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        效基軍事飛行綜合訓(xùn)練系統(tǒng)發(fā)展理念導(dǎo)論

        2010-01-16 00:38:54張弘洪都航空工業(yè)集團(tuán)江西南昌330024
        教練機(jī) 2010年4期
        關(guān)鍵詞:教練機(jī)軍事效能

        張弘(洪都航空工業(yè)集團(tuán) 江西 南昌 330024)

        效基軍事飛行綜合訓(xùn)練系統(tǒng)發(fā)展理念導(dǎo)論

        張弘(洪都航空工業(yè)集團(tuán) 江西 南昌 330024)

        針對(duì)未來軍事飛行訓(xùn)練的發(fā)展,借鑒美軍“基于效果作戰(zhàn)”理論,本文提出了效基軍事飛行訓(xùn)練綜合訓(xùn)練系統(tǒng)發(fā)展理念,并對(duì)綜合訓(xùn)練系統(tǒng)的發(fā)展基礎(chǔ)“訓(xùn)練效果”和發(fā)展理念的主要內(nèi)容進(jìn)行了闡述,介紹了發(fā)展理念的理論支撐體系,概括了訓(xùn)練態(tài)勢分析和需求論證、訓(xùn)練效能分析、教練機(jī)綜合設(shè)計(jì)、教練機(jī)綜合訓(xùn)練系統(tǒng)設(shè)計(jì)、無人機(jī)綜合訓(xùn)練系統(tǒng)設(shè)計(jì)、嵌入式訓(xùn)練系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論研究情況。最后,本文提出了對(duì)效基軍事飛行綜合訓(xùn)練系統(tǒng)發(fā)展工程學(xué)科建設(shè)的思考。

        軍事飛行訓(xùn)練;綜合訓(xùn)練系統(tǒng);基于效果

        1 引言

        未來的軍事飛行人員培養(yǎng)體系將在創(chuàng)新學(xué)習(xí)組織結(jié)構(gòu)的同時(shí),深入發(fā)展知識(shí)管理、持續(xù)學(xué)習(xí)和精確學(xué)習(xí)三大概念[1]。知識(shí)管理是一個(gè)從教育體制的入口到出口可持續(xù)過程。該過程將系統(tǒng)地創(chuàng)造、收集、繼承、發(fā)布、應(yīng)用和積累知識(shí),并以之驅(qū)動(dòng)組織目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)和使命任務(wù)的完成。持續(xù)學(xué)習(xí)意在使軍事飛行人員接受可持續(xù)的、貫穿職業(yè)生涯的訓(xùn)練、教育和實(shí)踐(學(xué)習(xí)),并使之獨(dú)立思考并掌握完成使命任務(wù)所需的正確的技術(shù)、知識(shí)和能力。精確學(xué)習(xí)指的是在較短的學(xué)習(xí)周期內(nèi),在正確的時(shí)間,以正確的方式提供恰當(dāng)?shù)慕逃⒂?xùn)練或?qū)嵺`機(jī)會(huì),獲得正確的學(xué)習(xí)效果。

        “基于效果作戰(zhàn)”是美國空軍總結(jié)1991年海灣戰(zhàn)爭經(jīng)驗(yàn),于20世紀(jì)90年代末期由美國聯(lián)合部隊(duì)司令部研究、論證和實(shí)驗(yàn),最終在2003年正式提出的一種新的聯(lián)合作戰(zhàn)概念,已納人美軍制定作戰(zhàn)理論和作戰(zhàn)條令的程序,并對(duì)美軍的建設(shè)和作戰(zhàn)產(chǎn)生了重要的影響[2-4]?!盎谛Ч鲬?zhàn)”理論的核心是“基于效果”的理念,其實(shí)質(zhì)內(nèi)容包括:綜合使用國家實(shí)力、打擊重心、精確打擊、并行作戰(zhàn)、兵力投送、快速制勝。這些核心理念與未來軍事飛行人員培養(yǎng)體系概念中的綜合應(yīng)用各種訓(xùn)練手段、以能力培養(yǎng)為重點(diǎn)、精確學(xué)習(xí)、統(tǒng)籌從入口到出口的培養(yǎng)目標(biāo)、逐級(jí)分解訓(xùn)練目標(biāo)并以恰當(dāng)?shù)挠?xùn)練手段實(shí)現(xiàn)總成本的控制、提高人才培養(yǎng)效率等具有一定的相似性。

        本文嘗試采用“基于效果”的理念,將其從作戰(zhàn)理論領(lǐng)域變換到軍事飛行訓(xùn)練系統(tǒng)發(fā)展工程領(lǐng)域,形成新的“效基軍事飛行綜合訓(xùn)練系統(tǒng)”發(fā)展理念。本文將首先闡述“效基軍事飛行綜合訓(xùn)練系統(tǒng)”的發(fā)展理念和主要內(nèi)容,然后概要介紹其理論支撐體系。

        2 效基軍事飛行綜合訓(xùn)練系統(tǒng)發(fā)展理念與主要內(nèi)容

        未來的作戰(zhàn)是認(rèn)知能力、生理能力和心理能力的對(duì)抗,未來的作戰(zhàn)裝備需要體魄強(qiáng)健的知識(shí)型軍事飛行人才去操控。效基軍事飛行綜合訓(xùn)練系統(tǒng)(EBITS)是未來的軍事飛行人員培養(yǎng)的主要手段,該系統(tǒng)是以受訓(xùn)軍事飛行人員為中心的,以訓(xùn)練效果為基礎(chǔ)的,重點(diǎn)培養(yǎng)任務(wù)能力的集成化訓(xùn)練解決方案。其主要目標(biāo)是:在一定的財(cái)政條件制約下,規(guī)?;囵B(yǎng)和保持符合未來作戰(zhàn)任務(wù)能力要求的、高質(zhì)量軍事飛行人才隊(duì)伍。這就需要盡可能地優(yōu)化整個(gè)系統(tǒng)的訓(xùn)練效能、降低訓(xùn)練成本、提高訓(xùn)練效益。

