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跟我遠走高飛 ----- 無人飛機的光榮,挑戰與夢想

 2003-11-05 16:01 桌面版 简体 打賞 0
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2003年3月25日,驚心動魄的一幕在伊拉克戰場上演。

當日,戰火轟鳴,黃沙蔽日。就算是上空的美國飛行員眼睛一眨也不眨,也無法透過漫天黃沙看到地面的伊軍坦克。看起來這是伊拉克共和國衛隊反攻的絕佳機會。然而,就在伊軍坦克部隊向美軍發動進攻時,他們遭到了致命打擊。

在6萬5千英尺高空,飛翔著美軍 「全球鷹」(Global Hawk)無人飛機。「全球鷹」裝載的新一代雷達系統將無線電波送到地面去感觸目標,然後將伊軍坦克形狀和所在位置傳送到衛星。美國《國家雜誌》(National Journal)將其形容為「像盲人閱讀盲文一樣」。

衛星將信號送到位於北加利福尼亞的貝勒空軍基地,基地再將信息和位於內華達州雷諾地區的空軍國民警衛隊中心共享。 在那裡,空軍中的高科技精英坐在電腦前,將信號分析加工,然後確定打擊目標。 分析結果被傳回衛星,衛星再將信號送至沙烏地阿拉伯薩爾頓王子空軍基地的美國空軍指揮中心. 中心指揮人員將攻擊命令下達給正在全球鷹下方飛行並裝載了「智能」炸彈的B-1轟炸機,與地球同步運轉的全球定位衛星馬上協同工作,於是,炸彈便像長了眼睛一般落到伊軍坦克上。

遠走高飛成可能 商業前景露崢嶸

無人飛機在第二次海灣戰爭中的颯爽英姿引起了美國政府其他部門的強烈興趣。「捕食者」(Predator) 和「全球鷹」完全可以用來不分晝夜地監視美國邊境,現已成為國土安全部一部分的美國海關和邊境保護署已經邀請無人飛機生產廠家們向他們演示無人飛機在邊境巡邏方面的應用。

無人飛機民用的一個巨大障礙是美國空域及飛行安全規定大部分都是根據 「有人飛機」 制定的,軍用無人飛機只能在極其有限的規定區域訓練和飛行。無人飛機生產商和使用者多年來一直努力遊說美國政府,力爭讓無人機擴大飛行區域。

他們的努力終於在2003年8月取得了進展,美國聯邦航空署批准美國空軍的RQ-4 「全球鷹」無人飛機只要爬升到商用飛機以上規定高度,就可以在美國領空飛行。 但在爬升和降落階段,仍然需要在嚴格限制的軍事空域內進行。

無人飛機國際協會執行主任戴爾.戴維森(Darryl Davidson)在接受《簡氏防衛週刊》(Jane』s Defense Weekly)採訪時說:「這是意義非凡的一步,也是深思熟慮的一步。」

戴維森指出,空域管制的鬆動將讓國防部更靈活地進行軍事部署,空軍不再需要申請通行證就能在限制空域外執行任務。另外,這項授權也使 「全球鷹」可以參與執行國土安全任務。 但更重要的是,這將為無人飛機的純商業化應用鋪平道路。

戴維森說,無人飛機的民用市場非常廣闊,跟它比起來,軍用市場將會「顯得像個侏儒」。他舉例說,美國地質測繪部門已經在執行某些特定任務時啟用無人飛機,另外,無人飛機也已經被用來追蹤魚類和野生動物活動。無人飛機還可以廣泛應用於其他民用領域: 如轉發電視信號,提供高速網際網路服務,搜尋援救,精細農耕,氣象預報,電網安全,及監視重要交通線路。

他說,雖然暫時沒有特別翔實的數據來展示無人飛機民用市場的巨大潛力,但無人飛機國際協會年會的出席情況多少能說明些問題。在過去三年中,他們的年會出席人數翻了一倍。2002年有1800人出席,117個廠家參展;但在2003年,有3000人出席,172個廠家參展。

技術發展以及空域管理條例的鬆動也讓很多想讓民用航空實現自動化的人士躍躍欲試,他們的設想頗有點石破天驚:讓民航客機也實現無人駕駛。

民航客機可以不要飛行員嗎?

