徐勇凌:X-47B精确着舰的秘诀在于无人控制目标跟踪技术

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/30 14:10:11
  美无人机首降航母

  本报专访空军理论专家徐勇凌:X-47B精确着舰的秘诀在于无人控制目标跟踪技术

  本报记者 屠晨昕


  还记得2005年好莱坞大片《绝密飞行》里那架精灵古怪的无人战机“埃迪”吗?“他”在战场上展现出的智慧令人惊叹,也让人深感不安——一旦机器人手里掌握了武器,人类的世界将变成怎样?

  最近,“埃迪”在现实世界中的投影——美国格鲁曼公司的X-47B无人机,完成了迄今为止最“聪明”的举动——在海上航行的航空母舰上自主降落。这是无尾翼无人机首度在航母上实现着舰。

  在“乔治·布什”号航母上目睹了全过程的美国海军部长雷·马布斯表示:“X-47B将彻底改变航母投送作战力量的方式。”

  此次着舰,X-47B着舰时的位置与计划高度一致,基本可以做到“想勾上哪条拦阻索,就勾上哪条拦阻索”。

  依靠自主“思考”

  它降落在航母上


  10日下午,一架X-47B战机从马里兰州帕图森河海军航空站起飞,成功降落在“布什”号上。从视频中可以清晰地看到,这架无人机配有尾钩,并用其钩住了航母飞行甲板上的拦阻索,与正常飞机降落过程一样。

  在首次成功着舰后一小时内,X-47B从舰上起飞,再次完成着舰。在准备进行第三次、也是最后一次着舰时,X-47B发现机载电脑存在异常,因此取消了着舰,飞往瓦勒普斯岛空军基地,并安全着陆。

  于2011年2月首飞的X-47B,是世界上第一种不需要人对其进行远程实时遥控、而是完全依赖人工智能进行自主控制的无人机。该机全长11.63米、翼展18.92米,重约6350公斤,航程3800公里。其拥有飞翼式隐形气动外形,从侧面看很像一个飞碟。

  今年5月4日,一架X-47B在帕图森河试验场完成了首次陆基拦阻降落试验。5月14日,X-47B从“布什”号航母上,首次成功实现了舰上弹射起飞。此后,又完成了9次触舰复飞。

  据悉,为了完成X-47B着舰,“布什”号装载了专门的软件和设备,以使航母对飞机进行精确的指挥。

  不过,X-47B这次完成的着舰,并非大型固定翼无人机第一次在航母上着陆。2011年7月2日,一架经过改装的F/A-18D“超级大黄蜂”战机,空着座舱,在“艾森豪威尔”号航母上实现了无人操纵着舰。

  自主着舰

  能做到“指哪勾哪”


  固定翼战机在航母上拦阻着舰,因其高度的困难和危险性,而被誉为“刀尖上的舞蹈”。那么,重6吨多的无人机是如何实现着舰的呢?

  空军理论专家、功勋试飞员徐勇凌告诉记者,X-47B实现精确着舰,秘诀在于无人控制目标跟踪技术。

  “这项技术,需要飞机和母舰都建立极其精确的运动模型。”徐勇凌告诉记者,航母用舰载精密雷达监控飞机轨迹,进行舰面运动补偿,用数据链向X-47B上传轨迹偏差,而无人机通过动力和气动控制快速响应,使飞行轨迹符合。

  徐勇凌还向钱报记者透露,这种以电子与机械科技实现的自动控制,精度远比操作人员遥控无人机着舰更精确。“飞机拦阻着舰,需要的是丝毫不差。而遥控无人机实质上相当于二次操控,无线电信号从航母传到飞机上,有一定的时间延迟,有可能造成尾钩勾不上拦阻索的情况。”

  而据无人航空作战系统(UCAS)执行官透露,此次着舰,X-47B着舰时的位置与计划高度一致。据悉,基本可以做到“想勾上哪条拦阻索,就勾上哪条拦阻索”。

  操作人员只需在X-47B起飞前,通过安装在手臂上的操作显示器(Control Display Unit),向X-47B的机载电脑输入命令即可。随后,飞机会根据命令进行独立计算,依靠GPS、自动驾驶仪和防撞传感器等先进设备,调整飞机的前进方向和飞行模式,自行完成飞行任务。

  机器人武器开不开火

  得由人说了算


  据悉,X-47B仅仅是实验性质的技术验证机,未来美国海军用于侦察和对地打击的无人战机,将以X-47B为基础研发。据路透社报道,实战型无人机可能于2020年前进驻航母。

