二無(wú)人機(jī)飛行操縱培訓(xùn)

二無(wú)人機(jī)飛行操縱培訓(xùn)第一頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五

定義無(wú)人機(jī)的操縱是指無(wú)人機(jī)操作人員在地面通過(guò)無(wú)線電鏈路監(jiān)督、控制無(wú)人機(jī)飛行的整個(gè)過(guò)程，包括起降操縱、飛行控制、任務(wù)設(shè)備（載荷）控制和數(shù)據(jù)鏈管理等。通常這個(gè)過(guò)程在地面控制站內(nèi)完成，地面控制站內(nèi)的飛行控制席位、任務(wù)設(shè)備控制席位、數(shù)據(jù)鏈管理席位都設(shè)有相應(yīng)分系統(tǒng)的操作裝置。

無(wú)人機(jī)的飛行操縱特指對(duì)于無(wú)人機(jī)飛行的控制操作，其內(nèi)容包括航線的預(yù)設(shè)裝訂、修改、變更，飛行狀態(tài)監(jiān)控、指令引導(dǎo)控制、遙控飛行、輔助起降等。

第二頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五無(wú)人機(jī)飛行操縱一、無(wú)人機(jī)操縱和飛行操縱的定義以及與有人機(jī)的不同之處

有人機(jī)與無(wú)人機(jī)飛行操縱主要區(qū)別表項(xiàng)目有人機(jī)無(wú)人機(jī)操作人員所處位置飛機(jī)上地面上對(duì)身體素質(zhì)要求相對(duì)較高相對(duì)較低危險(xiǎn)性高低反應(yīng)速度相對(duì)較快相對(duì)較慢對(duì)周邊環(huán)境的感知能力相對(duì)較強(qiáng)相對(duì)較弱飛行時(shí)間短長(zhǎng)任務(wù)特點(diǎn)易興奮易枯燥操作人員的心理狀態(tài)特點(diǎn)身臨其境、反差小千里之外、反差大第三頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五

典型區(qū)別最大的不同之處是操作員所在的位置，有人機(jī)的操作員——飛行員在飛機(jī)上，而無(wú)人機(jī)的操作員在地面站中。飛行員可以在第一時(shí)間內(nèi)感知飛機(jī)的飛行狀態(tài)并作出反應(yīng)，而無(wú)人機(jī)操作員無(wú)論是在感知上和操作上都要相對(duì)滯后。心理狀態(tài)問(wèn)題。有人機(jī)的飛行員駕駛戰(zhàn)機(jī)直接進(jìn)入戰(zhàn)場(chǎng)參與作戰(zhàn)，以第一視角體驗(yàn)戰(zhàn)爭(zhēng)，能及時(shí)調(diào)整去適應(yīng)戰(zhàn)時(shí)狀態(tài)；相反，很多無(wú)人機(jī)的操作員卻是在千里之外操縱無(wú)人機(jī)進(jìn)入戰(zhàn)場(chǎng)，參與感不強(qiáng)，心理反差巨大，時(shí)間一長(zhǎng)會(huì)給無(wú)人機(jī)的操作員們帶來(lái)一種不真實(shí)、虛幻的感覺(jué)。

第四頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五等級(jí)意識(shí)狀態(tài)注意狀態(tài)生理狀態(tài)工作能力可靠度0無(wú)意識(shí)，神智喪失無(wú)睡覺(jué)、發(fā)呆無(wú)01常態(tài)以下，意識(shí)模糊不注意疲勞、困倦、單調(diào)、醉酒（輕度）低下，易出事故<0.92正常意識(shí)的松弛階段無(wú)意注意安靜狀態(tài)或反射活動(dòng)可以進(jìn)行熟練性、反復(fù)性和常規(guī)性操作0.99～0.99993正常意識(shí)的清醒階段有意注意精力充沛，積極活動(dòng)狀態(tài)有隨機(jī)處理能力，有準(zhǔn)確決策能力>

