近日,位于美国加州爱德华空军基地第412测试联队发布测试报告称,洛马公司开发供F-35战机使用的新型自动降落及防撞系统(Auto-GCAS)已通过技术测试,并建议美空军将此系统部署在F-35隐形战机上。
自动降落及防撞系统用于在可能发生与地面研撞时自动停止降落程序并恢复飞行,系统是以GPS定位和高度计测得数据,在比对数据库内的地形资料后做出飞机可能碰撞或坠毁的判断,并迅速警告飞行员采取相应措施控制战机。
如果飞行员未采取正确应对措施,Auto-GCAS将由自动驾驶系统接管战机,并进行高达5G的拉升,让战机与飞行员快速脱离险境。在战机拉升并进入安全状态后,系统会将控制权交还给飞行员。
F-16空地防撞系统测试
空地防撞系统并不是首次应用于战斗机,此前,美国空军已在F-16战斗机上完成了系统的整合和测试。这套系统借助传感器识别和规避地面物体,如附近建筑物、山脉或其他危险地形。参加研发测试的一名空军技术人员说,战机与地面发生意外碰撞的原因有很多,其中一个重要原因是飞行员在飞行中突然失去意识,空地防撞系统能够救飞行员于危难。
飞行员失去意识后,系统会根据当时的飞行状态,自动计算飞机最佳飞行航线,自动选择迫降地域。如果战斗机在迫降时可能撞向危险目标,计算机系统会自即清除原定飞行路径,将飞机拉离地面,重新选择其他迫降点。
自动防撞系统测试团队
有意思的是,这套系统的运用,相当于给飞行员配了一个“机器人助手”,而且这个“机器人”会在一定条件下,从飞行员手中夺走飞机的控制权,飞行员要将自己的生命完全交付给“机器人”。飞行员必须先信任这个“机器人”,并学习使用好这个系统。目前,飞行员在驾驶飞机时可以打开或者关闭系统,将来推广运用后,可能会强制使用“机器人”,而不管飞行员喜不喜欢。
在之前的空地防撞系统测试中,多数飞行员测试后认为,这套系统远远优于之前的警报系统。因为之前的警报系统容易出现误报,让飞行员很不信任。而且警报系统还得飞行员手动响应,飞行员如果丧失驾驶能力时,怎么能手动响应系统的警报?飞机只有撞毁的命运,而空地防撞系统很好地解决这一问题。
Auto-GCAS研发历程已超过30年,从2014年10月开始陆续配备给美国空军的F-16机队。目前这种先进系统已多显示强大威力,近乎奇迹般地让飞行员和战斗机在极危险状况下安全返航。
飞行员训练中应用“精确着陆模式”辅助工具
战斗机飞机员完全采用“精确着陆模式”(PLM)的最后阶段,舰队补充中队的年轻飞行员首次应用该辅助工具进行了航母资质认证(CQ),大幅减少了从航母后方进近时所需的操纵工作。
第106战斗攻击机中队(VFA-106“格斗士”)指挥官丹·卡特林上校带领的一批刚获得证章的飞行员登上“福特”号航母(CVN-78),首次驾驶F/A-18E/F“超级大黄蜂”进行昼夜海上着舰。
卡特林评价2月7日的夜间着舰训练是“迄今为止过程最平稳、表现最良好,令人震惊”,“预计的‘发白的指节’、‘颤抖的膝盖’、‘紧张的表情’没有出现,相反,学员很自信、‘玩得很开心’”。
“精确着陆模式”是用于飞控和任务计算机的软件工具,可显著减少飞行员在最后进近阶段的操纵输入数量。2015年在“魔毯”(MAGIC CARPET)项目下由试飞员首次在海上使用,2017年首次在舰队中队中使用。不过,因为担心可能的飞机故障导致其失效,美国海军一直不愿意让新手飞行员使用该工具。得益于2020年秋季测试和批准的软件升级,新手飞行员终于能学习使用该工具着舰,从而达到事半功倍的效果。
在应用“精确着陆模式”之前,飞行员在航母着舰进近的最后18秒平均要进行约300次微调——平衡飞机速度快慢、是否在合适下滑道上、以及是否正确对中,因而对驾驶杆和油门杆进行大量的操纵修正,有了“精确着陆模式”,这个数字可以降至个位数。
飞行员手动输入航母的速度后,“精确着陆模式”系统自动计算出合适的3.5度下滑道,以确保安全着舰。一旦飞行员看见“灯球”——进入不过高或过低——“精确着陆模式”系统将锁定轨迹并通过管理油门杆来保持。这样,飞行员,尤其是年轻、没有经验的飞行员,可以花更多的时间来关注自己在下滑道上、以及在队列中的位置。
航母着舰是所有军、民用航空领域中最危险的事情,经历长达6个半小时的作战任务、夜间在甲板俯仰的航空母舰上降落绝非易事,“精确着陆模式”让这个及其危险的过程变得更安全、更高效。
“福特”号指挥官J.J.卡明斯上校表示,自己曾用“精确着陆模式”着舰约20次,操纵杆调整如此之少令人惊讶,而且他见过试飞员在着舰时“双手离杆、没有任何操作”的视频。但卡明斯强调“精确着陆模式”并不是无人驾驶、只是显著减少了飞行员的工作负荷。卡明斯透露:2月7日约40次着舰中,只有少数复飞(飞机起落架触碰飞行甲板,但没有挂住拦阻索),也只有少数进近被着舰信号官呼叫调整;有名学员首次驾驶F-18“超级大黄蜂”夜间拦阻着舰就达到了“OK 2”标准。
美国海军约有5%的舰队补充飞行员因着舰成功率不佳而被取消资格。“精确着陆模式”给下滑道上的飞机提供了惊人的稳定性,将使这个比率大幅下降,甚至可能降至零。
“福特”号航母由于承担全部东海岸新飞行员训练任务,助推其达到了7000次弹射和7000次拦阻的里程碑,而航母在2020年3月通过飞行甲板认证前,弹射和拦阻仅仅各进行了750次。“精确着陆模式”减少了着舰失败、复飞和出现进近问题的次数,可以压缩资质认证的时间、让航母返回维护或执行其它任务,从而提升使用效率。
2021年2月7日,美国海军大西洋航空兵司令约翰·迈耶少将在“杰拉德·福特”号(CVN-78)航母上观察第106战斗攻击中队首次使用“精确着陆模式”进行航母资质认证(CQ)(美国海军照片)
先进的战斗机都有自动驾驶仪。只要在电子地图上设定好航线,飞机起飞后,在先进的导航系统的引导下就会自动飞向目的地。在设施完备的机场,还可以实现自动起降,也就是盲降