Aber auch die Umstellung von einem reinen fliegerischen Screening auf das jetzige Auswahlverfahren, in dem nach der Phase III eine Vorentscheidung über die fliegerische Ausbildung der erfolgreichen Bewerber getroffen wird, erforderte eine grundlegende Weiterentwicklung der Verfahren, um auch neuen Fragestellungen im Bereich der militärischen Fliegerei gerecht werden zu können.

In den letzten 3 Jahren – und noch fortgesetzt bis 2011/12 – wurden beziehungsweise werden die simulationsgestützten Testanlagen, die in der Abteilung Flugpsychologie am Flugmedizinischen Institut der Luftwaffe für die Eignungsfeststellung von Bewerbern für den Fliegerischen Dienst der Bundeswehr genutzt werden, neu konstruiert und eingerichtet. Die „alten“ Systeme waren oder sind teilweise bis zu 20 Jahre in Nutzung. Daraus ergab sich ein dringender Bedarf für eine Erneuerung der Hard- und Software in Bezug auf Technologie, Wartung und Methodologie der Systeme.

3. Ergebnisse

3.1 Instrument Coordination Analyser II (ICA 90 II)

Bei der Ermittlung der praktisch-fliegerischen Anlagen in Phase II wird seit Jahresbeginn 2010 der neue „Instrument Coordination Analyser“ (ICA 90 II) von der Firma CAE eingesetzt. Sein Vorgänger – der ICA 90 – war seit Ende 1991 in Betrieb. Obwohl der ICA 90 bis zu seiner Außerdienststellung ein zuverlässiges und valides Auswahlinstrument war, stellte die veraltete Hardund Software die Abteilung Flugpsychologie zunehmend vor Probleme: Hardwarekomponenten waren nicht mehr nachbeschaffbar und die Software ließ keine flexible Anpassung der Testverfahren an die Anforderungen neuer Waffensysteme zu.

Mit Einführung des ICA 90 II wurden diese System-immanenten Probleme gelöst und die Anzahl der Bewerberarbeitsplätze von fünf auf zehn verdoppelt. In der Folge hat sich die Prüfkapazität in der Phase II der Eignungsfeststellung für den Fliegerischen Dienst deutlich erhöht: Wurden bislang pro Jahr circa 900 Bewerber getestet, so lag die Zahl der Prüfungen in 2010 bereits bei mehr als 1 000. Zudem ist nun die Flexibilität gegeben, in Zeiten hohen Bewerberandrangs die Prüfkapazität kurzfristig weiter zu erhöhen.

Da der ICA 90 II aus Platzgründen nicht in den bislang genutzten Räumlichkeiten untergebracht werden konnte, wurde ein neues Gebäude errichtet. Trotz des winterbedingten verspäteten Baubeginns konnte der Neubau am 20.11.2009 an das Flugmedizinische Institut der Luftwaffe übergeben werden. An dem in Abbildung 2gezeigten Testgerät muss der Bewerber nicht nur mit Hilfe des Steuerknüppels, der Ruderpedale und des Schubhebels ein virtuelles Flugzeug steuern, sondern auch zusätzliche Aufgaben, zum Beispiel Konzentrations- oder Rechenaufgaben, lösen. So werden unter anderem die Fähigkeit zur motorischen Koordination oder die Begabung geprüft, Mehrfachbelastungen zu meistern.

Durch die Neubeschaffung der Hardware haben sich auch die Bedienmöglichkeiten erweitert. Alle zehn Arbeitsplätze der Bewerber sind mit einem 19-Zoll-Touchscreenmonitor ausgestattet. Ergonomisch geformte und verstellbare Sitze gehören nun ebenso zum Standard.

Neben vielen Neuerungen in der Hardwareausstattung gibt es auch eine erhebliche Weiterentwicklung der Software des ICA 90 II. Die wegweisend - ste Änderung im ICA 90 II ist ein Editor, der auch dem Programmier-unerfahrenen Nutzer das Erstellen beziehungsweise Modifizieren von Testverfahren erlaubt. Damit können die Anforderungen, die Waffensysteme der 4. Generation an den Bediener stellen, „testbar“ gemacht und eine bessere Prognose der Bewährungswahrscheinlichkeit in der fliegerischen Ausbildung erreicht werden.