0.9999994超常態(tài)，極度緊張、興奮注意力過(guò)分集中于某一點(diǎn)驚慌失措，極度緊張易出差錯(cuò)，易造成事故<0.9大腦覺(jué)醒水平等級(jí)劃分表5第五頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五飛行員的大腦覺(jué)醒水平大多停留在2、3狀態(tài)，其人因可靠性也處于一個(gè)比較高的水平。而無(wú)人機(jī)飛行時(shí)，由于其特殊性，其操作員的狀態(tài)大多停留在2狀態(tài)（由于飛行時(shí)間長(zhǎng)和參與感低很難保持在3狀態(tài)），如果是長(zhǎng)時(shí)間執(zhí)行任務(wù)出現(xiàn)1狀態(tài)甚至是0狀態(tài)的概率也是存在的。相比于飛行員，無(wú)人機(jī)操作員的專業(yè)訓(xùn)練程度要低的多，因此在出現(xiàn)緊急情況時(shí)，4狀態(tài)出現(xiàn)概率也大大高于飛行員。飛行員與無(wú)人機(jī)操作員對(duì)比6第六頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五無(wú)人機(jī)飛行操縱二、無(wú)人機(jī)飛行操縱類型

一般來(lái)說(shuō)，無(wú)人機(jī)的飛行操縱主要由三種方式： 1．遙控方式（PIC）遙控方式是通過(guò)數(shù)據(jù)鏈路對(duì)無(wú)人機(jī)實(shí)施的飛行控制操縱。一般包括舵面遙控、姿態(tài)遙控和指令控制三種方式。 （1）舵面遙控 （2）姿態(tài)遙控 （3）指令控制第七頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五無(wú)人機(jī)飛行操縱二、無(wú)人機(jī)飛行操縱類型

一般來(lái)說(shuō)，無(wú)人機(jī)的飛行操縱主要由三種方式： 1．遙控方式（PIC）遙控方式是通過(guò)數(shù)據(jù)鏈路對(duì)無(wú)人機(jī)實(shí)施的飛行控制操縱。一般包括舵面遙控、姿態(tài)遙控和指令控制三種方式。（1）舵面遙控 這種控制方式是由控制器的操縱桿直接控制無(wú)人機(jī)的舵機(jī)，遙控?zé)o人機(jī)飛行。這是無(wú)人機(jī)最簡(jiǎn)單和最原始的控制方式，多應(yīng)用于微型戰(zhàn)術(shù)無(wú)人機(jī)的操縱上。這種控制方式一般是通過(guò)目視對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行操縱。第八頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五無(wú)人機(jī)飛行操縱二、無(wú)人機(jī)飛行操縱類型

一般來(lái)說(shuō)，無(wú)人機(jī)的飛行操縱主要由三種方式： 1．遙控方式（PIC）遙控方式是通過(guò)數(shù)據(jù)鏈路對(duì)無(wú)人機(jī)實(shí)施的飛行控制操縱。一般包括舵面遙控、姿態(tài)遙控和指令控制三種方式。（2）姿態(tài)遙控 姿態(tài)遙控是在無(wú)人機(jī)具有姿態(tài)穩(wěn)定控制機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過(guò)操縱桿控制無(wú)人機(jī)的俯仰和滾轉(zhuǎn)，從而連續(xù)的控制無(wú)人機(jī)的運(yùn)動(dòng)。要求設(shè)計(jì)的操縱桿適應(yīng)飛行員的操縱感覺(jué)，并且具有邊界限制。一般是目視操作無(wú)人機(jī)或通過(guò)儀表遠(yuǎn)程操縱無(wú)人機(jī)的機(jī)動(dòng)飛行。第九頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五無(wú)人機(jī)飛行操縱二、無(wú)人機(jī)飛行操縱類型

一般來(lái)說(shuō)，無(wú)人機(jī)的飛行操縱主要由三種方式： 1．遙控方式（PIC）遙控方式是通過(guò)數(shù)據(jù)鏈路對(duì)無(wú)人機(jī)實(shí)施的飛行控制操縱。一般包括舵面遙控、姿態(tài)遙控和指令控制三種方式。（3）指令控制 指令控制是通過(guò)上行鏈路發(fā)送控制指令，機(jī)載計(jì)算機(jī)接收到指令后按預(yù)定的控制模式執(zhí)行。這種方式必須在機(jī)載自動(dòng)駕駛儀或機(jī)載飛行管理與控制系統(tǒng)自動(dòng)控制的基礎(chǔ)上實(shí)施。第十頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五指令方式一般包括：俯仰角選擇與控制高度保持與控制飛行速度控制滾轉(zhuǎn)選擇與控制航向選擇與控制航跡控制第十一頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五無(wú)人機(jī)飛行操縱二、無(wú)人機(jī)飛行操縱類型

