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在低能見度天氣時(shí)-非洲空運(yùn)


國內(nèi)飛行學(xué)員在航校階段，要考取儀表等級。這個(gè)儀表等級的飛行練習(xí)，應(yīng)用的也是ILS系統(tǒng)。也就是說，在僅依靠艙內(nèi)儀表、完全不參照艙外環(huán)境的基礎(chǔ)上，儀表盲降飛行是每一個(gè)在航校階段的飛行學(xué)員必經(jīng)的一項(xiàng)駕駛技能考核。
在國內(nèi)航空公司中，自動(dòng)駕駛在只有I類盲降的跑道上落地被飛機(jī)生產(chǎn)廠家試飛員多次試飛并通過了適航審定。也就是說，對目前的民用航空飛機(jī)駕駛中，只要公司肯，作為飛行員完全是可以在獲得批準(zhǔn)的運(yùn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)下，進(jìn)行自動(dòng)落地的。
根據(jù)空客先容，一架改裝的A350在毫無飛行員手動(dòng)干涉的情況下，全程完成自主滑行、自動(dòng)騰飛、自動(dòng)航線飛行、自動(dòng)降落，全程完全不依靠地面導(dǎo)航著陸系統(tǒng)。該驗(yàn)證機(jī)項(xiàng)目名為ATTOL（全稱Autonomous Taxi, Take-Off &Landing，即為自主滑行、騰飛和著陸）。
無論決策層愿不愿意接受，自駕技術(shù)正在飛行起降、汽車駕駛等諸多領(lǐng)域上，全面開花。隨著自駕多種新型技術(shù)的完善和成熟應(yīng)用，無人自動(dòng)駕駛將逐漸被大眾接受。實(shí)際上，相比于汽車無人駕駛，飛機(jī)的自動(dòng)駕駛在技術(shù)層面要更簡單。
目前民用航空領(lǐng)域常用的飛機(jī)自動(dòng)駕駛和盲降技術(shù)是：儀表著陸系統(tǒng)(Instrument Landing System, ILS) 又譯為儀器降落系統(tǒng)。盲降系統(tǒng)，是應(yīng)用最為廣泛的飛機(jī)精密進(jìn)近和著陸引導(dǎo)系統(tǒng)。
在我們的日常生活中，基于視覺的自動(dòng)駕駛技術(shù)隨處可見。比如這一技術(shù)被廣泛應(yīng)用在汽車自動(dòng)駕駛上。汽車通過攝像頭的視覺影像信息，結(jié)合汽車?yán)走_(dá)等設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)自主的變道、巡航、剎車、緊急避讓等操縱。
不過，很多航空公司的決策層對自動(dòng)駕駛技術(shù)持有很深的偏見，甚至提出了更為嚴(yán)苛的運(yùn)行要求：禁止自動(dòng)駕駛在僅有I類ILS設(shè)備的機(jī)場落地。究其原因有很多，場地差異、對新技術(shù)的抵觸和懷疑、曾經(jīng)自動(dòng)落地出現(xiàn)事故癥候、自駕不如人工等，便一刀切地禁止自駕運(yùn)行。
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假如想象空間再大一點(diǎn)：在遠(yuǎn)遠(yuǎn)的未來，大眾是否會(huì)擺脫飛行安全的憂慮，完全實(shí)現(xiàn)真正的無人駕駛，飛行員職業(yè)就此完全淘汰？


顯而易見，基于視覺的自駕起降不過于依靠路基及機(jī)載設(shè)備，甚至無需機(jī)場架設(shè)導(dǎo)航設(shè)備，這降低了對設(shè)備安裝投進(jìn)和精度維護(hù)的依靠，但是由于是視覺導(dǎo)航，或許必須在能見度較好的氣象條件或機(jī)場引導(dǎo)目視燈光條件下才能完成，運(yùn)行場景似乎要受到限制。

