如何培养舰载无人机操作员舰载机直升机战斗机x

最近几天随着075两栖攻击舰首舰海试,之前出现在甲板上的舰载无人机模型被转移到船厂码头上,令外界能够更清晰地观察到它的细节。这款全新的无人机长约10米,和美国海军最新的MQ-8C“火力侦察兵”无人机尺寸相当,但是在气动设计、隐身措施、传感器舱尺寸等方面无疑要比从民用贝尔407直升机半路出家改装而成的MQ-8C先进很多。不过这篇文章要探讨的并不是无人机本身(资料太少也太敏感),而是无人机三个字中间的这个“人”字。

MQ-8C“火力侦察兵”无人舰载直升机

近年来我国的军用无人机呈现出井喷般的发展势头,从手掌大小人工投掷的微型无人机到翼展达到50米的“神雕”战略级高空长航时侦察机,从察打一体的隐身型“攻击11”到高超音速的“无侦8”,空军和陆军对无人机的应用已经非常广泛而深入。相对而言海军的舰载无人机还比较欠缺,种类相当少,使用范围也比较窄,主要用于侦察和通信中继。

这一方面和狭小的军舰甲板面积、摇摆起伏的收放状态以及高湿度高盐度的海洋环境有很大关系,舰载无人机受到的限制和研制难度比陆基无人机要大很多;另一个不太为人注意的方面就是舰载无人机也还是需要操作员在载舰上进行远程操纵的,尤其是今后可能的航母舰载高性能喷气式无人机,远不是驱护舰只从直升机平台上放飞的螺旋桨推进无人机可比的。在海军有人舰载机飞行员还有很大缺额的情况下,舰载无人机飞行员的培养目前更几乎是一片空白,需要逐步摸索建立一套符合中国海军国情的培训体系。他山之石可以攻玉,下面介绍一下美国海军舰载无人机飞行员的培训方式引以为鉴。

美国海、空军飞行员的培训体系

【 空军培训体系 】

美国空军飞行员的培训分六个步骤:

1. 获得学士学位并成为空军军官

报考位于科罗拉多州的美国空军学院或者参加各大学的空军后备军官训练团(AFROTC),在毕业后可以获得空军军官身份。如果是通过军官培训学校等其它途径,在开始飞行训练前必须获得学士学位,对专业并没有限制,但最好是理工科。

2. 达到飞行员标准

飞行员申请者必须是18-34岁的美国公民,需要通过空军军官资格测试(AFOQT)、飞行员体检(PQ)和单一范围背景调查(SSBI)。美国空军对视力的要求是戴眼镜或经过视力矫正手术(必须由空军眼科医生完成)后达到20/20,而不必达到裸眼20/20的标准。

3. 参加军官培训学校

如果不是空军学院或者AFROTC的毕业生(在校期间已经完成基础飞行训练者),申请者必须参加在阿拉巴马州麦克斯韦尔空军基地举办的军官培训学校,为期2个月,包括地面导航、急救、自卫、战术行军、基地防卫等方面的课堂授课和野外实习。

4. 通过基础飞行训练

空军飞行员的正式训练从基础飞行培训(IFT)开始,包括25小时的课堂飞行技术介绍,并向没有民用飞行执照(PPL)的后备军官训练团成员或者军官训练学校毕业生提供25小时的基础飞行训练。这一阶段为期40天,在科罗拉多州普韦布洛机场进行,采用DA-20轻型教练机,学员必须掌握20种基本的飞行动作。这一培训是外包给L3公司下属的DOSS航空分部进行的(10年2.9亿美元的合同),并得到空军教育与训练司令部的监督。

带领美国空军飞行员入门的DA-20初教机单价只有18.5万美元,它是由奥地利钻石飞机公司设计生产的,该公司于2017年12月被中国万丰集团收购,理论上是中国产品。

