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 Historie26.10.2002  

Historie über den Bau des F-16 Block 52 Simulators

Tja, was bewegt einen dazu, ein ca. 300 kg schweres Ungetüm aus Holz, Alu, Plexiglas und vielen Metern Kabel zusammenzubauen und in sein Arbeitszimmer zu stellen; bei dessen Anblick viele, die es das erste Mal sehen, aus dem Staunen nicht mehr herauskommen.

Wie alles begann
Die Idee
Der Bau
Die Bestückung
Die Elektronik
Die Instrumente
Das Redesign
Und heute?
Was hat es gebracht?


Wie alles begann

Als begeisterten Piloten haben mich schon immer die verschiedenen Flugsimulationen am heimischen PC interessiert. Dabei muß ich gestehen, daß ich hierbei keinen Unterschied zwischen zivilen und militärischen Flugsimulatoren gemacht habe. Im Gegenteil, die militärischen Flugsimulatoren haben mich schon immer mehr fasziniert. Sie sind viel komplexer und erfordern (sofern sie einigermaßen realistisch umgesetzt sind) wesentlich mehr Einarbeitung und Konzentration beim Fliegen. Eine der Simulationen, die mich seinerzeit gefesselt haben, war "Falcon 2" von Microprose. Doch beim Spielen kam keine echte Freude auf. Da haben die Programmierer alles getan, um den Simulator so realistisch wie möglich zu machen, und unsereins sitzt vor einer Tastatur, in der rechten Hand den Joystick (oder was man damals dafür hielt), vor sich den Monitor, die Kaffeetasse und die Dokumentation links von einem. Und dann ging es los: Gas geben ("+" auf der Zifferntastatur drücken) ....... [viele Tastendrücke später] ....... da kommt ein gegnerisches Flugzeug von links, verdammt, der Joystick rutscht weg... welche Taste muß ich drücken um nach links zu sehen ....... [viele Tastendrücke später] ....... Radaraufschaltung, "CTRL" oder "ALT"!?!?! mit "R" zusammen ....... [viele Tastendrücke später] ....... "Enter" drücken, um es nach dem Begräbnis (Absturz wegen zu langsamer Reaktion oder besser gesagt, wegen zu vieler Tastendrücke) noch einmal zu versuchen. Kennst Du das, kommt es Dir nicht bekannt vor?

Ich denke, wenn alle realen Militärflugzeuge so zu bedienen und fliegen wären (mit Tastatur und Joystick, aber natürlich ohne Autopilot), dann würde es keiner mehr wagen, einen Krieg zu führen. Doch nun zurück zur "persönlichen" Geschichte.

So zu fliegen hat mich "tierisch genervt". Ich begann damit, mir Gedanken über eine einigermaßen realistische Spielumgebung zu machen. Als der erste Schubregler von Thrustmaster zur Verfügung stand, war das Fliegen - nach meiner damaligen Meinung - schon fast perfekt. Doch leider hatte ich nun zwei Dinge, die bei heftigen körperlichen Zuckungen und Bewegungen des Körpers auf meinem Schreibtisch Lambada tanzten. Man muß sich wirklich einmal einen begeisterten Flugsimulatorfreak beim Fliegen am PC von hinten anschauen. Das ist körperliche Extase in Reinkultur - von wegen Fitnesstudio, was da an Kalorien verbraucht wird... ist das nicht 'mal ein Thema für eine medizinische Doktorarbeit?

Also baute ich meinen ersten Simulatorstuhl. War ganz einfach, ein rechteckiges Brett mit Schaumstoffpolsterung als Sitzfläche, daneben wie kleine Flügel zwei Bretter angeschraubt. Links ein Brett mit fest montiertem Schubhebel und rechts ein Brett mit einem draufgepappten Joystick. Zum Spielen wurde das Ganze auf einen normalen Stuhl gelegt, sich d'rauf gesetzt und los ging's. Nichts wackelte mehr, der Schubregler befand sich auch noch nach einem Griff zur Tastatur da, wo er hingehörte. Und damit noch richtiges "F-16-Feeling" aufkam, wurde der Stuhl gelegentlich auf zwei Beinen um 30 Grad nach hinten gekippt. Das mit dem "gekippten" Stuhl ist nicht unbedingt zur Nachahmung empfohlen, da sich die Schwerkraft dabei schmerzhaft bemerkbar machen kann.


