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隐形红翼 (2013)

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主演:比尔·帕克斯顿  格伦·鲍威尔  

导演:威尔·华莱士  又名:

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剧情介绍

标题很扎眼是不是?

作为军迷,叱咤风云的天之骄子将要下岗是不是情感上有点难以接受呢?

本文将以我们生活中已经出现的技术和应用来阐述未来无人战斗机的设想,希望能帮助读者拓展思维。鉴于编者水平有限,未免会错漏百出,还请批评指正!

"电影《绝密飞行》剧照

未来的无人战斗机,包括攻击机(以下称无人战机)的控制方式有三种:

一是ai智能控制的自主作战。

二是人工操纵的无飞行员战机。

三是人工和ai协作的方式。

这三种无人战斗机的控制方式是没有什么争议的。

ai研究近年很火,机器人,自动驾驶等,这方面比较深奥,编者不敢献丑。只从新闻里知道在车辆上已经开始应用,但还不成熟,有人开自动驾驶发生事故了,还有演示自动刹车时把主持人给撞翻了。

"自动刹车演示失败

自动驾驶在民航机上其实已经应用了很久,自动巡航,自动着陆都能完成,玩过《模拟飞行》的玩家都知道,不必多说。

在网上关于下一代战斗机是无人还是有人的讨论中,很多观点觉得ai无法完全取代飞行员的工作,无法在复杂的战场环境中作出准确的判断等等。这观点编者也是同意的,但持这观点的人们大多忘了,还有人工操纵呢?何须只盯着ai不放?既然编者也同意ai未能在可见的将来完全取代飞行员,那我们就只谈人工操纵。

本文的主题就是与读者探讨通过人工遥控,把飞行员从飞机上剥离,放到控制室里是否可行。

首先说一句,以编者的粗浅水平和见识,编者觉得目前人工操纵的无人战机最大的技术瓶颈是通信!

如果解决了通信的数据交换,距离和安全问题,有人战斗机被淘汰指日可待,甚至目前的第五代战机都会提前退休!为什么呢?因为无人战机具有非常多的优势!

人工操纵的无人战机可以视作现在遥控飞机(航模)的高级版或者是进化版。(下图在湖面上飞行的遥控飞机是我自己做的,有兴趣的朋友可以留言,我就抽空把这个机身的制作过程的照片整理出来编个文章,欢迎参考和仿制哈^_^)

"翼展1.8米的四发水上遥控飞机

说到遥控,又可以另做一篇文章了,要是从二战时德国的“歌莉娅”遥控炸弹谈起未免太扯,我们就从2.4g开始。2.4g遥控器的出现,让遥控飞机(以下称航模)玩家更方便了,遥控器没有了长长的天线,大家在一起玩也无需顾虑是否会出现频率的冲突。而图传的出现,让航模玩家能通过屏幕或者视频眼镜和航模一起遨游天际,相当于玩家把眼睛搬到了航模上,这就是fpv(first person view,第一人称主视角)。

"fpv外置屏幕

目前航模和fpv多使用的是2.4g和5.8g频段,这在我们日常生活中也广泛应用,无线路由,无线键盘,网络摄像头,遥控玩具,无线麦克风等等。

fpv这么爽,光在头顶视线范围内飞不够过瘾啊,于是有了把遥控和图传信号放大的增程,让玩家能飞到视野外的距离。有这些好像还不够,于是又有了电池电压,电机转速回传到遥控器上的模块,还有osd,这个osd能把航模的高度,速度,飞行方向,回航方向,gps信号强度,航模仰俯和水平姿态等等信息回传显示在玩家的屏幕上。很厉害是不?更厉害的是你上网一搜,会发现这些还不贵!

"玩家屏幕上显示的osd信息

fpv和飞控的发展也产生了现在很流行的穿越机。当初这种四轴飞行器摇摇晃晃的出现在天空,编者还嘲笑它,这东西飞着有啥意思?固定翼才是王道!后来现实快又狠的打了我的脸,飞控的可靠性稳定性快速增强,伴随电机电调等配件的小型化,穿越机从当初的280,250(mm)规格变成了现在遥控器和飞机都能一手掌握。

"目前主流规格的穿越机

"更小的穿越机

小型化后的穿越机具备更高的速度和机动性,前后左右,筋斗,翻滚,除了倒飞,别的动作都能做。玩家们也逐渐不满足于去穿树林刷楼了,直接催生了正规的比赛,一项竞技项目诞生!