5. 完成本科飞行员训练

IFT考核通过之后飞行学员开始进行专业化的本科飞行员训练(UPT)。第一阶段为初级教练机训练,为期6个月,每天培训时间长达10-12小时,包括课堂授课、模拟器飞行和在T-6A教练机上进行实际飞行。学习内容包括导航、空气动力学、编队飞行、机载设备使用。UPT课程在密西西比州哥伦布空军基地、德克萨斯州拉夫林或俄克拉荷马州万斯基地之一举行。

比奇飞机公司生产的T-6A“德州人II”从2001年开始取代老旧的塞斯纳T-37B教练机,T-6A的原型是瑞士皮拉图斯飞机公司研制的PC-9。

随后学员将根据学习成绩和飞行表现选择三种高级飞行训练课程之一,为期也是六个月,学习驾驶T-1(运输机、轰炸机方向)、T-38(攻击机、战斗机方向)或TH-1H(直升机方向)教练机,只有最优秀者才能成为战斗机飞行员。飞T-1的作战系统操作员也同机同时进行训练,唯一不同的是他们不用放单飞,另外每年约有160人被选拔成为无人机操作员。

6. 初始资质训练

完成UPT之后将进一步指定具体的机型,比如F-16或者C-130,随后学员将前往特定的空军基地接受该机型的初始资质训练(IQT),为期5个月。通过后还需要在佛罗里达州彭萨科拉海军航空站接受1个星期的水上救生训练,以及华盛顿州费尔柴尔德空军基地的3个星期空军生存、抵抗、逃生学校课程。至此新飞行员将被授予飞行徽章,并在老飞行员/武控官的监督下进行90天的适应性训练,最后根据培训成绩、部队空缺和个人志愿分配到作战部队。

美国空军机型众多,没有全部列出来,比较有意思的是B-1轰炸机,飞行员培训遵循战斗机的路径

美国空军每年通过这一体系培训的新飞行员超过1200名,2020财年的目标是1480人,但今年2月份时评估只能完成1300人,略高于去年的1279人。没能达标的原因很多,主要是因为缺少教练机,操作飞行模拟器的民间教员也人手不足。2018年因T-6教练机缺氧故障导致大面积停飞,培训人数下降到1109人,不过在采取一系列措施后自2022年开始每年的培训人数目标仍然定在1500人,以满足美国空军的发展需求。

大量飞行模拟器教员都来自承包商而非现役军人

【 海军培训体系 】

美国海军的培养过程大同小异。在被海军飞行学校录取之前,申请人必须先通过航空候选人测试集(ASTB),这是一项非常严格并富于挑战性的智力测试,综合评估申请人的航空、航海知识,数学和工程技能以及人格倾向。海军培养一名舰载机飞行员平均花费超过一百万美元,因此通过ASTB筛选出最合适的舰载机飞行员人选就显得尤为重要。海军飞行训练从佛罗里达州怀汀海军航空站第5训练飞行联队或者德克萨斯州科普斯·克里斯蒂海军航空站第4训练飞行联队开始,在T-6B“德州人II”或者T-34C“导师”教练机上学习初级飞行科目,为期6个月。

通过初级培训考核后,海军飞行学员将被分配到5个专业方向之一:舰载螺旋桨机(T-44 + T-45)、舰载喷气机(T-45)、MV-22“鱼鹰”倾转翼机(TH-57 + T-44)、多发岸基运输机/海上巡逻机(T-44)和舰载直升机(TH-57)。分配基于海军/陆战队的飞行员需求、学员表现和个人志愿。

被分配到3个舰载机方向的学员将完成2个阶段的中级和高级飞行训练,其中“鱼鹰”飞行员需学习直升机和固定翼螺旋桨飞机的飞行技能,舰载战斗机飞行员完成中级喷气式飞机培训后将前往德克萨斯州金斯维尔海军航空站或者密西西比州默里迪恩海军航空站,参加为期23周的高级攻击飞行培训;岸基固定翼机和舰载直升机飞行员则直接进入高级飞行培训。

