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美军无人机系统训练综述

2010-01-16曾元萍朱力立洪都航空工业集团江西南昌330024

教练机 2010年4期
关键词:操作员捕食者空军

曾元萍 朱力立(洪都航空工业集团 江西 南昌 330024)

美军无人机系统训练综述

曾元萍 朱力立(洪都航空工业集团 江西 南昌 330024)

通过对美军各军种无人机和无人机系统训练相关研究文献和指导性文件的分析研究,本文对美军无人机系统训练发展情况进行了综述,主要内容涵盖2000年前后到目前的美军无人机系统操作军官训练需求、训练体制、训练设施规划思想、以及对未来无人机系统操作军官的训练思考等。最后,本文总结了发展无人机系统综合训练系统需要考虑的几方面问题。

无人机系统;训练体制;训练系统规划

1 引言

无人机已经在实战和科学研究中展示了能力和革命性意义,但是无人机必然需要接受人的指挥,所不同的是指挥方式的变化。2005年,美国防部正式使用术语“无人机系统”代替术语“无人机”的做法正折射出美军对无人飞行领域的认识的深化[1]。2003年,美空军正式提出了“远程分工作战”概念[2-6]。在这种作战样式中,发射/回收小分队将独立承担无人机的起飞和着陆,以及无人机在任务区域的地面维护;一旦无人机升空、机上系统开始运转,就把控制权转交给驻扎在美国本土的任务部队。该作战样式使得中、大型无人机的起降操作成为小部分人的工作,激进的观点甚至认为无人机系统操控官将可能无需接受传统意义上的飞行训练。

根据美空军司令部2009年公布的数据[4],当对无人机系统能力的需求急剧增长时,虽然绝对事故数量在增长,但事故10万时率在减少。从MQ-1刚装备时开始统计,其累计事故10万时率是14,而F-16的事故10万时率是11。虽然看起来比F-16的高,但是MQ-1的事故率已经得到降低。MQ-1在第一个10万飞行小时中发生28起A类事故,而最近的10万飞行小时中仅发生不到7起。美空军的小型无人机系统部队迄今未发生过A类或B类事故。2004年,美空军国防科技委员会对无人机和无人作战飞机项目进行分析研究,研究结果表明无人机系统发生事故的最大根本原因与有人机相同,也即是人和器材的原因。2006年,美空军参谋长约翰•江帕将军表示[5]:“促使我们决定派飞行员来担任操作官的最初想法,是基于陆军(使用无人机)的经验教训……如果你将它视作一架飞机,它就会像飞机一样发挥作用……我们在努力降低事故率和操作官造成的事故率。”美国空军认为在联合作战环境中操纵中、大型无人机所需的技能几乎与有人机飞行员必须具备的技能相同,其原因在于在复杂和拥挤的空域飞行无人机,以及在紧邻己方部队的地方投射精确制导弹药,都会涉及较大的风险,而技能熟练、态势感知能力优秀的飞行员可以降低这些风险。美军已经意识到[5]:决定未来无人机系统战略发展前景的不仅是与传统的系统、新颖的作战概念、创新的组织结构的融合,更重要的是必须建立面向未来的、继承“天空意识”文化的人才培养途径。

本文将对美军十余年来的无人机系统操作官培养之路进行回顾总结,重点分析其训练需求、训练体系发展沿革,并介绍其训练设施和可能的未来发展方向,并对如何科学、合理发展无人机系统综合训练系统提出了观点。

2 2000年左右美军无人机训练情况

2.1 2000年前后美军无人机操作官训练研究观点

二十世纪七十年代以来,无人机在实战中得到不断发展。也正是在那时,美军已经预见了未来无人机操作官的训练将会成为无人机发展的重要组成部分,并影响无人机及其系统的技术发展,然而对于具备何种资格才能操控无人机却并没有定论[7-9]。

