跟我远走高飞 ----- 无人飞机的光荣,挑战与梦想

发表:2003-11-05 16:01
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2003年3月25日,惊心动魄的一幕在伊拉克战场上演。

当日,战火轰鸣,黄沙蔽日。就算是上空的美国飞行员眼睛一眨也不眨,也无法透过漫天黄沙看到地面的伊军坦克。看起来这是伊拉克共和国卫队反攻的绝佳机会。然而,就在伊军坦克部队向美军发动进攻时,他们遭到了致命打击。

在6万5千英尺高空,飞翔着美军 “全球鹰”(Global Hawk)无人飞机。“全球鹰”装载的新一代雷达系统将无线电波送到地面去感触目标,然后将伊军坦克形状和所在位置传送到卫星。美国《国家杂志》(National Journal)将其形容为“象盲人阅读盲文一样”。

卫星将信号送到位于北加利福尼亚的贝勒空军基地,基地再将信息和位于内华达州雷诺地区的空军国民警卫队中心共享。 在那里,空军中的高科技精英坐在电脑前,将信号分析加工,然后确定打击目标。 分析结果被传回卫星,卫星再将信号送至沙特阿拉伯萨尔顿王子空军基地的美国空军指挥中心. 中心指挥人员将攻击命令下达给正在全球鹰下方飞行并装载了“智能”炸弹的B-1轰炸机,与地球同步运转的全球定位卫星马上协同工作,于是,炸弹便象长了眼睛一般落到伊军坦克上。

远走高飞成可能 商业前景露峥嵘

无人飞机在第二次海湾战争中的飒爽英姿引起了美国政府其他部门的强烈兴趣。“捕食者”(Predator) 和“全球鹰”完全可以用来不分昼夜地监视美国边境,现已成为国土安全部一部分的美国海关和边境保护署已经邀请无人飞机生产厂家们向他们演示无人飞机在边境巡逻方面的应用。

无人飞机民用的一个巨大障碍是美国空域及飞行安全规定大部分都是根据 “有人飞机” 制定的,军用无人飞机只能在极其有限的规定区域训练和飞行。无人飞机生产商和使用者多年来一直努力游说美国政府,力争让无人机扩大飞行区域。

他们的努力终于在2003年8月取得了进展,美国联邦航空署批准美国空军的RQ-4 “全球鹰”无人飞机只要爬升到商用飞机以上规定高度,就可以在美国领空飞行。 但在爬升和降落阶段,仍然需要在严格限制的军事空域内进行。

无人飞机国际协会执行主任戴尔.戴维森(Darryl Davidson)在接受《简氏防卫周刊》(Jane’s Defense Weekly)采访时说:“这是意义非凡的一步,也是深思熟虑的一步。”

戴维森指出,空域管制的松动将让国防部更灵活地进行军事部署,空军不再需要申请通行证就能在限制空域外执行任务。另外,这项授权也使 “全球鹰”可以参与执行国土安全任务。 但更重要的是,这将为无人飞机的纯商业化应用铺平道路。

戴维森说,无人飞机的民用市场非常广阔,跟它比起来,军用市场将会“显得像个侏儒”。他举例说,美国地质测绘部门已经在执行某些特定任务时启用无人飞机,另外,无人飞机也已经被用来追踪鱼类和野生动物活动。无人飞机还可以广泛应用于其他民用领域: 如转发电视信号,提供高速互联网服务,搜寻援救,精细农耕,气象预报,电网安全,及监视重要交通线路。

他说,虽然暂时没有特别翔实的数据来展示无人飞机民用市场的巨大潜力,但无人飞机国际协会年会的出席情况多少能说明些问题。在过去三年中,他们的年会出席人数翻了一倍。2002年有1800人出席,117个厂家参展;但在2003年,有3000人出席,172个厂家参展。

技术发展以及空域管理条例的松动也让很多想让民用航空实现自动化的人士跃跃欲试,他们的设想颇有点石破天惊:让民航客机也实现无人驾驶。

民航客机可以不要飞行员吗?

现在的民航客机自动化程度已经相当高。目前,民航机自动驾驶大概在两种情况下启用。一是在枯燥漫长的飞行中减少机组人员的工作量;二是在能见度极低的恶劣天气条件下实现自动着陆。《经济学家》说,实际上,在恶劣天气条件下自动着陆比手动着陆要安全。现在,大部分大型客机在必要的时候都会使用自动着陆。在一些航班上,自动导航仪在起飞以后就一直开启,然后在飞行过程中一直使用,直到降落。

《简氏世界飞机》(Jane’s All the World’s Aircraft)编辑保罗.杰克逊说:“当飞机在大雾中到达机场时,大部分人们都会乐呵呵地感谢机长,但他们不知道实际上是电脑在指挥着陆。”

商用航线中没有实现自动化的环节是起飞。从飞行员的角度来看,起飞要比降落困难而且更容易出错。比如当飞机起飞时引擎失灵,这需要飞行员在千钧一发之际做出判断:飞机的速度已经快到足以飞离地面,还是立即终止起飞。波音公司航线运营副总裁肯.希津斯(Ken Higgins)说,自动起飞也有实现可能,但需要在飞机和跑道上都安装特殊设备,而开发这些技术很昂贵,成本甚至高到使起飞实现自动化变得没有太大意义。

