全球載人無人駕駛航空器?俄羅斯《側面》周刊網站近日刊登題為《客機何時實現無人駕駛》的一篇文章,作者是伊萬·德米特裡延科文章編譯如下:,接下來我們就來聊聊關于全球載人無人駕駛航空器?以下内容大家不妨參考一二希望能幫到您!
俄羅斯《側面》周刊網站近日刊登題為《客機何時實現無人駕駛》的一篇文章,作者是伊萬·德米特裡延科。文章編譯如下:
“歡迎登機!我是電子機長‘喬治’。本次航班完全無人駕駛。别擔心,系好安全帶,請聽安全須知。祝您旅途愉快!”想象一下,當飛機在跑道滑行時,你聽到了這樣的聲音,還準備娛樂放松一下嗎?不想這樣的也不是你一個人:調查顯示,大多數飛機乘客不想把自己的生命托付給無人客機。一個奇怪的現象是,空中無人駕駛技術遠比地面發展得更好,但無人駕駛汽車似乎比航空幹線的“機器人飛機”更早進入我們的生活。盡管如此,民航仍在走向自動化。
獨立飛行
半個世紀前,客機機組由四人組成。除了兩名飛行員之外,還有一名領航員和一名工程師。領航員負責标定航線,工程師負責監控儀表盤的各項指标。飛行高度、速度、發動機轉速、溫度、壓力——信息太多,飛行員無法跟蹤一切。
到20世紀末,已經不需要領航員了——取而代之的是全球定位系統。與此同時,飛機上出現了所謂的玻璃化座艙。機械式指示表和彩燈的組合成為過去,取而代之的是位于飛行員視野内的緊湊電子屏。很快,更方便的液晶屏出現,工程師也不需要了。
如今,飛行員負責的常規操作越來越少。俄羅斯航空網總編羅曼·古薩羅夫說:“機長無須一刻不停地跟蹤所有數字:如果出了問題,系統會發出語音提示。無須手動維護所有組件運轉。隻要設定好速度,飛機就會通過增加或減少發動機推力來控制。”
于是,兩名飛行員組成的機組成為行業标準。而且,他們也不同時駕駛飛機。通常,一名飛行員負責駕駛,另一名負責輔助、以防萬一,并與地面進行無線電交流。
此外,完全可以将駕駛委托給自動駕駛儀。這種技術比液晶屏還要古老。
1947年,美國道格拉斯公司的C-54“空中霸王”軍用飛機在自動模式下完成整個飛行——從起飛到降落。蘇聯的首次無人駕駛飛行是圖-123偵察機在1961年完成的。
現在,飛行員的工作變得更加輕松:民航走廊由地面無線電導航台标定,沿途有調度站,跑道上安裝了儀表着陸系統(ILS),讓飛機可以“根據儀表”降落,無須肉眼監視。
盡管如此,整個飛行并沒有全部交給電腦。俄羅斯“航空港”網站執行總裁奧列格·潘捷列耶夫說:“機組人員在降落時重新獲得控制權,并手動操控地面滑行。但線路飛行交給機載系統。機組人員隻要設定好目的地坐标和飛行高度,就可以看着了。”
潘捷列耶夫表示,機載系統的功能将繼續豐富。他預言:“将創造出新的、更精确的人機互動界面。結果,我們将迎來單人機組,由自動駕駛儀來駕駛,人隻負責監控。”
古薩羅夫認為,副機長很快将被取消。他強調:“現在,一架飛機實際上有三名飛行員:一名數字飛行員、兩名真實飛行員。這是多餘的。此外,有些災難的發生恰恰是因為兩名飛行員無法達成一緻,或者試圖同時控制一架飛機。這種情況必須排除。”
俄羅斯工業和貿易部8月9日在公共采購系統發布了一份招标文件,由此可以判斷它需要怎樣的升級。該部門要求在2024年底前研發出“虛拟副機長”。根據招标文件,為了改為單人機組,需要“采用視覺、觸覺和聲音人機互動界面對駕駛艙進行人類工程學重新布局”。
古薩羅夫說:“完成訂單的期限是兩年。這說明該任務不存在任何技術障礙。隻需對軟件稍加更新,确定人機協作邏輯:哪些情況下電子設備優先,哪些情況下人優先。”
技術革命
順便說一句,美國航空航天局也有類似項目。從2007年起,該機構一直在發展“單一飛行員行動”構想,側重為唯一的飛行員提供地面協助。航空調度員将發揮機長助手的作用。
人工智能使地面交通工具的無人駕駛成為可能。隻有自我學習的神經網絡才能在公路上駕駛汽車,道路狀況是無窮無盡的,不可能把所有應對方案寫成程序。
空中要簡單一些:這裡沒有道路上那麼多障礙,機動空間也更廣(不僅是左右,還有上下)。盡管如此,要想真正取代飛行員,必須教會飛機“如何看”——識别周圍物體。
這個領域已經有研究成果。2013年,作為英國Astraea項目的一部分,一架19座無人公務機借助高清攝像頭的指引飛行800公裡。這些攝像頭掃描大氣層,以便飛機繞過紊流區。這套系統的缺點也暴露出來:比如,它無法區分氣球和雲。英國航空航天系統公司仍在研發該系統。
