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平板電腦如何提升美最先進戰機的戰鬥力
送交者: 嵐少爺 2021年04月22日19:09:26 於 [軍事天地] 發送悄悄話

  在今年331日,美國空軍在內華達州內利斯空軍基地進行地面測試期間,首次將F-35A的實時數據流實時傳輸到了飛行員手持的商用平板電腦上。這項試驗是名為FoXFighter Optimization eXperiment 戰鬥機優化實驗)項目的一部分,試驗目的是驗證戰鬥機的數據與平板電腦上的數據是否能互相傳輸。

   

  美國空軍之所以熱衷於將商用平板,例如蘇菲或者水果之類的與戰鬥機進行數據交換是基於對未來戰爭的考量。在未來的戰爭中,戰鬥機駕駛員,或者其他作戰單位都會廣泛使用各類無人設備。例如在計劃中將為F-35配備諸如XQ-58A忠誠僚機,在這種情況下,使用傳統的戰鬥機操作面板進行無人機操作會干擾飛行員其他操作,並且也不方便。而使用飛行員手持的平板電腦進行操作就能有效的為飛行員提供了一個便攜操作平台。

  當然,僅僅是為了操作無人機還不是平板電腦的全部價值。美軍正計劃為F-35開設應用商店,通過一些應用程序來擴展戰鬥機的功能。在最初,美軍開發了一款輔助測試的軟件,平板電腦上的飛行測試系統可以讀取F-35的機載系統檢測到的各類數據。這毫無疑問對檢測飛機的性能數據提供了莫大的便利。

  當然,這個項目也引來了很多吃瓜群眾的好奇,例如不少美國網友就調侃他們會不會讓飛機來挖礦第一個軟件一定是憤怒的小鳥。也有人質疑商用平板電腦真的適合飛行嗎?實際上,自從平板電腦問世以來,這種輕便又有不錯續航大屏幕的電子產品就被立刻應用到了飛行上。

  平板電腦在空軍中的應用也有很悠久的歷史了,當然在最初這是與飛行中需要攜帶大量文件有關。當然也有槓精提出質疑紙質的看起來不比電子設備舒服嗎?還沒有安全問題。這就是對飛行的困難不了解產生的誤會。例如亞洲某國的一個運輸機團由於機載設備較為落後,每次飛行都需要攜帶三四十斤的航空圖表、操作手冊等紙質飛行資料,重倒是好說,累點就累點,但是這麼多的飛行圖表和文件在緊急情況下很顯然不適合翻閱,總不能機長需要飛行數據時,領航員排出九本大書,不慌,讓我翻一下在哪裡。於是早在2011年初,該部隊便給所有飛行員配備了最新款平板電腦,把幾十萬字的飛行數據全輸了進去,要知道這時候iPad也才剛剛發布一年。

   

  與此同時,各大民航公司也相繼將各類平板作為了飛行員標準配置。2013年,達美航空為飛行員配備了Surface22015年,微軟與天西航空(SkyWest)合作,為7500名飛行員提供Surface Pro3,目的也是取代傳統的航圖、手冊和其他資料。而美國航空公司的航空運營總監則是為旗下的飛行員選擇了iPad,而他倒是說出了其他原因:除了為飛行員減負提升了緊急情況下的安全性外,使用平板電腦後能幫助每年節約100萬美元的燃料費用和飛行手冊印刷費。至於安全性問題, Surface2早在2014年就通過了FAAClass 1EFB(電子飛行背包)認證,別的平板電腦也相繼取得了航空認證。

  在各國戰鬥機飛行員中,平板電腦也不是稀罕玩意,而且優先配發對象反而是那些駕駛老一代飛機的飛行員。因為這些飛機設計年代較早,座艙玻璃化水平不足,因此飛行員自帶的平板電腦除了取代航圖,還需要承擔導航甚至與瞄準吊艙聯動。當然,由於平板電腦取代航圖的確好用,現在的四代機飛行員也大多會攜帶。由於平板的越來越普遍,這也就不奇怪為何美軍想為平板電腦開發專用的應用並且還要與飛機數據相聯繫。在此前,飛機上的平板電腦是彌補航電不足的外接產物,而現在美軍希望平板電腦與飛機能合二為一。通俗的來說,此前飛機系統與平板電腦的關係僅僅是我們與電腦的關係,而美軍現在進行的數據互通試驗,則是腦機接口,讓平板電腦能直接讀取飛機的數據並讓飛機能作出相應的操作。

   