Die Idee

Das ging eine Weile lang gut, doch die Probleme mit der §$?&%!#-Tastatur blieben. Man verspürte oft den Wunsch, vier Hände zur Bedienung zu haben. Also reifte in meinem Kopf langsam der Plan, ein Cockpit der F-16 im Maßstab 1:1 zu bauen. Du wirst jetzt denken - blöde Idee. Das dachte ich am Anfang auch. Doch je mehr ich darüber nachdachte, um so mehr wuchs der Wunsch danach.

Doch wie will man etwas bauen, von dem man keine Ahnung hat, wie es aussieht? Ich besorgte mir alles an Büchern und Heften, die es seinerzeit in Deutschland Modell des Cockpits über die F-16 zu kaufen gab. Das war nicht viel. Meistens nur bunte Bildchen der F-16 am Boden oder im Flug, aber nie ein gutes Photo aus dem Cockpit. Nach vielem Suchen bin ich dann auf das Heft "LOCK ON No 2 - General Dynamics F-16 FIGHTING FALCON" des Verlages "Verlinden Publications" gestoßen (ISBN 90 70932 03 2). Hier muß ich anmerken, daß in Deutschland diese amerikanischen oder englischen Fachbücher/-hefte unverschämt teuer sind, man glaubt an einen $-Kurs von 1:5. Wohl dem, der einen Bekannten in den USA oder in England hat. Nun, ich hatte damals keinen und das Internet kannte man nur vom Hörensagen her. Also tief in die Tasche greifen und her mit dem Heft. Es war für mich die erste Publikation, die viele Bereiche der F-16 in Nahaufnahme zeigte, natürlich auch das Cockpit. In diesem Heft wurde auch ein Cockpit-Modell im Maßstab 1:12 vorgestellt (siehe nebenstehendes Photo). Leider waren die dort illustrierten Bereiche von der F-16 Block A, und ich wollte unbedingt das Cockpit der neueren Version "C" bauen. Dieses unterscheidet sich erheblich von dem der "A"-Version. Doch zumindest die Proportionen des Cockpits dürften sich ja nicht wesentlich von der "C"-Version unterscheiden und so begann ich, mein ganzes Wissen über Trigonometrie und Optik herauszukramen, um an Hand der Photos wenigstens ungefähre Daten über Länge/Breite/Höhe des Cockpits zu erlangen. War ganz schön schwer, und wie sich später herausstellte, auch nicht immer ganz richtig. Doch ich kam wenigstens meinem Traum ein Stück näher.

Auf vielen DIN-A3 und A4-Bögen (die Umwelt möge mir verzeihen) machte ich die ersten Entwürfe, skizzierte, zeichnete, verwarf wieder, träumte, rechnete, skizzierte....

[viele Monate später]

.... aus beruflichen Gründen kam 91 mein Umzug nach Berlin. Jetzt klappte es auch mit den Finanzen besser (Berlinvergünstigung, jaja, so etwas gab es damals). Und dann ereigneten sich zwei Dinge, die dem Traum von einem "eigenen" Cockpit einen Tritt in die richtige Richtung verpassten.

1. Die erste ILA 1992 in Berlin
2. Der Umzug eines guten alten Freundes und gelernten Kunstschreiners nach Berlin

Simulator auf der ILA Auf der ILA (ich konnte sie damals leider nur am letzten Tag besuchen) fand ich eher durch Zufall in einer Halle am Rand einen Nachbau des F-16 Cockpits im Maßstab 1:1!!! Ich konnte es nicht fassen, genau so hatte ich mir "meines" vorgestellt. Dieser hier war natürlich richtig professionell für die Ausbildung an der F-16, mit fast allen Instrumenten drin. Ich knipste meinen verbliebenen Film leer, und machte aus allen Seiten und Blickwinkeln Aufnahmen (siehe Simulator-Photos). Mich wundert nur, daß mich keiner wegen Spionageverdacht verhaftet hat.