2000年前后,美国空军器材司令部下辖美国空军研究实验室奉命进行了两项研究研究。首先,对美空军第11、15侦察中队的RQ-1A “捕食者”无人机操作员进行了问卷调查并组织了集体研讨[10]。调查结果表明,“捕食者”无人机飞行员认为“捕食者”无人机初始资格训练大致应与有人机飞行学员训练内容相当,但是有人机的飞行经验对于更好控制“捕食者”无人机很重要,在训练中还需要更加强调决策能力的培养。其次,对不同来源飞行员学习飞行RQ-1A“捕食者”无人机的速度和精度进行对比分析[11],分析重点在于杆舵操纵技能的培养。几组具有不同空中经验的军、民机飞行员首先完成了“捕食者”无人机的飞行和操作程序多媒体教学课程,然后在高保真无人机模拟器上进行飞行。每个参试者都需要练习飞行基本机动和着陆(包含困难的侧风着陆),并达到非常高的无人机控制标准,然后再飞30次侦察任务场景。在此过程中,详细、持续地记录每位参试者的表现用于对比分析。对比分析结果表明:经过训练的“捕食者”无人机飞行员的表现最好,但是其他未经过无人机训练的飞行员也不错;未经过无人机训练的空军T-38毕业学员和单发民机飞行员的表现几乎与经验丰富的军机飞行员的表现相当。研究结论是:“捕食者”无人机飞行员需要专门的资格训练,先前的飞行经验有助于捕食者”无人机的操作,如果参训飞行员的最近飞行机种的操纵特点与“捕食者”无人机相像则更好。

文献[7]和[8]的观点有所不同:潜在的无人机训练需求规模庞大;无人机操作官可以在模拟器上接受主要的训练,在显著提高训练数量和质量的同时减少成本和时间周期的代价。通过将飞行训练与教练机机队规模分开,在给定的训练周期内可以培养大量无人机操作官。更多的无人机操作官有助于缓解低强度/高需求作战节奏的问题。更低的架次率将导致相应减少维护保障人力资源及其训练、维持成本。演习和真实行动都需要实际飞行,但初始训练、任务资格和熟练训练将大部分采用模拟器进行,而无人机将成年累月地封装在包装箱中。但是无人机“生产、储存、飞行”概念在减少无人机全寿命周期使用保障费用的同时,也带来了如何保持高水平维护人员规模、保持有人机和无人机协同作战飞行训练质量等问题。

2.2 2000年前后美军无人机操作官训练体制发展情况[9]

到2000年前后,美军无人机操作官资格训练依据军种、机种的不同存在较大的差异。各军种分别还定义了内场飞行员和外场飞行员,但其共性内容如下:

1)外场飞行员:在地面控制站外部完成无人机发射和回收,可直接利用控制界面和操纵杆操控飞机。

2)内场飞行员:在地面控制站里面控制无人机进入战区、盘旋待机、执行任务和退出战区;通常只监控自动驾驶仪,也可以在自动驾驶仪的辅助下用驾驶杆对无人机执行有限操作。

美国海军、海军陆战队、陆军使用战术无人机时,主要任命经过专业训练的军职人员担任内场飞行员,且不要求其具有有人机驾驶经验。而美国空军使用中空长航时无人机,则只任命有人机飞行军官或是具有商业飞行执照和仪表飞行等级资格的导航员担任内场飞行员。这种差异主要源由无人机的飞行能力和美国联邦航空政策。虽然部队条令和联邦航空政策决定了无人机操作官的资质要求,但是美军系统地研究了无人机操作官的基本技能,用于指导训练系统设计,并结合实战经验进行改进。美军还以这些基本技能知识为框架,深入研究了任务时间长度、夜间作战和生物钟扰乱对无人机操作官的实战表现的影响问题,并以之为依据,不断开发针对性训练手段和无人机系统人机综合技术,从而最终提高无人机操作官操纵无人机执行作战任务的能力。