2．自主控制（UAV） 自主控制飛行是指不需要人工參與的飛行控制。 這種方式時(shí)通過(guò)全權(quán)限的機(jī)載飛行管理與控制系統(tǒng)完成從起飛、控制飛行、執(zhí)行任務(wù)到返航著陸全過(guò)程的自動(dòng)控制。第十二頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五無(wú)人機(jī)飛行操縱二、無(wú)人機(jī)飛行操縱類型

3．組合控制（RPV） 在自主飛行的基礎(chǔ)上，通過(guò)操縱桿在無(wú)人機(jī)的控制外回路施加一定的偏移量，尤其是在自動(dòng)起飛著陸過(guò)程中，對(duì)導(dǎo)航偏差和外界干擾進(jìn)行人工干預(yù)的一種控制模式。第十三頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五三、無(wú)人機(jī)飛行操縱的意義1986-1997年期間的美國(guó)海軍203架RQ-2“先鋒”事故的分析發(fā)現(xiàn)，103起(51％)事故有人的因素，其中88起(43％)與監(jiān)督管理和機(jī)組人員的因素有明確關(guān)系；在這88起事故中，64％涉及管理不善（如培訓(xùn)、政策和領(lǐng)導(dǎo)）和知錯(cuò)不改；46％涉及操作員的不安全條件。1993年1月-2003年6月美國(guó)陸軍和空軍48例(陸軍26，空軍22)無(wú)人機(jī)事故分析表明，33起（69%）與人的因素有關(guān)，這其中培訓(xùn)問(wèn)題占27％、班組效能占25％、情景意識(shí)18％、界面設(shè)計(jì)占16％、認(rèn)知和決策占14％。1995-2003年美國(guó)陸軍無(wú)人機(jī)發(fā)生的56起事故，有18起(32％)與人的因素有關(guān)。無(wú)人機(jī)飛行操縱14第十四頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五三、無(wú)人機(jī)飛行操縱的意義大型無(wú)人機(jī)事故中人的因素更為常見(jiàn)，例如，RQ-1“捕食者”事故中人因占比達(dá)到了67％，而對(duì)于中型無(wú)人機(jī)而言，28％的RQ-2“先鋒”事故和45％的RQ-5“獵人”事故是由于人為因所致，明顯低于大型無(wú)人機(jī)。小型無(wú)人機(jī)RQ-7“影子”，人的因素只占21％。2004年到2006年，共有15架“捕食者”無(wú)人機(jī)墜毀，其中12架無(wú)人機(jī)事故是由于人為過(guò)失造成的，暴露了操作員技能以及機(jī)組人員內(nèi)部分工等問(wèn)題。以此為依據(jù)，美國(guó)空軍研究報(bào)告指出，“捕食者”無(wú)人機(jī)的墜毀事故主要原因已從原先的硬件失效方面轉(zhuǎn)移到人員操作失誤方面。

無(wú)人機(jī)飛行操縱15第十五頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五美國(guó)國(guó)防部人因分類體系DoDHFACS空軍