Anhand dieser Bilder und der oben erwähnten Trigonometrie korrigierte und verbesserte ich meine damaligen Entwürfe.

Dann kam Joe (der Kunstschreiner) nach Berlin. Bei einem unserer Treffen erzählte ich ihm von meinem Traum eines eigenen Cockpits. Ich wollte eigentlich von ihm - als Fachmann - nur wissen, wie ich so etwas bauen könnte (Materialart und Stärke etc). Er hörte sich meine Idee in Ruhe an und meinte dann, wenn ich wolle, könne er mir dabei helfen. So ein Cockpit zu bauen, sei wesentlich interessanter als nur Schränke und Regale zu fertigen. Ich müsse ihm nur exakte Pläne zur Verfügung stellen. Er gab mir eine Menge Tips bzgl. der Konstruktion des Rumpfes (Statik etc.), den zur Verfügung stehenden Holzarten und Stärken und aufgrund dieser Informationen überarbeitete ich meine Pläne (ganz liebe Grüße an dieser Stelle an Bianka, die mir dabei zur Seite gestanden hat).


Der Bau

Nach einigen Wochen war es soweit, die Pläne waren fertig, Joe hatte das nowendige Material besorgt und nun standen wir (Bianka, Joe und ich) am Wochenende in seiner Werkstatt. Was dann kam, habe ich leider nicht mit Photos dokumentiert, vielleicht hielt ich das Ganze damals noch immer für einen Traum. Drei Wochenenden sägten, feilten, klebten, schliffen, bohrten und lackierten wir um die Wette. Abends sahen wir aus wie ... na ja, das erspare ich Dir lieber. Ich hatte aber das Gefühl, daß ich pro "Arbeitstag" ca. 1 kg Sägemehl in der Nase hatte. Wie halten das die Schreiner aus?

Aber dann war es fertig! Noch ohne Elektronik, Schalter etc., aber es sah schon aus wie ein richtiges Cockpit.

Ein kleines Problem war der Transport des Simulators in die Wohnung, er wiegt - zusammengesetzt, aber ohne Elektronik - etwa 270 kg. Zum Glück habe ich bei der Konstruktion darauf geachtet, daß man den Simulator für einen Transport in "handliche" Stücke zerlegen kann. So wurde auch diese Hürde genommen.


Die Bestückung

Nach diesem Stapellauf erfolgte dann die "Bestückung" in meiner Wohnung. Als erstes wurden der Joystick, der Schubregler und die Seitenruderpedale eingebaut. Als Stick kam nur der "F-16 FLCS" der Firma Thrustmaster in Frage, er ist dem Stick der echten F-16 sehr gut nachgebaut. Der Schubregler war ebenfalls von der Firma Thrustmaster, ich habe ihn vor einiger Zeit gegen den "F-16 TQS" der gleichen Firma eingetauscht, auch dieser ist seinem Original sehr gut nachempfunden. Als Seitenruder wurde das "RCS" - auch von Thrustmaster - eingebaut. Nur leider hat der RCS keine eingebauten Bremsen, was das Rollen am Boden sehr schwierig macht.

Nachdem die Steuerung funktionierte, der Monitor d'raufgestellt und das ganze an den PC (damals noch ein 4/66 mit 16 MB - Wahnsinn) angeschlossen war, gingen die ersten "Probeflüge" los. Ich wurde nicht enttäuscht, es war ein super "Feeling". Natürlich befand sich die Tastatur noch auf einem kleinen Brettchen zwischen den Beinen (wie die Esstischchen bei der Lufthansa), aber das sollte sich bald ändern.