多年来,无人飞机制造商和使用者向政府强调需要扩大飞行空域的的一个理由是:对军方而言,在训练部署中,尤其是涉及大型无人飞机时经常需要扩大飞行范围,比如一架全球鹰无人飞机的翼展(wingspan)通常和一架波音737差不多;就空中交通管制而言,虽然无人飞机中无飞行员,但地面上工作人员可以通过卫星数据传输器使用飞机上的步话机和空管部门协调,但这样的方法是否适用于大型民用客机令人怀疑。以生产军用无人机包括全球鹰在内的诺思罗普格鲁曼公司(North Grumman)副总裁鲍博.米歇尔(Bob Mitchell)说,在许多方面,全球鹰只是一个特例。无人军用飞机操作起来在很多方面和民用飞机大相径庭。全球鹰在6万5千英尺飞行,根本不影响下面的商用航线。虽然一个繁忙的空军基地和一个大型机场没有特别大的区别,但通过卫星遥控的方式指挥大量民用客机,这个想法听起来仍然有点耸人听闻。

无人客机如果需要广泛普及,就需要对目前的空管体制从地面到天空动一个大手术。这一天并非遥不可及。

航空业里的一些自由主义者们早就开始力陈,目前这种大一统式的从微观着眼的空管体制早就应该被废除。每一架飞机都应该被给予更大的自由度来自己选择航线和避免相撞。简而言之,在空中飞行应该和在大海中航行的自由度差不多。

除空管体制外,机场管理系统也需要进行重大改革才能满足无人飞机的需要。飞机起飞前向跑道滑行,和其它飞机一起按顺序排队准备起飞,到达后向机场登机口滑行……这些要么通过遥控,要么由飞机自动完成。但是,为这些事情辛辛苦苦费心劳力是为了什么呢?

一个 “钱”字了得

《经济学家》为民用无人飞机算了一笔经济帐:

薪水是航空公司最大的开销,一般会占公司收入的一半,飞行员又是其中收入最高的群体。业内人士分析说,一个航空公司里收入最高的100个人当中,往往有97个是飞行员。飞行员的高薪水当然是物有所值,乘客信任他们,以至于生死可托。根据专门从事航空公司猎头服务的“航空信息资源”机构 (Aviation Information Resource) 介绍,资深机长在美国一般可拿到17万8千美元年薪。很多航空公司付得比这还高,最慷慨的是“德尔塔航空空司”(Delta Airline),它的头牌飞行员可以拿到24万8千美元年薪,还不包括出差津贴和酒店费用。另外,出于安全考虑,一般情况下飞行员不会连续工作很长时间,这需要航空公司确保有足够的飞行员以备不时之需.

无人驾驶的民航飞机将会大幅度削减这些费用;他们不会感到疲劳,要求加薪或罢工,更不会在飞行前贪杯。 另外,一个在地面上工作的 “飞行员” 能够同时通过遥控操纵好几架飞机。波音公司最新的研究结果表明,一名地面人员有时可以同时操纵4架无人飞机。虽然无人飞机要求研发新技术,增添新设备,但比起每年省掉的几十亿美元来说,还是值得。

当然,指望不久就能乘坐无人驾驶客机在全球旅行还不太现实,一切都需要时间。微软公司的技术部门预计,大概在2030年,无人驾驶客机可能会成为一种常规旅行方式。但是,很多无人飞机生产商在实现一些近期目标上正在快马加鞭。Northrop Gurmman 正在尝试用无人飞机进行农作物喷粉,或当作低纬卫星来进行通讯服务。波音公司也专门成立了无人飞机部门,目前主要开发军事应用,但最终目标是民用商业航空。

安全问题 欲说还休

在如何向公众解释无人飞机的安全性问题上,飞机制造商和航空公司感到进退两难。据统计,一半以上的航空事故都是由于“CFIT” (Controlled flight into terrain),这是一个航空业专业术语,意思是说飞机本身当时没有故障,由于飞行员失误才撞到了山上。

《经济学家》说,在2002年上半年的18次致命航空事故中,有8次是因为CFIT。多年来无人货运飞机统计资料也表明,和由飞行员驾驶相比,无人飞机要可靠的多。但如果航空公司刻意强调无人飞机的安全性,会人为地把公众的注意力集中到安全上来,有点“没事找事”。在实际商业运作中,即使公众心理一点科学依据都没有,它起到的作用有时会让决策者们对统计资料和技术分析置之不理。比如,技术分析表明,在紧急着陆时,如果乘客的座位都能背对飞机前进方向,安全性就会大大提高。但现实中,如果哪家航空公司敢设计倒着坐的飞机,那离破产那一天就不远了。原因很简单:乘客往往感觉面朝前坐飞机才安全。

《简氏世界飞机》编辑保罗.杰克逊说,由于发动机位置的限制,目前还没有任何一家航空公司能够确保实现在水面上安全降落。但几乎每次航班起飞前,乘客都会看到空中小姐和先生们不厌其烦地向他们演示如何使用救生衣。实际上除了在接触到水面后灯会开启、哨子能够用来报警从而让乘客“感觉到安全”以外,救生衣“没有其他用处”。

无人飞机也许重写9/11

使乘客愿意乘坐无人驾驶客机仍然有别的办法,比如价格。9/11后,很多人声称这辈子再也不会坐飞机了,但当航空公司把价格减到令人心动时,还是有人愿意坐飞机。另外,在无人客机应用开始阶段,可以有一位飞行员在飞机上随时待命处理紧急情况,乘客就会放心得多。当然,9/11也使很多人坚信,这位随时待命处理情况的人员如果在地面上进行控制,情况可能好得多。比如当恐怖份子驾机飞向世贸双塔和五角大楼时,会发现飞机开始不听使唤,并自动转向降落在附近机场。在那里,有大队警察和联邦调查局的特工在恭候他们。

黄天波,《华⒍俟鄄臁分芸

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