AirForce陸軍

Army海軍/海軍陸戰(zhàn)隊(duì)Navy/MarinesNo.%HFn=34%totn=43No.%HFn=20%totn=51No.%HFn=79%totn=1271組織影響2779.4%62.8%1365.0%25.5%6582.3%51.2%2資源/收購(gòu)管理2161.8%48.8%735.0%17.3%5367.1%41.7%3組織氛圍38.8%7.0%00011.3%0.8%4組織過(guò)程1852.9%41.9%945.0%17.6%2734.2%21.3%5監(jiān)管1338.2%30.2%840.0%15.7%2126.6%16.5%6監(jiān)管不足823.5%18.6%525.0%9.8%1924.1%15.0%7不當(dāng)?shù)挠?jì)劃行為617.6%14.0%315.0%5.9%911.4%7.1%8未糾正已知問(wèn)題25.9%4.7%00033.8%2.4%9前提條件2058.8%46.5%1365.0%25.5%3646.6%28.3%10物理環(huán)境00015.0%2.0%810.1%6.1%11技術(shù)環(huán)境1647.1%37.2%210.0%3.9%810.1%6.1%12認(rèn)知因素926.5%20.9%315.0%5.9%1519.0%11.8%13不良生理狀態(tài)38.8%7.0%00033.8%2.4%14心理行為因素411.8%9.3%630.0%11.8%1113.9%8.7%15知覺(jué)因素38.8%7.0%210.0%3.9%67.6%4.7%16機(jī)組資源管理617.6%14.0%735.0%17.3%2531.6%19.7%17行為2470.6%55.8%1680.0%31.4%4455.7%34.6%18技術(shù)錯(cuò)誤1750.0%39.5%630.0%11.8%2126.6%16.5%19判斷和決策失誤1317.6%14.0%945.0%17.6%3038.0%23.6%20誤解錯(cuò)誤38.8%7.0%210.0%3.9%67.6%4.7%21違反規(guī)定38.8%7.0%945.0%17.6%67.6%4.7%16第十六頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五三、無(wú)人機(jī)飛行操縱的意義隨著裝備數(shù)量的增加，使用時(shí)間的增長(zhǎng)，人的因素將會(huì)越來(lái)越突出，大量缺乏訓(xùn)練的新手進(jìn)入到無(wú)人機(jī)操縱崗位將會(huì)為無(wú)人機(jī)安全飛行帶來(lái)新的風(fēng)險(xiǎn)。筆者某無(wú)人機(jī)飛行中的故障數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，在開(kāi)始研制階段機(jī)的因素為主要故障源，人、機(jī)、環(huán)境三者的比例為：6.7%：73.3%：20%，到了定型階段其故障原因人、機(jī)、環(huán)境三者比例變?yōu)榱耍?3.1%：44.6%：32.3%，人的比例顯著上升。按照浴盆曲線理論，當(dāng)系統(tǒng)趨于成熟穩(wěn)定，進(jìn)入“盆底”，此時(shí)人的因素就凸顯出來(lái)，并漸漸的成為制約武器裝備發(fā)揮出應(yīng)有效能的短板。無(wú)人機(jī)飛行操縱17第十七頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五無(wú)人機(jī)飛行操縱三、無(wú)人機(jī)飛行操縱的意義

對(duì)于有人機(jī)來(lái)說(shuō)，飛機(jī)的性能和飛行員的技術(shù)水平是飛機(jī)能否發(fā)揮出其效能最重要的兩條因素。對(duì)于無(wú)人機(jī)也是如此，飛行中的無(wú)人機(jī)其控制權(quán)在飛行操作員手中，此時(shí)操作員的技術(shù)水平和其所作的飛行操縱準(zhǔn)確與否對(duì)于無(wú)人能否發(fā)揮出其應(yīng)有的作戰(zhàn)效能起著至關(guān)重要的作用。

隨著我國(guó)無(wú)人機(jī)路線圖的制定，越來(lái)越多的無(wú)人機(jī)裝備部隊(duì)，飛行操縱必將會(huì)越來(lái)越受到重視，而無(wú)人機(jī)的飛行操作人員也將成為整支無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)部隊(duì)的核心技術(shù)人員。第十八頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五

“浴盆曲線”19第十九頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五無(wú)人機(jī)飛行操縱四、無(wú)人機(jī)飛行操縱現(xiàn)狀和未來(lái)發(fā)展方向

1. 美軍無(wú)人機(jī)飛行操縱發(fā)展現(xiàn)狀

“捕食者”系列無(wú)人機(jī)從1995年到2007年飛行時(shí)間為25萬(wàn)小時(shí)左右，從2007年到2009年飛行時(shí)間就已經(jīng)達(dá)到50萬(wàn)小時(shí)。阿富汗和伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)期間，美國(guó)空軍在戰(zhàn)場(chǎng)上保持了29架“捕食者”和“死神”無(wú)人機(jī)24小時(shí)執(zhí)勤就達(dá)到2萬(wàn)小時(shí)左右。 432聯(lián)隊(duì)的所有人員必須全天24小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，到2011年，該聯(lián)隊(duì)已裝備160架“捕食者”和60架“死神”，需要600個(gè)無(wú)人機(jī)班組來(lái)保證無(wú)人機(jī)的正常使用。目前美空軍每天必須保證有三架“捕食者”無(wú)人機(jī)在24小時(shí)全天候執(zhí)勤。第二十頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五無(wú)人機(jī)飛行操縱四、無(wú)人機(jī)飛行操縱現(xiàn)狀和未來(lái)發(fā)展方向

