Революційна 3D-звукова система підвищує ефективність роботи пілотів бойових вертольотів

Військово-повітряні сили Сухопутних військ США впроваджують передові технології просторового звуку в кабіни своїх бойових гелікоптерів. Нова система радикально змінює підхід до обробки інформації в небі, замінюючи традиційний монофонічний звуковий потік на інтелектуально розподілену тривимірну аудіосередовищу, яка дозволяє льотному екіпажу значно швидше розрізняти та обробляти критичну інформацію.

Критична проблема сучасної авіаційної техніки: перевантаженість звукової інформації

Коли американські вертольотні екіпажи виконують складні бойові операції, їм необхідно одночасно відстежувати та обробляти численні джерела аудіоінформації. Це завдання вимагає значної концентрації уваги та когнітивних ресурсів.

Основні джерела звукової інформації в кабіні включають:

• комунікацію та двосторонній зв’язок усередину команди екіпажу,
• множина тактичних радіочастот, які передають различні оперативні команди,
• голосові повідомлення від навігаційних комплексів та систем позиціонування,
• автоматичні звукові тривоги від систем безпеки, які сигналізують про потенційні загрози та несправності бортових систем.

Протягом багатьох десятиліть армійські авіатори отримували всю цю розмаїту інформацію через єдиний монофонічний аудіоканал, вбудований у їхні авіаційні навушники. Така система означала, що без різниці, звідки походили сигнали – від командира, від радіостанції, від навігаційної системи чи від тривоги – все це сприймалось як один суцільний звуковий потік, де голоси та сигнали накладалися один на одного, утворюючи невпорядкований шумовий фон.

У результаті пілотам доводилось під час польоту, в умовах вже високого стресу, вручну розбирати цей змішаний звуковий матеріал. Їм потрібно було в реальному часі визначити, яке конкретне повідомлення надійшло, від якого джерела воно походить, і який рівень пріоритетності воно мало для поточної операції.

Численні наукові дослідження та експерименти, проведені військовими науковцями, встановили чітку закономірність: процес постійного декодування таких змішаних звукових потоків суттєво підвищує робоче навантаження на умисли пілотів та членів екіпажу. Це перевантаження може привести до погіршення спроможності членів екіпажу виділяти важливу інформацію з загального шуму, зниження ситуаційної обізнаності – розуміння того, що відбувається в повітрі та на землі навколо вертольота – та навіть до помилок під час екстреної дії, коли секунди можуть вирішити результат операції.

Інноваційний підхід: трьохвимірне розміщення звукових сигналів у просторі кабіни

Щоб подолати цю серйозну проблему і зробити роботу пілотів безпечнішою та більш ефективною, команда фахівців з Аеромедичної наукової лабораторії армії США (USAARL) розробила та впровадила передову систему просторового тривимірного аудіо. Цю систему було встановлено та протестовано на борту двох вертольотів типу UH-60 Black Hawk. Робота з монтажу технічного обладнання та проведення всебічного оцінювання через натурні польоти потребували від команди інженерів більш ніж 231 людино-години напруженої роботи.

Концептуальна основа технологічного вирішення полягає в використанні природної людської спроможності – здатності нашого мозку визначати положення та напрямок об’єкту на основі звуку, що до нас доходить.

Спеціалізована авіаційна гарнітура, розроблена для цієї системи, формує та відтворює акустичні параметри таким чином, що кожен радіоканал, кожна радіочастота та кожне джерело голосу отримує чітко визначену, постійну позицію в слуховому просторі пілота:

Просторова диференціація каналів: коли говорить або передає сигнал одна радіостанція, голос сприймається так, ніби він походить з певного напрямку простору. Коли активується друга станція – голос видається, що приходить з іншого напрямку. Це створює помітну просторову розділеність між різними комунікаційними каналами, замість того, щоб усі вони «приходили» з одного місця.

Практична результативність у реальних умовах: під час проведення перевірочних польотів дослідний пілот капітан Брендон Аллен висловив оцінку своєї роботи з новою системою. Він зазначив, що коли йому доводилось одночасно контролювати передачі з чотирьох різних радіостанцій, система просторового звуку чітко розділяла ці голоси за їхніми просторовими позиціями. Це дозволяло йому без зволікання та помилок визначити, від якого конкретного радіовузла надходить повідомлення, хто саме до нього звертається, та яка інформація передається.

Перспективи впровадження та інтеграція в майбутні військові літальні апарати

Комплексна робота з випробування та удосконалення цієї авангардної системи координується між кількома структурами Сухопутних військ США. До цієї роботи залучені спеціалісти з Командування розвитку військових спроможностей (DEVCOM), а також фахівці з офісу спеціального проєкту Air Warrior, який спеціалізується на проектуванні та постачанні спеціального спорядження для льотних команд.

Керівник Аеромедичної наукової лабораторії, полковник Томас Саммерс, пояснив основну мету та завдання цих тривалих випробувань. На його думку, критично важливо зібрати детальні свідоцтва та оцінки реальних пілотів, які безпосередньо експлуатують цю технологію у польотах. Отримана інформація, включаючи вказівки на сильні сторони системи та можливості для поліпшення, буде важливим ресурсом для подальшого технічного розвитку та оптимізації аудіосистеми. Ці знання також будуть застосовані при проектуванні кабін та систем управління для цілком нових типів літальних апаратів.

В Сухопутних військах Сполучених Штатів Америки в цей час проводиться активна розробка та випробування надзвичайно швидкісної штурмової платформи вертикального злету, яка отримала позначення MV-75 Cheyenne. Цей новий вертольіт розроблюється відповідно до державної програми FLRAA (Future Long-Range Assault Aircraft – майбутній далекобійний штурмовий літак). Планується, що коли MV-75 буде запущено в серійне виробництво та прибуде на озброєння, він поступово замінить значну частку існуючого парку вертольотів UH-60 Black Hawk, які послужили армії верою та правдою протягом кількох десятиліть.

Впровадження та всебічна перевірка розроблюваної передової аудіосистеми на вже існуючих вертольотах надають розробникам та інженерам цінну практичну інформацію. Ці дані дозволяють їм сформулювати та уточнити точні, обґрунтовані технічні вимоги та специфікації, які мають стосуватися конструкції кабін, розташування елементів управління, та аудіосистем майбутніх літальних апаратів. Усе це робиться задовго до того, як нові вертольоти перейдуть до фази масового промислового виробництва, що дозволяє економити час, ресурси та кошти на можливих переробках та доробках.