        效基軍事飛行綜合訓(xùn)練系統(tǒng)包含實(shí)裝訓(xùn)練、虛擬訓(xùn)練和推斷訓(xùn)練三大主要教育和訓(xùn)練手段:

        1)實(shí)裝訓(xùn)練就是傳統(tǒng)的、親手操控真實(shí)裝備完成指定任務(wù),其最大的意義在于向軍事人員灌輸戰(zhàn)斗精神,培養(yǎng)戰(zhàn)斗習(xí)慣。無論新技術(shù)如何發(fā)展,任務(wù)環(huán)境如何變化,實(shí)裝訓(xùn)練不可能被完全替代。

        2)虛擬訓(xùn)練是在虛擬環(huán)境中,利用“人在回路”的方式完成指定任務(wù)。在虛擬教育和訓(xùn)練中受訓(xùn)人員和教員可以控制計(jì)算機(jī)生成的虛擬人物、裝備完成規(guī)定任務(wù)。

        3)推斷訓(xùn)練手段最大的特點(diǎn)[1]是廣泛采用計(jì)算機(jī)生成的實(shí)體模型、游戲式模擬器和基于計(jì)算機(jī)的訓(xùn)練器。推斷訓(xùn)練手段可以允許在不受限制的演習(xí)環(huán)境中,執(zhí)行個(gè)體和集體、集體與集體的交互式訓(xùn)練。

        通過以訓(xùn)練效果為基礎(chǔ),以任務(wù)能力培養(yǎng)為目標(biāo)的系統(tǒng)整合,實(shí)裝訓(xùn)練、虛擬訓(xùn)練和推斷訓(xùn)練將以不同的組配比例出現(xiàn)在軍事飛行人員的不同職業(yè)培訓(xùn)階段,從而最終成為不同的效基綜合訓(xùn)練系統(tǒng)。

        2.1 效基軍事飛行綜合訓(xùn)練系統(tǒng)的發(fā)展基礎(chǔ)——“訓(xùn)練效果”

        所謂“訓(xùn)練效果”,包含“訓(xùn)練效能”和“訓(xùn)練效益”這兩個(gè)遞進(jìn)的部分,其中“訓(xùn)練效能”是“訓(xùn)練效益”的基礎(chǔ)。

        “訓(xùn)練效能”的概念有兩方面:其一是軍事飛行綜合訓(xùn)練系統(tǒng)自身具備的輔助教員進(jìn)行教學(xué)的能力,也可稱為“訓(xùn)練潛能”;其二是學(xué)員通過軍事飛行綜合訓(xùn)練系統(tǒng)訓(xùn)練后所能達(dá)到的技能水平,表征該系統(tǒng)輔助軍事飛行訓(xùn)練教學(xué)的實(shí)際效果。從訓(xùn)練效能分析理論的發(fā)展歷史可以看到,訓(xùn)練效能的定義是緊隨著軍事飛行訓(xùn)練裝備設(shè)計(jì)理念的變化而更新的,以教練機(jī)訓(xùn)練效能為例:

        1)20世紀(jì)70年代中后期,專用噴氣式教練機(jī)部分頂替了戰(zhàn)斗機(jī)同型教練機(jī)的訓(xùn)練地位。訓(xùn)練效能的定義是以某型教練機(jī)為基準(zhǔn),被評(píng)估教練機(jī)與基準(zhǔn)教練機(jī)完成同樣訓(xùn)練任務(wù)時(shí)所需訓(xùn)練大綱飛行小時(shí)數(shù)之比[4]。實(shí)際進(jìn)行訓(xùn)練效能分析時(shí),一般采用“當(dāng)量訓(xùn)練時(shí)間”的概念,也即是將教練機(jī)的特征性能與訓(xùn)練課目按照專家意見矩陣進(jìn)行整合的結(jié)果。在引入“當(dāng)量訓(xùn)練時(shí)間”的概念之后,被評(píng)估教練機(jī)的訓(xùn)練效能就等于被評(píng)估的教練機(jī)的當(dāng)量訓(xùn)練時(shí)間與基準(zhǔn)教練機(jī)的當(dāng)量訓(xùn)練時(shí)間的比值。該定義很嚴(yán)謹(jǐn)?shù)刈袷亓私叹殭C(jī)的性能轉(zhuǎn)化為訓(xùn)練效果的理想化原則,但是沒有以人為本,沒有以飛行教員和飛行學(xué)員“教”和“學(xué)”的雙方為中心,因此只反映了訓(xùn)練效能概念的第一方面內(nèi)容。

        2)20世紀(jì)90年代中后期,教練機(jī)綜合訓(xùn)練系統(tǒng)逐漸成形,并與以人為本的科學(xué)施訓(xùn)理念相融合。訓(xùn)練效能的定義就更改為:教練機(jī)的訓(xùn)練效能表現(xiàn)為受訓(xùn)飛行員所接受的有效信息量。這種有效信息越接近飛行員未來任務(wù)能力要求,教練機(jī)的訓(xùn)練效能就越高。這個(gè)新定義對(duì)教練機(jī)的職能做出了科學(xué)合理的解釋,顯然更符合飛行員培養(yǎng)過程中的“教”和“學(xué)”兩方面的實(shí)際情況,更能反映飛行訓(xùn)練中“技能遷移”的本質(zhì):飛行學(xué)員所掌握的技能如果不能達(dá)到“正”遷移的要求,則必將形成“負(fù)”遷移的消極作用,所謂“痼癖”動(dòng)作正是源自技能的“負(fù)”遷移。