2.2.1 美国海军“先锋”近程战术无人机机组编成及人员培养

美国海军“先锋”近程战术无人机机组成员包括外场飞行员、内场飞行员、载荷操作员和任务指挥官,候选人员来源为所有男性航空军职人员。对于外场飞行员候选人而言,虽然不需要有内场飞行员和载荷操作员的工作经验,但是必须至少在一个海军单位服役过,等级至少为E-5。外场飞行员候选人必须在位于亚利桑那州华楚卡飞行试验基地的联合无人机训练中心完成24周的训练课程。内场飞行员和载荷操作员候选人也同样必须至少在一个海军单位服役过,内场飞行员候选人等级至少为E-5,载荷操作员候选人等级至少为E-4。内场飞行员和载荷操作员候选人必须在联合无人机训练中心完成8周的训练课程,他们的训练课程有所差别。任务控制官必须是飞行军官,可以是固定翼或旋翼飞机飞行员或导航员,且满足所有相关资格标准。体格标准包括初级标准和例行标准。除任务控制官外,其余三类人员都必须达到第3类飞行体格标准,这一标准类似于空中交通管制员的飞行体格标准。任务控制官必须达到第1类飞行体格标准。

2.2.2 美国海军陆战队“先锋”近程战术无人机机组编成及人员培养

美国海军陆战队“先锋”近程战术无人机机组成员组成和任务与美国海军的相同。内场飞行员和载荷操作员候选人既可以是刚完成基础训练的新兵,也可以是各部队的军职专业人员,等级至少应为E-1,必须在联合无人机训练中心完成8周的相同训练课程。外场飞行员候选人必须是表现优秀的内场飞行员和载荷操作员,等级至少为E-5,除此之外还必须有很好的三维空间感知适应能力,必须在联合无人机训练中心完成19周的训练课程。无人机任务控制官必须是飞行军官,可以是固定翼或旋翼飞机飞行员、导航员或电子战军官,且满足所有相关资格标准。体格标准与美国海军要求相同。

2.2.3 美国陆军“猎人”近程战术无人机机组编成及人员培养

美国陆军“猎人”近程战术无人机机组成员组成和任务与美国海军的相同,只是职位稍有区别:控制电光或红外传感器的是任务载荷操作员;任务控制官是无任职军官,一般不是外场飞行员,但必须具备内场飞行员或任务载荷操作员的任职经验。候选人的军职专业不限,但必须在美国陆军监视和通讯能力标准测试中获得105分以上,内场飞行员和任务载荷操作员等级至少应为E-3。外场飞行员候选人必须是表现优秀的内场飞行员和任务载荷操作员,等级没有要求,但一般至少为E-5。任务控制官候选人的等级至少为E-5。内场飞行员或任务载荷操作员候选人必须在联合无人机训练中心完成23周的训练课程。外场飞行员筛选采用面试结合无线电航模控制飞行考核,随后在联合无人机训练中心完成16周的训练课程。外场飞行员必须达到美国陆军第3类飞行体格标准,这一标准类似于空中交通管制员的飞行体格标准。内场飞行员或任务载荷操作员必须达到美国陆军第4类飞行体格标准,该标准低于第3类飞行体格标准要求。

2.2.4 美国空军“捕食者”中空长航时无人机机组编成及人员培养

美国空军“捕食者”中空长航时无人机机组成员包括无人机操作员、传感器操作员、常规数据分析/任务规划和通信操作员等。典型情况下,一个任务配备4名无人机操作员,可以两两轮班。一般选择某一班次中较为资深的无人机操作员作为任务指挥官,但是非航空军官也可作为任务指挥官(如情报官)。整个“捕食者”中空长航时无人机机组规模取决于任务性质,最小的机组规模包含三个人:无人机操作员兼任务指挥官、常规数据分析/任务规划和通信操作员、传感器操作员。

美国空军原则上要求无人机操作员候选人必须是固定翼飞机的飞行员或是具有联邦航空局商业飞行执照和仪表飞行等级资格的导航员。已停飞的飞行员也可以,但是必须愿意执行全球部署任务。由于无人机操作员都是飞行员或导航员,因此,他们都已经完成了完整的美国空军飞行学员飞行训练大纲。整个专业化飞行学员训练历时约52周,包括在T-37上的基础飞行训练和在T-1或T-38上的高级飞行训练。联合导航员学员训练大纲根据专业不同历时40至72周不等,武器系统军官的训练周期较长。除了飞行学员训练之外,无人机操作员候选人还必须完成轮换训练单位的训练,如F-15或F-16等战斗机的改装训练,或者是作战空勤训练中队的训练,如C-130或C-141等运输机的改装训练,并获得任务资格等级。完成这些训练后,无人机操作员候选人还必须在内华达州印第安纳•斯普林斯空军辅助机场的第11侦察中队完成历时9周的“捕食者”基础训练。

