Home Cockpit

Airbus A320 Home Cockpit

Es ist der Traum jedes Flugsimulator-Begeisterten: Ein eigenes Home Cockpit. Ich möchte in naher Zukunft einen Nachbau des Airbus A320 Cockpits realisieren. Die Räumlichkeit dazu ist bereits vorhanden. Zuerst heisst es jetzt erstmals sparen.

Der erste Schritt im Projekt ist die Informationsbeschaffung. Im Web gibt es jede Menge Infos, Downloads, Fotos, Anleitungen und Listen die mir helfen mein Projekt zu verwirklichen.

Noch ist nichts zu sehen. Ich werde aber regelmässig in meinem Blog über den Baustatus berichten.


Überblick

Bevor man irgendetwas Baut, solltet man sich mindestens Gedanken über folgende Punkte machen:

  • Welchen Flugzeugtyp will ich bauen ?
  • Wie detailgetreu will/kann ich meinen Simulator bauen ?
  • Wie viel Platz habe ich zur Verfügung ?
  • Welche Hardware (Pannels) verwende ich ?
  • Wie erstelle ich die Aussenansicht ? (Beamer, curved screen etc…)
  • Welche Software benötige ich / will ich verwenden ?
  • Wie „verbinde“ ich die ganze Hardware mit dem PC ? (IO-Karten)

Flugzeugtyp

Grundsätzlich ist es möglich jedes Flugzeug nachzubilden. Dies ist dann aber zum Teil mit jeweils enormem Aufwand verbunden. Bei der Wahl des Flugzeugtyps ist darauf zu achten, dass auch fertige Simulatorteile, Software und vor allem Flugzeugdaten erhältlich sind.

Bewärt und durchgesetzt für den Simulatorbau haben sich vor allem zwei Modelle:

  • Airbus A320
  • Boeing B737NG

Ich habe mich für den Airbus entschieden da die Systeme wie Steuerung (Sidestick), Overhead (Nur Taster und Schalter) leichter nachzubauen sind. Dazu kommt noch, dass die Software für die Cockpitsteuerung von JeeHell Freeware ist, und sich somit der Preis im Rahmen hält.


Detailgrad

Grundsätzlich gilt, je höher der Detailgrad desto aufwändiger und kostenintensiver wird das Home Cockpit. Das Platz- und Raumangebot spielt dabei auch eine wesentliche Rolle. Auch hier muss jeder für sich entscheiden wie genau er den Simulator an das Original halten kann und will.


Blatzbedarf

Dies ist auch wieder eine Frage welcher Flugzeugtyp gebaut werden soll und wie hoch der Detaillierungsgrad sein wird. Und natürlich wie die Aussenansicht realisiert werden soll. In meinem Fall, ein Airbus reichen 4.5 x 3.5 Meter und eine Raumhöhe von 2.3 Meter.


Pannels, Schalter, IO Karten

Die einfachste aber mit Sicherheit teuerste Möglichkeit ein Home Cockpit zu bauen ist, wenn sogenannte USB- Instrumente verwendet werden. Fix fertige Module werden einfach per USB- Anschluss mit dem PC verbunden, ein Treiber geladen und man ist ready to take off. Die günstigste aber aufwändigste Lösung ist, die Pannels selber zu bauen.

Es gibt auch fertige Pannels die man Hintergrund beleuchten kann aber selber bestücken/verdrahten muss. Diese Möglichkeit bietet meiner Meinung nach ein gutes Preis / Leistungs- Verhältnis.

Dann wäre da noch die Frage wie schliessen wir die bestückten Pannels an unsere PC’s an. Dies ist natürlich bei den relativ teuren USB- Instrumenten durch die enthaltene Elektronik bereits gelöst.

Auch hier gibt’s wieder unzählige Möglichkeiten dies zu realisieren. Ich nenne hier nur einige Anbieter von I/O-Karten (Input/Output- Karten) und Pannel-/ Modulhersteller:

Egal für welche Module und Pannels man sich schlussendlich entscheidet, am Ende muss das ganze noch irgendwie „in den Simulator“ gebracht werden. Dies geschieht mit einer Input/Output- Zuweisung und Programmierung mit einer Software.

