梅林飞行员:为KC-135空中加油机注入智能新动力

人生啊言 2024-11-24 09:57:03



一、KC-135 空中加油机的传奇历史

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KC-135 空中加油机作为美国空军的重要装备,有着传奇的历史。它于 1954 年开始研制,1956 年 8 月 17 日首飞,1957 年正式装备部队。最初设计主要是为美国空军的远程战略轰炸机进行空中加油,后来也可为美国空军、海军、海军陆战队的各型战机进行空中加油。​

KC-135 在其漫长的服役生涯中参与了众多重大战事。在越战中,它为 F-105、F-5、B-52 等战机空中加油 813878 次,加油 410 万吨。冷战时期,美军先后订购了 803 架 KC-135,极大地扩展了美国空军的作战半径和灵活性。此外,KC-135 还参加了 “沙漠风暴” 行动,几乎每个架次的作战飞行,背后都有加油机的支援。2023 年 4 月 26 日,在佛罗里达州麦克迪尔空军基地,分配给第 6 和第 927 空中加油联队的美国空军 KC-135 同温层加油机参加了暴力风暴行动,证明了麦克迪尔空军基地有能力在短时间内投射压倒性的空中力量。1966 年 1 月 17 日,一架 KC-135 加油机撞上了一架携带 4 枚氢弹的 B-52 轰炸机,这一事件也让 KC-135 声名大噪。​

KC-135 加油机衍生出了众多型号,如 KC-135A、KC-135E、KC-135Q、KC-135R、KC-135RT、KC-135T 等。它总共生产了 820 架,历经越战、冷战、海湾战争等诸多战事,服役经历超过半世纪,不仅是美国,也是世界上生产、服役数量最多的空中加油机。​

KC-135 飞机采用常规布局,机身由铝合金制成,采用悬臂式

KC-135 加油机上的 Merlin 飞行仪表布局

后掠下单翼和正常布置的悬臂式尾翼。机翼的翼梁间有整体油箱,其他邮箱位于机身底舱。后机身下方装有伸缩管,经过改进的飞机还可在每侧机翼下挂 1 个软管锥套加油吊舱。机组由驾驶员、副驾驶员、导航员和加油操作员 4 人组成,加油操作舱位于后机身下方的整流罩内,便于观察加油管和受油飞机。货舱无舷窗,既可载人也可运货。​

KC-135 空中加油机采用的是伸缩套管式(硬管式)加油方式,输油率很高,由机外伸缩主管、伸缩套管和 V 型操纵舵组成,可以在上下 54 度、横向 30 度的空间范围内活动。它所装的燃油都是 JP-4 型燃油,可以给多种型号的战斗机加油,也可供自身的发动机使用。一架 KC-135 空中加油机可在空中为一架 B-52 战略轰炸机或 2 架 FB-111 战斗轰炸机实施加油。​

为了提升综合性能,美国空军先后对 KC-135 进行多次改进,改进后信息收集、传递和发送能力明显增强,加油效率极大提高。​

二、梅林飞行员系统的崛起​

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近年来,AI 技术在飞行领域取得了重大突破,美国波士顿梅林实验室在这方面的成就尤为显著。“梅林飞行员” 系统作为一种由人工智能控制的自主驾驶系统,正为 KC-135 空中加油机注入智能新动力。​

“梅林飞行员” 系统的核心是人工智能。在先进算法和大数据分析技术的支持下,这种人工智能能够不断积累和分析飞行数据。今年初,梅林实验室与美国空军签订协议,将为 KC-135 加油机加装 “梅林飞行员” 系统,使 KC-135 加油机具备一定的自主飞行能力。今年 6 月,梅林实验室又获得一份合同,将 “梅林飞行员” 系统加装至 C-130J 运输机,担负起副驾驶的职责,从而将 C-130J 运输机的飞行员人数减至 1 名。如果不发生意外,“梅林飞行员” 系统明年将在 KC-135 加油机上测试,加装至 C-130J 运输机的项目也会同步推进。​

Cessna 208 Caravan 飞机用于 “梅林飞行员” 系统 自动驾驶仪的首次测试

先进的机器学习能力,加上其他专业辅助设施,使 “梅林飞行员” 系统具备了一定程度上的智能决策和控制能力。通过实时感知气象条件和空中情况,它能快速做出决策,调整和控制飞机保持最佳飞行状态。这样,就可以把人类飞行员从大量的飞行控制工作中解放出来,让飞行员把精力投向其他重要事项,如控制无人机或实现与友军的协同等。​

自主飞行技术初创公司梅林实验室已开始使用 KC-135 加油机对其专有自主飞行系统开展测试。8 月 16 日,梅林实验室表示,已在一架美国空军国民警卫队的 KC-135 上完成 3 次飞行测速,首次飞行测速于 7 月 22 日进行。梅林实验室希望在 2025 年完成 Merlin Pilot 的飞行演示。​

随着未来加油机计划的不确定性增加,将人工智能驱动的自动化和自主性注入 KC-135 可能变得更加重要。美国空军一架 KC-135 加油机配备了自主飞行技术公司 Merlin 的人工智能 (AI) 驱动的 “副驾驶”,预计将于明年升空。即将进行的飞行测试是迈向飞行员可选 KC-135 道路上的重要新一步。​