  英国著名海军专家诺曼·弗里德曼认为,无人战机大量应用于航母,将会大大降低战机的成本,减少对飞行员的需求。而培养飞行员、尤其是舰载机飞行员是极其昂贵的,据悉,培养一名合格海军飞行员花的钱,比与飞行员等重的黄金还要贵。

  显然,无人舰载机的普及,意味着降低燃料、维护、后期和人员的使用。弗里德曼估计,无人机较以前的飞行节约66%的消耗,从而降低航母运行的成本。

  不过,外界一直比较担心先进武器的人工智能化,可能造成不可预知的灾难性后果。美国国防部前不久也出台了一项新法令,规定机器人武器的开火权,必须由人来决定。


链接:http://static.qjwb.com.cn/szb/qj ... _2229622.htm?div=-1  美无人机首降航母

  本报专访空军理论专家徐勇凌:X-47B精确着舰的秘诀在于无人控制目标跟踪技术

  本报记者 屠晨昕


  还记得2005年好莱坞大片《绝密飞行》里那架精灵古怪的无人战机“埃迪”吗?“他”在战场上展现出的智慧令人惊叹,也让人深感不安——一旦机器人手里掌握了武器,人类的世界将变成怎样?

  最近,“埃迪”在现实世界中的投影——美国格鲁曼公司的X-47B无人机,完成了迄今为止最“聪明”的举动——在海上航行的航空母舰上自主降落。这是无尾翼无人机首度在航母上实现着舰。

  在“乔治·布什”号航母上目睹了全过程的美国海军部长雷·马布斯表示:“X-47B将彻底改变航母投送作战力量的方式。”

  此次着舰,X-47B着舰时的位置与计划高度一致,基本可以做到“想勾上哪条拦阻索,就勾上哪条拦阻索”。

  依靠自主“思考”

  它降落在航母上


  10日下午,一架X-47B战机从马里兰州帕图森河海军航空站起飞,成功降落在“布什”号上。从视频中可以清晰地看到,这架无人机配有尾钩,并用其钩住了航母飞行甲板上的拦阻索,与正常飞机降落过程一样。

  在首次成功着舰后一小时内,X-47B从舰上起飞,再次完成着舰。在准备进行第三次、也是最后一次着舰时,X-47B发现机载电脑存在异常,因此取消了着舰,飞往瓦勒普斯岛空军基地,并安全着陆。

  于2011年2月首飞的X-47B,是世界上第一种不需要人对其进行远程实时遥控、而是完全依赖人工智能进行自主控制的无人机。该机全长11.63米、翼展18.92米,重约6350公斤,航程3800公里。其拥有飞翼式隐形气动外形,从侧面看很像一个飞碟。

  今年5月4日,一架X-47B在帕图森河试验场完成了首次陆基拦阻降落试验。5月14日,X-47B从“布什”号航母上,首次成功实现了舰上弹射起飞。此后,又完成了9次触舰复飞。

  据悉,为了完成X-47B着舰,“布什”号装载了专门的软件和设备,以使航母对飞机进行精确的指挥。

  不过,X-47B这次完成的着舰,并非大型固定翼无人机第一次在航母上着陆。2011年7月2日,一架经过改装的F/A-18D“超级大黄蜂”战机,空着座舱,在“艾森豪威尔”号航母上实现了无人操纵着舰。

  自主着舰

  能做到“指哪勾哪”


  固定翼战机在航母上拦阻着舰,因其高度的困难和危险性,而被誉为“刀尖上的舞蹈”。那么,重6吨多的无人机是如何实现着舰的呢?

  空军理论专家、功勋试飞员徐勇凌告诉记者,X-47B实现精确着舰,秘诀在于无人控制目标跟踪技术。

  “这项技术,需要飞机和母舰都建立极其精确的运动模型。”徐勇凌告诉记者,航母用舰载精密雷达监控飞机轨迹,进行舰面运动补偿,用数据链向X-47B上传轨迹偏差,而无人机通过动力和气动控制快速响应,使飞行轨迹符合。

  徐勇凌还向钱报记者透露,这种以电子与机械科技实现的自动控制,精度远比操作人员遥控无人机着舰更精确。“飞机拦阻着舰,需要的是丝毫不差。而遥控无人机实质上相当于二次操控,无线电信号从航母传到飞机上,有一定的时间延迟,有可能造成尾钩勾不上拦阻索的情况。”

  而据无人航空作战系统(UCAS)执行官透露,此次着舰,X-47B着舰时的位置与计划高度一致。据悉,基本可以做到“想勾上哪条拦阻索,就勾上哪条拦阻索”。

  操作人员只需在X-47B起飞前,通过安装在手臂上的操作显示器(Control Display Unit),向X-47B的机载电脑输入命令即可。随后,飞机会根据命令进行独立计算,依靠GPS、自动驾驶仪和防撞传感器等先进设备,调整飞机的前进方向和飞行模式,自行完成飞行任务。

