飛行員和自動(dòng)化的沖突確定eVTOL駕駛技能
今天跟大家分享一個(gè)美國(guó)關(guān)于確定eVTOL駕駛技能的工作；順便說兩句eVTOL會(huì)給飛行員帶來什么，其實(shí)帶來的東西會(huì)很多，除了傳統(tǒng)的試飛員、生產(chǎn)試飛員和教員確定eVTOL駕駛技術(shù)，其實(shí)AI飛行員的模型訓(xùn)練，將需要大量的飛行員支持?jǐn)?shù)據(jù)收集，這是一個(gè)關(guān)鍵工作，是向遠(yuǎn)程駕駛員過渡的必然環(huán)節(jié)。更重要的是，在自主飛行時(shí)代，擁有大量有經(jīng)驗(yàn)的飛行員將不會(huì)是國(guó)家的優(yōu)勢(shì)，或許從這個(gè)微觀的角度看，咱們相比美國(guó)有點(diǎn)優(yōu)勢(shì)。
eVTOL飛機(jī)將很快改變天空，但誰將駕駛這些新型飛行器，駕駛者需要什么技能，以及如何訓(xùn)練駕駛者操作具有全新自動(dòng)化水平的eVTOL整機(jī)平臺(tái)？
關(guān)于這一問題，Aptima正在通過和美國(guó)空軍的合作研究這一問題。Aptima成立于1995年，其使命是優(yōu)化和提高國(guó)防、情報(bào)、航空、執(zhí)法和醫(yī)療等關(guān)鍵技術(shù)密集型環(huán)境中的人員效能。
美國(guó)空軍已和Aptima簽訂合同，研究運(yùn)行eVTOL飛機(jī)所需的飛行員技能，并使用兩個(gè)模擬器收集了83名項(xiàng)目參與者學(xué)習(xí)和演示駕駛技能的數(shù)據(jù)。研究結(jié)果有助于美國(guó)空軍空中教育和訓(xùn)練司令部62支隊(duì)（Det 62）確定eVTOL駕駛員所需的熟練程度和培訓(xùn)內(nèi)容。Det 62支持AFWERX Agility Prime計(jì)劃，并負(fù)責(zé)為新興市場(chǎng)開發(fā)eVTOL飛行員課程和駕駛認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。
這些工作不僅將用于幫助最終確定eVTOL認(rèn)證和飛行員認(rèn)證，還可能用于未來eVTOL在飛行某些方面的自動(dòng)化設(shè)計(jì)，研究結(jié)果還將有助于確定自動(dòng)化對(duì)飛行員表現(xiàn)的影響。
項(xiàng)目?jī)?nèi)部
共有83名參與者——一半是有經(jīng)驗(yàn)的固定翼和直升機(jī)飛行員，一半是新手——參與了數(shù)據(jù)收集階段，數(shù)據(jù)分析目前正在進(jìn)行中。Aptima后續(xù)將會(huì)通過會(huì)議介紹一些成果，并在隨后的一個(gè)或多個(gè)其他會(huì)議上發(fā)表論文和演講。
Aptima使用兩個(gè)模擬器從83名參與者的駕駛技能學(xué)習(xí)和演示中收集了數(shù)據(jù)。每個(gè)模擬器都代表著運(yùn)行來自兩個(gè)OEM的不同eVTOL模型，這些模型目前正在順利進(jìn)行型號(hào)認(rèn)證，這兩種型號(hào)都涉及先進(jìn)的飛行自動(dòng)化。
這些模擬器包括eVTOL設(shè)計(jì)用于運(yùn)行的兩種飛行模式——向前飛行和懸?！约捌痫w后和著陸前的過渡。
數(shù)據(jù)收集
為了評(píng)估飛行員的學(xué)習(xí)和表現(xiàn)，Aptima使用了過去15年為美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的兩項(xiàng)主要技術(shù)。
一個(gè)是性能評(píng)估訓(xùn)練系統(tǒng)（PETS），這是一種基于算法的測(cè)量工具，專為快速噴氣式飛機(jī)訓(xùn)練而設(shè)計(jì)，它從模擬器中獲取數(shù)據(jù)，以提供客觀的、基于系統(tǒng)的測(cè)量——空速、高度、俯仰、橫滾、偏航等的調(diào)整。另一個(gè)是Aptima的SPOTLITE，這是專家使用的手持式工具，經(jīng)驗(yàn)豐富的飛行員教官——提供基于觀察員的績(jī)效衡量標(biāo)準(zhǔn)。
