歐陽亮

“截至2019年4月初，東航機隊共有飛機711架，有飛行員7500人。而每天的航班量，雖然淡季和旺季有所區(qū)別，基本上也都維持在2700到3000個左右?！?月16日，東方航空飛行技術(shù)管理部777機型師王磊在第八屆民用飛機航電國際論壇上表示，作為三大航之一的東航發(fā)展迅猛，過去十多年以來，以及未來可預(yù)見的一段時間內(nèi)，飛行員不足都是東航主要的挑戰(zhàn)之一。

不僅東航，全國乃至全世界的航空公司都面臨巨大的飛行員缺口。2018年9月，波音發(fā)布預(yù)測報告稱，由于全球航空運輸業(yè)高速發(fā)展，未來20年，飛行員的缺口將高達(dá)63.5萬人。其中，亞太地區(qū)占總體需求的將近四成，而中國作為缺口最大的市場，又占到了亞太地區(qū)需求的一半以上?！督鹑跁r報》的報道稱，由于市場高速擴張，中國在2035年前需要新增7000架飛機，屆時飛行員缺口將達(dá)到11萬人。

在一定的技術(shù)輔助下，人的成長可以加速，比如模擬機的使用，可以讓飛行學(xué)員更快地積累經(jīng)驗。但人的成長畢竟有其自身規(guī)律，不可能像流水線上的產(chǎn)品一樣大幅提升“生產(chǎn)”速率，因此，飛機航電設(shè)計的一個目標(biāo)，就是要不斷提高飛機的智能化程度，以減輕飛行員的負(fù)擔(dān)，降低對飛行員的要求，甚至最后取消飛行員。

4月16日至17日，由中國航空學(xué)會、中國航空研究院主辦，工信部裝備司、民航局適航司、民航局空管局、上海市經(jīng)濟和信息化委員會指導(dǎo)，上海廣堯商務(wù)咨詢有限公司協(xié)辦的第八屆民用飛機航電國際論壇在上海召開。本屆論壇以“安全航電，智控未來”為主題，來自美國、加拿大、日本、德國、中國等11個國家和地區(qū)的近500名與會代表齊聚現(xiàn)場，圍繞民用飛機航電系統(tǒng)適航審定要求、航空電子新技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用趨勢、航電系統(tǒng)故障預(yù)測與健康管理、飛行器運營的安全性與可靠性、航電系統(tǒng)的信息化等主題開展了討論。

機長：從決策者到執(zhí)行者

“東航目前在訓(xùn)的飛行學(xué)員大概是4600名，包括在航校學(xué)習(xí)和剛從航校畢業(yè)進(jìn)入公司集訓(xùn)的，他們中間每年大概有1000人畢業(yè)正式成為飛行員?！蓖趵诒硎?，東航對飛行員的培訓(xùn)量非常大，一方面是要培養(yǎng)新的飛行員，另一方面，成熟的飛行員還要繼續(xù)培訓(xùn)，成為A類教員、B類教員等。這么龐大的培訓(xùn)量，即使對于專業(yè)培訓(xùn)機構(gòu)也是很難承接的，但目前很多工作是由航空公司在做。

而有如此龐大需求的，還不只是東航一家。近年來，中國大多數(shù)航空公司都在快速擴張，因此，在航電技術(shù)快速發(fā)展的背景下，Pilotless（無人駕駛）就成為航空界期待的解決飛行員缺口難題的終極絕招之一。飛行員需求缺口要求盡快培養(yǎng)更多的人才，但飛機技術(shù)的進(jìn)步使得其操縱越來越復(fù)雜，飛行員對飛機的理解和掌握也變得越來越難。

“比如第二代噴氣式飛機，雖然它的機械、電子結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但是它的邏輯很簡單，飛行員可以比較容易地掌握飛機的邏輯，對飛機的輸入和輸出之間的關(guān)系是很容易熟悉的。但現(xiàn)在的飛機越來越先進(jìn)，這方面的關(guān)系就不再是簡單的一一對應(yīng)關(guān)系了，對于飛行員來說，掌握飛機的原理是越來越困難了。以我個人的經(jīng)驗來說，現(xiàn)在的運行環(huán)境與五年前、十年前相比復(fù)雜多了?！蓖趵诒硎?。

