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无人驾驶汽车很快就要上路了,无人驾驶客机何时才能上天?

2016-3-8 22:20| 发布者: admin| 查看: 387| 评论: 0

简介:在最新的飞机机型设计中,大部分的操作都会依靠自动更新的飞行管理计算机系统完成,这通常被称作是飞行线控系统。这些自动化操作在很多地方都代替了过去飞行员执行的常规功能,比如设置飞行航程与切换导航无线电频率 ...

在将近 50 年前我曾经在军中服役,那时候我还是一个年轻的海军陆战飞行员,我的长官跟我说:「现在对于开飞机的要求越来越少了,也许有一天我们什么都不做飞机也能自己上天。」在那之后不久我就退役并且加入了美国泛美航空,成为了一个民航飞行员。事后来看,我的长官当年那番话相当具有先见之明,在今天,民航业内的一些专业人士已经在思考是否要在客机中运用无人驾驶技术。

如今双引擎的飞机例如波音 777 以及空客 A330 都能在载客量相同的情况下比早期的四引擎波音 747 飞得更远,同时还能少消耗约 40% 的燃油,并且波音 777 与空客 A330 这两种机型都只需要配备两名飞行员即可,而早期的波音 747 则需要有两名飞行员再加上一个飞行工程师。在上世纪八十年代,飞行工程师这一角色逐渐从驾驶舱隐退,此时飞机的操作已经实现了自动化,操控面板就设置在飞行员头部上方。在今天,只有那些行程较长的国际航线会再额外配备一名飞行员,这样驾驶组成员就可以轮流休息。

在最新的飞机机型设计中,大部分的操作都会依靠自动更新的飞行管理计算机系统完成,这通常被称作是飞行线控系统。这些自动化操作在很多地方都代替了过去飞行员执行的常规功能,比如设置飞行航程与切换导航无线电频率。过去的飞行员曾经得在飞行课程中花费大功夫去学习的那些细节操作,现在都已经不再需要亲自动手操作了。

这些更先进、更有效率的飞机机型将会大大降低运营成本,但与此同时飞行员的角色功能性在飞行中越来越低了,他们不再需要在整个航程中都专心致志。在一个航程 2.5 小时的国内航线中,自动驾驶系统与飞行管理系统通常可以完成其中 95% 的工作量。为了最大限度地提升效率,自动驾驶系统通常在飞机起飞上升到一两千英尺的时候开始工作,飞行员在飞行期间不需要进行操作,直到飞机在降落前的最后几千英尺时才需要参与一下。

当然了,如果飞行员愿意的话也可以手动操作飞机,通常需要飞行员手动操作的都是在飞机起飞后爬升高度以及即将降落的时候,不过基本上飞行员还是会尽可能地使用自动驾驶系统,而不是自己上。毕竟现如今的飞机在设计的时候就是从自动驾驶的角度出发的。

相比于我年轻的时候当波音 707 飞行员的上世纪 60 年代末期,现如今由计算机控制的自动飞行系统虽然对飞行员的工作前景带来了潜在威胁,但是却让空中旅程的安全程度大大提高,从飞行安全统计数据中也可以发现如今的飞行安全性比任何一个时代都要好。去年,在国际航空运输协会的报告中显示,除了那些犯罪行为导致的事故以外,在世界范围内都没有报告民航客机乘客致死事故。

没有人员死亡并不意味着在飞行中没有发生错误,尽管该行业已经尽了最大努力去防止各类人为事故,但是仍然会存在一些与机组人员相关的飞行事故,比如说忽视了系统警报、错误地进行飞行操作、系统故障处理不当以及没有注意到其他机组成员的疏忽。在 2009 年 10 月,美国西北航空公司的飞行员在圣地亚哥至明尼阿波利斯的航线中就造成了飞行事故。在飞机达到巡航高度之后,飞行员就开始了与航程毫不相关的聊天,这些因为聊天而分心的飞行员们错过了空中交通管制的通知电话,当时就有另一架飞机位于他们的航线中,他们同时还没有注意到自己已经飞过了目的地机场。虽然最终该架客机的飞行员重新与地面建立了无线电联系,并且太平无事地降落了,但这起飞行事故也凸显了高度自动化的飞行驾驶系统如何降低了飞行员的注意力,并且影响了飞行员的表现。

