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【校场】平板电脑如何提升美最先进战机的战斗力

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在今年331日,美国空军在内华达州内利斯空军基地进行地面测试期间,首次将F-35A的实时数据流实时传输到了飞行员手持的商用平板电脑上。这项试验是名为FoXFighter Optimization eXperiment 战斗机优化实验)项目的一部分,试验目的是验证战斗机的数据与平板电脑上的数据是否能互相传输。

 

美国空军之所以热衷于将商用平板,例如苏菲或者水果之类的与战斗机进行数据交换是基于对未来战争的考量。在未来的战争中,战斗机驾驶员,或者其他作战单位都会广泛使用各类无人设备。例如在计划中将为F-35配备诸如XQ-58A忠诚僚机,在这种情况下,使用传统的战斗机操作面板进行无人机操作会干扰飞行员其他操作,并且也不方便。而使用飞行员手持的平板电脑进行操作就能有效的为飞行员提供了一个便携操作平台。

当然,仅仅是为了操作无人机还不是平板电脑的全部价值。美军正计划为F-35开设应用商店,通过一些应用程序来扩展战斗机的功能。在最初,美军开发了一款辅助测试的软件,平板电脑上的飞行测试系统可以读取F-35的机载系统检测到的各类数据。这毫无疑问对检测飞机的性能数据提供了莫大的便利。

当然,这个项目也引来了很多吃瓜群众的好奇,例如不少美国网友就调侃他们会不会让飞机来挖矿第一个软件一定是愤怒的小鸟。也有人质疑商用平板电脑真的适合飞行吗?实际上,自从平板电脑问世以来,这种轻便又有不错续航大屏幕的电子产品就被立刻应用到了飞行上。

平板电脑在空军中的应用也有很悠久的历史了,当然在最初这是与飞行中需要携带大量文件有关。当然也有杠精提出质疑纸质的看起来不比电子设备舒服吗?还没有安全问题。这就是对飞行的困难不了解产生的误会。例如亚洲某国的一个运输机团由于机载设备较为落后,每次飞行都需要携带三四十斤的航空图表、操作手册等纸质飞行资料,重倒是好说,累点就累点,但是这么多的飞行图表和文件在紧急情况下很显然不适合翻阅,总不能机长需要飞行数据时,领航员排出九本大书,不慌,让我翻一下在哪里。于是早在2011年初,该部队便给所有飞行员配备了最新款平板电脑,把几十万字的飞行数据全输了进去,要知道这时候iPad也才刚刚发布一年。

 

与此同时,各大民航公司也相继将各类平板作为了飞行员标准配置。2013年,达美航空为飞行员配备了Surface22015年,微软与天西航空(SkyWest)合作,为7500名飞行员提供Surface Pro3,目的也是取代传统的航图、手册和其他资料。而美国航空公司的航空运营总监则是为旗下的飞行员选择了iPad,而他倒是说出了其他原因:除了为飞行员减负提升了紧急情况下的安全性外,使用平板电脑后能帮助每年节约100万美元的燃料费用和飞行手册印刷费。至于安全性问题, Surface2早在2014年就通过了FAAClass 12 EFB(电子飞行背包)认证,别的平板电脑也相继取得了航空认证。

在各国战斗机飞行员中,平板电脑也不是稀罕玩意,而且优先配发对象反而是那些驾驶老一代飞机的飞行员。因为这些飞机设计年代较早,座舱玻璃化水平不足,因此飞行员自带的平板电脑除了取代航图,还需要承担导航甚至与瞄准吊舱联动。当然,由于平板电脑取代航图的确好用,现在的四代机飞行员也大多会携带。由于平板的越来越普遍,这也就不奇怪为何美军想为平板电脑开发专用的应用并且还要与飞机数据相联系。在此前,飞机上的平板电脑是弥补航电不足的外接产物,而现在美军希望平板电脑与飞机能合二为一。通俗的来说,此前飞机系统与平板电脑的关系仅仅是我们与电脑的关系,而美军现在进行的数据互通试验,则是脑机接口,让平板电脑能直接读取飞机的数据并让飞机能作出相应的操作。

 

