F-35：一个不为人所注意的问题

一身轻松

转一个报道，其实你担心的不是问题，而我猜测的获得了验证：



F-35的研发过程中，经济可承受性始终是个关键要素，相关的飞行员训练费用也要尽量降低。因此，由洛·马公司开发的F-35飞行员模拟训练器能在一套 系统中满足三种机型的训练需要。据介绍，该模拟训练系统包括：全任务飞行模拟器、任务部署预演模拟器、跳伞逃生模拟器等。其模拟训练器材既有人手一台的网 络化电脑模拟系统，也有高度仿真的全任务全天候模拟器。
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/ i$ I. q( J3 x- z) L' y0 }该系统的仿真效果相当出色，以至于有专家认为，模拟器能比真实飞机提供更好的训练环境，因为飞行员可以在模拟器中经历各种各样的失败，然后通过分析，直观地了解失误之处和正确的应对措施。
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0 {, v% P$ ^, W+ a* E' X训练体系三军通用
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* A' t' K% {* }. r/ |1 {' Q+ ^F-35训练系统能满足空军、海军、海军陆战队等多个军种的特殊需求和训练思想，同时又保持各机型的特性。为此，洛·马公司开发出一种分布式模拟分层系 统，使三种机型的入门训练和核心训练任务完全相同，其份额占全部训练任务的80%，其余20%为各军种独有的任务训练，并与不同机型特性相结合。
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. O. e+ ^$ t! {% E4 {整个模拟训练系统包括一体化教室、互动式电子课程软件、全任务飞行模拟器、任务演练训练器和便携式训练器，以及训练管理系统。其中，一体化教室包括一个 教师操作台和12个学生操作台。教师操作台可以实时显示所有学生的操作情况。当学生操作不规范时，教师操作台会自动发出警告，教师可利用内部通话系统进行 纠正指导。教师还可以遥控学生的操作台，协助完成操作。此外，教师可以回放学生的操作情况，展示操作错误，进行讲评。

4 a' M& D/ k  U7 T1 x( K  E全任务飞行模拟器则是一个带有360度穹顶的复杂装置，每个价值约1250万美元。模拟器中间是座舱，配有头盔显示器，周围是25个投影仪，能营造出身临其境的感觉。为了增加逼真度，该模拟器还使用了F-35软件的250万行代码。

8 v( W; i4 ^9 A6 z任务演练训练器安装的软件与全任务飞行模拟器的软件大致相同，区别是可以在没有其他辅助系统的情况下独立运行，因此可以在条件较为简陋的地方安装使用，可以支持F-35舰载型的相关训练。
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2 \9 d$ j" @. d7 e1 j* U! E: s- p便携式训练器包括仿真的F-35触摸式显示器、操纵杆和油门，可以在教室里营造一个接近真实的操作情境。教师可以进行示范操作，学生也能模仿并实际操作。
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. w& M! X' H/ F) |训练管理系统负责跟踪并协调各项训练事务，如大纲制定、记录模拟训练与实际飞行训练时数等。该系统可进行长期计划和近期安排，并且和学习管理系统相联。
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训练步骤科学规划

根据训练大纲，F-35飞行员的训练被分为四个步骤。基本上，每个学员都要训练9个月(不同军种和不同型号的F-35有一定区别，但课程安排只有一到两周的差异)。
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首先，飞行员在电子教室集中学习。集中学习包括听课、通过自学课程软件和便携训练器演练。飞行员能体验到接近真实的驾驶感觉。

第二步，课堂教学与自学结合。学生课内在教室里听课，课余时间将便携训练器带回家练习，并在家里下载软件自学。
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$ N# c: E4 T+ Q; N( j% l1 d; \* B第三步，在全任务飞行模拟器上训练。每个飞行员至少要在这些“大玩具”里执行5架次飞行任务，然后才能坐进F-35的驾驶舱。

6 A; F+ w) E( t第四步，实际飞行训练。尽管模拟器十分逼真，但驾驶真飞机还是会让学员们感到紧张，因此实际飞行训练仍很重要。学生通常要用6个月训练起飞和着陆，之后再训练各种战术(从一对一对抗演练到二对二的对抗演练)。
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总的来说，F-35飞行员的训练采用了仿真训练为主，实际飞行训练为辅的方针，同时首创了用一套训练系统实现多军种多机型训练，值得他国空军借鉴。

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' _) b4 k+ {8 x. L; E简单总结，先玩玩飞行模拟游戏，然后玩模拟器游戏，再上机实飞基本科目，最后逐渐加大难度
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5 t$ `, d- h# Q: A3 ^另外再根据《空袭伊拉克》里的描述，菜鸟们第一次着舰都是独自进行的，没有后座教官：