        “訓(xùn)練效益”的概念實(shí)際上與軍事飛行人才培養(yǎng)體制的行動(dòng)目標(biāo)或使命任務(wù)高度相關(guān),主要體現(xiàn)為緊密耦合的三個(gè)方面:安全性、可用性和經(jīng)濟(jì)性?!鞍踩浴敝傅氖窃诎踩?、可控制環(huán)境下保持合理的淘汰機(jī)制;“可用性”指的是滿足未來一段時(shí)期內(nèi)主戰(zhàn)裝備性能要求的綜合訓(xùn)練系統(tǒng)訓(xùn)練效能,以及滿足未來一段時(shí)期內(nèi)訓(xùn)練任務(wù)要求的綜合訓(xùn)練系統(tǒng)可靠性、維護(hù)性和保障性;“經(jīng)濟(jì)性”指的是以綜合訓(xùn)練系統(tǒng)全壽命周期費(fèi)用為基礎(chǔ),評(píng)估綜合訓(xùn)練系統(tǒng)對(duì)加速戰(zhàn)斗力生成的實(shí)際作用,從整個(gè)訓(xùn)練體制的角度全面衡量訓(xùn)練效益?!敖?jīng)濟(jì)性”的首要前提是綜合訓(xùn)練系統(tǒng)訓(xùn)練效能滿足需求,其次是整個(gè)訓(xùn)練體制的訓(xùn)練成本條件。因此,按照訓(xùn)練效能需求合理搭配不同級(jí)別綜合訓(xùn)練系統(tǒng),形成總體成本合理的綜合訓(xùn)練系統(tǒng)序列,才能使訓(xùn)練效益最大化。

        圖1 效基軍事飛行綜合訓(xùn)練系統(tǒng)發(fā)展理念的“EBITS循環(huán)”

        2.2 效基軍事飛行綜合訓(xùn)練系統(tǒng)發(fā)展理念的主要內(nèi)容

        效基軍事飛行綜合訓(xùn)練系統(tǒng)發(fā)展理念要求圍繞軍事飛行人才培養(yǎng)這個(gè)核心,按照整個(gè)訓(xùn)練體制規(guī)劃的訓(xùn)練效果要求,統(tǒng)籌訓(xùn)練體制各階段的訓(xùn)練目標(biāo),綜合各種可行的訓(xùn)練手段,提供符合未來任務(wù)能力要求的軍事飛行綜合訓(xùn)練解決方案。效基軍事飛行綜合訓(xùn)練系統(tǒng)發(fā)展理念可以用所謂的“EBITS循環(huán)”來表示(參見圖1)。

        整個(gè)“EBITS循環(huán)”借鑒“基于效果作戰(zhàn)”理論中 “EBO循環(huán)”的主題元素,包含知識(shí)、效果、應(yīng)用、評(píng)估、適應(yīng)這五個(gè)循環(huán)轉(zhuǎn)換的要素:

        1)知識(shí):不斷前瞻研究、深入理解未來軍事飛行訓(xùn)練的人才需求和綜合訓(xùn)練系統(tǒng)的科學(xué)發(fā)展規(guī)律。

        隨著科技的進(jìn)步和部隊(duì)作戰(zhàn)能力要求的不斷提高,軍事飛行人員的教育和訓(xùn)練始終在變革中發(fā)展,這就需要不斷地及時(shí)分析訓(xùn)練態(tài)勢變化、掌握訓(xùn)練需求趨向。整個(gè)知識(shí)的積累和更新應(yīng)包括:未來某個(gè)確定的時(shí)間框架下使命任務(wù)的變化、作戰(zhàn)裝備的更新?lián)Q代和規(guī)模的變化、作戰(zhàn)理論和戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)的轉(zhuǎn)型、軍事訓(xùn)練理念和方法論的創(chuàng)新以及相關(guān)工程技術(shù)的發(fā)展。對(duì)綜合訓(xùn)練系統(tǒng)而言,最重要的是總結(jié)現(xiàn)在合未來的作戰(zhàn)技能、二者之間的相互差異,以及由此帶來的訓(xùn)練目標(biāo)、程序、質(zhì)量評(píng)價(jià)的差異。

        2)效果:規(guī)劃未來軍事飛行訓(xùn)練人才培養(yǎng)的訓(xùn)練效益,強(qiáng)調(diào)以人為本、以能力為導(dǎo)向的訓(xùn)練理念。

        效果的定義一般具有獨(dú)特性和時(shí)效性,獨(dú)特性指的是各類專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo),時(shí)效性指的是必須基于未來的時(shí)間框架。在規(guī)劃效果的時(shí)候,需要具有前瞻性地對(duì)軍事飛行人才規(guī)模保持和技能水平要求、受訓(xùn)軍事飛行人員的初始技能水平、人才培養(yǎng)和保持的可承受性、教育和訓(xùn)練體制的能力整合等問題進(jìn)行定義。

        3)應(yīng)用:以綜合訓(xùn)練系統(tǒng)來貫徹訓(xùn)練規(guī)劃,將對(duì)未來軍事飛行人才能力要求逐級(jí)分解到各種訓(xùn)練手段。

        傳統(tǒng)的訓(xùn)練體制一般根據(jù)軍事飛行訓(xùn)練的初級(jí)訓(xùn)練、基礎(chǔ)訓(xùn)練、高級(jí)訓(xùn)練、含戰(zhàn)斗入門訓(xùn)練、部隊(duì)改裝訓(xùn)練、部隊(duì)日常訓(xùn)練等訓(xùn)練階段的劃分,分別定義各個(gè)階段的訓(xùn)練內(nèi)容,如飛機(jī)駕駛、儀表飛行、編隊(duì)飛行、導(dǎo)航、戰(zhàn)術(shù)等都分別制訂相應(yīng)的專項(xiàng)技能標(biāo)準(zhǔn)和要求,從而可能形成數(shù)套專項(xiàng)技能標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定方法論。低一級(jí)訓(xùn)練階段的某些專項(xiàng)技能過于優(yōu)秀,反而有可能造成高一級(jí)訓(xùn)練階段的技能“負(fù)遷移”和“痼癖”。根據(jù)人的學(xué)習(xí)規(guī)律,越低級(jí)別訓(xùn)練階段的學(xué)習(xí)過程越處于技能基礎(chǔ)發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期,此時(shí)掌握的“無用”技能將變成學(xué)員的“無效”訓(xùn)練?!盁o效”訓(xùn)練不僅直接消耗訓(xùn)練資源,還將由于可能需要修正“痼癖”造成潛在的訓(xùn)練投資的更大浪費(fèi),嚴(yán)重的將直接影響到人才的發(fā)展前途。