现在,位于加利福尼亚州爱德华兹空军基地和中国湖海军航空武器站的F-35也在试用FoX Tablet界面。虽然到目前为止,试验只在地面上进行,但是一旦解决了安全方面的问题,它们就会在飞行中使用。目前已经为FoX Tablet开发了两个程序,第一个程序叫战地管理门户(Battlefield Management Portal,为飞行员提供地面对空中的威胁信息,能最大程度帮助飞行员执行SEAD(对敌防空火力压制)任务。另一款则是使用AI增强F-35的战斗力,更加智能的应对来自地面防空的威胁。

也有人在想,这些功能就不能直接整合进战斗机中吗?美军认为整合进战斗机中并不能有平板电脑那样的优势。这与平板电脑的性能先进和能提供更多显示方式有关。虽然F-35不像老式战斗机那样缺乏多功能显示屏,但其配备的显示器也不过是两块10X8英寸,1280X1024分辨率的触摸屏。此外其采用的还是VGA传输方式,不仅显示区域有限,也难以提供较为流畅的使用体验,更不用说其内部的显卡性能更是感人。毕竟战斗机立项都是20年前的事情了,那个年头就算用最先进的技术在现在的商用平板前性能也是菜鸡水平。因此不能指望直接将这些增强战斗力的软件直接整合进战斗机本体中。

在这时候,外接的平板就等于提供了额外算力,战斗机的机载电脑只需要实时处理飞机本身的基础操作,而数据可以转交给平板进行进一步分析计算,再将计算好的数据反馈给战斗机的航电系统,不至于出现战斗机机载电脑满负荷死机。同时还有一个容易被忽视的点,那就是平板能增强飞行员的感知能力。即使最先进的F-35配备了头盔显示器,但由于现有的人类科技有限,飞行员还是发现了头盔显示器中显示的飞行数据延迟较高,而飞机自带的触摸屏由于是竖起来的,操作时也不如平板舒服。

就算解决了头盔显示器高延迟的问题,仍然有必要为飞行员提供额外的态势感知来源。特别是对于信息要求非常苛刻的SEAD任务,或者未来的无人作战任务中,飞行员本身需要身兼数职,因此多一台平板电脑就能多一个操作方式。平板电脑不仅是一个外接屏幕,平板电脑自带的计算能力不仅能支持额外的数据运算,还能通过额外的显卡能力,提供更好的画面,甚至在未来可以使用裸眼3D。这种更好的显示效果不仅是传统战斗机无法做到的,还能有效的在复杂环境下,例如山谷、城市、打击地下掩体和了解敌方防空空域的立体结构时为飞行员提供作战参考。传统的战斗机由于性能不足,只能提供2D画面的渲染,最新的F/A-18F BlockIII才勉强可以实现3D渲染。

 

在这些之外,使用商业平板电脑进行开发还能有效的降低开发成本。在以往的程序开发中,需要为每一款战斗机,甚至是子型号都编写相应的复杂程序,还要担心会不会出现BUG后威胁飞行。根据美国国防部的设想,在FoX项目中,F-35的飞行员在“ DoD Combat App Store”(国防部战斗应用商店)里下载了滴滴炸人后,其他飞机,例如EA-18G的飞行员也能在自己的平板上下载同样的软件,F-16F-22的飞行员也能用。这也方便了各单位协同作战。此外,由于是外接计算,即使程序本身有一些BUG也不会直接威胁到飞机自身的飞控。

 

在战斗机升级越来越侧重于电子能力的今天,使用外接的计算机作为升级手段的确不失为一种性价比超高的手段。首先,在飞行员中,大家已经有了广泛的使用基础,也就是说即使不专门开发应用商店,也是要为这些飞行员配备平板电脑的,直接在商业平板电脑上开发就不存在额外购买导致浪费。其次,方便使用,不存在飞行员难以学习使用的问题,如果真的有,那应该去追究航校招生是否严重徇私舞弊。当然,最重要的是,这种升级省钱省力,飞机不需要进维修厂就能实现战斗力的增长,飞行员只需要在作战值班室中点几下屏幕就能实现软件的安装和升级。倘若平板性能不够了,或者坏了,也就只需要差不多一两千美元就能换一台最高配置的————这点钱与维修飞机设备比起来近似于不存在。因此在未来信息化建军路上,空军飞行员对平板电脑的需求可能会更高。

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