Darüber hinaus konnten Lern- und Übungsphasen im ICA 90 II neu gestalte t werden, um einen optima len Einstieg der Bewerber in die Testver fahren zu gew ährleisten. Leistungs grenzen des Bewerbers werden somit auch frühzeitig erkennbar.

Eine eigene Computersprache – „Mat-Lab“ – für Berechnungen, die ebenfalls eine interaktive Umgebung für die En twicklung von Messalgorithm en bietet, wird nun zum Auswerten der Ergebnisse genutzt. Letztere lassen sich auf diese Weise in unterschiedlichsten grafischen Darstellungen abbilden. So können zum Beispiel Verlaufsdiagramme erstellt werden, die den Trainingser folg d er Bewerber oder eventuelle E rmüd ungser scheinungen oder Konzentrationslücken sichtbar werden lassen. Zum anderen kann dem Bewerber während der Testbearbeitung direkt sein Leistungsstand rückgemeldet werden.

Auch das Psychologisch-technische Assistenzpersonal (Testleiter) erhielt mit Einführung von IC A 90 II bedienerfreundlichere Steuerkonsolen (Abb 3). Mit Hilfe von fünf derartigen Konsolen können Testleiter oder Psychologen den Testablauf steuern, dass heißt Testverfahren starten, unterbrechen oder beenden. Ferner besteht eine Sprachverbindung zu m Bewerber, um dessen in der Einweisungsphase der Tests geben zu können. Die Bewerberarbeitsplätze werden in Farbe und mittels Weitwinkel videoüberwacht. So kann das Bewerberverhalten während der Testdurchführung beobachtet werden. Jeweils zwei Arbeitsplätze werden von einem Testleiter von einer Steuerkonsole aus gesteuert.

Komfortabel für die Testleiter ist die funktionstechnische Verknüpfung von jeweils zwei TFT (Thin Film Transistor) - Bildschirmen. Der Testleiter hat nun die aktuellen Testablaufparameter, Videobeobachtungskanäle und Bewerberbeobachtungsbögen in übersichtlicher Form vor sich und kann jederzeit die Aufgabenbearbeitung verfolgen, bewerten und gegebenenfalls eingreifen. Eine weitere Neuerung ist die Implementierung einer Wiedergabe-Einheit im System. Damit kann nach der Testdurchführung das Bearbeitungsverhalten des Bewerbers analysiert und gegebenenfalls an den Bewerber rückgemeldet werden. Hierfür werden die gespeicherten Parameter des Testverlaufs sowie der Videoüberwachung aufgerufen und grafisch und akustisch wiedergegeben.

Die Kosten der Nachrüstung des alten Testsystems ICA 90 werden sich amortisieren durch verbesserte diagnostische Mittel zur Vorhersage des Erfolgs in der fliegerischen Ausbildung. Hinzu kommt die Möglichkeit, sich nicht nur an veränderte Anforderungen in der Fliegerei anzupassen, sondern auch gänzlich neue Testverfahren für neue Verwendungen, zum Beispiel für die Auswahl von Führern unbemannter Luftfahrzeuge, zu entwickeln. Mit der Inbetriebnahme des ICA 90 II ist damit ein weiterer Schritt in Richtung Modernisierung und Flexibilisierung der Testsysteme in der Abt. Flugpsychologie gelungen.

3. 2 Fliegerpsychologische Systeme FPS/F und FPS/H II

Bereits in 2008 wurde das neue Fliegerpsychologische System Fläche (FPS/F) in Dienst gestellt. Mit dem neuen Fliegerpsychologischen System Hubschrauber (FPS/H), das sich derzeit in der Entwicklung befindet, wird der materielle Umbruch beendet und die Abteilung Flugpsychologie für kommende Herausforderungen in der Personalauswahl vollends gerüstet sein.