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两年前我第一次驾驶海军飞机在航母上降落时就曾感觉到这种紧张。那是一个温暖的阳光灿烂的日子，我正驾驶一架罗克威尔公司生产的“鹿眼”式教练机在墨西哥湾上空进行4机编队飞行，我们刚好位于佛罗里达州基韦斯特的西南方。带队长机是来自一个得克萨斯训练中队的飞行教官，其呼号为“獾”。他率领3名颤颤惊惊的学员进行单飞，前往“列克里敦”号航母做首次航母降落资格考试。在此前的几个星期里，我们一直练习在陆地机场上着陆，现在海军希望我们能降落到茫茫大海上的那只小船上。这简直是疯了！我记得自己一边这样自言自语，一边在这艘第二次世界大战时期的航母上空盘旋。我们的飞机降落指挥员曾告诉我们，只要你集中精力根据“光点”显示出的飞机位置飞，在跑道上着陆与在军舰上降落之间没有什么区别。在我亲眼目睹之前，我对他们的话深信不疑。可现在我发现他们完全错了。从我现在所在的位置来看，在跑道上着陆与在“列克斯夫人”的甲板上降落真有着天壤之别。
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　　 这是我们第一次真正在航空母舰上降落。我觉得自己就像一个被困在高处的人，前来救他的人不停地安慰他说：“别朝下看！”可问题是他不由自主地一定会朝下看。当你认识到你的确不应朝下看时，已为时过晚。两年前的那个阳光灿烂的日子，“獾”率领我们3个学员开始降落，随后的一切进行得如此之快，我的记忆已是一片空白。我开始下滑转弯，放下起落架和机尾挂钩。等我再明白过来时，我的脸已经贴到了仪表板上，并用手将驾驶杆从我的胸前拉开，因为激动之中我忘记锁紧我的座椅背带。

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评论：这说明美国海军的训练体系，对于能飞复杂科目的学员还是比较放心的，所以35没有教练型这一点不构成太大问题

晨枫

一身轻松 发表于 2013-10-16 11:24
  P3 x0 T. F" `7 a& [3 ~, f转一个报道，其实你担心的不是问题，而我猜测的获得了验证：

一条一条来吧，先易后难：

4 A7 f1 B2 C! ], Y- U/ u1、美国海军没有“鹿眼”教练机。Rockwell造飞机还是North American Rockwell或者Rockwell International时代，最后一架飞机是B-1轰炸机。他们从来不造教练机。如果不算二战前的CV-2，USS Lexington（CV-16）是一艘二战时代的航母，1991年就退役了。现在是博物馆，停靠在得克萨斯的Corpus Christie。我不知道你这段东西是哪里来的，除非是叫20多年前的事情，否则个人觉得不靠谱。
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2、LM的全任务仿真系统对于飞行员训练肯定是有用的，但要是能代替真实飞机的训练，那就是不可能的任务。仿真系统的核心不是逼真的座舱或者投影天穹，而是精确反应气动、动力、结构特性的数学模型。首先，仿真要求失事，只能用简化模型，CPU速度越高，需要仿真的东西越多，实际上这是一场永远不可能赢的赛跑。第二，LM如果有那么精确的数学模型，F-35的试飞就应该是小菜一碟，只要验证设计点就可以了。事实是，F-35的试飞出现了大量与设计不符合的问题，这说明了LM的数学模型离精确还差得远。设计模型的精度和fidelity比仿真模型要高好几个数量级，设计模型尚且如此，仿真模型就更不可能达到替代真实飞行训练的精度了。仿真系统的训练主要用于熟悉操作规程，包括正常操作规程和意外处理规程，而不是用于获得真实飞行感觉的。能获得，很好，这是bonus；不能获得，这也不意外。一对一、二对二战术演练只是计算机化的电脑游戏，与实飞的体验差距更远。这么说吧，sequestration对美国空军最大的损失是被迫停飞Top Gun三个月。这些都是顶级飞行员，不管是教官还是学员。要是仿真训练能代替实飞，Top Gun都没有存在的必要了，只要教室里讲讲，然后仿真上“飞”一下就完事了。

3、计算机控制的精髓在于两个东西：被控过程的动态数学模型和控制律（包括复杂逻辑）。前者已经在2里提到了，只是控制系统的响应速度要求比仿真更高，模型要进一步简化。另外，控制律的复杂程度是和模型复杂程度直接相关的，现代控制理论基本解决了线性控制的问题，但对于非线性和时变控制问题没有完整的解决办法，ad hoc的解决办法有一大堆，一是需要对使用条件严加限定，二是需要在不同的使用条件和相应的控制律之间bumpless transfer，这一切都是“就是论事”，没有系统的方法。为了避免系统复杂性造成的不可预测问题，工程上高度强调KISS原则，Keep It Simple Stupid，也就是最大限度简化。这进一步限制了全自动计算机控制的权限和使用范围。真实世界实在是太复杂了，要考虑所有想象得到的情况，计算机控制就会变成不可控制地复杂，从而导致成本和可靠性问题，太容易出现逻辑漏洞了。另一方面，计算机控制可以“过滤”飞行员的操作动作，排除不安全操作。但安全与不安全不是一个非黑即白的开关式判断，而是有一个灰色的过度区域的。从控制律角度来说，有时候只有“宁可错杀三千，不可漏过一个”，设定过于保守，但这对飞行性能的限制很大。极大地提高容限可以“解放”出更多的飞行性能，但过滤作用大大降低。可以由飞行员自行设定的容限是不可行的。这不是一两个参数的问题，而是成百上千互相有强烈交互作用的参数，是设计和试飞调试成千成万小时后摸索出来的，不可能随便动几个关键参数而不对整体有不可预测的影响。所以在实用中，很多影响最大的关键参数反而是留给人工决定的，因为计算机控制无法代替有经验的人工决定。你提到的F-22和JAS-39坠毁，这是两起PIO，Pilot Induced Oscillation，这是典型的控制律问题，就是因为容限定得太“松”了。把飞行员的手脚绑起来当然就安全了，但也就别打仗了。计算机控制把低级错误的空间缩小了，但水涨船高，高级错误的空间极大地增加。自动化程度越高，留给人工发挥的空间越大。以前写过《自动化的迷思》，对这个问题有所探讨。战斗机飞行训练也是一样。
6 M4 h, L7 ?. b( \" L- I+ i) ^
http://zhouf601117.blog.163.com/ ... 106620130224316333/