現在的民航客機自動化程度已經相當高。目前,民航機自動駕駛大概在兩種情況下啟用。一是在枯燥漫長的飛行中減少機組人員的工作量;二是在能見度極低的惡劣天氣條件下實現自動著陸。《經濟學家》說,實際上,在惡劣天氣條件下自動著陸比手動著陸要安全。現在,大部分大型客機在必要的時候都會使用自動著陸。在一些航班上,自動導航儀在起飛以後就一直開啟,然後在飛行過程中一直使用,直到降落。

《簡氏世界飛機》(Jane』s All the World』s Aircraft)編輯保羅.傑克遜說:「當飛機在大霧中到達機場時,大部分人們都會樂呵呵地感謝機長,但他們不知道實際上是電腦在指揮著陸。」

商用航線中沒有實現自動化的環節是起飛。從飛行員的角度來看,起飛要比降落困難而且更容易出錯。比如當飛機起飛時引擎失靈,這需要飛行員在千鈞一髮之際做出判斷:飛機的速度已經快到足以飛離地面,還是立即終止起飛。波音公司航線運營副總裁肯.希津斯(Ken Higgins)說,自動起飛也有實現可能,但需要在飛機和跑道上都安裝特殊設備,而開發這些技術很昂貴,成本甚至高到使起飛實現自動化變得沒有太大意義。

多年來,無人飛機製造商和使用者向政府強調需要擴大飛行空域的的一個理由是:對軍方而言,在訓練部署中,尤其是涉及大型無人飛機時經常需要擴大飛行範圍,比如一架全球鷹無人飛機的翼展(wingspan)通常和一架波音737差不多;就空中交通管制而言,雖然無人飛機中無飛行員,但地面上工作人員可以通過衛星數據傳輸器使用飛機上的步話機和空管部門協調,但這樣的方法是否適用於大型民用客機令人懷疑。以生產軍用無人機包括全球鷹在內的諾思羅普格魯曼公司(North Grumman)副總裁鮑博.米歇爾(Bob Mitchell)說,在許多方面,全球鷹只是一個特例。無人軍用飛機操作起來在很多方面和民用飛機大相逕庭。全球鷹在6萬5千英尺飛行,根本不影響下面的商用航線。雖然一個繁忙的空軍基地和一個大型機場沒有特別大的區別,但通過衛星遙控的方式指揮大量民用客機,這個想法聽起來仍然有點聳人聽聞。

無人客機如果需要廣泛普及,就需要對目前的空管體制從地面到天空動一個大手術。這一天並非遙不可及。

航空業裡的一些自由主義者們早就開始力陳,目前這種大一統式的從微觀著眼的空管體制早就應該被廢除。每一架飛機都應該被給予更大的自由度來自己選擇航線和避免相撞。簡而言之,在空中飛行應該和在大海中航行的自由度差不多。

除空管體制外,機場管理系統也需要進行重大改革才能滿足無人飛機的需要。飛機起飛前向跑道滑行,和其它飛機一起按順序排隊準備起飛,到達後向機場登機口滑行……這些要麼通過遙控,要麼由飛機自動完成。但是,為這些事情辛辛苦苦費心勞力是為了什麼呢?