Am Anfang habe ich viel darüber nachgedacht, wie und mit welchen Instrumenten und Bedienelementen ich meinen Simulator bestücken sollte. Da ich mit ihm natürlich nicht nur militärische, sondern auch zivile Simulatoren fliegen wollte, mußten eigentlich auch Bedienelemente für zivile Flugzeuge vorhanden sein. Ebenfalls fehlten mir gute Detailaufnahmen mit allen Schaltern und Beschriftungen einer echten F-16 Block 52. Die weiter oben erwähnten Aufnahmen des F-16 Simulators von der ILA zeigten leider keine Details. Daher entschied ich mich für einen Kompromiß. Es wurden in der ersten Bestückungsversion meines Simulators auch Elemente von zivilen Flugzeugen eingebaut (Schalter für Flaps, Drehschalter für COM, VORīs und ADF etc.).

Heute stehe ich auf dem Standpunkt, wenn schon einen Cockpitnachbau im Maßstab 1:1, dann bitte so genau wie möglich. Nach der zweiten und dritten ILA hatte ich auch genügend gute Photos von allen Instrumenten und Panels der F-16 Bock C, so daß ich nach und nach alle "falschen" Panels gegen möglichst exakte Nachbauten ausgetauscht habe. Doch davon später.....


Die Elektronik

Da ich kein ausgebildeter Elektrotechniker bin, wollte ich mir die Arbeit mit der neuen Bedienung (Schalter, Knöpfe, etc.) so einfach wie möglich machen. Ich kaufte mir von der Firma Aerosoft ein Steuerpanel, welches mit den wichtigsten Bedienelementen für den damaligen Microsoft FS5 ausgestattet war und versuchte, dieses für mich "auszuschlachten". Nach Entfernung des Gehäuses und Auslöten aller Bedienelemente wurde die übrigebliebene Platine als Basisteil im Simulator eingebaut. Die Kabel zu den einzelnen Schaltern und Knöpfen wurden verlängert und montiert. Doch beim ersten Test kam schnell der Frust. Bei fünf angebrachten Elementen funktionierte noch alles bestens, nach dem sechsten funktionierte gar nichts mehr. Nach einigen Telefonaten - mit den übrigens immer geduldigen und fachlich guten Technikern von Aerosoft - war das Problem gefunden. Man kann halt Kabel nicht unendlich verlängern, die Schaltungen auf der Platine waren für extrem kurze Kabelwege (max. 15 cm) errechnet worden und ich habe versucht, sie auf bis zu 2 Meter zu verlängern. Das kann nicht gut gehen. Also kam ich nicht umhin, mich im Fach Elektrotechnik weiterzubilden.

[viele Monate später]

Nach vielem Lernen, Nachfragen und einiger Hilfe von außen hatte ich dann eine grobe Lösung für die Schaltungsprobleme. Von der Firma IHSE GmbH kaufte ich einen freiprogrammierbaren Tastaturcontroller (Artikel-Nr. GCK-210-FREEPR). Mit diesem können bis zu 128 Schalter über eine große Entfernung angeschlossen werden. Mit einer speziellen Software kann jedem dieser Schalter eine beliebige Tastensequenz beigebracht werden. Damit hatte ich fast genau das, was ich brauchte.

Jetzt mußte nur noch das Problem mit den Kippschaltern gelöst werden. Was ist das nun wieder? Wenn man eine Taste auf einer Tastatur drückt, wird so lange ein Stromkreis geschlossen, bis die Taste wieder losgelassen wird. Normalerweise drückt man eine Taste nur kurz, um etwas in einem Flugsimulator zu erreichen, z.B. einmal die Taste "G" drücken, und das Fahrwerk wird - je nach vorheriger Position - entweder ein- oder ausgefahren. Ein Kippschalter befindet sich aber immer in einem ein- oder ausgeschalteten Zustand. Also, in der einen Position ist der Stromkreis dauerhaft unterbrochen, in der anderen dauerhaft geschlossen. Wenn man dies nun auf das Beispiel mit dem Fahrwerk anwendet, passiert entweder gar nichts oder das Fahrwerk fährt aus, fährt ein, fährt aus, fährt ein.... Beim Fliegen ist das nicht sehr lustig.