這些客觀和主觀的衡量標(biāo)準(zhǔn)加在一起，可以很好地反映飛行員的學(xué)習(xí)和表現(xiàn)。通過PETS算法記錄和分析模擬器的數(shù)據(jù)意味著教官不必持續(xù)跟蹤空速和高度，而是可以專注于SPOTLITE捕捉到的更細(xì)微的性能方面。在指導(dǎo)學(xué)習(xí)者完成簡(jiǎn)介時(shí)，教員提供了基本飛行動(dòng)作、懸停、起飛、途中導(dǎo)航以及進(jìn)近和著陸的評(píng)分。
PETS客觀地分析了參與者和理想路徑之間的差距，起飛時(shí)的理想爬升率等等。PETS實(shí)際上可以同時(shí)從多個(gè)模擬器中提取和分析數(shù)據(jù)，在這種情況下，它一次只從一個(gè)模擬器中獲取數(shù)據(jù)。
經(jīng)驗(yàn)豐富與新手
在這項(xiàng)研究中，經(jīng)驗(yàn)豐富的飛行員顯然在駕駛固定翼飛機(jī)和或直升機(jī)方面有廣泛的技能，而新手則沒有。需要研究這兩組人學(xué)習(xí)不同的運(yùn)行場(chǎng)景需要多長(zhǎng)時(shí)間，首先這些模擬并沒有處理極端天氣或緊急情況。
隨著數(shù)據(jù)分析的進(jìn)行，這些差異在多大程度上以及以何種方式影響學(xué)習(xí)如何使用先進(jìn)的運(yùn)行自動(dòng)化進(jìn)行eVTOL試點(diǎn)，還有待觀察。然而，到目前為止，從初步分析中可以收集到一些東西。
可以觀察到，如果你已經(jīng)有了直升機(jī)飛行員的懸停經(jīng)驗(yàn)，你會(huì)學(xué)得更快，同時(shí)希望有經(jīng)驗(yàn)的飛行員會(huì)做得更好。每個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的參與者在不同類型的飛機(jī)上有多少小時(shí)，這些因素需要被納入分析中。
對(duì)于那些沒有經(jīng)驗(yàn)的人可以很快學(xué)會(huì)駕駛這些eVTOL。同樣，在這項(xiàng)研究中沒有處理天氣或緊急情況，需要對(duì)eVTOL飛行員進(jìn)行地面訓(xùn)練，但這些新手可以做到，他們可以駕駛。即使使用自動(dòng)化程度較低的模擬器，飛行員和沒有任何經(jīng)驗(yàn)的人也只需要兩個(gè)小時(shí)就能達(dá)到相對(duì)較高的熟練程度，這相對(duì)容易學(xué)習(xí)。
釋放技能
與新手飛行員相比，傳統(tǒng)飛機(jī)經(jīng)驗(yàn)豐富的飛行員可能更難適應(yīng)eVTOL的一些自動(dòng)化功能。這些類型的飛行員可能會(huì)受到“過度控制”本能的阻礙。
事實(shí)上，經(jīng)驗(yàn)豐富的飛行員可能擁有的技能在更自動(dòng)化和增強(qiáng)的平臺(tái)上可能沒有用處，甚至是不需要的。對(duì)他們來說，eVTOL駕駛可能需要“忘記”和重新訓(xùn)練行為，以防止干擾或與自動(dòng)化操作發(fā)生沖突。
飛行員仍將始終控制飛機(jī)，并可以做出決定——目前還沒有自動(dòng)化流程，比如著陸；但同時(shí)，我們不希望飛行員與已被證明成功的自動(dòng)化流程之間發(fā)生沖突。并希望確保人和機(jī)器作為一個(gè)集成的團(tuán)隊(duì)工作。
經(jīng)驗(yàn)豐富的飛行員必須學(xué)會(huì)信任eVTOL中的自動(dòng)化，這需要心態(tài)的轉(zhuǎn)變。
Aptima正在向兩家OEM提供有關(guān)這一領(lǐng)域的反饋，每個(gè)人都必須記住，自動(dòng)化軟件仍在完善中。行業(yè)可能需要培訓(xùn)那些習(xí)慣于以不同的方式完全控制飛機(jī)或直升機(jī)的人，使他們與新手相比能夠快速熟練使用eVTOL駕駛。并需要查明經(jīng)驗(yàn)豐富的飛行員可能不信任自動(dòng)化的方式和時(shí)間，并確保接受的培訓(xùn)能夠主動(dòng)預(yù)見這一問題。
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