海军和空军飞行员培训最大的区别,也是两个军种飞行员生涯中最大的区别,就是海军飞行员必须学习并熟练掌握航母起降技能,这项异常艰难、耗时的训练贯穿整个职业生涯,并将很多优秀飞行员拒之门外。

T-45“苍鹰”舰载教练机,由麦道引进英国航宇的“鹰”式教练机并进行了大幅度改进

在获得飞行员胸章之后,这些海军飞行菜鸟被指定一个特定机种,如F/A-18E/F“超级大黄蜂”战斗机或者陆战队的CH-53E“超级种马”直升机,然后就将分配到相应机种的舰队转换中队或者其它类似的训练机构,学习该机种的飞行和作战技能。

目前美国海军每年培训产生约1000名合格的海军飞行员。完成机种转化训练后,飞行员将最终被分配给舰载或者岸基的舰队作战中队担负战备任务,第一次舰队部署将持续约三年时间,然后再转岗到岸上担任飞行教官等岸上职位2年半,进入舰队-岸基-学习-晋升的循环。

美国海军无人机应用现状

和空军、陆军相比美国海军对无人机的应用相当有限,这也体现在美国三军从2004-2015年无人机飞行时数的汇总对比上,空军所占比例超过2/3并且仍在不断提高,海军最低,不足1/5。

美国海军目前投入实际使用的无人机只有3种型号:“扫描鹰”、“火力侦察兵”和“特立顿”。

部分驱护舰只配备了最大起飞重量仅18公斤的“扫描鹰”小型无人机,主要用于海上监视与侦察、情报搜集、目标搜捕、通信中继等战术支援任务。

MQ-8B“火力侦察兵”无人直升机最大起飞重量1.4吨,除了侦察还能提供火力支援和精确目标指示,甚至具备近岸水雷探测能力,美国海军目前有28架在役,其中24架部署在濒海战斗舰上。它可以自主降落在移动平台上,无需操作员遥控。更大的MQ-8C型改装自贝尔-407,2019年6月刚实现初始作战能力,续航时间长达15小时,计划采购96架,目前生产了19架。

今年7月16日,美国海军首次在“独立”号濒海战斗舰上同时部署了MQ-8B和MQ-8C两种无人舰载直升机,隶属UX-24无人机中队。

美国海军非常看好无人机的前景,正在制定更多雄心勃勃的规划。X-47B无人隐身舰载机早在2013年5月就在 “里根”号航母上首次实现了自主起飞和着舰,开创了固定翼无人舰载机航母运作的新纪元。虽然最终X-47B项目因为超支和隐身性能不足而下马,后继的MQ-25“黄貂鱼”无人机也从察打一体化攻击机降级为舰载无人加油机,但无人机登上航母甲板已经是不可逆转的发展潮流。海军陆战队正在评估如何使用无人系统在野外向海军陆战队单位提供垂直补给。这也意味着对无人机操作员的需求有巨大的发展空间。

美国海军无人机操作员培训体系

美国海军对无人机的集成应用以及操作员培训和空军、陆军有很大差别。海军无人机部署在现有的舰队飞行单位内,操作人员在大多数情况下也就是同单位的常规飞行员,这种部署方式强调的是有人/无人系统的互补性,而不是以无人机的新技术替代有人机的作战功能。同时为了节省有限的经费,海军也倾向于采用现有的人员培训体系。比如“火力侦察兵”无人机配属SH-60“海鹰”直升机中队,“海鹰”飞行员已经具备所需的绝大部分技能和经验,改装无人直升机的过程相当顺畅,和其它机种飞行员相比降低了新技术带来的潜在冲突和危险。

而空军和陆军通常会成立全新的无人机部队独立运作,配备专职无人机操作员。美国空军已经建立了一套独立的无人机操作员培训系统,从几年前开始空军每年培训出的无人机操作员已经超过了战斗机飞行员的数量。陆战队也已经做出了类似的岗位升迁规划,而美国海军直到2017年还没有官方的遴选和培训计划,仍然按照老传统从现役海军飞行员中选拔并进行转岗培训,执行临时性的无人机操作任务。