        效基軍事飛行綜合訓(xùn)練系統(tǒng)在規(guī)劃中則希望能從執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)的技能分析開始,將其所需技能按認(rèn)知行為域、神經(jīng)運(yùn)動(dòng)行為域和情感行為域及其相應(yīng)層次結(jié)構(gòu)按照教育學(xué)分類標(biāo)準(zhǔn)逐級(jí)分解歸類,并作為統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)從部隊(duì)日常訓(xùn)練階段開始向初級(jí)訓(xùn)練階段逐級(jí)、依次遞減或降低要求,最大限度地減少非必要技能的訓(xùn)練安排,增大技能“正遷移”的概率。另外,針對(duì)某一訓(xùn)練階段,還需再次將必要的專項(xiàng)技能針對(duì)特定綜合訓(xùn)練系統(tǒng)中的各種模擬器、訓(xùn)練機(jī)、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)和訓(xùn)練設(shè)備、理論教學(xué)設(shè)施等媒介進(jìn)行細(xì)化分解,使之在能夠達(dá)到所需訓(xùn)練效果的同時(shí),盡可能減少相對(duì)昂貴的訓(xùn)練媒介的使用。

        4)評(píng)估:科學(xué)統(tǒng)計(jì)、分析和評(píng)估綜合訓(xùn)練系統(tǒng)的訓(xùn)練效能、訓(xùn)練成本和訓(xùn)練效益。

        對(duì)訓(xùn)練效果的評(píng)估實(shí)際就是分析整個(gè)綜合訓(xùn)練系統(tǒng)的發(fā)展是否達(dá)到了經(jīng)濟(jì)可承受的精確學(xué)習(xí)的要求。

        5)適應(yīng):根據(jù)評(píng)估結(jié)果對(duì)綜合訓(xùn)練系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃調(diào)整和優(yōu)化,經(jīng)濟(jì)、高效的應(yīng)用各種訓(xùn)練手段、達(dá)到訓(xùn)練效益目標(biāo)。

        新需求的出現(xiàn)總是伴隨著新技術(shù)的出現(xiàn),使得綜合訓(xùn)練系統(tǒng)的發(fā)展需要具備可持續(xù)、科學(xué)發(fā)展的能力。以教練機(jī)的發(fā)展為例,新一代高級(jí)教練機(jī)的設(shè)計(jì)理念都是“低成本復(fù)現(xiàn)戰(zhàn)斗機(jī)的機(jī)動(dòng)性和系統(tǒng)功能”。為了在未來一段時(shí)間內(nèi)持續(xù)地達(dá)到這個(gè)目標(biāo),新一代高級(jí)教練機(jī)都采用“三代的平臺(tái)、跨代的航電”的思路,既承擔(dān)第三代以上作戰(zhàn)飛機(jī)飛行員的培養(yǎng),同時(shí)也前瞻第四代作戰(zhàn)飛機(jī)飛行員的培養(yǎng)。2009年公布的美國空軍未來教練機(jī)項(xiàng)目T-X[6]也明確提出了一機(jī)多型持續(xù)發(fā)展、改進(jìn)的適應(yīng)軍事飛行訓(xùn)練變革的能力要求。

        整個(gè)“EBITS循環(huán)”實(shí)際上可以理解為綜合訓(xùn)練系統(tǒng)規(guī)劃的不斷權(quán)衡、迭代優(yōu)化過程,該過程不斷地實(shí)踐的理念包括:綜合應(yīng)用各種訓(xùn)練手段、以能力培養(yǎng)為重點(diǎn)、精確學(xué)習(xí)、統(tǒng)籌從入口到出口的培養(yǎng)目標(biāo)、逐級(jí)分解訓(xùn)練目標(biāo)并以恰當(dāng)?shù)挠?xùn)練手段實(shí)現(xiàn)總成本的控制、提高人才培養(yǎng)效率等?!癊BITS循環(huán)”的最高目標(biāo)是訓(xùn)練部隊(duì)需要的能力、培養(yǎng)部隊(duì)需要的人才,換言之,培養(yǎng)滿足未來作戰(zhàn)要求的“戰(zhàn)斗員”而不是“駕駛員”。

        3 效基軍事飛行綜合訓(xùn)練系統(tǒng)發(fā)展理念的理論支撐體系

        效基軍事飛行綜合訓(xùn)練系統(tǒng)發(fā)展理念適用于為了全面滿足效基軍事飛行綜合訓(xùn)練系統(tǒng)項(xiàng)目開發(fā)的各種需求,在其整個(gè)壽命周期內(nèi)開展的一切管理活動(dòng)和技術(shù)活動(dòng),是航空科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域的一門復(fù)合型新興學(xué)科。其特點(diǎn)有:

        1)綜合性。在效基軍事飛行綜合訓(xùn)練系統(tǒng)項(xiàng)目開發(fā)過程中,需要將航空科學(xué)與技術(shù)、軍事飛行訓(xùn)練、教育學(xué)、心理學(xué)、管理科學(xué)與技術(shù)等領(lǐng)域、學(xué)科的有關(guān)理論成果、技術(shù)成果進(jìn)行綜合應(yīng)用,不斷發(fā)展和完善效基軍事飛行綜合訓(xùn)練系統(tǒng)開發(fā)工程。

        2)邊緣性。效基軍事飛行綜合訓(xùn)練系統(tǒng)發(fā)展理念研究的問題多是航空科學(xué)與技術(shù)、軍事飛行訓(xùn)練、教育學(xué)、心理學(xué)、管理科學(xué)與技術(shù)等領(lǐng)域、學(xué)科中沒有完全包容的,需要將相關(guān)理論進(jìn)行延伸。例如,戰(zhàn)斗力的生成、保持、增長、恢復(fù)等已經(jīng)成為需要軍隊(duì)和工業(yè)部門共組團(tuán)隊(duì)、協(xié)同解決的問題。