Am Anfang dachte ich noch, dies müsse sich über ein einfaches angelötetes Relais lösen lassen, doch da mußte ich mich eines Besseren belehren lassen. Die Lösung für dieses Problem steckt in einer kleinen, selbstgebauten Platine (pro Kippschalter eine). Wenn diese an einen Kippschalter angeschlossen ist, wird bei jeder neuen Stellung des Schalters nur kurz der Stromkreis geschlossen, genau so lange, um einen kurzen Tastendruck zu simulieren. Der Nachteil dieser Lösung: Die Platine ist etwas aufwendig herzustellen und man benötigt an die 100 Stück, wenn alle Kippschalter berücksichtigt werden sollen. Doch ein Trost, ich kenne zur Zeit keinen Flugsimulator, der alle Kippschalter in ihrer originalen Funktion nachempfinden würde. Selbst der zur Zeit beste erhältliche F-16 Simulator "Falcon 4.0" der Firma Microprose berücksichtigt nur einen Bruchteil der Kippschalter. Bei mir sind zur Zeit etwa 30 Stück im Einsatz, damit kann ich alle Funktionen des "Falcon 4.0" abbilden.

Dennoch, auf die Dauer war das Herstellen der Platinen doch sehr zeitaufwendig und vor allen Dingen nicht gerade billig. Ebenfalls "nervte" mich die doch zum Teil umständliche Programmierung, damit die Tasten und Schalter in einem Flugsimulator auch wirklich das auslösten, was sie sollten. Daher suchte ich nach einer eleganteren Lösung. Nach langem Suchen glaube ich heute, sie gefunden zu haben. Es ist die EPIC-Card. Sie ist gewissermaßen die Gold-Card der Homebuild-Cockpitbauer im Bereich Elektronik (auch wegen des Preises). Leider ist sie (in meinen Augen) sehr unzureichend dokumentiert und kann einen "Simmer" wie mich schon ganz schön nah an den Rand der Verzweiflung bringen. Nach vielen Mühen und mit einiger Hilfe von außen ist es mir jetzt gelungen, alle! Schalter, Taster und Knöpfe komplett über die EPIC abzudecken. Ebenfalls lassen sich jetzt - EPIC sei Dank - auch Warnleuchten und Signallampen korrekt ansteuern und ohne großen Aufwand programmieren. Wenn z.B. der Autopilot eingeschaltet wird, dann leuchtet die entsprechende Signallampe auf. Wenn jetzt am Stick eine größere Bewegung gemacht wird, schaltet sich der Autopilot wieder aus die Signallampe erlischt. Klingt doch gut, oder?


Die Instrumente

Neben den Bedienelementen enthält ein Cockpitnachbau natürlich auch Instrumente. Auch hier habe ich lange überlegt, wie man sie nachbauen könnte. Originalteile kamen aus Kostengründen nicht in Frage, ganz davon abgesehen, daß viele Instrumente der F-16 überhaupt nicht zu bekommen sind. OK, also Nachbau. Funktionsfähig oder Attrappe? Ein funktionsfähiger Nachbau hat sicherlich seine Reize, aber welche Software unterstützt diesen schon? Ich kenne keine. Vielleicht in ein paar Jahren, aber zur Zeit gibt es sie auf dem PC-Sektor noch nicht. Also wählte ich die Attrappe. Mit ein bißchen Plexiglas, dicker bedruckter Pappe, Schere und Klebstoff erhält man einen Nachbau, der auf den ersten Blick dem echten Instrument täuschend ähnlich sieht. So sind alle meine Instrumente entstanden und ich denke, ich kann damit leben.