因为海军的无人机型号不多,性能差异非常大,目前并没有一个统一的操作员培训流程,而是每个机型各自建立一套系统。“扫描鹰”甚至还没建立起操作员培训认证体系,由承包商而不是海军人员操作。

MQ-8“火力侦察兵”根据任务分为濒海战斗舰和特种作战两个培训方向。大部分“火力侦察兵”都部署在濒海战斗舰平台上,其航空分遣队由一架MH-60R“罗密欧”、2架“火力侦察兵”和23名分遣队员组成,对机组(一名飞行员AVO加一名任务载荷操作员MPO)和维护人员的技能要求与配备2架“海鹰”直升机的伯克级航空分遣队相当接近,机组人员今后也将混合操作两种飞机。

“火力侦察兵”空勤机组的培训课程在加州北岛海军航空站、佛罗里达州杰克逊维尔/梅波特海军航空站或者弗吉尼亚州诺福克海军航空站之一进行,由舰队转换中队和飞行联队武器学校提供。受训者必须拥有H-60“海鹰”系列直升机的资质,飞行员课程为期5周,任务载荷操作员为期3周,初始培训和后续技能保持训练全部在手提电脑飞行模拟器上完成。

为支持特种作战,海军组建了独立的“火力侦察兵”作战单位,首先成立的第1无人直升机侦察中队同时承担了培训和作战的双重任务。海军计划给每一个中队配备9个分遣队,每个分遣队拥有3架“火力侦察兵”、7-8名操作员、8名任务载荷操作员和16名维修支持人员。濒海战斗舰的操作员都是海军军官,而特种作战用的“火力侦察兵”将由军士操作,其飞行员必须首先在濒海战斗舰上取得任务载荷操作员的资质。

一架MQ-8B无人机正在为来自“美国”号两栖攻击舰的MH-60S直升机提供激光目标指示,用于发射“地狱火”导弹

“火力侦察兵”的维护人员中包括4种海军任务专家:航空机械师和航空结构工程师将参加濒海战斗舰“火力侦察兵”机械课程培训;航电工程师和航空电工则参加相应的航电课程培训。

MQ-4C“特立顿”要复杂得多,全系统由机体、任务载荷舱、通信系统、任务控制系统(负责任务规划、控制与执行)和支持系统构成。MQ-4C在研制之初就被整合在美国海军“海上巡逻与侦察部队-MPRF”系统里,在实际操作中MQ-4C从来都不会单独飞行,而是和P-8A结为战斗伙伴共同执行任务。P-8A和MQ-4C的任务有重叠的部分,包括海洋监控和水面目标分类、识别、探测及跟踪,当然也有各自特有的作战能力:比如P-8A的反潜能力,MQ-4C的网络中继和数据融合中心的能力。

MQ-4C将采用“远程分离”的运营模式,任务组在位于佛罗里达州杰克逊维尔海军航空站的主运营基地负责任务操作,飞机起飞/回收和维修团队则部署在前进运营基地。从2018年开始美国海军将每年建设一个前进基地,包括一处未定的夏威夷基地、佛罗里达州的梅波特、冲绳的嘉手纳、加州的古穆角和意大利西西里的锡戈内拉,每个基地配备4架MQ-4C以维持24小时连续飞行的海洋监控能力。针对中东、东亚等热点地区前沿部署时,MQ-4C还可以进驻迪戈加西亚、阿联酋和关岛,作战半径达到2000海里。

