ALIAS系統(tǒng)幫助黑鷹直升機(jī)實(shí)現(xiàn)首次無(wú)人飛行
美國(guó)西科斯基公司宣布，一架UH-60A黑鷹直升機(jī)首次實(shí)現(xiàn)完全無(wú)人駕駛飛行，這是美國(guó)DARPA“機(jī)組人員駕駛艙內(nèi)自動(dòng)化系統(tǒng)”（ALIAS：AircrewLaborIn-CockpitAutomationSystem）項(xiàng)目的一部分。在此之前類似的實(shí)驗(yàn)已進(jìn)行過(guò)多次，但為防萬(wàn)一始終在飛機(jī)上配備一名飛行員，而此次的單飛意味著該項(xiàng)目距離成功已經(jīng)不遠(yuǎn)。自動(dòng)系統(tǒng)解放飛行員雙手在2014年DARPA啟動(dòng)了ALIAS項(xiàng)目，旨在開(kāi)發(fā)“用于多種機(jī)型、具備經(jīng)濟(jì)可承受性、快速的特定機(jī)組人員功能自動(dòng)化系統(tǒng)”，以期讓自動(dòng)化系統(tǒng)接管基礎(chǔ)飛行操作，降低人類作戰(zhàn)負(fù)荷，提高任務(wù)能力和飛行安全，減少飛行員的培訓(xùn)周期和規(guī)模，節(jié)省培訓(xùn)和工資成本。項(xiàng)目大體分三個(gè)研發(fā)階段：第一階段開(kāi)展概念設(shè)計(jì)，并在地面飛行模擬器上驗(yàn)證系統(tǒng)架構(gòu)；第二階段會(huì)成熟和豐富第一階段的成果，增強(qiáng)人機(jī)界面的可用性和魯棒性，以及地面演示系統(tǒng)的可靠性，以支持飛行試驗(yàn)；第三階段開(kāi)展包括從起飛、著陸、出現(xiàn)緊急狀況在內(nèi)的全自動(dòng)化飛行演示，并驗(yàn)證系統(tǒng)移植到其他飛機(jī)上的能力。在2015年初，DARPA分別授予西科斯基飛機(jī)公司、極光飛行科學(xué)公司、洛馬公司第一階段合同，不過(guò)從第二階段起主要是極光飛行科學(xué)公司和西科斯基飛機(jī)公司“打擂”。極光飛行的解決方案是制造了相當(dāng)于人類副駕駛員的機(jī)械臂，該機(jī)械臂可以實(shí)際操作飛機(jī)，并且其空間占用率被盡可能降到最低，機(jī)械臂的使用有助于人類飛行員更加關(guān)注“高認(rèn)知負(fù)荷情形”。而西科斯基則將操作驅(qū)動(dòng)元件安裝在機(jī)體內(nèi)部?jī)x表盤(pán)背面和地板下方，避免了機(jī)械臂占據(jù)空間，如果有需要飛機(jī)還是可以交由兩名人類飛行員駕駛。最終西科斯基的方案勝出，2016年12月DARPA授予西科斯基飛機(jī)公司3570萬(wàn)美元的第三階段合同。
S-76商用直升機(jī)西科斯基飛機(jī)公司于2013年自籌經(jīng)費(fèi)開(kāi)展“西科斯基自主性研究飛機(jī)”（SARA）項(xiàng)目，在該項(xiàng)目下開(kāi)發(fā)的“MATRIX”技術(shù)已經(jīng)在電傳操控的S-76民用直升機(jī)上驗(yàn)證了軟件的可靠性和精準(zhǔn)控制。“MATRIX”是可擴(kuò)展型自動(dòng)化系統(tǒng)，包括外部傳感器、高性能計(jì)算機(jī)、致動(dòng)器、先進(jìn)的優(yōu)先飛行控制規(guī)則、路徑規(guī)劃算法和飛行員界面，能替代飛行員進(jìn)行操縱，甚至實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛。在“MATRIX”基礎(chǔ)上，西科斯基開(kāi)發(fā)了ALIAS。