要想成为常规数据分析/任务规划和通信操作员、传感器操作员候选人,需要在能力测试考试的数学推理、语言知识、图像理解模块考核中获得64分以上的成绩。然后,常规数据分析/任务规划和通信操作员、传感器操作员候选人首先需要作为图像判读学员完成历时24周的初始技能训练。在这之后,必须在第11侦察中队完成历时9周的“捕食者”基础训练。常规数据分析/任务规划和通信操作员、传感器操作员的等级至少为E-3。

体格标准包括初级标准和例行标准。无人机操作员必须达到第1类飞行体格标准。如果无人机操作员是医学停飞飞行员,则需要达到调整版第2类飞行体格标准,并具有由外科主任医师签字的可以执行地面飞行任务的书面证明。常规数据分析/任务规划和通信操作员、传感器操作员必须达到第3类飞行体格标准,但是视觉敏锐度和纵深感知能力必须达到第1类飞行体格标准的相应标准。

2.2.5 美国国防先进研究项目局“全球鹰”高空长航时无人机机组编成及人员培养

美国国防先进研究项目局“全球鹰”高空长航时无人机的地面控制系统由发射回收单元和任务控制单元组成。发射回收单元机组成员负责起飞无人机,并将控制权转交给任务控制单元机组成员。任务控制单元的机组成员最少包括任务控制官、指挥控制操作员、任务规划员、通信操作员、图像质量控制技师、维护技师。在适航性测试中,发射回收单元的飞行机组成员包括:指挥控制主操作员、指挥控制第二操作员和任务规划员。在作战中,发射回收单元的飞行机组成员只包括一名指挥控制操作员和一名任务规划员。2000年前,处于研发阶段的“全球鹰”无人机尚未配装传感器系统,因此一般只配置指挥控制操作员。

“全球鹰”无人机指挥控制操作员候选人最好是军机(固定翼或旋翼)飞行员,或是具有联邦航空局仪表飞行等级资格的通用航空飞行员,且需要至少500飞行小时空中经验。“全球鹰”无人机指挥控制操作员候选人必须接受200到250小时“全球鹰”无人机模拟器的训练,从而熟悉飞行性能和系统功能。如果是空中经验少于500小时的通用航空飞行员,则需要显著增加模拟器训练时间来弥补其特情处置和任务规划态势感知能力的不足。实践表明,有人机飞行经验可以很好地转化为态势感知和特情处置能力,如果只需一名指挥控制操作员,最好由飞行员出身的工程师担任。

图1 2005年美国国防部官方公布的美军无人机系统训练情况

3 2005年左右美军无人机系统训练情况

2005年,美国防部正式使用术语“无人机系统”代替术语“无人机”[1],这使得美国空军2003年正式提出的“远程分工作战”概念更加重要[2-6]。所有无人机系统项目都开始要求承包商承担部分无人机系统培训任务,必要时派遣人员直接满足无人机系统操作官、维护人员、技师的不足。但是,除了美国陆军的“猎人”无人机和“影子”无人机训练项目之外,每种无人机系统都有专门的训练项目,这就使得无人机系统操作员缺乏战场交互操作能力,各机型操作员无法操作别的无人机系统。参训学员中既有经验丰富的等级飞行军官,也有新征召的机体维护军职专业人员。根据2005年美国国防部官方公布的材料[3],美军无人机系统训练情况可用图1表示。

各军种的无人机系统训练项目普遍存在四类问题:

1)虽然,大多数无人机项目都喜欢采用螺旋式采购方式,逐渐增加无人机系统的功能,但是无人机系统训练器的设计能力却无法及时扩充,因此训练器总是无法满足渐增的部署能力的要求,这就需要学员完成初始训练后在部队进行额外的训练(也增加了额外的成本)。