  現在,位於加利福尼亞州愛德華茲空軍基地和中國湖海軍航空武器站的F-35也在試用FoX Tablet界面。雖然到目前為止,試驗只在地面上進行,但是一旦解決了安全方面的問題,它們就會在飛行中使用。目前已經為FoX Tablet開發了兩個程序,第一個程序叫戰地管理門戶(Battlefield Management Portal,為飛行員提供地面對空中的威脅信息,能最大程度幫助飛行員執行SEAD(對敵防空火力壓制)任務。另一款則是使用AI增強F-35的戰鬥力,更加智能的應對來自地面防空的威脅。

  也有人在想,這些功能就不能直接整合進戰鬥機中嗎?美軍認為整合進戰鬥機中並不能有平板電腦那樣的優勢。這與平板電腦的性能先進和能提供更多顯示方式有關。雖然F-35不像老式戰鬥機那樣缺乏多功能顯示屏,但其配備的顯示器也不過是兩塊10X8英寸,1280X1024分辨率的觸摸屏。此外其採用的還是VGA傳輸方式,不僅顯示區域有限,也難以提供較為流暢的使用體驗,更不用說其內部的顯卡性能更是感人。畢竟戰鬥機立項都是20年前的事情了,那個年頭就算用最先進的技術在現在的商用平板前性能也是菜雞水平。因此不能指望直接將這些增強戰鬥力的軟件直接整合進戰鬥機本體中。

  在這時候,外接的平板就等於提供了額外算力,戰鬥機的機載電腦只需要實時處理飛機本身的基礎操作,而數據可以轉交給平板進行進一步分析計算,再將計算好的數據反饋給戰鬥機的航電系統,不至於出現戰鬥機機載電腦滿負荷死機。同時還有一個容易被忽視的點,那就是平板能增強飛行員的感知能力。即使最先進的F-35配備了頭盔顯示器,但由於現有的人類科技有限,飛行員還是發現了頭盔顯示器中顯示的飛行數據延遲較高,而飛機自帶的觸摸屏由於是豎起來的,操作時也不如平板舒服。

  就算解決了頭盔顯示器高延遲的問題,仍然有必要為飛行員提供額外的態勢感知來源。特別是對於信息要求非常苛刻的SEAD任務,或者未來的無人作戰任務中,飛行員本身需要身兼數職,因此多一台平板電腦就能多一個操作方式。平板電腦不僅是一個外接屏幕,平板電腦自帶的計算能力不僅能支持額外的數據運算,還能通過額外的顯卡能力,提供更好的畫面,甚至在未來可以使用裸眼3D。這種更好的顯示效果不僅是傳統戰鬥機無法做到的,還能有效的在複雜環境下,例如山谷、城市、打擊地下掩體和了解敵方防空空域的立體結構時為飛行員提供作戰參考。傳統的戰鬥機由於性能不足,只能提供2D畫面的渲染,最新的F/A-18F BlockIII才勉強可以實現3D渲染。

   

  在這些之外,使用商業平板電腦進行開發還能有效的降低開發成本。在以往的程序開發中,需要為每一款戰鬥機,甚至是子型號都編寫相應的複雜程序,還要擔心會不會出現BUG後威脅飛行。根據美國國防部的設想,在FoX項目中,F-35的飛行員在“ DoD Combat App Store”(國防部戰鬥應用商店)里下載了滴滴炸人後,其他飛機,例如EA-18G的飛行員也能在自己的平板上下載同樣的軟件,F-16F-22的飛行員也能用。這也方便了各單位協同作戰。此外,由於是外接計算,即使程序本身有一些BUG也不會直接威脅到飛機自身的飛控。

   

  在戰鬥機升級越來越側重於電子能力的今天,使用外接的計算機作為升級手段的確不失為一種性價比超高的手段。首先,在飛行員中,大家已經有了廣泛的使用基礎,也就是說即使不專門開發應用商店,也是要為這些飛行員配備平板電腦的,直接在商業平板電腦上開發就不存在額外購買導致浪費。其次,方便使用,不存在飛行員難以學習使用的問題,如果真的有,那應該去追究航校招生是否嚴重徇私舞弊。當然,最重要的是,這種升級省錢省力,飛機不需要進維修廠就能實現戰鬥力的增長,飛行員只需要在作戰值班室中點幾下屏幕就能實現軟件的安裝和升級。倘若平板性能不夠了,或者壞了,也就只需要差不多一兩千美元就能換一台最高配置的————這點錢與維修飛機設備比起來近似於不存在。因此在未來信息化建軍路上,空軍飛行員對平板電腦的需求可能會更高。


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