C2: ICARUS (1993 -1997) (NL)

Interceptor Control and Allocation Rehearsal Using Simulation (ICARUS)

Tussen 1993 en 1997 werd in Europees verband onderzoek verricht naar technologieën voor het koppelen van een groot aantal bemande simulators over een Wide Area Network voor het trainen van Complex Air Warfare. Onder Complex Air Warfare wordt verstaan het luchtgevecht in zijn meest complete vorm, waarbij met grote aantallen vliegtuigen onder realistische omstandigheden geopereerd wordt. De in het project ontwikkelde demonstrator koppelde een aantal Tornado gevechtsvliegtuigsimulators in Engeland en Duitsland met daarin de door TNO ontwikkelde command en control component genaamd ICARUS (Interceptor Control and Allocation Rehearsal Using Simulation).

ICARUS logo
ICARUS logo

 
De simulator simuleert een gedeelte van het gevechtsleidingscentrum van de Koninklijke Luchtmacht bij het Air Operations Control Station Nieuw Milligen (AOCS NM):

  • De Fighter Allocator, de persoon die achter een radarscherm en op basis van de gereedheidsstatus van de eigen vliegtuigen op de grond de inzet van deze vliegtuigen coordineert en, wanneer deze eenmaal in de lucht zijn, toewijst aan een Interceptor Controller die een directe radio verbinding met het jachtvliegtuig maakt.
  • De Interceptor Controller die middels zijn radarscherm via een radioverbinding aanwijzingen geeft aan het jachtvliegtuig voor onderschepping van de vijandelijke vliegtuigen.

De technologie voor het interactief koppelen van simulators was gebaseerd op het gebruik van de Distributed Interactive Simulation (DIS) standard, een standaard protocol/afspraak die de inhoud van de uitgewisselde berichten tussen de simulators vastlegt. Hierdoor begrijpt iedere simulator de data die deze van andere simulators ontvangt en kan hier vervolgens actie op ondernemen. De DIS-standaard is nog steeds in gebruik bij de diverse krijgsmachten in de wereld voor het interactief koppelen van simulators.

Het project is uitgevoerd door een consortium bestaande uit zes bedrijven en onderzoekslaboratoria uit Duitsland, het Verenigd Koninkrijk, Spanje, Italië, Turkije en Nederland.

Complex Air Warfare Demonstrator
Complex Air Warfare Demonstrator

De complete ICARUS-simulator bestond uit de volgende componenten:

  • Drie consoles bemand door een Fighter Allocator en twee Fighter Controllers. Deze consoles zijn zeer realistische kopieën van het destijds gebruikte NADGE-systeem waarin de belangrijkste functies zijn geïmplementeerd voor het (gesimuleerd) uitvoeren van Fighter Allocator en Interceptor Controller-taken.
     

    NADGE simulatorconsoles met communicatieboxen
    Zichtbaar zijn twee van de drie simulatorconsoles met communicatieboxen en VT100-schermen

     

  • Eén ICARUS Manager, die met behulp van een computerscherm en audioverbinding het overzicht behoudt van de gehele tactische situatie en die de rollen van de verschillende andere functionarissen binnen en buiten het gevechtsleidingsstation (Control and Reporting Centre) vervult. 
    ICARUS Manager bedieningsscherm
    ICARUS Manager bedieningsscherm

     

  • Er was een directe link, gerealiseerd door middel van DIS, tussen het ICARUS Managerstation en de tactische omgeving welke werd gesimuleerd door ITEMS die de Computer Generated Forces (CGF) genereerde.

 

ICARUS promotional photo
ICARUS promotional photo

Na drie demonstratie runs voor een internationaal publiek in 1996 kon voldaan de balans worden opgemaakt:

  • De demonstratiedag was zonder meer perfect verlopen, met voor de toeschouwers een nieuwe kijk op technische mogelijkheden voor training en opleiding.
  • De doelstellingen met ICARUS binnen het internationale project zijn voor de volle 100% gehaald.
  • De Fighter Controllers vonden de missies dermate realistisch, dat deze in hun logboek werden vermeld.