Ich werde mich für die Opencockpits- Karten entscheiden. Einerseits gibt’s von Opencockpits viele verschiedene Karten und andererseits ist die Software dazu kostenlos. Ein weiterer Grund ist auch dass dies ziemlich verbreitete Karten sind, so dass man auch auf Unterstützung von andern Anwendern zählen kann.


Aussenansicht

Hier gibt es grundsätzlich zwei verschiedene Möglichkeiten die Aussenansicht zu realisieren:

  • über Monitore
  • über Beamer

Monitor

In jedem Fenster wird ein Monitor eingebaut und jeweils ein Bereich der Aussenansicht dargestellt. Dies verunmöglicht aber ein 1:1 Nachbau eines Cockpits weil die Monitore nicht genau in der Fenstergrösse erhältlich sind und auch die Bildschirm/Fensterwinkel nicht eingehalten werden können. Im Weiteren benötigt man auch PC-Hardware die eine Bildausgabe auf so vielen Monitoren ermöglichen ohne die Grafikkarte zu beschädigen.


Beamer

Die Umsetzung der Aussenansicht mit Beamern ist wohl im Home Cockpit Bau am meisten verbreitet. Egal welche Beamerlösung man realisieren möchte, der eingesetzte Beamer muss folgende Voraussetzungen erfüllen:

  • Der Beamer sollte auf der DLP Technologie (Digital Light Processing) basieren. Bei DLP Beamern erscheint das Bild viel weniger pixelig und das Bild wirkt homogener.

  • Es muss zwingend ein Kurzdistanz (Short throw) Beamer sein. Um ein anständig grosses Bild zu erhalten, müsste ein „normaler“ Beamer zu weit weg vom Cockpit aufgestellt werden und damit würde durch die Shell (Aussengehäuse des Cockpits), ein Schatten auf die Leinwand geworfen werden.

Natürlich sollte er auch eine möglichst hohe Bildauflösung besitzen, ein full-HD braucht es aber nicht zu sein. Einige bewährte Marken sind Acer, Mitsubishi und BenQ.

Zur Realisierung mit Beamern gibt’s auch wieder mehrere Möglichkeiten:

  • Einfach: Die Aussenansicht wird mit einem Beamer auf eine Leinwand vor dem Simulator projiziert. Eine einfache und effektive Methode aber ohne Rundumsicht. Und das Mittendrin-Gefühl kommt nicht wirklich auf. Hier bietet sich natürlich immer noch die Möglichkeit, die Seitenansicht mittels Monitor darzustellen und eine Kombination aus Monitor und Beamer zu Realisieren.

  • Rückprojektion: Mit Beamer und der entsprechenden Rückprojektionsfolie kann eine Aussenansicht per Rückprojektion realisiert werden. Das heisst, der Beamer wird vor, respektive neben dem Cockpit platziert und das Bild auf die Cockpitscheiben Projiziert. Diese Technik wird neben der curved screen meist bei professionellen Flugsimulatoren eingesetzt.

  • Multiple- und curved screen: Ein Ausbauschritt zum einfachen Beamer ist, mehrere Beamer zu verwenden und eine Rundumsicht zu erstellen. Mehrere gerade Leinwände und für jede Leinwand einen Beamer. Eine wirklich gute Rundumsicht ermöglicht ein curved screen. Um eine richtig gute curved screen zu bauen wird natürlich etwas Platz ums Cockpit benötigt und der ist leider nicht immer vorhanden. Auch wird eine Software benötigt die die einzelnen Ausschnitte die die Beamer darstellen sollen berechnet. Hierzu findet man im Internet viele Lösungsansätze und Berechnungsgrundlagen.

Simulator

Grundsätzlich gibt es von mir aus gesehen vier geeignete Simulatoren für ein Home Cockpit:

Prepare3D ist eine Weiterentwicklung des Microsoft Flight Simulator auf Basis von Microsoft ESP. Ich werde daher diesen Simulator verwenden.