也就是說，民用飛機(jī)靠“自己的眼睛”，已初步可以在無人干預(yù)下，自己飛了！隨著民用飛機(jī)自駕技術(shù)的成熟，很有可能自駕飛的比人還要好。

我國有盲降能力的機(jī)場：三類盲降：北京首都國際機(jī)場、上海浦東國際機(jī)場等；二類盲降：成都雙流國際機(jī)場、廣州白云國際機(jī)場等。

盲降ILS技術(shù)則就是為了低能見度天氣、目視無法清楚辨認(rèn)跑道的氣象條件下誕生的。ILS技術(shù)依靠地面設(shè)備，在低能見度天氣時(shí)，地面導(dǎo)航臺與機(jī)載設(shè)施建立相關(guān)后，系統(tǒng)可由自動(dòng)駕駛儀完成對準(zhǔn)跑道及后續(xù)著陸等行為。有別于天氣正常時(shí)的“目視進(jìn)場”及“視覺自駕”，此方式可理解為“不依靠眼睛”即稱“盲降”。

最近全網(wǎng)很火的沃爾沃自動(dòng)避讓技術(shù)便是民用領(lǐng)域應(yīng)用最好的現(xiàn)實(shí)意義：通過先進(jìn)的視覺技術(shù)，減少人為差錯(cuò)，降低駕駛安全風(fēng)險(xiǎn)，保護(hù)乘員安全。而特斯拉汽車的無人駕駛也在逐漸被當(dāng)局和大眾所接受。試飛工程師特地提醒飛行員不要?jiǎng)硬倏v桿
由于儀表著陸系統(tǒng)能在低天氣標(biāo)準(zhǔn)或飛行員看不到任何目視參考的天氣下引導(dǎo)飛機(jī)進(jìn)近著陸，所以人們就把儀表著陸系統(tǒng)稱為盲降，即飛行員在肉眼無法看清機(jī)場跑道的情況下操控航班降落。

至此，基于視覺的自動(dòng)駕駛技術(shù)已有重大突破。在沒有任何路基及傳統(tǒng)機(jī)載導(dǎo)航設(shè)備的飛機(jī)，僅通過視覺自駕，便可實(shí)現(xiàn)飛機(jī)的全程自主飛行任務(wù)。
它的作用是由地面發(fā)射的兩束無線電信號實(shí)現(xiàn)航向道和下滑道指引，建立一條由跑道指向空中的虛擬路徑，飛機(jī)通過機(jī)載接收設(shè)備，確定自身與該路徑的相對位置，使飛機(jī)沿正確方向飛向跑道并且平穩(wěn)下降高度，終極實(shí)現(xiàn)安全著陸。

實(shí)施盲降的需要的條件：1機(jī)場：擁有進(jìn)近燈光、跑道標(biāo)志、儀表著陸系統(tǒng)等設(shè)備。對周邊凈空條件、電磁環(huán)境等也有要求。防止無線電或化學(xué)煙霧干擾儀表系統(tǒng)。2飛機(jī)：擁有儀表故障警告系統(tǒng)、雙套ILS接收機(jī)、復(fù)飛姿態(tài)指引設(shè)備、自動(dòng)油門系統(tǒng)、排雨設(shè)備等。3飛行員：經(jīng)過地面練習(xí)、考核后才擁有相關(guān)資質(zhì)。每年復(fù)訓(xùn)，每年檢查。

2020年6月17日，空客CTO公布：空中客車成功實(shí)現(xiàn)了世界上首次民航客機(jī)采用基于計(jì)算機(jī)視覺引導(dǎo)的自動(dòng)滑行、騰飛、降落試飛。