Om een indruk te geven van het gebruik van de ICARUS- en de DIS-technologieën volgt hieronder het verslag van een demonstratie uitgevoerd op donderdag 14 november 1996.

We bevinden ons met de ICARUS-simulator in een bunker in Stolberg bij Aken. Onze jongens van het CRC Nieuw-Milligen zitten enigszins nerveus achter de consoles. “We zullen die vijand (door de computer gegenereerde objecten) wel even gaan pakken” zeggen ze vol zelfvertrouwen. Maar gezien de repetities voorafgaande aan de demonstratie is dit zelfvertrouwen niet terecht. Door het geluid van een sirene wordt het begin van de oefening aangekondigd. De vijandelijke entiteiten verschijnen op het radardisplay en bewegen zich naar het rendez-vous point in midden-Duitsland. Dat is nog ver weg van ‘onze’ vliegbases Neuburg en Lechfeld in Beieren.

De gesimuleerde vijand bestaat uit een formatie van twee bommenwerpers (waarvan een computergegenereerd toestel) en een bemande Tornado jachtbommenwerpersimulator in Stolberg die gevlogen wordt door een Engelse vlieger. Deze bommenwerpers hebben de taak onze vliegvelden aan te vallen. De bommenwerpers worden voorafgegaan door drie computergegenereerde Suppression of Enemy Air Defences (SEAD) toestellen die een poging zullen doen om onze Surface to Air Missile (SAM)-gordel het zwijgen op te leggen. Vanuit het noordoosten verschijnt er een Tornado ECR die na een bepaalde tijd in het scenario zijn radarverstoorder zal activeren.

Vanuit de omgeving van Luxemburg verschijnt ook een formatie van 4 Mig-29s (escort) die de bombers zullen beschermen tegen elke reactie van onze kant. In het noorden verschijnen tevens twee door de computer gegenereerde F-16s. Een van deze F-16s wordt bestuurd door een Artificial Intelligence programma van de Turkse partner AIT in het consortium: “één-tegen-één is deze F-16 superieur” volgens de Turkse collega. Glimlachend neem ik als demonstratieleider deze informatie in ontvangst.

Aan het begin van het oefening hangen reeds acht eigen F-16’s op Combat Air Patrol (CAP). Dit zijn als het ware vooruitgeschoven posten op grote hoogte, die direct en alert kunnen reageren indien vijandelijke vliegtuigen een aanval proberen te plegen. Een van deze vliegtuigen op CAP is een bemande vluchtsimulator, gestationeerd in het Verenigd Koninkrijk, die reeds onder leiding van onze Fighter Controller 1 zijn rondjes vliegt (callsign LK022). De andere vliegtuigen zijn Computer Generated Forces (CGFs) die door computergegenereerde Fighter Controllers naar hun doel geleid kunnen worden. Verder staan op onze vliegbases een groot aantal F-16s, waaronder een bemande vluchtsimulator, die ingezet kunnen worden om de aanvallende partij te bestrijden. Bovendien hebben we een AWACS in de lucht en een tankvliegtuig, waar de vliegtuigen met een tekort aan brandstof kunnen bijtanken.

Nog effe wachten” roept de Fighter Allocator (FA) naar zijn twee Fighter Controllers (FC). “Ik schop alvast een kist voor jou de lucht in“, roept de FA tegen Fighter Controller 2. Het Wing Operations Centre (WOC) wordt nu gebeld. De ICARUS manager antwoordt in de rol van Wing Ops (WOC) en de FA doet zijn aanvraag.

FA:    Lechfeld, scramble one Lima Lima for intervention mission

WOC:  ICARUS, copied, your callsign will be Lima Kilo One One

FA:   Rodger, Lima Kilo One One, initial heading tree zero zero, climb angels one two, speed gate, Primary TAD 452, Secondary TAD 481

WOC: Copied ICARUS

De WOC verbreekt de verbinding met de FA en geeft nu de vlieger (UK1) via de radio de opdracht om op te stijgen.