一身轻松

晨枫 发表于 2013-10-17 08:21
  E( B& ^# k: k6 @/ q% ^5 d一条一条来吧，先易后难：

1、美国海军没有“鹿眼”教练机。Rockwell造飞机还是North American Rockwell ...

回复：
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1、CV-16在1991年以前确实是训练航母，1991年底退役，由福莱斯特替代。这段话不是为了证明现在发生什么事，而是证明美国海军把很多技术性操作程序化了，只要菜鸟们掌握了程序之后，基本可以满足大部分情况的需要。这段话的原作者是中途岛号的EA-6B飞行员，鹿眼是翻译问题，实际是这个东西：


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着舰是飞行中对技术把握要求最高的一个科目，既然敢于让菜鸟第一次着舰就单飞，说明这套训练体系运行不错，可以沿用。另外我查的最近的美国海军训练体系中，模拟器训练和考核占了很大部分：

　一、美国海军战斗机飞行员的训练体制相当紧凑。在飞行学校学习期间，只飞两种飞机(T-6和T-45)，并且T-6的时间已经尽量压缩，只用于起步，起步后就扔了，大部分时间用在T-45上。在T-45上基本上要完成全部与作战相关的科目(投弹不用投真实炸弹那么重的，但是准度要学会。空战不要求像战斗机转弯那么高G，但是转弯的方法和配合要学会)。并且在T-45上不止是练习单一科目，每次空战训练都伴随编队飞行训练，甚至仪表降落训练，甚至还飞入民航航线，在复杂环境下飞行。
　　二、降低成本。由于有“飞行测试题”和“参军前的民间飞行”两部分存在，能够准确的排除掉无飞行潜力的人群。并且这些被淘汰的人，美国海军是不用付安家费的。美国海军把精力和经费用在战斗机采购上，而训练用的T-6和T-45飞机都从别国飞机改改而来，而且大多按商业方式购买和签订合同，降低成本。
　　三、系列化。美国海军的T-6、T-45、F-18虽然发动机不同，但都实现了显示界面液晶化，方便学员，降低学员学习负担。并且T-6、T-45、F-18在购买时，都按10:1的比列购买了飞行模拟器。学员需要先在模拟器上练习，合格的才上真机，大幅降低了真机的使用频率。并且是先模拟器合格的学员先上真机，大家不会挤在一起抢飞机。
- U" L4 w) u! K2 k  w# N! N　　四、系统化。美国海军不是购买了一架T-45，实际上购买的是一套飞行训练系统。T-45飞机只是这个系统的一小部分，这个系统还包括飞行模拟器，还包括训练系统，还包括训练评估系统。系统不仅记录学员的飞行小时，还记录着学员的全部训练成绩，对学员的训练效果做出恰当的评估。

# R. Z6 U2 o# h$ u; {顺便提一下，以前的f-14是没有教练型的，后座WSO没有控制飞机的能力。所以你担心没有教练型会影响飞行员训练，已经有了现实的反驳。


9 H9 n8 T- y+ `) d- Q2、根据美国空军自己的看法，F-35的问题来自边设计边生产，导致很多问题没有发现，等到发现时已经来不及推翻设计。但是它采用全电脑操作的好处就在于，对飞行员来说，模拟器和实机的操作感差别不大，加上美军已经将很多基本操作程序化制式化，这就象工业生产一样，可能几个极端问题不好处理，但至少95%的问题是可以处理的。至于Top Gun，本身就不是菜鸟去的地方，而是已经完成了基本飞行训练，Top Gun训练的也不是仪表飞行、编队飞行、导航等基本内容，而是空战机动与战术，能到这一科目的飞行员早已通过了前面的基本科目，所以你举的例子不恰当

3、计算机控制最早的例子就是F-14，而且在我查的资料里，F-14也是当时唯一一种可以由计算机自行下达指令控制控制面的机型，虽然原理比较简单，只考虑攻角和速度。但由此带来的优势已经相当明显。我注意到你对NASA那些怪物飞机很少提及，NASA里有一种飞机的飞控其实就是F-22的原型：F-16AFTI，该机实现了在矢量前进的同时，机体进行360度旋转而不是盘旋（Discovery有期节目就播放了这个录象）；AFTI在保持前进矢量的同时，机头可以随火控系统左右持续偏移30度左右以保持火箭、机炮等武器可以瞄准和射击。这还是1986年的技术，很科幻，但却是现实。计算机辅助控制需要大量的实验数据为前提，在这种情况下，自然会不可避免地对飞行包线有限制，比如JAS39，早期试飞阶段不能挂载武器，也不能超过7G；后来可以挂载武器，但7G限制还是没放开；到现在，基本已经没有限制了，这就是不断试飞和修改软件带来的进步。但1993年摔掉的那架，并不是给计算机的自由度太大，而是程序bug，飞控对飞行员操作响应太慢，导致飞机进入了不可控状态。包括97年摔的那架F-22，那也是在为飞控做试飞，具体原因还没找到，依稀记得当年新闻报道说它是在做大迎角机动时进入了螺旋状态而没有改出。专业试飞的目的本身就是探索未知状态，摔飞机是正常的。