在項(xiàng)目第一階段，ALIAS系統(tǒng)可利用數(shù)據(jù)庫(kù)和傳感器提供的態(tài)勢(shì)感知數(shù)據(jù)，在與飛行員通過(guò)平板電腦交互后，自動(dòng)完成任務(wù)規(guī)劃和飛行控制。飛行過(guò)程中，飛行員還可通過(guò)安裝在右窗邊的六自由度空間鼠標(biāo)調(diào)整飛行器的位置，另外地面人員也可使用平臺(tái)電腦控制S-76B。在項(xiàng)目第二階段，西科斯基飛機(jī)公司在多型固定翼飛機(jī)和直升機(jī)機(jī)體內(nèi)部和駕駛艙地板下安裝了ALIAS系統(tǒng)，與原有的機(jī)械、電子和檢測(cè)系統(tǒng)完成了快速連接。同時(shí)在駕駛艙中安裝了攝像頭以讀取儀表數(shù)據(jù)和開(kāi)關(guān)位置，還配裝了UTC航宇系統(tǒng)公司的激光雷達(dá)和短波紅外線傳感器。在項(xiàng)目第三階段，西科斯基飛機(jī)公司為ALIAS系統(tǒng)引入了一套類似操縱桿的“飛行控制器”，通過(guò)與平板電腦配合使用，可快速實(shí)現(xiàn)多種類型的精確控制，如飛行期間動(dòng)態(tài)重規(guī)劃等。在飛行驗(yàn)證中，飛行員通過(guò)平板電腦向ALIAS系統(tǒng)發(fā)出一些基本指令，如起飛、向那兒飛、在這兒降落等，并使用“飛行控制器”輸入更加精確的控制。最后，陸軍人員還在駕駛艙控制直升機(jī)和地面控制直升機(jī)之間進(jìn)行了多次切換。有人飛機(jī)實(shí)現(xiàn)無(wú)人操作此次的報(bào)道稱，2月5日ALIAS黑鷹在肯塔基州坎貝爾堡上空無(wú)人飛行了30分鐘，然后于2月7日再次進(jìn)行了一次較短的飛行。明顯的是，ALIAS實(shí)現(xiàn)真正的單飛在航空領(lǐng)域意義重大。
西科斯基UH-60A黑鷹于2022年2月5日進(jìn)行首次無(wú)人飛行軍用方面，這種全自動(dòng)駕駛系統(tǒng)使起飛、巡航和降落等一系列操作均實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化，降低了飛行員的飛行負(fù)擔(dān)，使其更加專注于作戰(zhàn)，避免因低級(jí)失誤造成機(jī)毀人亡，有助于提升空中力量作戰(zhàn)水平，并為在研的未來(lái)分布式空中作戰(zhàn)提供了技術(shù)基礎(chǔ)。在民用方面，ALIAS系統(tǒng)極短的裝機(jī)周期、極強(qiáng)的機(jī)型適應(yīng)能力也大幅縮短了飛行員培訓(xùn)周期，使新手飛行員能執(zhí)行復(fù)雜任務(wù)，并可極大增強(qiáng)城市空中運(yùn)輸。另外ALIAS系統(tǒng)還可在近海油氣保障、緊急醫(yī)療服務(wù)以及搜索救援等各種任務(wù)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，全面塑造未來(lái)民用航空的發(fā)展態(tài)勢(shì)。此次DARPA相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，ALIAS為陸軍帶來(lái)了作戰(zhàn)靈活性，“這包括能夠在白天或晚上的任何時(shí)候操作飛機(jī)，無(wú)論是否有飛行員，以及在各種困難條件下，例如有爭(zhēng)議、擁擠和不良的視覺(jué)環(huán)境”。目前DARPA和西科斯基在ALIAS計(jì)劃上總共投資了大約1.6億美元，在3月底DARPA計(jì)劃使用該系統(tǒng)對(duì)采用電傳操縱的UH-60M進(jìn)行首次飛行，而ALIAS項(xiàng)目計(jì)劃在2022財(cái)年末正式結(jié)束。