        效基軍事飛行綜合訓(xùn)練系統(tǒng)發(fā)展理念的主要理論支撐體系既包含壽命周期費(fèi)用分析與控制、效費(fèi)綜合權(quán)衡、使用/維護(hù)/保障綜合系統(tǒng)、飛機(jī)設(shè)計(jì)、機(jī)載系統(tǒng)設(shè)計(jì)等一般軍用飛機(jī)型號(hào)發(fā)展工程中的常見理論,也有訓(xùn)練態(tài)勢分析和需求論證、訓(xùn)練效能分析、軍事飛行訓(xùn)練心理學(xué)[8,9]、教練機(jī)綜合設(shè)計(jì)、教練機(jī)綜合訓(xùn)練系統(tǒng)設(shè)計(jì)、無人機(jī)綜合訓(xùn)練系統(tǒng)設(shè)計(jì)、嵌入式訓(xùn)練系統(tǒng)設(shè)計(jì)等等軍事飛行綜合訓(xùn)練系統(tǒng)項(xiàng)目發(fā)展工程所特有的理論。限于篇幅,本節(jié)將僅對(duì)部分特有理論進(jìn)行簡要介紹。

        3.1 訓(xùn)練態(tài)勢分析和需求論證

        訓(xùn)練態(tài)勢分析和需求論證的目的[7]是:定義與新的任務(wù)能力或已發(fā)生變化的任務(wù)能力要求相關(guān)聯(lián)的訓(xùn)練需求,辨識(shí)出滿足需求的、最具有效費(fèi)優(yōu)勢的訓(xùn)練手段,提供必要的教學(xué)/模擬訓(xùn)練媒介需求和空中平臺(tái)的期望特征。訓(xùn)練態(tài)勢分析和需求論證的主要內(nèi)容包括:作戰(zhàn)任務(wù)能力需求分析、需求與能力之間的差距分析、訓(xùn)練手段對(duì)比分析、訓(xùn)練解決方案合理構(gòu)造和可信度分析。其中,作戰(zhàn)任務(wù)能力需求分析需要建立并分析任務(wù)能力需求最有可能的變化,對(duì)任務(wù)性質(zhì)進(jìn)行評(píng)估,并合理定位軍事飛行人員素質(zhì)要求;而造成需求與實(shí)際能力差距的原因一般為新的作戰(zhàn)概念、新系統(tǒng)/裝備、新的人力資源結(jié)構(gòu)。

        3.2 訓(xùn)練效能分析

        國際上對(duì)教練機(jī)訓(xùn)練效能定量化研究開始于20世紀(jì)70年代,并已在相應(yīng)的教練機(jī)型號(hào)論證研制中得到應(yīng)用。典型的訓(xùn)練效能計(jì)算模型有意大利馬基公司的巴佐奇模型[5]和美國海軍TSCE模型等。巴佐奇模型理論根據(jù)人的學(xué)習(xí)曲線,提出教練機(jī)訓(xùn)練效能是學(xué)員技能水平的基礎(chǔ),在飛機(jī)性能與訓(xùn)練課目間建立了直接聯(lián)系,系統(tǒng)地給出了訓(xùn)練效能量化評(píng)估的方法。美國海軍TSCE模型理論首次完整闡述了教練機(jī)訓(xùn)練系統(tǒng)的概念,明確了教練機(jī)訓(xùn)練系統(tǒng)的訓(xùn)練效能與作戰(zhàn)任務(wù)直接相關(guān);在飛機(jī)性能、地面輔助訓(xùn)練手段和訓(xùn)練大綱之間建立了直接聯(lián)系,使訓(xùn)練效能評(píng)估與教練機(jī)訓(xùn)練系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)緊密聯(lián)系起來;強(qiáng)調(diào)飛行訓(xùn)練規(guī)劃管理部門、飛行員和工業(yè)部門共同進(jìn)行對(duì)教練機(jī)訓(xùn)練系統(tǒng)的方案優(yōu)化和訓(xùn)練大綱的改進(jìn)。俄羅斯雅克夫列夫設(shè)計(jì)局對(duì)訓(xùn)練效能分析理論也進(jìn)行了研究,并提出:需要以人為本評(píng)估座艙環(huán)境對(duì)訓(xùn)練的影響;需要將飛行員飛行活動(dòng)與飛行訓(xùn)練課目建立聯(lián)系;訓(xùn)練效能和訓(xùn)練時(shí)間分配直接相關(guān);應(yīng)該用高訓(xùn)練效能的教練機(jī)完成同型教的大部分改裝訓(xùn)練任務(wù);高訓(xùn)練效能的教練機(jī)進(jìn)入部隊(duì)執(zhí)行伴隨教練,節(jié)省雙座戰(zhàn)斗機(jī)的壽命,節(jié)省訓(xùn)練費(fèi)用。中航工業(yè)洪都通過廣泛交流與合作也開展了訓(xùn)練效能分析理論研究和實(shí)際應(yīng)用工作,建立了評(píng)估方法、評(píng)估模型、評(píng)估計(jì)算分析軟件實(shí)現(xiàn)框架。

        訓(xùn)練效能分析理論構(gòu)架目前有三類:

        1)以平臺(tái)為中心的兩層次結(jié)構(gòu)。處于該階段的模型側(cè)重于評(píng)估教練機(jī)平臺(tái)的性能指標(biāo),最新的發(fā)展只是在評(píng)估矩陣中整合了第三代戰(zhàn)斗機(jī)的新性能特點(diǎn)。

        2)以任務(wù)為中心的兩層次結(jié)構(gòu)。處于該階段的模型側(cè)重于從教練機(jī)綜合系統(tǒng)概念的角度去理解相關(guān)性能指標(biāo),已經(jīng)逐步開始面向飛行員未來所要承擔(dān)的任務(wù)來評(píng)估教練機(jī)的訓(xùn)練效能。