8 i0 W( p) V) F& n; |  X, ?" v从我在前面贴出的F-14飞行手册里你也看得出，F-14的所有自动飞控系统都可以切换为手工模式。所以你担心计算机用多了会束缚手脚，至少在工程设计领域看是完全没有必要的。
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2 k+ t. z5 q6 z4 a) h' w
这架NASA F-14已经说明了美国对于飞控与气动的研究变态到了什么地步，很明显这个状态是必须要借助计算机自主输出某些指令的。这架F-14的项目时间是1985-1986年之间，在一次故障时，试飞员发现F-14以该姿态也可以进行着舰着陆。当然如果有人认为这是P的，请无视。

晨枫

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一身轻松 发表于 2013-10-16 20:15
+ g, P+ c- `1 @' |回复：

1、CV-16在1991年以前确实是训练航母，1991年底退役，由福莱斯特替代。这段话不是为了证明现在发 ...

8 j9 U9 T0 p$ S6 v  ]: F" t& D; F你是说，EA-6B的飞行员两年前才第一次用“鹿眼”在“列克星敦”上着舰，这是他的第一次上舰？这不可能。参加空袭伊拉克的EA-6B的飞行员不可能是这样勉强完成基本训练的飞行员。另外，你还是没有回答“鹿眼”到底是什么飞机。
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% w# Z9 c' c. n9 C3 P& K  ^F-14没有战斗教练机，这是美国海军历史上的特例。如果这是那么成功的一个经验，F-18就没有必要有B和D了。
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5 H+ U' d, J: f& t6 o0 a" nF-35的concurrency当然是最大的问题，但这不等于缺乏战斗教练机最终不是问题。现在有F-15D、F-16D，它们退役后才有真正的问题。
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美国空军的第一个中队就是OCU，Operational Conversion Unit。如果换型训练问题不值一提的话，这就是极大的浪费了。
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. |: o0 ^; I7 m9 ]- D* ?“F-14也是当时唯一一种可以由计算机自行下达指令控制控制面的机型”，你如果是干自控的话，这样说要被“吊销执照”的，不过我们这里就不扣字眼了。F-16AFTI试验CCV技术的同时，世界上其他国家也在做同样的事情。CCV后来不再继续，有很多原因，这里就不扯了。
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试飞阶段逐步放开过载限制，这是正常的，但这是飞机公司在做这个事情，不是一线中队飞行员可以自己做的。JAS-39和F-22的坠毁都是PIO。F-22是在着陆approach的时候发生PIO的，与大迎角无关，视频不难找到，不存在问题没有找到的事情。你好像对这两起事故很熟悉，那就请你说说PIO是怎么回事吧，正好我也可以看看我理解得是否正确。你说的这个程序bug，和我说的计算机自由度太大，或者用行话来说，增益过高，这里面是什么关系？

F-14这样一侧展开、一侧后掠并没有像你说的那样了不起，这完全可以通过特别设定的气动控制面补偿。当然，这是要特别处理过的，左右要分别动作，按照正常飞控是不可能做到的。具体来说，右侧的阻力大，需要垂尾舵面补偿；左侧的升力位置靠后，右侧靠前，两侧升力也不对称，需要副翼补偿。在这个姿态下，不会做复杂机动，保持平飞就差不多了。这是一个为试验而特别设置的位置，正常情况下，两侧机翼是机械“联动”的，不可能有不同的后掠。
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自控用多了，必须手动的时候手忙脚乱，不说福岛这样的例子了，就说航空：近几年摔了好几架大飞机都是这个问题，放远了说，F-22的PIO也是这个问题：PIO=Pilot Induced Oscillation！

一身轻松

晨枫 发表于 2013-10-17 11:05
1 t$ k5 q0 [+ Q3 C- P你是说，EA-6B的飞行员两年前才第一次用“鹿眼”在“列克星敦”上着舰，这是他的第一次上舰？这不可能。 ...

Bucyeye见上面贴图

' _0 ~2 b& j3 D8 a5 u; Z" U* h我引用的文字来自他的自述，按照他的说法，驾驶T-2第一次着舰确实是单独进行，他的2年前是发生在1989年的事情。

, ]: Q9 j2 s# a* m& L. c: _- Z' g不仅F-14没有教练型，似乎F-4也没有~```还有F-22，A-10也没有，海军和空军目前来看，无教练型的各2种~``换型训练的问题，在美国海军的训练程序里似乎无需担心，T-45就已经基本把主要日常科目飞完了，上主力战机都是飞高级科目。加上35现在全电子化，日常飞行内容完全可以在个人电脑上进行模拟。不管怎么说，没有教练机的F-22飞行员没有抱怨这个问题，吹哨也没吹出因为无教练机导致训练不足的情况，所以我不觉得你担心的事情是很严重的问题。