类似的飞行事故引起了政府的担忧,政府担心过度依赖自动化飞行操作系统会侵蚀飞行员的基本手动操作技能,并且让机组人员更容易分心。在 2016 年 2 月,美国交通运输部监察部门对美国联邦航空管理局表示了自己的担忧,建议航空公司加强对于飞行员的培训,与飞行员签订飞行表现监控协议,并且制定出手动飞行操作技能的标准。美国联邦航空管理局其实这些年来一直在致力于让飞行员在拥有自动化飞行操作系统的同时积极参与飞行工作,该部门已经承诺从明年初开始为航空公司及飞行员们提供官方指导。

于此同时,美国航空航天局(NASA)目前正在研发只需要一个宇航员的航空驾驶舱,由一名地面工作人员在地面监控多个航天器。在紧急情况与突发状况中,那一名地面工作人员可以立马转换工作职责,只关注有情况的航天飞机;如果驾驶舱中的那一名宇航员失去了操作能力,可以由地面操作人员来掌控航天飞机。

顺着这个想法进行逻辑思考,你会产生一个疑问:为何在航天飞机中只安排一个宇航员?NASA 的这种单一宇航员的概念设计听起来很是危险,与那些只配备两名飞行员的高度依赖自动化驾驶的客机一样会面临许多问题。更别提单个宇航员在这整个航天飞行中由于长时间的与世隔绝,被锁在驾驶舱内,可能还会产生心理问题。

在 2015 年 1 月召开的美国航空航天研究所科技会议上,波音公司的 CTO John Tracey 说:「如今是我们的一些购机客户强烈要求我们开发无人驾驶飞行系统。」

他接着补充道:「从技术上来说我们很有信心,这完全能够实现。对于商用飞机而言解决无人驾驶问题根本不存在技术困难。但是在这个过程中我们面临着资格认证、当局监管以及来自大众的看法。乘客们会放心乘坐一架没有飞行员的飞机吗?」

至少在不久的将来,这一问题的答案依然都只是一种假设。当被问到波音公司是否正在开发无人驾驶商用飞机的时候,波音公司的发言人回应道:「无论波音公司在这一技术领域做了多少专门研究,我们的脚步还没有超出 Tracey 先生所指出的范围。」

波音公司的竞争对手空客的发言人也对该问题做出了回应,「空客公司现在并没有计划开发无人驾驶客机。」

很有可能将负责认证无人驾驶客机的美国联邦航空局(FAA)也表示了自己的看法,其发言人说:「FAA 在交通运输类别中还没有展开无人驾驶客机的认证项目,我们机构中也没有任何人参与这种项目。」

但是就如同 Tracey 之前表明的那样,无人驾驶客机技术已经箭在弦上,最新的飞机机型如波音 787 和空客 A350 都已经配备了飞行控制计算机系统,这些机型所拥有的计算机控制飞行系统已经为实现无人驾驶技术打下了前期基础,主要的设计工作都已经完成了。在紧急情况下,过去需要飞行员根据显示屏上弹出的指示进行操作并监控整个过程,现在这些所有步骤可以由计算机自动完成。同时,飞机的无人驾驶系统在航行过程中能够做得更好,错误更少,合理规划路线、高度以及空速。听上去很不错,至少从理论上这是可以实现的。

不过谈到开飞机,人类在判断不相关事实并且迅速反应这一点上确实比计算机做得更好。比方说机长 Chelsey Sullenberger 曾经在 2009 年 1 月 15 日将一架空客 A320 成功导航并降落到哈德逊河中,因此避免了碰撞事故。1989 年 7 月 19 日,美国联合航空的机组成员在爱荷华州的苏城将他们因为中心发动机爆炸而半残废的麦道 DC-10 飞机成功迫降,在那个紧急关头飞机的飞行控制系统已经完全用不了。当第一代无人驾驶客机出厂时,很有可能驾驶舱内是没有舷窗的,我希望这种设计能够与机组人员工作相匹配。在这一切都化为现实之前,「什么都不做让飞机自己上天」都还只是一种想法而已,驾驶舱里面依然会被飞行员给塞满的。

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