WOC: Lima Kilo One One, cleared for take-off, heading three zero zero, climb angels one two, contact ICARUS on primary TAD 452, secondary 481

UK1: Lima Kilo One One, copied, heading three zero zero. climb angels one two, contact ICARUS on primary TAD 452, secondary 481

 

Weldra verschijnt er het symbool en het tracknummer LK11 op de radarscope van de ICARUS simulator die positie en de snelheid van het zojuist opgestegen vliegtuig aangeeft.

UK1:  ICARUS, Lima Kilo One One on 452 do you read

FC1:  Loud and Clear, how me

UK1:  Lima Kilo One One, read you 5  klinkt het over de radio

FC1:  Lima Kilo One One, you have positive radar, positive control, continue heading 300, climb angels 20

UK1: Lima Kilo One One copied

De verdediging kan beginnen. De FA roept tegen zijn controllers: “we gaan eerst het Artificial Intelligence Target met tracklabel KM004 pakken“… “We gaan er met twee kisten op af“. “Jij gaat er met je kist met een oost-omtrekkende beweging op af, terwijl ik een andere kist van CAP direct er op afstuur“.
De FA geeft nu een computer-gegenereerde Flight Controller nummer 3 opdracht om de KM004 te onderscheppen. Weldra verlaat de F-16 zijn CAP-positie en is op weg naar de KM004. De FA stuurt nu zijn Engelse bemande flightsimulator naar het noorden om zo een omtrekkende beweging te creëren.

 

ICARUS communicatiebox
ICARUS communicatiebox

FC3:  Lima Kilo Two Two, heading 350, speed point niner, your target heading 190

UK2: Roger Lima Kilo Two Two

F..k, F..k, ik heb jamming” schreeuwt FC3, “ik kan niks meer zien“. “Dat is nou juist de bedoeling van jamming“, merkt FC2 op.

Verd… de KM004 komt op me af“, schreewt FC3. “Dat gebeurt bij ons in Nieuw Millingen tijdens gesimuleerde missies niet“. 
Bij ons is alles echt; niets gesimuleerd“, zegt de TNO demonstratieleider.

Lima Kilo One One, port zero eight zero, angels five, range six zero, gorilla, heading 190, low, mind active oil fields” roept FC2 in de radio naar de vlieger. De spanning en het stemvolume van de fighter controllers neemt toe…
Draai van hem weg“, roept de FA in een poging om de AIT op de andere onderschepper te krijgen.

FC1:  Lima Kilo Two Two, heading zero niner zero, speed one point two, accelerate!!

UK2: Rodger Lima Kilo Two Two, zero niner zero, one point two

Het lukt” schreewt FC1 nu, “Hij gaat nu op de andere af“. “Nu kun je hem pakken“, roept de FA, “draai er achter“.

FC1: Lima Kilo Two Two, heading two seven zero, your target range 35, five thousand, engage

UK2: Lima Kilo Two Two, two seven zero, your target range 35, five thousand, engage

UK2: Lima Kilo Two Two, firing missile

UK2: Lima Kilo Two Two, report splash

We hebben hem“, juicht FC1, “de Turken zullen wel niet blij zijn nu zijn superieure kist ten onder gaat.

Dit alles gebeurt al na tien minuten tijdens de demonstratie van een uur. Het Turkse AIT hebben we niet meer gezien…

Deze realistische acties duren nog zo’n veertig minuten voort, eindigend met een klopjacht door drie F-16’s op de Duitse Tornado gevlogen door en Engelse vlieger en zijn Duitse navigator. Na vijftig minuten strijd is de aanval afgeslagen en wordt als laatste de Tornado ‘begraven’.

ICARUS communicatiebox met keypad
ICARUS communicatiebox met keypad
Referentie

Design Principles for Intelligent Agents in Distributed Interactive Simulation, E. Oztemel and S. Kocabas.