"穿越机的飞行

"头戴fpv眼镜参加穿越机比赛的小姐姐

目前fpv实时回传的画面还不尽人意,一般是360p或者480p。近来上市的某种战斗机甲可以回传1080p的画面,但这会导致延迟,所以高速运动的穿越机,只好在画质和延迟间妥协了。这也是受制于目前通信的局限,但5g信号手机已经开始用了,相信不久也会被应用于fpv上。

另一方面,飞控的发展也不仅限用于四轴/多轴飞行器,固定翼航模上也有使用,以前飞手们苦练的3d吊机技术,现在飞控能轻松帮你完成,连涡喷动力的大型航模也能在飞控帮助下做这动作。将来的无人战机无论是ai操纵,还是人工操纵,是多轴还是传统的固定翼,都将离不开这片小东西。

"航模的3d吊机动作

"目前一般大小的飞控板

无人机从玩具,航拍到参战

以四轴飞行器为例,刚开始出现时飞行是不稳定的,因为飞控不成熟,经常会摔下来。当飞控的可靠性提高后,四轴飞行器很快就被商业化,做成航拍载具,飞入寻常百姓家。

在以前航拍是高大上的,直升机,飞行员,那要花的钱可不少。央视这么大的单位也才于2002年买入一架直-11用于航拍。但现在,广场上游玩的人都懒得抬头去看悬停在他们上空的无人机了。

"央视的直-11

这个被推出来用于航拍的无人机,发展也极快,出了一代又一代,云台,一键返航,避障,目标跟随,变焦等功能日臻完善,现在还折叠变形可以塞小包包里了。正当我们刚适应了经常有无人机在头顶把我们无情的拍,中东的战士们已经把拍照侦察变成了给迫击炮进行校射甚至直接向敌人扔羽毛球炸弹!

空中打击,变得前所未有的简单容易又廉价!

"无人机携带的羽毛球炸弹

"携带羽毛球炸弹的无人机

羽毛球炸弹虽然看着威力不是很大,但很管用,无人机就停在目标头顶,操纵手通过屏幕从容瞄准,炸弹带着羽毛球稳定的下落,没风的时候精度还不错呢!这时候,这个飞行器算不算无人战机了呢?所以,觉得无人战机还遥遥无期的朋友们也不应该把无人战机仅仅局限于“暗剑”,x-47b那一类的,那只能束缚了自己思维。

耗资巨大的x-47项目自然高大上,但还背着x字头在发展中,而看似玩具一样的无人机已经在战场上建功立业了。

"x-47b空中加油测试

四轴/多轴飞行器小型化方面没问题了,在大型化方面呢?动力,结构强度之类的跟得上吗?也没问题,现在的无人植保机已经很重很大了,还要再大些?有!我国已经有人研发了能载人的四轴飞行器,国外也在加紧研制,比如生产ak的那个卡拉什尼科夫集团,目前这种飞行器也被称作飞行摩托。

"卡拉什尼科夫集团的载人飞行器

设想一下,具有穿越机那么高机动性的飞行摩托,这时人在上面已经是累赘,把人换成武器,在人工操作下去执行近距对地攻击或者猎杀敌方直升机的任务,是不是挺合适的?虽然目前的飞行摩托看着机动性还不怎样,但通过上面所述,你敢怀疑它以后不能高机动?

"土豪国警察已经用上了飞行摩托

通过比较大的篇幅讲述了遥控飞机的快速发展和应用,顺带提到了四轴/多轴飞行器用于对地攻击和点防空的设想。下面就聊聊战机无人化之后的巨大优势!当然,这又要提通信了,那么通信技术能否赶上来呢?文章会在最后进行总结。这里先设想通信已经不是瓶颈的情况下。

下一代喷气式战机在无人化后,首先是可以大大减轻重量。

飞行员的体重,加上弹射座椅,加上氧气,空调等维生设备,还有显示器,仪表台等等,连座舱盖都不用了,换上重量低得多的接收传输设备和替代肉眼的摄像设备。减去了支持飞行员和那些设备的重量,战机可以做得更轻更小,这又提高了隐身性,又可以用更便宜推力低些的发动机,减重的好处简直说不完,工程师们也会乐开花,能更尽情的发挥了。

第二是部署更加灵活。

无人战机在轻量化,小型化后部署也将有革命性的变化,比如能塞进大型运输机里在高空部署,作战时在万米高空扔出去,展开机翼,地面操纵室的飞行员驾驶着去作战,空中母舰将成为现实。另外当无人战机可以像导弹一样发射,那么对机场建设的数量和要求也大大降低,只需一段跑道给它降落就行,无需什么掩体,维修机库,弹药仓库等。甚至机场也不用,直接找个战备的高速公路降落吧。航母的形态也将发生变化,不用飞行员了,相应的舰上厨师理发师都可以少配些。这得省多少钱?省出来的钱又能多买多少无人战机?