2)当地面站并不是设计具有控制实际任务和执行模拟飞行训练双功能的。这就增加了专用模拟器和任务训练器以及更多、更逼真的模拟器和训练器的生产保障费用。

3)与当前全球反恐战争相关联的作战节奏使得无人机系统无法具有充足的离线时间用于软硬件升级,并训练操作员新能力。

4)大部分无人机系统维护训练缺乏专用维护训练器和具有嵌入式复习训练的数字技术指令与菜单。这导致厂商代表不得不部署在最多的无人机操作岗位上,甚至直接部署到战区,以弥补训练的不足。

美国国防部认为[3,12],可以从以下四方面着手优化无人机系统训练体系:

1)未来的地面站将需要不经过大的结构变动就可以兼顾执行真实飞行和模拟飞行训练的能力。但是这并不意味着不需要部分任务训练器和全任务模拟设备,这是因为对于某些无人机系统的高利用率任务系统可能需要每周7天,每天24小时不间断的工作。

2)与全球反恐作战相关联的作战节奏需要训练是流水线式的,特别是强调使前线作战使用系统升级相应的能力训练差异化。基于网络的训练和模块化训练将允许受训人员按照任务环境和允许时间分块执行训练。

3)无人机系统维护课程配备专用版的战场系统和带嵌入式复习训练的数字技术指令。

4)控制维护训练费用,考虑取消需要特殊技能训练和较大训练费用的训练内容,并利用承包商(而非受过专门训练的军职人员)来执行系统维护。

4 2010年左右美军无人机训练使用情况

根据2010年美空军司令部官方材料[4,6],美空军的无人机系统已经可以使联合部队指挥官按照优先权,在战场的任何地方,获得从战术到战略任何级别的作战保障。而美陆军的无人机系统则由军团、师及以下部队建制的地面指挥官直接按照建制调遣。截止2009年11月,除便携式无人机外,美空军MQ-1“捕食者”、MQ-9“死神”、RQ-4“全球鹰”三种无人机共飞行约23万飞行小时;美国陆军RQ-7“影子”、MQ-5“猎人”、“蚊蚋”多用途增强型、“勇士阿尔法”和MQ-1C“天空勇士”五种无人机共飞行约16万3千飞行小时。截止2010年3月,美空军在作战中已经投射了906枚48公斤AGM-114“海尔法”空地导弹和201枚227公斤GBU-12激光制导炸弹;而美陆军在作战中仅投射了4枚25公斤GBU-44“蝰蛇打击”制导炸弹和13枚AGM-114“海尔法”空地导弹。2010年6月,自2005年起驻扎在阿富汗坎大哈机场的美国空军第62远征侦察无人机中队已经达到25万飞行小时,其中48%是在近12个月内完成的。美空军和美国陆军目前正在作战使用的无人机系统使用和操作员训练特点[6]如图2所示。

美空军无人机系统训练已经实现系统化和专业化发展[13],其重要发展里程碑是:

1)2008年9月:美国空军参谋长下达命令要求录用新飞行员操控无人机系统,发展了新的职业领域;

2)2008年11月:完成专业飞行学员训练的新飞行员开始接受无人机系统操控学员训练;

3)2009年1月:直接面向无人机系统操控员职业的专业训练体制开始直接招收新学员(而不是新飞行员转行);

4)2009年8月:美国德克萨斯州伦道夫空军基地开设传感器操作员专业;

5)2009年11月:首批直接招收的无人机系统操控员毕业,进入无人机系统作战中队开始战备训练。

美空军教育和训练司令部管辖的无人机系统训练基地是拉客兰德和伦道夫基地,训练内容主要包括:空勤人员基础课程、传感器操作员基础课程、无人机系统设备操作资格考核课程、无人机系统基础课程。美空军空中作战司令部管辖的无人机系统训练基地包括科里奇基地和霍罗曼基地,均装备了MQ-1无人机系统。

美空军无人机系统学员分为无人机系统操控员和传感器操作员两个专业,学员目前来源主要是飞行学员自愿选择专业。训练大纲总体安排如下[13]:

1)无人机系统操控员需要首先接受为期2个月的初始飞行训练,掌握操控员基础技能,然后在伦道夫基地接受为期2个月的无人机系统设备操作资格考核课程,期间需要在模拟器上训练46小时并接受系统设备操作考核;

2)无人机传感器操作员需要首先在拉客兰德基地接受为期3周的空勤人员基础课程,熟悉空勤文化传统,然后在伦道夫基地接受为期5周的传感器操作员基础课程,期间需要完成全动视频训练、传感器基础/情报分析训练等;

3)随后所有学员在伦道夫基地学习无人机系统基础课程,包括:战术/战场操作(武器、雷达、传感器、威胁分析)、无人机系统操控员/传感器操作员人力资源管理、100小时理论教学、7次机载激光探测系统/作战任务,总周期约1个月;无人机系统操控员专业学员还需要到美国空中作战司令部下辖的内斯利空军基地学习为期2周的联合火力课程;

4)最后所有学员进入美国空中作战司令部下辖的科里奇基地进行MQ-1部队改装训练,为期3个月。

5 美空军对无人机系统训练设备规划的部分考虑

美空军器材司令部下辖的空军研究实验室对无人机系统和人的整合一直保持深入研究[14],其主要的目的是如何通过训练设备规划和无人机系统地面站设计,使得无人机操作官能够和无人机系统成为一个整体,通过在人-系统综合的基础上应用作战使用知识和客观证据,整合人的能力保持、优化和增强过程,最终应用人-系统综合原则优化使用、作战能力。主要研究工作[14]包括三大方面内容:

1)远程操作飞行器自适应跟踪/训练系统

目的在于提供经济可承受的、可重构的、基于计算机的仿真能力,开发空、地、海基无人机系统模拟训练手段,例如:“捕食者”无人机模拟器提供了一种逼真的环境,可以保障美国空军研究、个人/团队训练和任务预演。

2)方舱工作站设计研究

通过实际统计分析,为男、女性各自建立了14组模型点;根据“捕食者”情况删减冗余模型点,确定了三大基本要素:全尺寸、躯干/四肢高长比、躯干/大腿高长比;提出8套建议方案,并根据工程设计经验、操作流程简化要求对工作站建议方案进行筛选。

3)无人机系统操作官选择/能力提高研究目前已经开展了选择和训练效能研究

① 接受申请,提供医学和神经精神医学推荐;

② 收集和比较能力数据:经过混合训练的传统无人机系统军官、2008年11月第一次训练演示实验、2009年3月第二次训练演示实验、2009年2月开始的专业学员训练;

③ 2009年6月定义任务基本能力;

④ 2009年10月对不同选择组的初始资格训练结果进行评估;

⑤ 2010年6月重新定义无人机系统操作官选择工具;

⑥ 2010年7月开发未来训练所需的真实、虚拟、建设性的应用,并对之进行评估。其目的是减少人员损耗、改善技能保持和人员规模保持、提高人员能力,从而最终有更多的时间实施作战目标。

美军无人机系统地面控制站已经从最早的先进概念技术演示验证布局,经过B lock 15和B lock 30两个阶段的实际使用和提高,预计将在2012年发展到Block 50先进座舱地面控制站的水平(见图3所示),其设计主要考虑人素工程和作战、训练兼顾两方面的问题。

Block 30地面控制站是目前使用的Block15地面控制站的升级改型,主要改进包括:显示器升级、座椅改进、综合传感器控制套件升级、加装高分辨率数字图像/小孔径雷达图像分发硬件、“捕食者”基本数据链套件升级、多端口载荷扩展器改进、采用可调脚蹬、控制台全面升级、所有计算机升级等。其中控制台全面升级项目包括:命令和状态显示屏采用触摸屏、采用“手不离杆”操纵杆/油门杆双杆控制、采用人机功效更好的键盘。拟开发的Block 50地面控制站将根据人类环境改造学,对显示设备和控制装置进行全新设计,并完全采用开放式系统结构最大化通用性。按照美空军地面控制站现代化计划,到2016年左右,美空军中、大型无人机系统的地面控制站将全部升级改进为Block 50型。