Beide Systeme waren (FPS 80) bzw. sind (FPS/H) seit längerer Zeit in Nutzung. Die Technologie des FPS 80 war in den 80er Jahren "state of the art" und wurde 1987 in Dienst gestellt. Das FPS/H, das im Jahre 1997 zum Einsatz kam, repräsentiert dagegen die Technologie der 90er Jahre. Die gemeinsamen Aspekte des FPS/F und FPS/H II lassen sich wie folgt charakterisieren:

Bei beiden Systemen gab es mit der Zeit Probleme mit der Verfügbarkeit von Ersatzteilen und der Unflexibilität der Software. Weitere Probleme waren das eingeschränkte Feedback der Leistungen der Bewerber sowie methodische und ergonomische Probleme Das Konzept beider neuen Systeme besteht in Folgendem:

  • Einfaches Flugmodell.
  • Beschränkung auf die wesentlichen Fluginstrumente und Bedienorgane.
  • Verfügbarkeit eines Mission Editors, der die Entwicklung neuer Aufgaben und Missions gestattet. • Flugdatenschreiber als Protokoll einer Testsitzung.
  • Verfügbarkeit eines Video-Protokolls der einzelnen Missions, unter anderem für das Debriefing.

Beide Systeme folgen einer Philosophie:

  • Es sind keine Trainings-Simulatoren sondern psychologische Testgeräte.
  • Sie ermöglichen ein simulationsgestütztes Screening in einem jeweils typischen Trainingsszenario. • Die Dauer der Phase III beträgt eine Woche mit jeweils bis zu sechs Bewerbern.
  • Die Phase III besteht aus einer Kombination aus Fliegertheorie und entsprechenden Tests sowie aus 4 Flügen (Missions) mit ansteigender (Arbeits-) Belastung.
  • Zum Ende findet eine Board-Verhandlung statt, in der für Bewerber die möglichst optimale Verwendung im fliegerischen Dienst der Bundeswehr empfohlen wird.

Alle Missions werden nach dem folgenden Schema durchgeführt:

  1. Mission Briefing.
  2. Demonstration der Mission: der Computer fliegt die Mission vor.
  3. Übungsphase: der Bewerber fliegt und übt die Mission mit Unterstützung durch die Fluglehrer und Flugpsychologen.
  4. Testphase: der Bewerber fliegt die Mission alleine.
  5. Mission Debriefing.

Fliegerpsychologisches System Fläche

Das FPS/F wurde im Jahre 2007 eingeführt. Der "scharfe" Testbetrieb begann im September 2008, nachdem das System evaluiert wurde.

Technische Daten des FPS/F:

Vier unabhängige Cockpits (Abb 4) warten jeweils mit einem Sichtbereich (Halfdome-Projektion) von 200° horizontal und 45° vertikal auf. Fünf hochauflösende Projektoren pro Cockpit erzeugen dabei ein überaus realistisches Abbild von vorgegebenen Flugplätzen oder Fluggebieten. Darüber hinaus können im Sichtsystem zusätzlich auch Luftziele und Bodenobjekte eingespielt werden, so dass auch komplexere taktische Szenarien problemlos dargestellt werden können. Das Cockpit selbst verfügt über die grundlegenden Steuerelemente wie Steuerknüppel, Schubhebel und Lande-Klappenschalter. Dazu kommt als zentrales Element der Instrumententafel ein Multifunktionsdisplay, das je nach Flugzeugtyp individuelle Instrumenten-Layouts besitzt.

Zurzeit können damit mehrere Flugzeugtypen simuliert werden. Dazu zählen ein generisches einmotoriges Propellerflugzeug, eine BAe Hawk 102 und eine L-39 Albatros. Kontrolliert werden die vier Cockpits von zwei Steuerkonsolen, die wahlweise jeweils ein oder mehrere Cockpits gleichzeitig überwachen (Abb 5).

Der Einsatz eines Mission Editors erlaubt den vollen Zugriff auf alle im Szenario befindlichen Objekte (maximal 200). Daneben ist es möglich, die flugdynamischen Modelle des Simulators zu verändern und das System mit Hilfe einer Objektmodellierstation zu erweitern. Dadurch ist das System zur Erfüllung der Aufgabe "Eignungsfeststellung" hoch flexibel und zukunftssicher.