! Y' j0 J* J* w2 v8 D7 o" oF-16CCV项目是目前我们唯一看到成果的东西，其他国家也许也有研究，但成果只有美国公布了。也许有冷战保密的原因，但现在已经是冷战结束后20多年了，却连点影子也没有，我不认为别的国家取得了突破。

7 s* p) ~+ u( x. ~) UJAS39的事故我有记忆错误：
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6 |+ v2 e7 |& K& S1993 年 8 月 8 日，第一架生产型飞机 39.102 号机在飞行试验中不幸坠毁，所幸的是没有人员伤亡。这已经是“鹰狮”飞机的第二次事故，从而引起人们对该项目的疑虑。

　　“鹰狮”飞机的第一次事故发生在 1989 年 2 月 2 日，是在 39.1 号机进行第 6 次飞行时发生的。在平静无事飞行之后，在着陆滑行过程中，飞机突然偏离跑道，并发生水平急转弯，一个起落架支柱被折断，无人员伤亡。事后分析表明，事故原因是由于飞控软件俯仰回路中存在设计缺陷，产生了驾驶员诱发振荡。飞机对驾驶员指令的响应过于迟钝。
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第一次发生故障时的软件标准为 OFP Pt3。到 1990 年 5 月，经过 12 个月的软件改进，在 39.2 号机上改为 OFP Pt5:8 版本，经过不断的试验和经验的积累，到 1990 年 12 月在 39.4 号机上改为 OFP Pt5:.9 版本，到 1991 年 3 月在 39.3 号机上改为 OFP Pt5:11 版本。当时的软件对飞机的飞行包线有一定的限制，迎角不能超过 20°，最大过载系数不能超过 7g。下一个版本的软件仍然有这种限制，但允许飞机携带外挂物，进行一些空对空或空对地武器构型的试验。到 1992 年 8 月，OFP Pt9 版本的软件开始进行试飞，这时飞机才可以飞到设计的迎角和过载因数 9g。发生事故的 39.102 号机就是使用的这一版本的软件。对事故的调查结果表明，飞机对操纵输入的响应过于敏感——与第一次事故的原因正好相反。当飞机改出大坡度转弯的时候，产生了不期望的上仰，最后导致滚转过度。主要的原因是驾驶员诱发振荡，很快导致稳定性丧失，使飞机脱离受控飞行。没有足够的高度恢复飞机的正常状态，驾驶员在 200m 高度成功跳伞。此后试飞工作一度中断，等待事故的调查结果和采取改进措施。改进后的软件称为 OFP Pt10，并于 1993 年 12 月进行飞行试验。

　　上面所述的软件开发试验都是在利尔·塞戈勒（Lear Siegler）生产的飞控系统原型件上进行的。直到 1994 年 9 月，生产型飞控系统才在 39.4 号机上用 OFP Pt9 版本的软件进行了试飞。飞控系统的控制单元是由洛克希德·马丁公司负责研制的。当“鹰狮”飞机进人瑞典空军服役时，使用软件为 OFP R11:9 版本，现已升级为 OFP R12:4 版本。

/ e, [9 Q; i% X0 t% F; i  s7 o3 q+ B摔掉的那架F-22目前在网络上找不到了，网络上能找到的都是2004年摔掉的那架。1997年摔掉的那架是尾部装有橘红色探测器支架的，支架位于尾部，探测器外伸出飞机尾喷口长度。术语我已经记不清楚了~````摔它的时候我还没高考呢。

( J4 x& E1 |/ E/ C7 G. R说到自控在航空方面的用处，事实上人为错误因素远多于或严重于软件故障，除了1993年俄罗斯的310是明显软件错误外，其他的基本都是人为错误。与之相对的，2009年哈得逊河奇迹320的自控系统一直保持飞机维持接近失速的最低速度上，这个被NTSB称为奇迹的一个重要因素，由此可见飞控自动化恰恰不是你说的大问题，而是主要优势

回到战斗机上来，在我查到的资料里，美军战斗机的任何一款自动控制系统，无一例外都可以切换到手动模式。而且按照你的说法，必须手动时就会手忙脚乱，事实证明，只要训练完备，这个问题也是可以克服的：

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这架F-14失去了半个右翼，基本上丧失了用计算机全权控制的可能，但仍然安全着陆
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& ]$ ?  c/ I! a$ c8 s0 ]美军还有架F-16发生过飞控计算机失灵事件，飞行员手动将静不安定设计的F-16飞回了基地
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最后我查了一下，摔掉的F-22原型机是1992年，原因确实是PIO，但之后再发生的事故里，已经没有因为软件设计错误导致的坠毁。我们完全可以认为其飞控修正了这个错误，同样JAS39也没有再发生PIO问题

南京老萝卜

一身轻松 发表于 2013-10-17 10:15
回复：
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1、CV-16在1991年以前确实是训练航母，1991年底退役，由福莱斯特替代。这段话不是为了证明现在发 ...

想问一下，在模拟器上操作，怎么实现在真正天上飞的时候才有的超重、失重、剧烈的旋转等现象？还有，比如你误操作了，引起机身的剧烈震颤，这个也能在模拟器上实现吗？

一身轻松

南京老萝卜 发表于 2013-10-17 11:42
想问一下，在模拟器上操作，怎么实现在真正天上飞的时候才有的超重、失重、剧烈的旋转等现象？还有，比如 ...