        3)以執(zhí)行任務(wù)的飛行員為中心的三層次結(jié)構(gòu)。將“精確學(xué)習(xí)”的概念融合到訓(xùn)練效能分析中,需要以人為本地評(píng)估座艙顯示控制區(qū)的綜合信息、增加飛行員執(zhí)行訓(xùn)練任務(wù)時(shí)的飛行活動(dòng)層次結(jié)構(gòu)。考慮到訓(xùn)練效能與飛行學(xué)員的學(xué)習(xí)過程密切相關(guān),涉及因素眾多,不能用純粹的數(shù)學(xué)解析模型來準(zhǔn)確描述這樣的復(fù)雜問題,因此,一般在建立訓(xùn)練效能評(píng)估工程模型時(shí)必須充分考慮飛行員、業(yè)內(nèi)專家和軍隊(duì)訓(xùn)練管理部門的觀點(diǎn)和建議。

        軍事飛行綜合訓(xùn)練系統(tǒng)的訓(xùn)練效能分析應(yīng)當(dāng)包含空中平臺(tái)的訓(xùn)練效能分析、地面模擬器/訓(xùn)練機(jī)的訓(xùn)練效能分析、各種計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)手段的訓(xùn)練效能分析、嵌入式訓(xùn)練系統(tǒng)和聯(lián)合作戰(zhàn)訓(xùn)練的訓(xùn)練效能分析等內(nèi)容。目前,國內(nèi)外的主要研究方向已經(jīng)從單純計(jì)算教練機(jī)的訓(xùn)練效能,發(fā)展到分析綜合訓(xùn)練系統(tǒng)各項(xiàng)組成部分的訓(xùn)練效能,未來必將擴(kuò)展到嵌入式訓(xùn)練和聯(lián)合作戰(zhàn)訓(xùn)練系統(tǒng)的綜合訓(xùn)練效能分析領(lǐng)域。

        3.3 教練機(jī)綜合設(shè)計(jì)

        最新的噴氣式高級(jí)教練機(jī)設(shè)計(jì)理念是“既有戰(zhàn)斗機(jī)的機(jī)動(dòng)性,又有教練機(jī)的低速安全操縱性”、“低成本復(fù)現(xiàn)戰(zhàn)斗機(jī)的飛行性能和系統(tǒng)功能”、“一機(jī)多型”等。操控教練機(jī)的往往是沒有多少空中經(jīng)驗(yàn)、技能生疏的新手,這有別于通常情況下至少有數(shù)百小時(shí)空中經(jīng)驗(yàn)的戰(zhàn)斗機(jī)飛行員,這就需要在教練機(jī)的設(shè)計(jì)中考慮教學(xué)的適應(yīng)性,也即是能夠適應(yīng)從初學(xué)者到成熟飛行員的飛行水平,并提供飛行安全保障。由于教練機(jī)的體積相對(duì)較小、重量相對(duì)較輕,要同時(shí)滿足機(jī)動(dòng)性能、起降性能等相互制約的氣動(dòng)力設(shè)計(jì)要求。用戶一般要求教練機(jī)的使用壽命長、耐受新手粗暴操控或誤操作的能力強(qiáng)。綜上所述,教練機(jī)的綜合設(shè)計(jì)要求明顯區(qū)別于戰(zhàn)斗機(jī)等其他飛機(jī)。

        教練機(jī)綜合設(shè)計(jì)理論是在經(jīng)典的飛機(jī)設(shè)計(jì)方法學(xué)的基礎(chǔ)上,針對(duì)教練機(jī)特有設(shè)計(jì)要求而發(fā)展的關(guān)鍵性綜合設(shè)計(jì)方法學(xué)[10]。目前主要的研究方向包括教練機(jī)外部設(shè)計(jì)、教練機(jī)氣動(dòng)力設(shè)計(jì)、教練機(jī)機(jī)載飛行安全保障系統(tǒng)設(shè)計(jì)、教練機(jī)長壽命設(shè)計(jì)等。其中:

        1)教練機(jī)外部設(shè)計(jì)主要研究的內(nèi)容是根據(jù)訓(xùn)練或使用需求獲得教練機(jī)關(guān)鍵特性的變化規(guī)律,確定具有繼承性和競爭力的不同用途系列飛機(jī)的主要特性,以準(zhǔn)確度較高的量化分析研究結(jié)果作為其他設(shè)計(jì)階段的原始數(shù)據(jù)。

        2)教練機(jī)氣動(dòng)布局設(shè)計(jì)主要研究解決教練機(jī)飛行性能要求的矛盾性,提供包括機(jī)體在內(nèi)的系列飛機(jī)統(tǒng)一的氣動(dòng)力設(shè)計(jì)方法和氣動(dòng)布局設(shè)計(jì)方法,規(guī)定系列飛機(jī)的最高飛行性能,在兼顧發(fā)動(dòng)機(jī)選擇的情況下選擇氣動(dòng)布局參數(shù)。

        3)教練機(jī)機(jī)載飛行安全保障系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要研究如何針對(duì)飛行學(xué)員的低水平和心理承受能力差的特點(diǎn),設(shè)計(jì)出可重編程的飛行控制系統(tǒng),從而在不使飛機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜化、不增加飛機(jī)重量的情況下為軍事飛行訓(xùn)練提供不同難度的飛機(jī)操控環(huán)境、不同等級(jí)的極限飛行狀態(tài)。

        3.4 教練機(jī)綜合訓(xùn)練系統(tǒng)設(shè)計(jì)

        美軍早在二十世紀(jì)七十年代開始就在教練機(jī)的發(fā)展中注重考慮課堂教學(xué)、計(jì)算機(jī)輔助訓(xùn)練、模擬器、以及其它地面訓(xùn)練等輔助手段的同步規(guī)劃[7.11]。教練機(jī)綜合訓(xùn)練系統(tǒng)給飛行員訓(xùn)練體制帶來的好處[11]主要是:訓(xùn)練機(jī)隊(duì)規(guī)??s減、訓(xùn)練大綱飛行小時(shí)數(shù)減少、訓(xùn)練保障人員減少、飛行學(xué)員綜合能力提高。