  机器人武器开不开火

  得由人说了算


  据悉,X-47B仅仅是实验性质的技术验证机,未来美国海军用于侦察和对地打击的无人战机,将以X-47B为基础研发。据路透社报道,实战型无人机可能于2020年前进驻航母。

  英国著名海军专家诺曼·弗里德曼认为,无人战机大量应用于航母,将会大大降低战机的成本,减少对飞行员的需求。而培养飞行员、尤其是舰载机飞行员是极其昂贵的,据悉,培养一名合格海军飞行员花的钱,比与飞行员等重的黄金还要贵。

  显然,无人舰载机的普及,意味着降低燃料、维护、后期和人员的使用。弗里德曼估计,无人机较以前的飞行节约66%的消耗,从而降低航母运行的成本。

  不过,外界一直比较担心先进武器的人工智能化,可能造成不可预知的灾难性后果。美国国防部前不久也出台了一项新法令,规定机器人武器的开火权,必须由人来决定。


链接:http://static.qjwb.com.cn/szb/qj ... _2229622.htm?div=-1
未来无人机研制的关键技术还是飞行控制啊。。。
对无人机来说,飞控相对自主判断智能还是简单点。我倒很想知道当时的气象状况和航母相对风向的航向,不知道现在能不能全天候着陆。


X-47B的第三次自动着舰测试因为电脑故障被取消了,不过JPALS应该是没有雷达的,完全依靠GPS和双向数据链来完成自动着舰



X-47B的第三次自动着舰测试因为电脑故障被取消了,不过JPALS应该是没有雷达的,完全依靠GPS和双向数据链来完成自动着舰

thomas1987 发表于 2013-7-12 09:37
未来无人机研制的关键技术还是飞行控制啊。。。
飞控根本可以无视,关键肯定是人工智能。
自主着舰技术如果全面推行到MD舰载机上运用,那可是MD航母战斗力的一次巨大提升。
不明觉厉 发表于 2013-7-12 13:09
飞控根本可以无视,关键肯定是人工智能。

人工智能就是新一代无人机飞控的重要表现和组成部分。。。可以自主响应和学习的飞控
啥时候利剑也搞一个
这个很难说是精确控制还是经验数据库的功劳,MD积累的一大堆航妈舰载机飞行数据,这些数据涵盖的可能出现的情况范围就非常广,拿这些作为智能的话,很可能就能使无人机很好地实现起飞、着舰等功能。就好比卫星导航,并不是卫星传地图给终端,而是终端本身已经内置地图。
这是靠经验才能搞出来的,美帝玩航母将近100年了
胡杨胖子 发表于 2013-7-12 14:03
这个很难说是精确控制还是经验数据库的功劳,MD积累的一大堆航妈舰载机飞行数据,这些数据涵盖的可能出现的 ...
经验数据库即使不参与实时控制,也在设计中起到重要作用。啥时候,有红色的呢,到时候,海飞丝就相对容易许多了。
liuyuntiji 发表于 2013-7-12 15:19
经验数据库即使不参与实时控制,也在设计中起到重要作用。啥时候,有红色的呢,到时候,海飞丝就相对容易 ...
很多事物在相近条件下会出现相近的结果,遵守这种可再现性的就属于经验数据有用武之地的地方,然而从TG近阶段的各种演习来看还是侧重于定性分析而不是定量分析(前者省事多了),就这风格来说只能算是重视建立经验数据库的萌芽或者初级阶段。
不明觉厉 发表于 2013-7-12 13:09
飞控根本可以无视,关键肯定是人工智能。
人工智能至少未来30年看不到曙光
空天炮兵 发表于 2013-7-12 15:10
这是靠经验才能搞出来的,美帝玩航母将近100年了
开玩笑,中国搞一个毫无障碍
X-47B这么快就着舰成功了
根据最近几个月的报道来看,此次X-47B在此次拦阻着舰时应该使用的是美国近年开发的“联合精确进近着陆系统”(Joint Precision Approach And Landing System,JPALS)吧?但7月10日后几天的相关新闻报道都很少明确这样指明。不知道可以确认吗?