第三是人员伤亡大大减低。

无人战机被击落后没有飞行员跳伞这回事,被击伤后甚至可以当一回神风队撞击敌人或者自毁。既然没飞行员跳伞,那就不用去营救了,这又省了救援部队。当进行大规模空中作战时,要待命的救援部队可不止一支,还得调动医疗系统做准备。而进行救援,至少得一架以上的直升机吧?这前去救援的直升机又将成为敌方喜欢的目标!2005年6月四名海豹队员在阿富汗被塔利班围殴,前去救援的一架mh-47被rpg击落,机上16人被一锅端了,这就是美军著名的失败战例“红翼行动”。

第四是省钱,能省很多的钱!

现在都说,培训一名战斗机飞行员要花的钱跟他体重相等的黄金差不多。那么培训一名无人战斗机驾驶员要多少钱呢?编者估计应该跟现在培训一名电竞运动员的钱差不多吧。虽然不清楚培训一名电竞运动员要多少钱,但肯定比战斗机飞行员便宜多了!当然操纵员不可能只飞模拟来学习和训练,肯定要控制真机来实践和演习,但相比一名战斗机飞行员从航校到值勤备战,然后每年还得飞够训练时数来维持状态,所花的钱不在一个数量级。结合上面几点,装备无人战机的空军从结构,体系等方面都会被改变,那省出来的军费可多了。有钱好办事,省下的钱可以装备更多的无人战机,去研发更先进的无人战机,研发更先进的雷达,导弹,去做科研,基建,教育,医疗,改善民生之类的。

"彩虹5无人机

我国侦察/打击一体的无人机已经出口,也实战了,大受好评!“彩虹”之后的“利剑”,“暗剑”能否更进一步,值得期待。

然而网上很多论点,却仍抓着几个ai无法取代飞行员的论点不放认为下一代战斗机还是要有人的。比如ai无法应对战场压力,无法作出正确决断,ai在格斗时无法战胜训练有素的飞行员等,文章后部就对这些观点来做一下分析。

先声明,这绝非是针对某些作者甚至专家来抬杠,只是编者一己愚见,请万万不可过分解读!

以上观点编者也是同意的,但何须ai去决断去面对压力呢?让飞行员离开飞机坐到空调房里不是一样甚至更好吗?坐空调房里不是压力更小能作出更迅速正确的判断决断吗?坐空调房里不用承受过载带来的不适不是能更好的操纵无人飞机进行格斗吗?

以前在看到f-35的介绍文章时,记得有说到f-35有个很神奇的功能。飞行员可以通过机身上的摄像头“看穿”机身获得更大视野。但现在,买个十几块的塑料眼镜就能看全景vr视频了,视野比f-35上面的差?可预见,无人战机的操作员也会配备vr技术,让自己在操控室里的视野跟坐在飞机上的一样,甚至更好。有人可能会质疑,通过摄像头看到的能跟亲眼看到的一样吗?只能说,可以做到比肉眼亲眼看还好。继续拿已经有的物品来举例,现在市面上的数码相机已经达到125倍的光学变焦。按照这相机的介绍,相当于3000mm的长焦镜头,都能拿来做远程侦察了。还有我们的华为和oppo手机,都比肉眼看得更远了。所以需要飞行员临空进行肉眼识别之类的工作,交给摄像头和相机吧,要多高清要红外还是热成像,任君选择!

"125倍光变数码相机

还有对飞机的操控和故障处置,这更不用考虑了。飞行员能在座舱里看到的各种雷达信息,坐在空调房里也可以看到。一个屏幕不够来两个,三个,在地面上,设备任你堆。一个人看不过来再给你配一个助手,一队都没问题,这在有人战机上是不可能实现的。

"一架无人战机的背后,可以是一支职业战队

另外关于故障处置,飞机发生故障难道飞行员还能拿着扳手爬出去修理?(卓别林的电影里好像有过)现在也只能在座舱里按按钮了,这在空调房里也可以啊,还能给你配个工程师来替你处置故障呢。还举生活中的例子,现在两三百就能买到一套2.4g10通道的航模遥控和接收了,想在控制室实现飞机上所有操作,没难度的。

下面三张图,mq-1“捕食者”无人机操控台,第一张特地找的,是2007年的照片。下面两张的时间没去考证,但应该是那之后的了。这三张图主要是为了说明在地面操控,设备可以很方便的堆砌,人员也可以方便的增加。有人战机顶多也就两个飞行员,目前的五代机就一个,再训练有素沉着冷静,也就两只眼睛两只手,一边控制飞机,一边要看驾驶舱的屏幕获取信息,一边操作武器,还得承受精神压力,飞机机动时的正负过载,能干的过一支在地面上分工协作的队伍吗?