從盲降所需條件可以看出，跨境鐵路國際物流，對于ILS來說，除了飛機(jī)上需要有應(yīng)答設(shè)備和自動(dòng)駕駛設(shè)備外，機(jī)場及周邊仍需安裝用于導(dǎo)航和指引下降的無線電發(fā)射設(shè)備，這也是一筆不小的開支。在國內(nèi)，不是所有機(jī)場都安裝有盲降系統(tǒng)，而且即便機(jī)場裝備盲降設(shè)備，可能要經(jīng)過數(shù)年的調(diào)試及測試，精度維護(hù)本錢也極高。
Wayfinder項(xiàng)目主管Arne Stoschek表示，該項(xiàng)目最大的挑戰(zhàn)是如何練習(xí)系統(tǒng)應(yīng)對未知的狀況，他以為，突發(fā)情況應(yīng)變能力也是自動(dòng)系統(tǒng)（automated）和自主系統(tǒng)(autonomous)的最大區(qū)別。
盡管自駕技術(shù)將會(huì)勢不可擋地降低飛行員的操縱能力和駕駛技術(shù)，但卻在一些極端情況下，例如低能見度、疲憊、機(jī)組失能、復(fù)雜機(jī)場等的運(yùn)行上，有效進(jìn)步CRM能力，更大范圍內(nèi)進(jìn)步飛行安全。

也就是說基于視覺的飛機(jī)自駕起降和如今廣泛應(yīng)用的盲降ILS以及自動(dòng)駕駛有著巨大的不同。

空客在今年1月份實(shí)現(xiàn)自主騰飛


空客表示，基于視覺的新型自主飛控技術(shù)的目標(biāo)主要是：
“盲降”一詞即使對經(jīng)常坐飛機(jī)的人來說也有些陌生，它是普通旅客接觸不到的航空專有名詞，并非字面意思“閉著眼睛降”或“盲目降落”。盲降是儀表著陸系統(tǒng)ILS的俗稱。

1、降低油耗，自駕技術(shù)將更能對復(fù)雜航路天氣環(huán)境及駕駛進(jìn)行科學(xué)有效的油耗治理（就像有人開車費(fèi)油，有人就省油一樣，不同飛行員的駕駛習(xí)慣和技術(shù)限制下，飛機(jī)油耗也有多有少）；2、為了緩解飛行員短缺題目（emm...潛臺詞的意思就是：你缺飛行員？那我研發(fā)我的飛機(jī)不再需要飛行員！）；3、縮減航企運(yùn)營本錢。基本場景機(jī)型：eVTOL、貨運(yùn)無人機(jī)和商用飛機(jī)。（我國的貨運(yùn)民用無人機(jī)一直走在世界前列，順豐、京東等貨運(yùn)企業(yè)都在研發(fā)將通用飛機(jī)改造為大型無人機(jī)。而若應(yīng)用在民用領(lǐng)域，確實(shí)也將極大降低運(yùn)營本錢，究竟培養(yǎng)飛行員對于航企來說一直都是大頭。）
空客A350在近日實(shí)現(xiàn)基于視覺的自動(dòng)降落

而就在一年前，德國團(tuán)隊(duì)剛剛實(shí)現(xiàn)了鉆石DA-42飛機(jī)的基于視覺自駕的自主降落。鉆石DA-42這款機(jī)型，很多中國飛行員都很熟悉，甚至是在航校階段，雙發(fā)階段的練習(xí)機(jī)型。看到曾經(jīng)飛的這款機(jī)型自動(dòng)起降的畫面，是否慨嘆比你飛的還要穩(wěn)，接地還要輕呢？


在民用航空領(lǐng)域，我們是否能在某一天，看到駕駛員按下啟動(dòng)按鈕，設(shè)置好航線計(jì)劃，全程不需操縱飛機(jī)即可完成整個(gè)飛行任務(wù)。到那個(gè)時(shí)候，飛行員的角色更偏向是飛機(jī)狀態(tài)的監(jiān)控者。
但在飛機(jī)上，這項(xiàng)視覺技術(shù)卻并不常見。比如飛機(jī)巡航時(shí)，更多的是通過路基、星基等導(dǎo)航設(shè)備信號和飛機(jī)機(jī)載接收機(jī)來進(jìn)行自動(dòng)駕駛。
DA42飛機(jī)自動(dòng)降落視頻
這項(xiàng)新型自駕技術(shù)在2018年6月啟動(dòng)。2020年1月，首次成功實(shí)現(xiàn)視覺引導(dǎo)自動(dòng)騰飛，經(jīng)過逐步試飛，本月成功完玉成程視覺引導(dǎo)自動(dòng)起降。


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