模拟器训练只是训练飞行的基本内容，比如起飞、着陆、仪表飞行、以及故障排除等，根本不用来进行高级科目训练。按照美军现在的训练体系，当你通过模拟器操作的时候，起码你可以完成正常的实机起飞降落等内容。剧烈机动属于高级科目，自然有大纲和老鸟传授注意事项
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模拟器训练目前有最极端的例子：2002年还是04年，中国某微软模拟飞行玩家，在实机上仅仅学习了15分钟基本操作，就独自完成了初教6的起降飞行。

晨枫

一身轻松 发表于 2013-10-16 21:39
Bucyeye见上面贴图
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! I7 y. N$ j: @- ~: G  s, p我引用的文字来自他的自述，按照他的说法，驾驶T-2第一次着舰确实是单独进行，他的2 ...

3 }+ _: H' X) H5 g+ M还是不要离题太远吧:关于F-35的战斗教练机问题,主贴里指的是F-15D、F-16D退役后有问题。F-22的飞行员都是F-15D、F-16D上滚出来的。这不比同型战斗教练机，但比没有战斗教练机要强。你是说T-45可以直接上F-35C？个人认为不行，而且T-45的剩余寿命也不多了，下一代还没有着落。
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- M: a& z* b2 R# F: p! `“事后分析表明，事故原因是由于飞控软件俯仰回路中存在设计缺陷，产生了驾驶员诱发振荡。飞机对驾驶员指令的响应过于迟钝。”
“对事故的调查结果表明，飞机对操纵输入的响应过于敏感——与第一次事故的原因正好相反。当飞机改出大坡度转弯的时候，产生了不期望的上仰，最后导致滚转过度。主要的原因是驾驶员诱发振荡，很快导致稳定性丧失，使飞机脱离受控飞行。”
能从控制的角度分析一下吗？你可是在讨论飞机的计算机控制问题哦。

F-22尾部的那个东西叫spin recovery device或者叫anti spin device，那不是导致PIO的原因。97年F-22摔的时候，我在新闻里就看到当时的实况，很典型的PIO。
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“说到自控在航空方面的用处，事实上人为错误因素远多于或严重于软件故障，”
2 a8 v; A* v2 |6 [能具体展开说说吗？什么样的是软件错误，什么样的是人为错误？
4 u8 E. _; B) o, U5 i9 j
# X* W/ C. d! g( l3 c- T“2009年哈得逊河奇迹320的自控系统一直保持飞机维持接近失速的最低速度上，这个被NTSB称为奇迹的一个重要因素，由此可见飞控自动化恰恰不是你说的大问题，而是主要优势”
9 `5 H' U6 b& D; j9 k9 X5 p能具体展开说说吗，自控是怎么创造这个奇迹的？

一身轻松

晨枫 发表于 2013-10-17 12:09
* H, U. w- l; d还是不要离题太远吧:关于F-35的战斗教练机问题,主贴里指的是F-15D、F-16D退役后有问题。F-22的飞行员都是 ...

F-22在哪个方面跟15和16有相似之处？机动性？气动反应？操作感？还是仪表布局？很明显，F-22的飞行员飞15和16，只是用来维持一般性的飞行技能，所以我不认为没了15和16的教练型，22的飞行员培训就成了大问题。
5 t! V; H- b+ ~9 c6 U
既然美国空军能用15和16来教练22的飞行员，海军为什么不能用18F来教练35的飞行员？至于用什么飞机来培训飞行员，那是美国海军操心的事情，我只是证明，35不一定需要专门的教练型，你肯定不会认为F-14的操作手感比35更好，所以转型训练在目前的美军培训体系下应该不是问题，至少我们没看到美军官方或私下有人提出这个问题。

我觉得美军的关键是把很多日常飞行技能程序化了，飞行员只要按照程序去做，就能完成大多数飞机的日常飞行操作，而35的电脑化则保障了菜鸟在掌握这个飞机的过程中，不至于猛然出格。从这点来说，我觉得这是进步而不是问题。
/ \. Y8 ^) O: n" G: t
PIO问题我承认，关键的问题是自从那架22和1993年的JAS39之后，这两种飞机出现的事故里再没有这个原因，也没有人提到过这个原因导致这两种飞机出现了事故征兆。
  ?; E+ w0 K1 B( L% {
你研究飞机比我透彻，应该比我清楚自动控制的优势  

: s5 e+ K' z9 k2 }+ T以哈得逊河为例子，320在失去了发动机的情况下，飞行状态无法维持速度和高度，某种程度上可以说以一个恒定的速度在向地面冲，而飞机任何姿态或控制面的改变都会导致破坏这个恒定状态，比如放襟翼早了，或者襟翼角度不对，会导致飞机阻力过大从而失速甚至失控。对于飞行员来说，他无法精确给定襟翼的展开角度，加上当时的状态，他也许就会因为手忙脚乱而导致襟翼展开过大，从而使飞机加速坠落。自控系统首先解析了飞行员的操作动作，确认了他要放襟翼，但襟翼放多大则是由自控系统来调整的，自控系统调整的底限就是飞机失速的速度值，当襟翼展开后速度值稳定在失速速度之上，飞机就可以在减速的同时不猛然掉高度。《空中浩劫》里说得比我更清楚。

一身轻松

晨枫 发表于 2013-10-17 12:09
  B% e. L2 g  D% M! H) q  J! t% B$ L还是不要离题太远吧:关于F-35的战斗教练机问题,主贴里指的是F-15D、F-16D退役后有问题。F-22的飞行员都是 ...