6 美空军对于未来无人机系统操作军官的训练思考

美国空军正在规划下一代的无人机系统[4,6],其中,大、中型无人机系统必须具有足够开放的系统结构和机体结构,从而可以实现最大程度的模块化和灵活性,其必须具有的模块化任务能力包括:图像情报套件、信号情报套件、机载传感和规避、电子攻击、战术空中加油、空运、对抗措施、安全/冗余网络中心通信、地面移动目标指示器、机载广域监视、可变权限自主能力、多种武器打击能力等。无人机的模块化结构和任务灵活性使得美空军无人机系统训练体系必须不断作出积极的调整。

无人机系统训练将继续采用美空军教育和训练司令部和空中作战司令部训练项目中的、经过实践证明的航空兵训练方法,但是将通过采用新技术提高训练效能[4,6]。无人机系统第1、2、3大队的军职人员都是新任命的军官,已经开始形成新的无人机系统飞行员骨干,未来的无人机系统项目必须慢慢地在实战中积累经验。未来的无人机系统机组也许将只由一名无人机系统飞行员构成,他必须控制多架无人机执行任务。未来的无人机系统具有独特的设计和保障特性,逐渐积累维护经验才能培养出通用化的、建制化的无人机系统机械师和技术员。美空军已经准备从2010年开始引入无人机系统维护专业训练。

美空军正在发展现代化的无人机系统训练能力,从而可以适应快速变化的技术,满足无人机系统人才培养规模的需求,并在无人机系统全球化作战行动中得以体现。分布式、多军种联合无人机系统训练可以极大地提高训练效能和训练标准化程度,美空军希望将联合无人机系统训练与其它现有有人机高级训练项目,如美国空军武器教官课程等相结合,并通过“空中勇士”、“绿旗”、“红旗”等联合演习发展、完善和推广联合战术、技术和流程。

7 结论

无人机系统训练的发展与其作战使用需求是密不可分的,无人机系统依靠高素质的人控制才能够在战场上取得成功,连续、批量地培养和保持高水平的无人机操作官队伍已经成为美军训练体制的努力方向。探究美军十余年系统化培养无人机系统操作官的经验,分析其训练技术研究成果,可以得出如下结论以资借鉴:

1)无人机系统训练对候选人员的要求根据装备数量、类型和作战使用强度不同具有很大的差异性,十余年来,美空军中、大型无人机系统项目的成功高度依赖具有丰富经验的飞行员和维护人员,这使得现在的无人机系统项目只需要提供初始资格训练和任务资格训练,而不提供针对飞行员个人或是特定任务的持续性训练,无人机系统的维护人员也同样大部分来自现役空军作战飞机的维护人员。这很容易在人力资源调配和空军文化两方面造成无人机操作官缺员问题。过去两三年中,初始资格训练已经成为美空军作战司令部增强无人机系统能力的主要掣肘因素。这也正是美国空军教育和训练司令部改革训练体制,让飞行学员直接选择无人机系统专业的根本原因。

图3 美军无人机系统地面控制站发展趋势

2)职业化、专业化、综合化的正规化无人机系统训练体系对于无人机系统新作战能力的生成至关重要。未来的无人机系统机组也许将只由一名无人机系统飞行员构成,他必须控制多架无人机执行任务。因此必须大量利用高保真的模拟训练。训练项目将追求模块化的、具有开放式结构的训练系统,并提供合理的训练内容和学习管理、基于计算机的训练、由虚拟教官指导的模拟训练。模拟训练场景中必须包含作战行动的本质(包括战争的不确定性),只有这样才能使无人机系统军官有自信在不确定的环境中成功掌握技能、知识,提高智力水平和心理调节能力。无人机系统训练系统需要通过训练效能分析测度和自动化的学员表现反馈来实现学员自学。训练技术的成熟可以在提高无人机系统操作员任务能力的同时,最终减少由操作员引起的无人机系统事故。