對飛行員的要求越來越高，而培養(yǎng)的速度又越來越快，這樣的矛盾不可避免地會帶來災(zāi)難性事故。比如2013年7月6日發(fā)生的韓亞航空214號航班空難，就是典型的飛行員操縱不當(dāng)引發(fā)的人為事故。當(dāng)時，機組對機型系統(tǒng)知識掌握不夠，進(jìn)近時未遵守標(biāo)準(zhǔn)操作程序（SOP），再加上航線帶飛教員不稱職，最終釀成此次事故。

如果是無人駕駛，這樣的人為事故在大概率上是可以避免的。不過，在目前技術(shù)條件下，雖然無人機已經(jīng)滿天飛，但是離無人駕駛飛機來執(zhí)飛商業(yè)航班，還為時尚早。那么，在實施真正的無人駕駛之前，我們可以做些什么？王磊認(rèn)為，通過技術(shù)進(jìn)步，可以大大降低飛行員的工作壓力，使飛行員從現(xiàn)在的2人減少到1人，甚至可以慢慢地實現(xiàn)留在駕駛艙的不再是一個全訓(xùn)的或典型的飛行員。這樣，就可以大大降低飛行員培訓(xùn)的難度，同時也大大提高培訓(xùn)速度。

當(dāng)然，如果留在駕駛艙的是一個沒有完成全訓(xùn)的飛行員，那么其在飛行過程中擁有的權(quán)力也會受限，航空公司將會在地面設(shè)置工作站，用經(jīng)驗豐富的飛行員組成飛行支持團隊，幫助飛機上的飛行員進(jìn)行決策。屆時，飛機上的機長就由現(xiàn)在的最高權(quán)力擁有者變成為一個執(zhí)行者，其決策權(quán)將移交給地面工作站的飛行支持團隊。

目前，各大航空公司都在進(jìn)行相應(yīng)的研發(fā)，比如東航就已經(jīng)建立了強大的飛行支持團隊，未來只要在地面對飛機駕駛艙的實時監(jiān)控及空中-地面信息傳輸?shù)确矫嫒〉猛黄?，就可以極大地緩解飛行員需求的缺口問題。

觸摸屏：顛覆的不僅是硬件

在過去，開飛機不僅是個技術(shù)活，而且也是個體力活。上點年紀(jì)的人大都在電影電視中看到過這樣的場景：緊急時刻，飛行員要駕機起飛，卻不得不手忙腳亂地打開一大堆開關(guān)，先是頭頂駕駛艙頂板上的，后是前面駕駛臺上的，然后是右手邊油門周圍的……敵人馬上就要靠近飛機了，觀眾們急得要死，飛機卻在原地不動，因為還有很多開關(guān)沒打開。

在今天的商業(yè)航線上，有著如此老舊駕駛艙的飛機應(yīng)該已經(jīng)很少了?！敖裉斓娘w機駕駛艙已經(jīng)變得非常‘干凈，引入了很多新技術(shù)?！辈ㄒ艄靖奔夹g(shù)院士張家聲表示，這些新引入的技術(shù)，比如用觸摸屏代替大部分開關(guān)，極大地降低了飛行員的負(fù)擔(dān)，但同時也增加了飛機制造商技術(shù)整合的難度。而且，由于飛機的運行環(huán)境很復(fù)雜，如果遇到突發(fā)的顛簸，就會增加飛行員誤操作的可能性。

“對于防止顛簸引發(fā)的誤操作問題，柯林斯已經(jīng)有很好的解決方案?！笨铝炙褂詈礁呒墤?zhàn)略發(fā)展經(jīng)理周炯昴介紹說，柯林斯的大尺寸觸摸屏已經(jīng)在波音777X飛機上使用，其解決方案是給觸摸屏加了一個粗的邊框，這樣，飛行員可以把手搭在邊框上，然后用大姆指去操作圖標(biāo)，無論是點擊還是拖拽，都可以很方便地操作。“我們這個方案在直升機上也運用了。直升機的震動比客機厲害得多，它都能用，那客機就更沒問題了?！敝芫缄谋硎尽?/p>

觸摸屏對減輕飛行員的工作強度效果很明顯。比如在遇到惡劣天氣的時候，飛行員要臨時更改飛行計劃，傳統(tǒng)的方式是需要飛行員一個一個航路點地輸入備用航路，而在觸摸屏上則只需要直接把這個航路點拖出來，繞過危險的天氣區(qū)域即可。周炯昴表示，這種操作方式不僅快捷，而且比傳統(tǒng)方式要有效得多。為防止誤操作，柯林斯在設(shè)計時也保留了一些傳統(tǒng)操作方式作為備用，以備在萬一真的發(fā)生誤操作時，可以即時修正過來。