一個 「錢」字了得

《經濟學家》為民用無人飛機算了一筆經濟帳:

薪水是航空公司最大的開銷,一般會佔公司收入的一半,飛行員又是其中收入最高的群體。業內人士分析說,一個航空公司裡收入最高的100個人當中,往往有97個是飛行員。飛行員的高薪水當然是物有所值,乘客信任他們,以至於生死可托。根據專門從事航空公司獵頭服務的「航空信息資源」機構 (Aviation Information Resource) 介紹,資深機長在美國一般可拿到17萬8千美元年薪。很多航空公司付得比這還高,最慷慨的是「德爾塔航空空司」(Delta Airline),它的頭牌飛行員可以拿到24萬8千美元年薪,還不包括出差津貼和酒店費用。另外,出於安全考慮,一般情況下飛行員不會連續工作很長時間,這需要航空公司確保有足夠的飛行員以備不時之需.

無人駕駛的民航飛機將會大幅度削減這些費用;他們不會感到疲勞,要求加薪或罷工,更不會在飛行前貪杯。 另外,一個在地面上工作的 「飛行員」 能夠同時通過遙控操縱好幾架飛機。波音公司威廉亚洲官网 的研究結果表明,一名地面人員有時可以同時操縱4架無人飛機。雖然無人飛機要求研發新技術,增添新設備,但比起每年省掉的幾十億美元來說,還是值得。

當然,指望不久就能乘坐無人駕駛客機在全球旅行還不太現實,一切都需要時間。微軟公司的技術部門預計,大概在2030年,無人駕駛客機可能會成為一種常規旅行方式。但是,很多無人飛機生產商在實現一些近期目標上正在快馬加鞭。Northrop Gurmman 正在嘗試用無人飛機進行農作物噴粉,或當作低緯衛星來進行通訊服務。波音公司也專門成立了無人飛機部門,目前主要開發軍事應用,但最終目標是民用商業航空。

安全問題 欲說還休

在如何向公眾解釋無人飛機的安全性問題上,飛機製造商和航空公司感到進退兩難。據統計,一半以上的航空事故都是由於「CFIT」 (Controlled flight into terrain),這是一個航空業專業術語,意思是說飛機本身當時沒有故障,由于飛行員失誤才撞到了山上。

《經濟學家》說,在2002年上半年的18次致命航空事故中,有8次是因為CFIT。多年來無人貨運飛機統計資料也表明,和由飛行員駕駛相比,無人飛機要可靠的多。但如果航空公司刻意強調無人飛機的安全性,會人為地把公眾的注意力集中到安全上來,有點「沒事找事」。在實際商業運作中,即使公眾心理一點科學依據都沒有,它起到的作用有時會讓決策者們對統計資料和技術分析置之不理。比如,技術分析表明,在緊急著陸時,如果乘客的座位都能背對飛機前進方向,安全性就會大大提高。但現實中,如果哪家航空公司敢設計倒著坐的飛機,那離破產那一天就不遠了。原因很簡單:乘客往往感覺面朝前坐飛機才安全。

《簡氏世界飛機》編輯保羅.傑克遜說,由於發動機位置的限制,目前還沒有任何一家航空公司能夠確保實現在水面上安全降落。但幾乎每次航班起飛前,乘客都會看到空中小姐和先生們不厭其煩地向他們演示如何使用救生衣。實際上除了在接觸到水面後燈會開啟、哨子能夠用來報警從而讓乘客「感覺到安全」以外,救生衣「沒有其他用處」。

無人飛機也許重寫9/11

使乘客願意乘坐無人駕駛客機仍然有別的辦法,比如價格。9/11後,很多人聲稱這輩子再也不會坐飛機了,但當航空公司把價格減到令人心動時,還是有人願意坐飛機。另外,在無人客機應用開始階段,可以有一位飛行員在飛機上隨時待命處理緊急情況,乘客就會放心得多。當然,9/11也使很多人堅信,這位隨時待命處理情況的人員如果在地面上進行控制,情況可能好得多。比如當恐怖份子駕機飛向世貿雙塔和五角大樓時,會發現飛機開始不聽使喚,並自動轉向降落在附近機場。在那裡,有大隊警察和聯邦調查局的特工在恭候他們。

黃天波,《華⒍俟鄄臁分芸

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