全球鹰地面控制站方舱内景

MQ-4C任务组包括1名任务指挥官(战术协调员)、1名飞行员和2名任务载荷操作员。他们都必须首先通过航校培训获得P-8A的操作资质,然后在P-8A作战中队参加实战部署以积累足够的作战经验。接着候选人将轮换到担任舰队转换中队角色的VP-30巡逻机中队进行MQ-4C的专项改装培训,飞行员为期57天,任务载荷操作员和战术协调员都是49天,形式包括课堂教学、计算机模拟和网络培训,考核通过后再加入无人机作战中队。P-8A和MQ-4C的飞行团队会经常交换驾驶对方的飞机,以增进相互的了解和协同。

每个MQ-4C作战中队配备8-10名飞行员,位于主运营基地的MCE任务控制模块内置了模拟训练功能,和舰队转换中队的训练设施完全相同,可以在地面控制站的实际控制界面上进行模拟训练。MQ-4C完全依靠鼠标遥控操作,没有驾驶杆和脚蹬。为了保持各种作战技能,他们定期执行真实的飞行任务。

位于前进运营基地的起飞/回收飞行员和维修人员将按计划每隔数月进行轮换,返回中队主基地的人员将展开培训。因为MQ-4C的机体、发动机和相关设备和P-8A等有人驾驶飞机差别很大,只能单独进行培训,为此海军航空技术培训中心专门开设了一所针对MQ-4C维护工作的技术学校。

美国海军目前已经建立起一套名为NCTE海军持续训练环境的合成训练系统,可以通过网络向分布在不同地点的作战单位和军舰飞机提供实时协同战术训练,模拟真实的作战任务。MQ-4C的任务控制模块中将内置相应设备,可以通过NCTE参与舰队级的远程合成训练。而濒海战斗舰上目前尚未配备NCTE系统,携带的“火力侦察兵”无人机也就参加NCTE训练了。

统一的无人机操作员筛选程序

美国海军的无人机操作员培训虽然仍是根据机型各自为战,但目前已经开始着手统一无人机操作员候选人的筛选流程。受到美国海军研究办公室资助的乔治亚州技术与海军航空医学研究院正在开发一系列名为SUPer(无人机人员筛选)的新型专项测试,用于评估海军和陆战队无人机操作员候选人的感知能力和人格特性。

海军研究办公室空中作战性能部门项目主管奥尔德中校坦言:“一名无人侦察机操作员的气质、性格特点和作战技能没有必要达到F-18飞行员相同的要求。因此建立一套标准化的无人机操作员能力评估体系非常重要。”

SUPer测试采用书面和计算机2种测试形式,全套测试程序需4小时完成,考察范围涵盖数学、空间感、座舱读数阅读、辨析思维等能力。受测者还要判读数字地图上的显著自然/人工地理标识,然后在更大范围而缺乏细节的地图上标注出目标位置。

通过测试后受训操作员将在飞行模拟器上进行贴近实际无人机任务的飞行训练,同时还得通过心理学和人格测试,以证明他们能够胜任无人机操作员的角色。这是普通舰载机飞行员极少会碰到的情况– 坐在全封闭的地面控制站内一个飞行班次就持续12小时以上。SUPer系统在2018年开始投入使用,优化了海军分配在无人航空领域的人力资源。

海军志愿者正在参加SUPer系统测试

连海军试飞员学校都开始设置专门的无人机试飞员补充课程,作为时长11个月的标准课程的附加项目,今后两者将整合为一体,令全体海军试飞员都具备无人机试飞的资质,2019年6月毕业了第一批6名无人机专业试飞员。

X-47B的甲板运作

在现有的舰载无人机中,X-47B一直是大众关注的焦点,因为它是世界上第一款从航母起降的固定翼无人机,和有人舰载机并排准备弹射的场面确实非常科幻。那它具体是怎么运作的,飞行员又怎样培养呢?