3)对于战斗群集结、在联合战术空中管制员控制下实施近距空中支援,飞行前和飞行后维护等训练任务而言,除非分布式任务作战训练系统、虚拟训练系统可以满足要求,否则仍然需要真实飞行,并完成一定的训练架次数。由于需要训练手抛发射和回收技能,小型无人机系统仍然需要实际飞行训练。

4)需要对无人机系统飞行员任务空域类型、联合任务部署能力水平等制订训练标准。部分训练需要通过分布式任务作战和实况/虚拟训练实现。跨军种的通用化无人机系统项目、专业化联合训练可以使无人机系统操作官掌握符合未来联合作战需要的技能。

[1] Department of Defense Dictionary of Military and Associated Terms, Joint Publication 1-02 (As Amended Through 31 August 2005) [DB/OL], Department of Defense, USA, 2005.

[2] Quadrennial Defense Review Report[R], Department of Defense, USA, 2006.

[3] Unmanned Aircraft Systems Roadmap 2005 - 2030 [DB/OL], Office of the Secretary of Defense, USA, 2005.

[4] USAF Headquarters, United States Air Force Unmanned Aircraft Systems Flight Plan 2009-2047 [DB/OL], United States Air force, 2009.

[5] Lt Col Houston R. Cantwell,Operators of Air Force Unmanned Aircraft System: Breaking Paradigms[J], Air & Space Power Journal, Air Education and Training Command, United States Air Force, Summer 2009: 67-77

[6] Lt Col Bruce "Shadow" Black,UAS Operations and Comparisons[DB/OL],Headquarters U.S. Air Force , USAF UAS Task Force, 2010.

[7] Unmanned Aerial Vehicles Roadmap 2000 - 2025 [DB/OL], Office of the Secretary of Defense, USA, 2001.

[8] Unmanned Aerial Vehicles Roadmap 2002 - 2027 [DB/OL], Office of the Secretary of Defense, USA, 2002.

[9] Joseph L Weeks, Unmanned Aerial Vehicle Operator Qualifications [R], United States Air force Research Laboratory, USAF Materials Command, 2000.

[10] Ellen M Hall, William C Tirre, USAF Air Vehicle Operator Training Requirements Study [R], United States Air force Research Laboratory, USAF Materials Command, 1998.

[11] Brian T Schreiber, Don R Lyon,Elizabeth L Martin, Herk A Confer, Impact of Prior Flight Experience on Learning Predator UAV Operator Skills [R], United States Air force Research Laboratory, USAF Materials Command, 2002.

[12] Unmanned Systems Roadmap 2007- 2032 [DB/OL], Office of the Secretary of Defense, USA, 2007.

[13] Brigadier General Jeff Kendall,Deputy Director of Intelligence, Operations,and Nuclear Integration for Flying Training,Air Education & Training Command: USAF Flying Training Perspective [C], Air Education and Training Command, United States Air Force, 2009.

[14] John A Plage, 711 HPW/HP Research, Analysis, and Consultation for UAS [R], 711th Human Performance Wing,United States Air force Research Laboratory,USAF Materials Command, 2010.

U.S. Military Unmanned Aircraft System Training

Zeng Yuanping, Zhu Lili
(Hongdu Aviation Industry Group, Nanchang, Jiangxi 330024)

This paper describes development of the U.S. mi litary unmanned aircraft systems (UAS)t raining, including t raining requirements, training system, t raining faci lity plan and UAS operators t raining perspective since the year of 2000, which is based on a review of relevant research documents and inst ructive publ ications of U.S. mi l itary unmanned aircraf t and UAS t raining. This paper concludes by raising more issues that must be considered for development of a comprehensive UAS training system.

Unmanned aircraf t system;Training system;Training system plan

2010-10-30)

曾元萍,女, 1971年10月出生,工学硕士,高级工程师,主任设计师, 研究方向为武器控制系统设计:

朱力立,男,1972年1月出生,工学博士,高级工程师,副总设计师,研究方向为飞机总体设计、飞机系统使用需求论证和效能分析,已在各种学术期刊发表中英文学术论文二十余篇,其中十二篇被国际权威检索EI收录。

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