"捕食者无人机操控室

"捕食者操控室

"捕食者操控室

还有观点认为,将来是有人机和无人机协作,有人机带着无人机作战,也没这个必要。把有人机和无人机混编是要干什么呢?飞行员工作量不够,可以抽空出来管理无人机?为啥不把有人战机换成运输机留在后方只让无人机前出作战呢?这样就实现了以前空中航母的设想,无人机变成了高达里的浮游炮,多爽!好多城市已经在上演过无人机的灯光秀,目前无人机自主编队完全就不是事了,何况这无人战机还是有人操纵的。

下图,1933年一架寇蒂斯f9c2双翼战斗机挂载在飞艇上进行试验。空中母舰能否成为现实,估计还得看无人战机了。搭载有人战机的空中航母能否实现?那就得去问神盾局了!

"挂载在飞艇上的寇蒂斯f9c2

综上所述,不知大家对下一代战斗机无人将取代有人的设想会有所期盼呢?我们再展开联想,如果无人战机和有人战机之间展开对抗会是怎样一番景象。

有人战机在作战时需要投入救援,医疗等后勤保障力量,而无人战机可以把这些力量都投入到直接作战中。有人战机就算在对抗中取得优势,但也架不住无人战机的围攻,无人战机可以在参战的一波后面再部署第二波第三波,让它们滞空待命或者加油,前面的被击落了操作员可以立刻切换到下一架继续上来作战。有人战机的持续作战时间和后续力量的补充可做不到这点。当年日本在太平洋,不是飞机没了,而是飞行员没了,飞行员的损失是无法即时弥补的。

最后聊聊编者觉得目前制约无人战机发展的通信技术。

在前面也有提到,目前fpv因通信技术限制在画质,帧数和延迟上被迫作出了妥协。本文设想的人工操纵无人战机的信息交换量将会更加巨大,现在还没取得这方面的突破,要不然也不用编者在这扯皮,各国军方早就着手开发了。

当前军方通信主要采用的是数据链,比如西方的16号,22号数据链(link16/22),俄罗斯的at-2m系统,我们也有相应的数据链系统。有了数据链,通过数字终端,指挥部就能实时掌握我方态势和已知的敌方态势,就能更好的指挥作战。侦察兵也能通过终端(如军用平板)把侦察到的情况及时上报给指挥部或者直接送到所需部队手里,有点游戏里战场雷达和地图那意思。要是没有数据链,那就只能背着个大电台相互喊话进行信息传递和沟通了,直接回到二战水平。数据链仍在改进和开发,例如美军的“态势感知数据链”(situational awareness data link)。

"数据链作战应用示意图

通过对数据链的一点了解,我们能知道制约将来无人战斗机的关键节点不是距离和安全性。因为距离现在已经不是问题了,为何安全性也不是呢?因为干扰和电子战以前有,现在有,将来也会有,所以安全性也不用我们探讨,如果安全性得不到保障,目前的无人机也没法用。

那么就剩最后关键的一点了,那就是海量信息的交换。无人战机上的各种状态,相机摄像头雷达和其他传感器获得资讯,操纵员给它的指令都得依靠无线电来传递。现在的通信技术还像一根小水管,容纳不了这么多信息的高速交换。

那么有没希望呢?有的!从以前用手机发文字短信,到可以用企鹅,到现在用手机直播,看高清视频,也没多少年嘛。就在编者编写这文章的过程中,惊奇的发现深圳做无人机那公司又推出了高清低延迟的fpv眼镜,性能比现在的眼镜有突破性提高!技术的发展,很多时候真是超出我们的想象。而且5g信号和手机已经有用户在尝鲜了,还有量子通信在研究呢。这两样技术对下一代战斗机的无人化可能起着决定性的作用。

上一代的f-15是1976年服役,f-18是1983年服役,还在用呢。f-22,歼-20这一代估计还得用许久。所以下一代战斗机将会是无人的,最少是人工遥控的无人战机,我觉得行,你呢?

全文完,谢谢观看!

本文由武装志原创,图片来自网络,如有侵权请联系删除修改。

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文末链接是获得国际大奖的雅克-130遥控模型的视频,6分钟。有兴趣的朋友可以看看,对当前航模工程水平加深了解。

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