Cockpit Software

Um die Instrumente / Navigation der Piloten-/Co Pilotenseite auf die verschiedenen Monitore auszulagern und die verschiedenen Computer miteinander zu verbinden, benötigen wir zwingend eine Cockpit-Software.

Ich möchte hier die wohl drei bekanntesten vorstellen (Airbus): 

  • Jeehell FMGS: Die A320 FMGS Cockpit Suite ist eine professionelle Freeware Lösung. Folgende Systeme werden simuliert:

    • Flight Management Guidance System
    • Autopilot/Flight Director and FlyByWire (FBW)
    • Primary Flight Display (PFD)
    • Navigation Display (ND)
    • Flight Control Unit (FCU)
    • Multifunction Control & Display Unit (MCDU)
    • Engine / Warning Display (E/WD)
    • Status Display (SD)
    • Overhead panel and subsequent ACFT systems
    • Brakes triple indicator
    • Stand-By instruments

  • Aircraft Simulation Technology (AST): Diese kostenpflichtige Software ermöglicht eine realistische Simulation von praktisch allen Systemen, Instrumenten und der typischen Fly-By-Wire-Steuerungs­elektronik, bei der die Steuereingaben des Piloten nicht direkt übertragen werden, sondern von einem Computer in optimale Ruderausschläge gerechnet werden. Folgende Systeme werden simuliert:

    • EWD
    • SD
    • PFD
    • ND
    • FlyByWire
    • Overhead Logic
    • FMGC
    • MCDU
    • TCAS
    • Standby Instruments

  • Project Magenta: Project Magenta ist Modular aufgebaut. Das heisst es können einzelne Module oder das gesamte Paket gekauft werden.

Ich werde mich für Jeehell FMGS entscheiden da diese Software Freeware ist und der Funktionsumfang, im Vergleich zu den teuren Konkurrenzprodukten, in etwa der Gleiche ist.


FSUIPC

FSUIPC ist ein Schnittstellenprogramm das die Befehle der Software der jeweilig eingesetzten I/O-Kartensoftware in Befehle für den Flugsimulator umsetzt. Die Aufgaben von FSUIPC besteht hauptsächlich darin, ein Kommunikationskanal geöffnet zu halten. Die letzten drei Buchstaben stehen für Inter-Process Communication. Das Tool erlaubt es anderen Programmen in das Innere von Flight Simulator einzugreifen und viele (aber bei weitem nicht alle) Prozesse zu beeinflussen. Dabei erfolgt die ganze Kommunikation bidirektional.

Am Beispiel von Opencockpits- Mastercard (I/O-Karte) kurz erklärt:

Mastercard -> SIOC –> (IOCP ->) FSUIPC -> FSX


Wide-FS

WideFS ist dafür bestimmt, den Flugsimulator und seine Komponenten über mehrere Rechner und/oder Monitore zu betreiben.


Computer

Einen starken und schnellen Rechner brauchen wir um den Flugsimulator laufen zu lassen. Stark und schnell ist natürlich relativ und immer eine Momentaufnahme. Wichtig sind ein schneller Prozessor und Grafikkarte(n), viel RAM und idealerweise eine SSD (Solid State Disk).

Zu berücksichtigen ist auch die geplante Anzahl Beamer / Bildschirme die für die Aussenansicht verwendet werden sollen. Nicht zu vergessen ein Netzteil das genug Strom liefert um das ganze System zu versorgen. Besonders wenn 2 Grafikkarten verbaut sind und noch viele Karten und Instrumente per USB mit diesem PC verbunden werden.

Mit höchster Wahrscheinlichkeit kommt man nicht darum mehrere Nebenrechner zu betreiben um zum Beispiel die Monitore des FMC oder andere Bildschirme und Anzeigen zu realisieren. In der Regel reichen dafür Standard- Office Rechner, auch älterer Generationen, da relativ wenig Rechenleistung benötigt wird.