Fliegerpsychologisches System Hubschrauber II

Das FPS/H II (Abb 6) befindet sich zur Zeit im Endstadium der Entwicklungsphase und wird im II. Quartal des Jahres 2011 von der Firma ESG eingebaut. In 2012 erfolgt eine Erweiterung um 2 Cockpits.

Technische Daten FPS/H II:

Es sind zwei (im Endzustand vier) Cockpits mit LED-Projektionssystem in HD+ - Auflösung basierend auf Concurrent- Rechnern mit einem LINUX-Echtzeitsystem verfügbar. Eine hochauflösende Grafik der neuesten Generation und Bildgeneratoren (IG: Image Generator), die Tageszeiten, Wetter und Jahreszeiten quasi in Echtzeit simulieren können, stellt eines der Kernstücke der Anlage dar. Die Datenbank mit Geo-Informationen ermöglicht es, beliebige Regionen realistisch nachzubilden. Voraussetzungen dafür sind neben entsprechenden hochauflösenden Luft-/ Satellitenaufnahmen auch Geländeinformationen. Von einem Kontrollpanel aus können entweder 1 oder 2 Cockpits gesteuert werden.

Die Entwicklungen im Bereich der visuellen Darstellung stellen gegenüber den Möglichkeiten der 90er Jahre einen „Quantensprung“ dar. So sind die Bildgeneratoren in der Lage, unterschiedlichste visuelle Effekte, wie Schattenwurf auf 3D-Modelle oder Wettersituationen (Nebel, Schnee, Regen, White- Out-Effekte, Brown-Out-Effekte), realistisch darzustellen. Diese hohe Realitätsnähe fordert die Psychologie in hohem Maße, weil einerseits die technischen Möglichkeiten genutzt, andererseits aber die Informationsverarbeitung eines Bewerbers durch einen zu hohen Detaillierungsgrad nicht überfordert werden sollen. Daher wurde in Anlehnung an die Äquivalenzforschung (Computertests versus Papier- und Bleistifttests) für die Landschafts-/ Missionsgestaltung die „psychotypische Äquivalenz“ zu den jetzigen Missions der Eignungsfeststellung gefordert. Die psychologischen Anforderungen (Belastungen) müssen im neuen System denjenigen im alten System entsprechen. Damit ist es möglich, die besseren visuellen Darstellungsmöglichkeiten zu nutzen und gleichzeitig die Schwierigkeit der Mission zu erhalten.

Ein wichtiges Modul des neuen FPS/H II ist die Debriefing-Station. Dieses Modul ermöglicht das Abspielen von kritischen (oder auch besonders guten) Situationen in Echtzeit. Die für das Debriefing wichtigen Missionsabschnitte können über Zeitmarken oder Ereignismarken (vom Fluglehrer gesetzte Marken) direkt angesteuert werden. Das FPS/H II kann aufgrund des Missionseditors auch außerhalb der Eignungsfeststellung sinnvoll eingesetzt werden. Hardwareseitig sind Anschlussmöglichkeiten für physiologische Messwertaufnehmer vorgesehen, so dass beispielsweise auch physiologische Parameter zur Erfassung von Stressreaktionen aufgezeichnet werden können. Damit bietet sich das FPS/H an für Untersuchungen im Bereich der Simulator induced symptoms oder der Motion sickness im Allgemeinen.

Schlussfolgerungen

Mit der Einführung der neuen Verfahren ist der „Technologie-Stau“ beseitigt, der sich in den letzten Jahren in Bezug auf die flugpsychologischen Großgeräte FPS-80, ICA 90 und FPS-H II in den Bereichen eingeschränkte Erweiterungsmöglichkeiten, Auswertungsroutinen, Programmierbarkeit und vor allem technischer Versorgbarkeit der Anlagen ergeben haben.

Mit den neuen Simulations-gestützten Testsystemen ICA 90 II, FPS/F und FPS H II ist die Flugpsychologie für die gegenwärtigen und zukünftigen Anforderungen an die Auswahl von Bewerbern für den Fliegerischen Dienst der Bundeswehr und für andere Verwendungen bestens gerüstet.

Datum: 22.09.2011

Quelle: Wehrmedizinische Monatsschrift 2011/5-6