KC-135 为 F-22 战斗机输送燃料

梅林航空已成功完成了在阿拉斯加的飞行试验,这是美国首个由非人类飞行员驾驶的航空货运网络。试飞使用了配备了梅林飞行员集成硬件和软件解决方案的有人驾驶飞机,成功完成了超过 60 小时的系统开启、自主飞行时间,允许在复杂地形和恶劣天气的真实世界环境中进行广泛的数据收集。​

从安全性、成本、战略预期等方面综合考虑,相关国家不会放弃在这方面的探索与实践。未来,“梅林飞行员” 系统有望为更多战机带来智能新动力,AI 飞行员或将进入更多战机座舱。​

三、梅林飞行员为 KC-135 注入智能新动力​

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梅林飞行员为 KC-135 空中加油机带来了诸多新变化,注入了智能新动力。​

首先,梅林飞行员使 KC-135 具备了自主飞行能力。在先进算法和大数据分析技术的支持下,人工智能不断积累和分析飞行数据,从起飞到着陆,能够遵循任务计划,不仅能按照航路点飞行,还能根据任务计划的目标驾驶飞机,与空中交通管制人员交谈,处理某些紧急情况,如绕过天气路线等。这一能力使得 KC-135 在部分情况下可以减少对人类飞行员的依赖,实现自主飞行。​

其次,梅林飞行员减轻了机组人员的工作量。通过把人类飞行员从大量的飞行控制工作中解放出来,让他们把精力投向其他重要事项,如控制无人机或实现与友军的协同等。例如,在两名机组人员的情况下,利用自主系统可以让一名机组人员在另一名机组人员飞行时休息,坐在自主系统旁边,后者充当驾驶舱上的第二名飞行员,从而延长船员值班日,让 KC-135 在两名机组人员的情况下飞行 30 或 40 小时成为可能。​

KC-135 空中加油机。

此外,梅林飞行员提高了 KC-135 的安全裕度。长期以来,人工智能驱动的 “副驾驶” 一直被认为是提高安全裕度的宝贵工具,包括减少其他载人飞机的任务饱和度和一般操作员疲劳。梅林飞行员能够实时感知气象条件和空中情况,快速做出决策,调整和控制飞机保持最佳飞行状态,还能对其他可能不合作的飞机做出反应,提高了飞行的安全性。​

自主飞行技术初创公司梅林实验室已开始使用 KC-135 加油机对其专有自主飞行系统开展测试,并希望在 2025 年完成 Merlin Pilot 的飞行演示。随着未来加油机计划的不确定性增加,将人工智能驱动的自动化和自主性注入 KC-135 可能变得更加重要。从安全性、成本、战略预期等方面综合考虑,梅林飞行员有望为更多战机带来智能新动力,AI 飞行员或将进入更多战机座舱。​

为 E-8C 飞机加油的过程,从加油操作员座舱视角看到的画面

四、未来展望​

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随着科技的不断发展,AI 飞行员在战机座舱的发展趋势愈发明显。以 “梅林飞行员” 系统为代表的人工智能自主驾驶系统,正为 KC-135 空中加油机带来新的发展机遇,同时也为未来战机的发展指明了方向。​

目前,美军正考虑将 KC-135 改装成无人机母舰。美国空军机动司令部司令米尼汉上将表示,正在为 KC-135 测试新型自动模式,未来若这型加油机解除空中加油任务,可转型成为空中无人机母舰。航天科技公司 “梅林实验室” 正与美国空军机动司令部以及空军装备司令部共同合作,开发 KC-135 的新型自动操驾系统。这款新系统可以接手更多原本必须由机组员进行的飞行相关操作,不仅能减少机组员执勤负担,增加任务效率,还为 KC-135 改装成无人机母舰提供了技术支持。​

梅林实验室推出的自动操驾系统可完全独立自主运行,开放架构可针对不同的机型进行定制开发,且可随着任务需求增加更多功能。目前与空军合作的短期目标是降低机组员的负担,长期目标则是开发出可让加油机自动执行空中加油任务的能力。即使未来 KC-135 的空中加油任务被新型加油机取代,其仍可改装成为空中无人机母舰,在不影响运输功能的情况下,让美军拥有大量的远程自动化无人机队。​

从安全性、成本、战略预期等方面综合考虑,将 KC-135 改装成无人机母舰具有一定的可行性。一方面,KC-135 作为一款经典机型,具有较大的载重量和航程,能够满足无人机母舰的基本需求。另一方面,人工智能技术的发展为 KC-135 的改装提供了技术保障,使得其能够实现自主飞行和无人机投放等功能。​

然而,将 KC-135 改装成无人机母舰也面临一些挑战。首先,技术上需要进一步完善,确保无人机的投放和回收安全可靠。其次,需要考虑成本问题,改装费用可能较高。此外,还需要解决无人机与加油机之间的通信和协同问题,以确保整个系统的高效运行。​

尽管面临诸多挑战,但随着科技的不断进步,未来 KC-135 空中加油机有望成为一款强大的无人机母舰,为美国空军的作战能力带来新的提升。同时,AI 飞行员也将在更多战机座舱中发挥重要作用,推动航空领域的智能化发展。​

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