Das Redesign

Im Laufe der Zeit begannen mich einige Dinge an meinem Simulator zu stören. Damals hatte ich bei einigen komplizierten Bauteilen nicht den Mut gehabt, sie korrekt in Holz nachzubauen, daher wurden sie zum Teil extrem abstrahiert. Ebenfalls fehlten mir zur damaligen Zeit genaue Infos über Maße und Abmessungen des Cockpits. Daher ist zum Beispiel das ICP in meiner "ersten Version" etwas zu groß geraten. Das liegt zum Teil auch daran, daß sich im Original die Mittelconsole im ICP-Bereich nach vorne hin verjüngt und dieses hatte ich - wegen der komplizierten Form der Mittelconsole - nicht berücksichtigt. Kurz und gut, daß alles begann mich - als Genauigkeits-"Fanatiker" - tiersch zu stören. Nachdem ich dann über viele Umwege an einigermaßen exakte Maße des F-16 Cockpits sowie einige genaue Zeichnungen des F-16 Block 52 Cockpits gekommen bin, stand mein Entschluß fest. Der vordere Bereich wird komplett erneuert und so genau wie möglich nachgebildet. Nach vielem studieren von Bildern und Zeichnungen hatte ich dann eine Vorstellung davon, wie es gebaut werden sollte. Joachim (der Kunstschreiner) sagte sofort seine Hilfe zu und so begannen wir (eher er) im Oktober mit dem Bau des neuen Frontbereiches. Nach vielen Abenden in der Werkstatt war es dann soweit, die Mittelconsole sowie der Aufsatz waren fertig. Noch ohne Instrumente und Panels, aber ansonsten fertig zum Einbau. Meine Güte, wie kümmerlich sah da der alte Frontbereich gegenüber dem Neuen aus.

Die kommenden Tage und Wochen verbrachte ich anschließend damit, die komplette alte Elektronik rauszuwerfen und über die EPIC-Card neu zu verkabeln. Ebenfalls tauschte ich alle Fremdpanels gegen originalgetreue Panels aus. Auch wurden dabei erstmalig Warn- und Signalleuchten in die Panels sowie rund um den Aufsatz eingebaut und angeschlossen.


Und heute?

Heute ist mein Simulator zu ca. 80% fertiggestellt. Das mit den 80% ist nicht wörtlich zu nehmen. Seit Jahren baue ich an dem Simulator und seit Jahren ist der Simulator zu 80% fertig. Ich glaube, er wird immer "im Bau" sein und nie fertig werden. Auf meiner "ToDo-Liste" stehen zur Zeit noch folgende Aktivitäten:


Was hat es gebracht?

Viele mögen dies für ein Spielzeug eines spleenigen Freaks halten, vielleicht haben sie auch recht. Ich habe aber - neben einer Menge Spaß und über 1.000 Arbeitsstunden - auch viel Erfahrung daraus gewonnen. Da ich natürlich nicht nur militärische Flugsimulatoren darauf betreibe, sondern auch sehr gute "Zivile", bin ich fest davon überzeugt, daß ich in meiner praktischen Fliegerei viel Geld für Ausbildungsstunden gespart habe und sicherlich noch sparen werde. In einer "realistischeren" Umgebung lernt man halt leichter, begreift Zusammenhänge schneller und kann sich in einem gefahrlosen Umfeld besser auf die Bewältigung von Problemen konzentrieren. Natürlich wird das Fliegen im Simulator nie das richtige Fliegen ersetzen, aber es hilft einem Geld sparen. Warum muß ich für das Training z.B. eines Holding oder eines VOR-Interception DM 400,- pro Stunde bezahlen, wo ich es auf einem Simulator umsonst erhalten kann. Ich glaube, der Trainingseffekt von Flugsimulatoren ist unbestritten.

Von der ersten Idee eines eigenen Cockpits im Jahre 1989 bis heute (1999) ist viel Zeit vergangen. 1989 hat man von den heutigen Möglichkeiten im Bereich der Hard- und Software nur träumen können, was werden die nächsten 10 Jahre bringen?


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