《空袭伊拉克》这本书揭示了美国海军很多飞行操作都是程序化的问题
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其中在说到一架F/A-18C弹射时发生漏油，从航空角度来说，漏油导致飞机重量变化很大，但飞行员仍然按照正常程序完成进场飞行，按正常程序着舰，降落指示员唯一提醒他的事情就是：飞机比较轻，油门不要太大。

( ^: ~! i: x4 v) U  {这就说明美国海军的飞行操作程序足以应付大多数情况，这个时候最大的敌人是飞行员的心理压力，而不是飞行员接受的训练

晨枫

一身轻松 发表于 2013-10-16 23:02
) [; F' A" {7 W. Z* |《空袭伊拉克》这本书揭示了美国海军很多飞行操作都是程序化的问题
: [0 ]" V( {; U: j
: D7 F7 M- t6 t3 D其中在说到一架F/A-18C弹射时发生漏 ...

如果漏油造成比通常严重得多的减重，那燃油消耗光了怎么办？

晨枫

一身轻松 发表于 2013-10-16 22:46
F-22在哪个方面跟15和16有相似之处？机动性？气动反应？操作感？还是仪表布局？很明显，F-22的飞行员飞15 ...

“F-22在哪个方面跟15和16有相似之处？机动性？气动反应？操作感？还是仪表布局？”
除了F-22本身，比任何其他一种飞机的差距都小。

7 K8 j2 g7 n+ d“既然美国空军能用15和16来教练22的飞行员，海军为什么不能用18F来教练35的飞行员？”
所以我在主贴里没有提海军和F-35C的问题。

“至少我们没看到美军官方或私下有人提出这个问题。”
AWST恰好提到这个问题，这也是波音向军方推销的卖点。
; p# `# S4 }4 t" x& F
6 i* f* B% p+ d$ ]7 K$ L不知道空中浩劫里有没有提到：飞行员首先做的是选择了正确的迫降模式，然后才有自动补偿的事情。相反，图卢兹A330（还是A320）在着陆模式下飞入森林还有印度A320撞山，就是因为在要紧关头没有切换到正确的模式。飞行员与飞控的错误交互还有很多例子，AF440是一个，记忆中就至少还有3、4个，包括今年韩国Asiana的旧金山777、还有Aeroflot（哪一年忘记了）A300，神牛有更多例子。
3 q" D+ h8 i% v6 x. a! l  y
6 S! x5 b0 G5 Q% u# @( A: ]( t正因为我是干自控的，所以对自控的局限有更多的亲身认识。

一身轻松

晨枫 发表于 2013-10-17 13:05
如果漏油造成比通常严重得多的减重，那燃油消耗光了怎么办？

& C4 Z- j  s3 e4 p/ t* X+ \7 t根据书里的说法：
& O! h* n: M+ T' B( f5 p
F/A-18弹射时因漏油产生严重机尾火光，指挥塔立即询问飞行员怎么会事，是否发动机着火。飞行员此时才知道飞机有问题，检查未发现发动机着火，认为是漏油，并估计飞机油量只够飞行7分钟。由于此时甲板在进行起飞作业，甲板官命令甲板人员必须在6分钟内清空甲板并且必须拦住F/A-18。

* A8 R4 t/ a# N* ]飞行员则抓紧时间迅速建立进场航线，在飞行过程中将飞机状态调整到降落状态，最后按照正常程序（速度、高度、下降率）等冲入阻拦网。
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( M8 }2 i4 N6 m- Z9 e假如油料耗光，那就只有跳伞了。
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这个作者自己飞EA-6B弹射时，整个人几乎失神的情况下，眼睛还在死死盯着速度计，低于130就得扔掉所有外挂，低于120就得立即跳伞。

一身轻松

6 }# [. U. Y4 E

晨枫 发表于 2013-10-17 13:12
$ e6 u" Z  i. A4 @6 e) C* U“F-22在哪个方面跟15和16有相似之处？机动性？气动反应？操作感？还是仪表布局？”
除了F-22本身，比任 ...

2 U+ P$ N) Z2 r, R8 G3 a
2 n, s% R! }& H/ j4 l8 V我的观点还是那样，越是用电脑控制的飞机，转变操作越简单，因为飞控软件的作用就是控制飞机，飞机会出现什么情况，是厂家和空军试飞员去研究的事情，理论上说也只有他们才会经常把飞机飞到极限性能。最关键的是，目前的模拟器用于模拟日常飞行科目是够用的，对于菜鸟来说，连日常科目都过不了关，有什么资格去飞高性能科目呢？
( [4 R5 Q' {6 K0 H6 `
7 V9 H/ n7 x7 f! q* m9 ?7 I+ S+ dAWST说的是美国空军的通用教练机，而不是22和35的专用教练机。如果你主贴说得是通用教练机的问题的话，这个就不是35本身的缺陷了  