在http://www.aviationweek.com/Arti ... 3_p04-02-579475.xml中其中有这样的说法:
The hardware used in the X-47B program is unique, but similar in principle to the Joint Precision Approach and Landing System being developed for all aircraft carriers to replace today’s radar-based auto-land system.
因此严格来讲,X-47B与JPALS只是原理相似,不能说就是直接沿用的JPALS
thomas1987 发表于 2013-7-12 09:37
未来无人机研制的关键技术还是飞行控制啊。。。
现在的无人机抗干扰能力还太差,被伊朗都能忽悠下来
战争之神01 发表于 2013-8-17 03:45
根据最近几个月的报道来看,此次X-47B在此次拦阻着舰时应该使用的是美国近年开发的“联合精确进近着陆系统 ...
应该就是JPALS,负责测试的VX-23中队的年度报告里有写

确实很是不一样的。我也是非常的支持的。





签名:.qingquneiyi.com[/url]
笑脸男人 发表于 2013-8-17 10:09
应该就是JPALS,负责测试的VX-23中队的年度报告里有写
“笑脸男人”兄可以给出这种说法的出处?或者该报告的网址吗?

我个人的理解,X-47B这类舰载无人机一旦正式入役,肯定会采用正式的JPALS,因为美国海军航母今后将会用JPALS取代现有的着舰系统,以后无论有人还是无人机都会使用JPALS是无疑的。
但是目前X-47B使用的这个系统,至多只是原理和部分技术与JPALS通用,可以为其做初期演示验证,但本身还远远算不上就是JPALS。
战争之神01 发表于 2013-8-17 03:45
根据最近几个月的报道来看,此次X-47B在此次拦阻着舰时应该使用的是美国近年开发的“联合精确进近着陆系统 ...
由此看来,JPALS要取代的,正是徐试飞以为的基于雷达的自动着陆系统(today’s radar-based auto-land system)。
hlferd 发表于 2013-8-17 13:49
由此看来,JPALS要取代的,正是徐试飞以为的基于雷达的自动着陆系统(today’s radar-based auto-land sy ...
是这样的!
基于雷达的自动着陆系统,由于存在每次仅仅能引导一架飞机着舰等弊端,将要被基于GPS的JPALS彻底取代
2013-8-17 14:58 上传

灵活精准的全机姿态、速度、仰角、加速度等等要素控制,也需要高水平的飞控和人工智能水平呀。

如果发动机都没有实现数字控制、“飞-推”合一控制都没有实现,恐怕精准自动起降难以实现吧?

但这里有个疑问,土鳖用J7改装的无人靶机,按说控制所用技术高不到那里去(巫婆-7/13总不可能实现了数字控制吧);
但貌似并非一次性使用的,那么按道理应该攻克了自动起降技术;
起飞也还罢了,能够自动着陆(当然陆地固定机场条件宽很多)是否说明这技术也不那么高端?
绿林奸汉 发表于 2013-8-17 15:16
灵活精准的全机姿态、速度、仰角、加速度等等要素控制,也需要高水平的飞控和人工智能水平呀。

如果发动 ...
自动着舰/陆并不是新技术

http://lt.cjdby.net/thread-1677168-1-1.html
飞行机器人伸出机械手 成功捕获J20
笑脸男人 发表于 2013-8-17 15:25
自动着舰/陆并不是新技术

http://lt.cjdby.net/thread-1677168-1-1.html
的确不是,很多客机也可以;
但据说土鳖不准客机自动着陆。

但看来舰上自动起降是个高端活计。
SSN19 发表于 2013-8-17 06:41
现在的无人机抗干扰能力还太差,被伊朗都能忽悠下来
伊朗那事很多人怀疑是无人机故障坠毁被拿来宣传。
无人机目前还只能做侦查、攻击使用,无人作战飞机还要技术难关。
山石SZ 发表于 2013-8-17 16:56
无人机目前还只能做侦查、攻击使用,无人作战飞机还要技术难关。
感觉技术不是问题,自动搜索、识别、跟踪、瞄准都是现成。
问题是谁来按下发射按钮?这里有战术智能决策的问题,也有交战规则的纠结。
特别是后者,搞不好会天上大乱。
笑脸男人 发表于 2013-8-17 15:09
额,仔细看了一下,JPALS大概在今年秋天才会完成里程碑C,IOC要到2017年,不够我觉得X-47B使用的系统可 ...
多谢"笑脸男人"兄,我也一直认为X-47B使用的自主着舰系统,只能说散步具备JPALS典型功能的不完全版,在某种程度上也可以算是JPALS的验证版,可以对JPALS的部分关键技术进行验证演示
这是天网形成实施计划的一部分啊
航空母舰和X-47B无人机的运动都在电脑精确控制下互相配合,实现准确地起飞和降落.不是人为遥控起飞和降落,比人为遥控和有人驾驶更准确.
飞行员操控战机的方式已经成为天朝帝国战斗机向更高战斗水平发展的阻碍
10年后,由"天网"控制的第五代战机成为帝国最先进的全球空中力量
核心就是制导和飞控技术吧~~