從那時起,又出現了幾項新創意。美國極光飛行科學公司研制的“半人馬座”雙座飛機既可以在駕駛艙操控,也可以由地面控制。默林實驗室正在制造一款無人噴氣機:在過去一年裡,它獲得1.3億美元投資,并在新西蘭注冊認證了自動起降系統。日本航空公司和電信巨頭凱迪迪愛公司正在制造遙控飛機。
航空業的兩大巨頭也沒閑着。波音公司2017年宣布,它已擁有無人駕駛飛機的“主要部件”。2019年,空中客車公司在巴黎航展上宣布A350無人駕駛版測試成功,并推介了飛機自動化的設想。該公司首席商務官克裡斯蒂安·謝勒強調:“我們在技術方面沒有看到任何障礙。”據悉,在無人駕駛着陸方面,空中客車公司使用的是計算機視覺,而不是ILS系統。
化解風險
主要風險在于公衆能否接受創新。瑞銀集團2017年的一項調查顯示,隻有17%的乘客願意登上無人駕駛飛機。54%的人拒絕,哪怕機票打折。
有趣的是,沒有司機的軌道交通工具已經司空見慣。很快,無人駕駛汽車也将出現在城市街頭……但這能說服懷疑者嗎?要知道,天空是特殊區域,在這裡稍有不慎就可能喪命。況且,飛機安裝的軟件也絕非毫無問題。2015年,美國監管機構發現,波音787“夢想客機”供電系統的軟件故障可能讓飛機失去控制。今年5月,空客A350的航空電子設備被發現程序設置有缺陷。
另一個話題是網絡安全。此前,航空恐怖分子需要自己登上飛機并劫持機組人員。現在,“智能”飛機可以被遠程綁架。2017年,一個專業團隊攻破了波音757飛機的電子系統。2019年,波音787“夢想客機”也發現類似漏洞。事實證明,可以通過多媒體系統進入飛機的指揮中心。
波音737MAX飛機在埃塞俄比亞和印度尼西亞的兩起墜機事故在業内引起強烈反響。調查發現,導緻災難發生的是自動化設備的錯誤信号。空中客車公司的謝勒承認,這些事件讓人們“把注意力集中在必須确保航空業不可妥協的絕對安全上”。
這一切給法律承認無人駕駛飛機制造了困難。現在,它無法在商業航線使用,如果不取消這些限制,發展前景便是無稽之談。古薩羅夫相信:“需要改變國際層面、而非單個國家的法規基礎。單一飛行員飛行的合法化大概需要10年時間。我個人完全信賴這項技術。但完全無人駕駛的飛行預計不會在本世紀中葉之前實現。”
瑞銀集團預測,民用航空自動化将從非載人飛機開始。《側面》周刊采訪的專家同意這種觀點。潘捷列耶夫說,如果飛機上沒有人,責任自然會輕一點。他認為:“無人機可以取代專用飛機和直升機進行許多空中作業,包括監視地面設施、航拍、地質勘測和耕作農田。運送貨物更複雜一點。要知道,它們一般要送到居民區。也就是說,飛行器将在人附近飛行,這不安全。”
然而,無人機送貨不會再令任何人感到驚訝:它們在新冠疫情期間證明了自己。而且,這可不光是用來送外賣的四軸飛行器。重型無人機正在走向市場。
新型eVTOL(電動垂直起降)裝備——載人無人機、垂直起降飛機和迷你直升機的出現,可能給航空業帶來重大變化。簡單來說,就是“空中的士”。這方面的研究項目更多。空客、波音、汽車制造商(大衆、勞斯萊斯、現代、豐田)和信息技術巨頭優步都有自己的項目。這些飛行器能容納1至5人,航程為16至300公裡。
潘捷列耶夫說:“任何技術都要經過檢驗,達到成熟。無人運輸從旋翼機開始是合理的——它容納的人較少,所以風險較低。起初,這些飛行器會在專用走廊飛行,比如河床上方。如果沒有問題,覆蓋範圍會擴大。這種邏輯可以構成無人航空的法規基礎。”
這位專家認為,下一階段值得期待的是在區域航空運輸市場推廣無人技術。在這方面,自動化的經濟潛力将比幹線航空表現得更加突出。畢竟,就幹線航空而言,機組人員的工資分攤在更多客戶頭上。而微型飛機運送小尺寸貨物,有沒有飛行員就成了成本的關鍵組成部分。潘捷列耶夫解釋說:“如果把幾十架無人機‘挂’在空中,下面隻有一名外部飛行員控制,那麼這種運輸方式的經濟性将徹底改變。”
古薩羅夫提醒:“100年前,第一架客機隻能搭載幾個人。然後,小飛機變成了大飛機。無人機也會發生同樣的情況。先從娛樂設備開始,再到城市交通工具,然後是地區航線。20-30年後,就輪到大航空了。到那時,我們或許就能克服心理障礙了。”
來源:參考消息網
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