6 @; p* W7 o6 \- ~3 ~# j; c7 I战斗机的自控是补充，而不是替代。它的主要目的是使飞行员可以更专心将注意力放在战斗任务上，而不是操心飞机的状态。假如飞行员不放心，可以关掉AUTO模式  
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, I) d# i" B. D+ f6 y至于你提到的民航例子，恰恰都不是飞控自动控制出的问题，尤其AF447，是典型的飞行员操作错误，飞控没有干涉他的操作，但从仪表上看，飞控除了短暂的失去空速数据外，没有给出任何误导性信息；至于韩亚的777，从目前的情况来看，也是飞行员的问题，飞控不仅没有干涉其操作，甚至提出了警告。这些例子恰恰证明了人为因素在目前的坠机事件里才是主要因素。

晨枫

一身轻松 发表于 2013-10-16 23:29
根据书里的说法：

F/A-18弹射时因漏油产生严重机尾火光，指挥塔立即询问飞行员怎么会事，是否发动机着火 ...

不管是否漏油，燃油还剩7分钟，早就告警了，飞行员不知道？这叫训练有素？

晨枫

一身轻松 发表于 2013-10-16 23:36
我的观点还是那样，越是用电脑控制的飞机，转变操作越简单，因为飞控软件的作用就是控制飞机，飞机会出现 ...

1 O' g/ Y1 u8 a计算机控制可以解决低级的常规操作问题，但同时也解放了更大的高级操作空间，训练挑战一点没有降低。这和试飞员才是envelope expansion的主力一点不矛盾。

! ]% F( x  w3 ~9 b) _- V: o  ^; {USAF的、要得是通用教练机，波音提出的是从通用教练机一直到operational conversion教练机，正是因为三代以后相关飞机脱档。

! d' q0 Z9 p: AAF447及相关例子中，把人为错误和软件错误截然割裂，这本身就是自控分析和设计中最大的错误。

xlan1976

一身轻松 发表于 2013-10-17 01:01
我只看事实，现在事实证明了F-14的CADC可以根据状态自动控制飞机翼面，这就行了
- U3 ~5 B3 r6 O1 U* ~
7 `5 z; q* U3 f# {( j6 f当然了，咱没上过北航， ...

  a3 x( _- m1 s9 f/ Q俺从没有说过自动飞行系统不能控制飞行，俺也从没有说过F-14 的机翼后掠角不是计算机控制的
7 J( e1 i7 T3 m我是说，目前的自动飞行系统的水平只能保证飞机在其设计飞行包线之内正常飞行，不能做超出飞行包线或是处于飞行包线边缘的动作，因为我们对于空气动力学的研究还不够透彻，现有的自动飞行软件只能在设计包线范围内运用比较简单的经验公式计算，一旦超出这个范围，就无能为力了。所以开发合适的训练软件应付正常飞行操作避免菜鸟飞出飞行包线可以，但对于处于包线边缘的难度科目，光靠软件辅助是不行的。
9 r* s0 T2 Q" s如果你还不能理教，那我就无能为力了
不过话说你给的那个进气道控制的系统图还不错，我打算简单解说一下，就是没拿准是在这借晨大一方宝地直接说呢，还是单开一贴的好

xlan1976

南京老萝卜 发表于 2013-10-17 11:42
想问一下，在模拟器上操作，怎么实现在真正天上飞的时候才有的超重、失重、剧烈的旋转等现象？还有，比如 ...

全动模拟器可以模拟一定程度的飞行动作，比如飞机的滚转、爬升、俯冲这些，也可以模拟一定的颠簸。当然，没法做出太剧烈的动作不过摔飞机的时候，模拟器会给你一个印象深刻的surprise
7 Q0 _$ ]6 v" u( }静态模拟器没有这种功能，只能从声、光上给点效果

一身轻松

xlan1976 发表于 2013-10-17 22:42
& U0 U+ n) h$ O' g! N$ {; K俺从没有说过自动飞行系统不能控制飞行，俺也从没有说过F-14 的机翼后掠角不是计算机控制的
我是 ...

没有人说计算机可以创造高难度动作啊，恰恰相反，JAS39的发展证明了飞控允许的飞行难度是逐步放开的。晨枫说的PIO，其实就是被不断改进软件中才逐渐“没有出现”的，我可没说这个问题“消失”了

7 t/ s. k$ l6 M2 I2 ~: S欢迎开新贴   

一身轻松

晨枫 发表于 2013-10-17 21:24
) l1 c: v: O2 j$ H9 g* m( I& U不管是否漏油，燃油还剩7分钟，早就告警了，飞行员不知道？这叫训练有素？ ...

: m" i+ @2 k0 D  E* Z飞机在弹射器上还一切正常，但弹射时的巨大加速度导致主油路卡钳脱落。任何一个飞行员在弹射器上都不会太操心油的问题，何况是还没离开甲板，而且油量在下降到一定基数前不会报警。

/ ^" J! j" n+ o6 h2 R* z这个是很正常的情况。事实上书里的其他飞行员在飞行过程中一直紧盯着油量，甚至有人因为冒险寻找加油机而被中队长臭骂一顿，要求飞行员在油量到达一定基数时无条件返回备降机场而不是冒着坠机的危险去找加油机。