波音公司的单人驾驶舱概念及无人驾驶客机的发展

李小飞，徐悦，陈黎

中国航空研究院，北京市 朝阳区 100012

从民航客机无人驾驶技术实现实用化所面临的主要障碍出发，对波音公司近期推出的客机单人驾驶舱概念的优缺点进行了分析，并在此基础上展望了单人无人驾驶客机的未来应用前景。

无人驾驶技术在降低民航客机研发/使用成本、改善飞行安全性、提高使用灵活性等方面均具有巨大潜力，因此历来为各国航空工业界、航空公司、乃至普通民众所高度关注。作为当今世界民机制造业两大巨头之一的波音公司，在无人驾驶客机领域自然也不甘人后，多年来投入大量人力、物力和财力，对民航客机无人驾驶相关技术进行了长期的研究测试，目前已经取得了重大进展，曾一度计划在2018年开始进行无人驾驶客机的空中试飞。但考虑到无人驾驶客机要正式投入商业运营，将会面临技术、法律、甚至伦理道德方面的巨大障碍，因此波音公司目前正准备在无人驾驶客机技术完全实用化之前，首先在下一代客机上采用单人驾驶技术，由此可以作为民航客机最终实现无人驾驶之前的必要衔接和过渡，同时也可以为航空公司带来不菲的直接经济效益。

民航客机无人驾驶技术实用化面临的主要障碍

随着现代民机自动化程度的日益提高，其飞行全程的大部分时间内均可以在自动驾驶系统帮助下实现“无人驾驶”；即使是在需要飞行员参与的起飞/降落环节，随着各种先进导航、辅助着陆技术的发展和应用，二者对人的依赖程度也在不断降低。因此从理论上讲，研制一种全程无人驾驶的民机在技术上是完全可行的。尽管这样，根据波音公司及其他民机研制商、各国航空科研机构的研究评估结果，目前时代条件下客机无人驾驶技术要实现实用化，仍会面临多方面的障碍，其中最具代表性的主要来自以下两方面。

（1）无人驾驶系统的应急情况处理能力

民航客机在飞行途中，难免会遇到一些意外、紧急情况，此时将需要无人驾驶系统能像经验丰富的飞行员那样，及时做出正确判断和决策。从最大程度地确保客机安全出发，无人驾驶系统应当具备曾创造“哈德逊河奇迹”的英雄机长切斯利·萨伦伯格那样的能力，才能获准投入使用。所谓的“哈德逊河奇迹”，是指2009年1月全美航空公司的1549号航班从纽约机场起飞几分钟后撞上鸟群并导致发动机全部熄火，机长切斯利·萨伦伯格及时准确判断险情并操纵飞机在哈德逊河上迫降，最终机上全部人员均安全撤离（图1）。然而在目前乃至今后相当长时期内，无人驾驶系统的智能化程度能否达到这样高的水平，外界普遍表示怀疑。

图1 在哈德逊河上迫降的全美航空公司1549 号航班

图2 波音公司新一代797客机

（2）民众对无人驾驶客机的心理接受程度

受传统观念和心理习惯影响，人们对于在二维平面内行驶的地面交通工具采用无人驾驶尚可接受（例如无人驾驶汽车、地铁），但对三维空间内高速飞行的飞机的态度则完全不同了，即使能有充分的证据表明无人驾驶客机安全性已经达到与传统客机不相上下、甚至更高的水平，同时提供非常优惠的票价，旅客是否敢乘坐也将存在很大疑问。例如，瑞银集团（UBS）2017年6月在美国、欧洲和澳大利亚对8000人进行抽样调查的结果显示，只有17%的人愿意乘坐无人驾驶客机，其中超过半数的受访者甚至表示，即使机票价格再便宜，他们也不太可能乘坐。由此可以看出，今后客机无人驾驶技术即使完全实用化了，也难免会长期受到乘客抵制，很可能要经历漫长的时期才能最终为人们所接受。

单人驾驶可作为客机实现无人驾驶之前的过渡

正是考虑到上述情况，波音公司决定在无人驾驶客机的发展道路上暂时“后退”一步，推出单人驾驶模式，并拟在其最新一代波音797客机上应用（图2），希望以此作为民航客机实现完全无人驾驶之前的衔接和过渡。在此模式下，空中飞行的客机驾驶舱内将只有一名飞行员，他可以为机载无人驾驶系统提供备份和监控，尤其是负责飞行途中各种意外情况的处理。与此同时，在地面上还将另设一名“飞行员”，他有点类似目前无人机系统中的地面操作员，可以替机上的飞行员和无人驾驶系统分担部分工作，并且可以一人同时监控多架飞机。