        教練機(jī)綜合訓(xùn)練系統(tǒng)主要包含三大子系統(tǒng):飛機(jī)系統(tǒng)、地面訓(xùn)練系統(tǒng)和綜合保障系統(tǒng),是一個(gè)集飛行員訓(xùn)練、地勤人員培訓(xùn)、訓(xùn)練保障于一體的一攬子訓(xùn)練解決方案。綜合訓(xùn)練系統(tǒng)的地面訓(xùn)練系統(tǒng)主要包含了任務(wù)訓(xùn)練模擬器、飛行訓(xùn)練模擬器、維修訓(xùn)練模擬器、電化教室等計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)手段,整個(gè)地面訓(xùn)練系統(tǒng)由地面訓(xùn)練管理中心進(jìn)行協(xié)調(diào)和管理。

        在地面訓(xùn)練系統(tǒng)中,電化教室是飛行員、地勤維護(hù)人員進(jìn)行理論培訓(xùn)的基本設(shè)施,而計(jì)算機(jī)輔助個(gè)人訓(xùn)練設(shè)備則是飛行員熟悉教練機(jī)和整個(gè)訓(xùn)練內(nèi)容的低成本的有效手段。由計(jì)算機(jī)輔助個(gè)人訓(xùn)練設(shè)備、飛行程序訓(xùn)練裝置、飛行模擬器、全任務(wù)模擬器構(gòu)成了飛行員在教員的指導(dǎo)下“親身體驗(yàn)、親手操作”的循序漸進(jìn)的合理教學(xué)體系。目前的地面訓(xùn)練子系統(tǒng)也發(fā)展了輔助地勤人員訓(xùn)練的各種使用、維護(hù)模擬器。維護(hù)訓(xùn)練設(shè)施可以讓地勤人員在接近真實(shí)的環(huán)境中高效地學(xué)習(xí)、牢固地掌握技能;并且可以減少專用維護(hù)訓(xùn)練飛機(jī)的使用,從而可以高效保障教練機(jī)機(jī)隊(duì)的可用性。維護(hù)訓(xùn)練設(shè)施大致包括飛機(jī)系統(tǒng)維護(hù)訓(xùn)練器和航電系統(tǒng)、武器維護(hù)訓(xùn)練器。

        教練機(jī)綜合訓(xùn)練系統(tǒng)設(shè)計(jì)的最重要的工作[7,11]是充分融合飛行訓(xùn)練管理部門、飛行員、業(yè)內(nèi)專家的觀點(diǎn)和建議,協(xié)同確定訓(xùn)練任務(wù)目標(biāo)對(duì)訓(xùn)練保障人員、保障設(shè)備、教練機(jī)、模擬器、教學(xué)輔助手段等等的需求,然后量化系統(tǒng)規(guī)劃和序列配置,明確教練機(jī)綜合訓(xùn)練系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)原始性能要求。

        3.5 無人機(jī)綜合訓(xùn)練系統(tǒng)設(shè)計(jì)

        無人機(jī)綜合系統(tǒng)訓(xùn)練的發(fā)展與無人機(jī)系統(tǒng)的作戰(zhàn)使用需求是密不可分的,其主要的目標(biāo)是連續(xù)、批量地培養(yǎng)和保持高水平的無人機(jī)操作官隊(duì)伍[12,13]。與有人機(jī)綜合訓(xùn)練系統(tǒng)不同,無人機(jī)綜合訓(xùn)練系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要兼顧訓(xùn)練和作戰(zhàn),需要不經(jīng)過大的結(jié)構(gòu)變動(dòng)就可以兼顧執(zhí)行真實(shí)飛行和模擬飛行訓(xùn)練的能力,但同時(shí)還需要設(shè)計(jì)專門的部分任務(wù)訓(xùn)練器和全任務(wù)模擬設(shè)備。無人機(jī)綜合系統(tǒng)訓(xùn)練的設(shè)計(jì)[14]將追求高保真模擬訓(xùn)練、模塊化訓(xùn)練、開放式訓(xùn)練系統(tǒng)結(jié)構(gòu),并提供合理的訓(xùn)練內(nèi)容和學(xué)習(xí)管理、基于計(jì)算機(jī)的訓(xùn)練、由虛擬教官指導(dǎo)的模擬訓(xùn)練。模擬訓(xùn)練場景中需要包含作戰(zhàn)行動(dòng)的本質(zhì)(包括戰(zhàn)爭的不確定性),從而使無人機(jī)系統(tǒng)軍官有自信在不確定的環(huán)境中成功掌握技能、知識(shí),提高智力水平和心理調(diào)節(jié)能力。無人機(jī)系統(tǒng)訓(xùn)練系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中不僅需要通過訓(xùn)練效能分析測度和自動(dòng)化的學(xué)員表現(xiàn)反饋來實(shí)現(xiàn)學(xué)員自學(xué)[14],還需要充分考慮未來分布式、通用化、專業(yè)化聯(lián)合訓(xùn)練的拓展要求。

        3.6 嵌入式訓(xùn)練系統(tǒng)設(shè)計(jì)