在新一代飛機上用觸摸屏代替以前的開關(guān)和針式儀表，不僅是技術(shù)進(jìn)步的表現(xiàn)，也是對新一代飛行員的適應(yīng)。因為80后、90后本來就生活在一個智能化環(huán)境中，已經(jīng)習(xí)慣使用觸摸屏電子產(chǎn)品，當(dāng)他們成為飛行員后，自然也更青睞觸摸屏的操縱方式。

但是，如果以為觸摸屏的引入，只是替代了那些老舊的開關(guān)和針式儀表，那仍然想得太簡單了。中國商飛上海飛機設(shè)計研究院航電整體室主任許健認(rèn)為，飛行員在飛行過程中系著安全帶，整個人幾乎是被綁在座椅上，他的手臂能夠觸摸到的區(qū)域?qū)嶋H上是比較有限的，這可能帶來兩個變化：一是有一些應(yīng)用更適合放在中央操縱臺，二是對于駕駛艙的三維空間設(shè)計帶來了一些挑戰(zhàn)。

中國航發(fā)沈陽黎明航空發(fā)動機有限責(zé)任公司副總設(shè)計師孫大偉也認(rèn)為，觸控技術(shù)的引入不僅會改變顯示方式，對駕駛艙的其他操作也會帶來一定的影響。同時，這種技術(shù)也會給飛行員帶來一定的自主權(quán)，使其可以按照自己的操作習(xí)慣、個人喜好來配置操作界面，從而進(jìn)一步提升操作效率。

更酷炫的技術(shù)：等待成熟

在觸摸屏之外，語音識別、頭戴式平視顯示器等是更加酷炫的技術(shù)。周炯昴介紹說，柯林斯在實驗室里已經(jīng)實現(xiàn)了聲控技術(shù)，借助新技術(shù)，顯示屏也可以用語音控制。

“但是，這種技術(shù)還有很多場景細(xì)化的元素沒能固定下來，因此在適航取證方面還存在一些困難，暫時沒法進(jìn)入實際應(yīng)用。”周炯昴表示。

至于平視顯示器，目前在軍機上已廣泛使用，某些汽車品牌也在嘗試，比如奔馳、寶馬旗下的部分車型，可以把大量的彩色數(shù)字信息投射到擋風(fēng)玻璃上，使駕駛員不用低頭看儀表就能掌握相關(guān)信息，從而減少因低頭看儀表而產(chǎn)生的注意力不集中、疲勞現(xiàn)象，進(jìn)而降低事故風(fēng)險。

當(dāng)然，商用飛機的相關(guān)產(chǎn)品也在研發(fā)之中。周炯昴認(rèn)為，頭戴式平視顯示器對商用飛機的飛行員來講，有兩大優(yōu)勢：一是它的視角比傳統(tǒng)的懸掛式平視顯示器大，二是它戴在飛行員的頭上，能最大限度地適合飛行員讀取，而不像懸掛式平視顯示器那樣對飛行員的身材有要求，必須在一定的身高范圍內(nèi)才能看到全部圖像。

“這些技術(shù)未來肯定會應(yīng)用到商用飛機上，但具體如何使用，現(xiàn)在還沒有定論，”周炯昴說，“可以肯定的是，飛機上的開關(guān)將會大大減少?！?/p>

張家聲也認(rèn)為，隨著觸摸屏、語音識別技術(shù)和平視顯示技術(shù)的發(fā)展，飛機上的開關(guān)會大大減少，但不會被全部取代。有些關(guān)鍵的開關(guān)，比如APU的起動器等，出于最低安全級別的要求，必須保留。但是，未來的飛機設(shè)計師肯定會盡量減少開關(guān)數(shù)量，未來飛機上可能只會留五六個開關(guān)。

許健認(rèn)為，一些用于應(yīng)急控制的開關(guān)可能會被保留下來，比如用于發(fā)動機滅火的開關(guān)，還有就是一旦所有觸摸屏的功能全部喪失的情況下，可以控制飛機的開關(guān)會被保留。

“這些都是顛覆性技術(shù)，會極大地促進(jìn)飛機的可靠性和安全性?！睆埣衣暠硎荆绻粋€飛行員只需要面對五到六個按鍵，他的操作失誤就會更少。