与传统双人制驾驶舱相比，单人制驾驶舱尽管只是将舱内人员减少了一人，其给航空公司带来的直接和间接经济效益仍是非常显著的：一方面，考虑到飞行员的昂贵培训和使用成本，客机驾驶舱内的飞行员数量减少一半后，航空公司每年节省的这方面费用将达到数百万美元之多，世界范围内各航空公司累计节省费用预计将高达150亿美元；另一方面，在民航飞行员长期短缺的情况下，若将客机驾驶舱内的飞行员数量减为一人，将有助于缓解全球民用航空运输业快速发展所带来的对飞行员巨大需求，减轻飞行员培养方面的压力。

从无人机驾驶客机长远发展的角度来看，通过“双人制”→“单人制”→“无人制”这样分阶段、逐步减少飞行员数量，而不是从目前的“双人制”直接、迅速地冒进到“无人制”，将可以起到“温水煮青蛙”的效果，逐步解除广大乘客对无人驾驶客机安全问题的担心，让其在潜移默化中逐步接受、认可客机驾驶舱中飞行员数量越来越少的趋势，为最终乘坐完全无人驾驶的民航客机做好心理准备。

由于上述原因，尽管单人制驾驶舱不可避免地会存在种种缺点和不足，并且难免会受到飞行员群体的反对，但对世界各国航空工业界和航空公司仍具有相当的吸引力。

单人制驾驶舱的缺点和不足

与真正的无人驾驶客机相比，客机驾驶舱实行单人制的缺点也非常明显。由于仍保留有驾驶舱，飞机在设计、制造、维护、保障等方面，与传统客机相比并没有质的变化，由此会使客机无人驾驶带来的优点大部分被打折扣，甚至基本消失。更为严重的是，采用单人制驾驶舱后，还会给民航客机的安全性带来一些明显的不利影响，这可表现在两方面。

一方面，在单人驾驶的工作模式下，各种与飞行员相关的人为事故诱因将会在一定程度上有所增加，进而会影响飞行安全。传统的客机驾驶舱内保留有两名飞行员，他们可以作为一个小团队，互相“备份”和“纠错”，同时单个飞行员的工作强度也得以降低，避免在飞行途中过于疲劳，由此可以在相当程度上减少各种人为飞行事故诱因，而当客机采用单人制驾驶舱后，这样的机制将不复存在。“哈德逊河奇迹”的创造者——切斯利·萨伦伯格机长就是因为这样的原因，强烈反对客机驾驶舱只保留一名飞行员。

图3 传统民航客机采用的双人制驾驶舱

图4 波音公司拟在新一代797客机上采用单人制驾驶舱

另一方面，客机驾驶舱内如果只保留有一名飞行员，由于缺少监督和制约，飞行员被胁迫或主动实施的航空犯罪的可能性将会明显增加，其带来的负面影响也是不言而喻的。尤其值得指出的是，2015年3月24日德国之翼航空公司的一架A320客机由于副驾驶蓄意坠机，导致机上150人全部遇难的事件发生后，全球航空界纷纷提高民航客机驾驶舱安全管理强度，规定飞行途中驾驶舱内必须至少有2名机组成员，而单人驾驶模式显然是与此完全相悖的。考虑到这样的时代背景，民航客机冒然采用单人制驾驶舱，无疑显得非常不合时宜，并且会面临法律方面的巨大阻力。

结束语

综合对比单人制驾驶舱的上述优缺点，至少在近期内，单人驾驶的民航客机要想在世界范围内得到推广应用，将会面临不少障碍，尤其是难以获得各国民航管理部门的批准。再加上波音737MAX客机2018年10月、2019年3月的两场空难所引发的外界对波音飞机安全性能的担忧，波音公司原来制定的2025年之前将单人驾驶民航客机投入使用的计划，其进度肯定会大大延后。事实上，波音公司自己也对此有着清醒的认识，考虑将单人驾驶技术首先应用于商用货机，并用“数十年”的时间来让乘客确信它是安全的。至于比单人驾驶技术层次更高、安全性也更受质疑的无人驾驶客机，其应用年代无疑将会更加延后，按照法国泰雷兹公司的评估，这一目标很可能要到2040年才能实现。■