        嵌入式訓(xùn)練是一種飛行員訓(xùn)練模式[15]。在該模式中,本機(jī)模擬的威脅可以輸入各種機(jī)載系統(tǒng),使得飛行員可以在真實(shí)的飛行訓(xùn)練中實(shí)現(xiàn)不同強(qiáng)度的虛擬對(duì)抗,同時(shí)地面具有任務(wù)簡報(bào)回放能力。嵌入式訓(xùn)練使得飛行員可以不受實(shí)際環(huán)境的制約,按照武器系統(tǒng)的使用環(huán)境進(jìn)行操作訓(xùn)練。嵌入式訓(xùn)練可以將真實(shí)的飛機(jī)、真實(shí)的飛行和機(jī)載虛擬世界結(jié)合起來,從而為軍事飛行訓(xùn)練提供了一種更高效的訓(xùn)練能力。嵌入式訓(xùn)練任務(wù)本質(zhì)上可以提供真實(shí)的戰(zhàn)斗機(jī)任務(wù)的所有要素,但是卻不需要真正具備與任務(wù)相關(guān)的空、地目標(biāo),與任務(wù)目標(biāo)的交互將由機(jī)載設(shè)備進(jìn)行模擬。雖然真實(shí)空戰(zhàn)中的心理壓力不可能被精確模擬,但嵌入式訓(xùn)練系統(tǒng)提供了一種最為逼近的訓(xùn)練模式。嵌入式訓(xùn)練系統(tǒng)需要為機(jī)載任務(wù)系統(tǒng)提供飛行訓(xùn)練所需的“參與者”,如目標(biāo)和威脅。這些數(shù)據(jù)將由飛機(jī)處理和顯示為真實(shí)的數(shù)據(jù)。仿真“參與者”將遵照預(yù)定角色按戰(zhàn)斗機(jī)飛行員的行動(dòng)與之進(jìn)行交互。嵌入式訓(xùn)練系統(tǒng)需要盡可能模擬真實(shí)作戰(zhàn)任務(wù),從而顯著改善訓(xùn)練效果。嵌入式訓(xùn)練的主要優(yōu)勢包括:更少的“假想敵”飛行時(shí)間、相對(duì)小的訓(xùn)練空域、真實(shí)地模擬地面威脅、不受限制的生理體驗(yàn)、隨時(shí)隨地模擬地面控制中心或空中預(yù)警平臺(tái)、保密安全性優(yōu)勢等。

        嵌入式訓(xùn)練系統(tǒng)在真實(shí)飛機(jī)中組合機(jī)載模擬器,是戰(zhàn)斗機(jī)飛行員訓(xùn)練中的最新成就。通過逐漸引入和擴(kuò)展機(jī)載模擬系統(tǒng),嵌入式訓(xùn)練的內(nèi)容預(yù)計(jì)將覆蓋戰(zhàn)斗機(jī)飛行員高級(jí)和戰(zhàn)斗值班訓(xùn)練的20%~30%。嵌入式訓(xùn)練系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包含三個(gè)主要部分:模擬仿真管理、本機(jī)模擬仿真和虛擬世界仿真。這三個(gè)部分均需要保持與飛機(jī)標(biāo)準(zhǔn)任務(wù)系統(tǒng)的雙工通信。其中,任務(wù)系統(tǒng)包含傳感器數(shù)據(jù)、武器數(shù)據(jù)和電子戰(zhàn)數(shù)據(jù)的處理模塊,模擬仿真模塊需要根據(jù)飛行員對(duì)座艙系統(tǒng)每一個(gè)輸入刷新模擬仿真數(shù)據(jù),并輸入任務(wù)系統(tǒng)。隨著視覺成像技術(shù)的發(fā)展,嵌入式訓(xùn)練系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中已經(jīng)可以考慮超視距空空作戰(zhàn)訓(xùn)練和近距空中格斗訓(xùn)練[16]。為確保訓(xùn)練安全,在嵌入式訓(xùn)練系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中還需要考慮采用特殊的安全防護(hù)措施監(jiān)控飛機(jī)任務(wù)系統(tǒng)和飛行員的安全性。

        4 結(jié)論

        效基軍事飛行綜合訓(xùn)練系統(tǒng)發(fā)展理念是以近年來國內(nèi)外軍用教練機(jī)型號(hào)、教練機(jī)綜合訓(xùn)練系統(tǒng)、無人機(jī)訓(xùn)練系統(tǒng)、嵌入式訓(xùn)練系統(tǒng)等等理論研究和工程應(yīng)用成果為基礎(chǔ),借鑒美軍“基于效果作戰(zhàn)”理論而提出來的。由于其涉及的問題非常廣泛,目前僅對(duì)若干主要問題進(jìn)行了梳理,發(fā)展理念的內(nèi)涵有待豐富,更加全面的研究和某些理論的工程化問題尚需假以時(shí)日。在軍事飛行訓(xùn)練不斷變革、發(fā)展的今天,需要系統(tǒng)、科學(xué)地實(shí)踐軍事飛行綜合訓(xùn)練系統(tǒng)的工程發(fā)展,這就迫切需要總結(jié)軍事飛行訓(xùn)練實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),發(fā)展和完善有關(guān)理論、方法和技術(shù)。希望本文能起到拋磚引玉的作用,吸引更多的同志和我們一道為建設(shè)效基軍事飛行綜合訓(xùn)練系統(tǒng)發(fā)展工程這一新學(xué)科而共同努力。

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        An Introduction to Development Philosophy of Effects-Based Integrated Training System for Military Aircrew

        Zhang Hong
        (Hongdu Aviation Indust ry Group, Nanchang, Jiangxi 330024)

        This paper, aiming at the development of future mi litary f light t raining, using ef fectsbased operation methodology in U.S. mi l itary doct r ine for reference, proposes the development phi losophy of ef fects-based integrated t raining system for mi l i tary aircrew. It explains the development foundation ‘t raining ef fects’ of the integrated t raining system, and the contents of the development phi losophy, int roduces the suppor ting theory f rame, and out l ines the research progress in t raining awareness/needs analysis, t raining ef fectiveness analysis, t raining aircraf t design, t raining aircraf t integrated t raining system design, unmanned aircraf t total t raining system design, and embedded t raining system design. Final ly, this paper raises more issues that must be considered in order to bui ld the new engineering of developing ef fects-based integrated t raining system.

        Mi l itary f l ight t raining; Integrated t raining system; Ef fects-based

        張弘,男, 1962年9月出生,中航工業(yè)飛機(jī)總體設(shè)計(jì)首席技術(shù)專家,L15飛機(jī)總設(shè)計(jì)師, 中航工業(yè)洪都總工程師,研究方向?yàn)轱w機(jī)總體設(shè)計(jì)、軍事飛行綜合訓(xùn)練系統(tǒng)等。

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