实际上X-47B和其它著名的当代无人机(如美国的“捕食者”、“收割者”或者我国的“翔龙”、“翼龙”)有很大的不同,它实现了真正的自主控制飞行,不需要地面站上手握操纵杆的操作员。

X-47B的一个任务飞行循环可以分为三个部分:航母甲板调度、弹射起飞和降落、空中任务飞行。当X-47B在甲板上滑行、进入弹射位置、准备弹射以及阻拦着舰之后,由一名或两名甲板操作员通过一款佩戴在右臂上的CDU操作显示单元进行遥控,根据飞行甲板引导员(黄衫黄盔)的手势命令用六个按钮控制无人机的油门、刹车和前轮方向,引导无人机在狭小拥挤的航母甲板上进行精确的拐弯、前进、停止等动作,直至挂上弹射器或者驶离着舰区进入停机位。

其操作流程和有人舰载机完全一样,唯一的不同就是操作员不是坐在飞机座舱内,而是站在甲板引导员身后无线遥控,在X-47B的前起落架上有一组信号灯,通过不同颜色是闪烁频率向操作员显示无人机状态。这样的遥控操作比用拖车节省时间,可提高无人机作业模式下的航母甲板运作效率。因为X-47B只造了两架(咸狗 501号和咸狗502号,其中只有502机装备了空中加油设备),所以直接由诺格的试飞员操作CDU,他们在上舰前已经在马里兰州帕图森特河海军航空站进行了大量的地面测试和训练。

X-47B的弹射起飞和阻拦着舰都按全自动程序完成,不需要操作员的外部控制,CDU也没有控制无人机俯仰的功能。由无人机接收母舰上的传感器和计算机发出的控制信号,以比飞行员个人感知能力更高的频率和精度测量无人机和母舰之间的距离和相当位置,自主调节发动机推力和飞行轨迹。

X-47B在距离母舰50海里范围内仍然受到航母飞行控制中心的监控,飞出这个范围以后则完全依照事先制定的飞行计划自主飞行,只有一位任务操作员通过键盘和鼠标监控、操作机载传感器设备,并不直接控制飞机的飞行。他唯一能做的操作就是指定或者改变航路点,无人机将自动调整高度、速度和航向建立新航线。

在帕图森特河基地内建立的航母无人机控制站模拟器

即使是2015年4月进行的空中加油试验,X-47B也是依靠GPS系统和机载红外传感器测定和加油机之间的相对速度、距离和位置,自主完成空中交汇、对接、加油和脱离程序的。因为使用的是海军的软管加油系统,Omega K-707加油机只负责释放加油软管,并不像空军的硬杆加油系统那样由加油机主动控制加油过程,X-47B作为受油机掌握着空中对接的主动权。

这次试验的成功演示了无人机空中加油的可行性,为今后的“黄貂鱼”无人加油机等下一代舰载无人机的推广打下了坚实的基础,同时也证明无人机对操作员的要求比舰载机飞行员低很多,可以节省大量的培训经费和时间。

MQ-25“黄貂鱼”为F-35C空中加油的设想图

再来看我国海军,虽然整个舰载航空兵的起步较晚,但是起点很高,无人机的应用也发展得相当迅速。很多驱护舰只已经配备了“扫描鹰”类型的轻型螺旋桨无人机,去年“兰州”舰还试用了创新性的垂直起降固定翼无人机。在人工智能化、大数据化的浪潮推动下,我国的舰载无人机必将成为有人舰载机的有力补充,对未来海战起到关键作用。

连习大大在今年八一节前视察空军航空大学时都专门参观了无人机实验室,调研了无人机操控员的培养情况。“现在各类无人机系统大量出现,无人作战正在深刻改变战争面貌。要加强无人作战研究,加强无人机专业建设,加强实战化教育训练,加快培养无人机运用和指挥人才。”这样的认识和要求无疑将无人机的重要性上升到了国家战略高度。

但是和拥有超过百年舰载机运作经验的美国海军不同,我们的舰载机飞行员培训体系刚刚成型,培训出的合格舰载机飞行员仍然不能满足部队的发展需要,更没有余力从中抽调人员用于无人机操作。因此我们可以广泛借鉴各国海军的发展模式,摸索出一条符合中国海军特点的舰载无人机操作员培养之路。

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