（1）人才培訓(xùn)2008年9月：美國(guó)空軍參謀長(zhǎng)下達(dá)命令要求錄用新飛行員操控?zé)o人機(jī)系統(tǒng)，發(fā)展了新的職業(yè)領(lǐng)域；2008年11月：完成專業(yè)飛行學(xué)員訓(xùn)練的新飛行員開(kāi)始接受無(wú)人機(jī)系統(tǒng)操控學(xué)員訓(xùn)練；2009年1月：直接面向無(wú)人機(jī)系統(tǒng)操控員職業(yè)的專業(yè)訓(xùn)練體制開(kāi)始直接招收新學(xué)員(而不是新飛行員轉(zhuǎn)行)；2009年8月：美國(guó)德克薩斯州倫道夫空軍基地開(kāi)設(shè)傳感器操作員專業(yè)；2009年11月：首批直接招收的無(wú)人機(jī)系統(tǒng)操控員畢業(yè)，進(jìn)入無(wú)人機(jī)系統(tǒng)作戰(zhàn)中隊(duì)開(kāi)始戰(zhàn)備訓(xùn)練。第二十一頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五無(wú)人機(jī)飛行操縱四、無(wú)人機(jī)飛行操縱現(xiàn)狀和未來(lái)發(fā)展方向

（2）裝備發(fā)展“捕食者”無(wú)人機(jī)操作員工作站第二十二頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五無(wú)人機(jī)飛行操縱四、無(wú)人機(jī)飛行操縱現(xiàn)狀和未來(lái)發(fā)展方向

（3）人機(jī)系統(tǒng) 主要研究工作包括三大方面內(nèi)容：1）遠(yuǎn)程操作飛行器自適應(yīng)跟蹤訓(xùn)練系統(tǒng)目的在于提供經(jīng)濟(jì)可承受的、可重構(gòu)的，基于計(jì)算機(jī)的仿真能力，開(kāi)發(fā)空、地、?；鶡o(wú)人機(jī)系統(tǒng)模擬訓(xùn)練手段。2） 方艙工作站設(shè)計(jì)研究通過(guò)實(shí)際統(tǒng)計(jì)分析，為男、女性各自建立了14組模型點(diǎn)。3）無(wú)人機(jī)系統(tǒng)操作官選擇／能力提高研究目前已經(jīng)開(kāi)展了選擇和訓(xùn)練效能研究。第二十三頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五無(wú)人機(jī)飛行操縱四、無(wú)人機(jī)飛行操縱現(xiàn)狀和未來(lái)發(fā)展方向

2. 對(duì)未來(lái)發(fā)展的規(guī)劃

第二十四頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五無(wú)人機(jī)飛行操縱四、無(wú)人機(jī)飛行操縱現(xiàn)狀和未來(lái)發(fā)展方向

3. 對(duì)我們的啟迪我軍新型地面控制站第二十五頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五無(wú)人機(jī)飛行操縱四、無(wú)人機(jī)飛行操縱現(xiàn)狀和未來(lái)發(fā)展方向

3. 對(duì)我們的啟迪

硬件建設(shè)的落后源于我們的基礎(chǔ)工業(yè)水平和科研實(shí)力，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的騰飛綜合國(guó)力的增強(qiáng)，我們正在奮起直追；但另一個(gè)方面——“軟實(shí)力”的建設(shè)，這方面的差距卻并不容易明確衡量。體質(zhì)建設(shè)、人才培訓(xùn)、模式養(yǎng)成等等這些看得到、摸不著的東西，我們究竟怎樣？如果僅僅從表面上看，我們是存在差距的，但到底差多少，這個(gè)卻沒(méi)有像硬件技術(shù)指標(biāo)那樣量化的東西去衡量，無(wú)法認(rèn)清差距也就不好去追趕，從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō)，彌補(bǔ)“軟實(shí)力”上的差距比“硬實(shí)力”更為困難。第二十六頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五無(wú)人機(jī)飛行操縱五、飛行操縱技術(shù)

UAV飛行操縱技術(shù)涵蓋的面很廣，無(wú)人機(jī)的種類繁多其飛行操作也不盡相同，但總的來(lái)說(shuō)，飛行操縱技術(shù)可以從兩個(gè)不同的方面來(lái)考慮劃分。一是從設(shè)計(jì)者的角度來(lái)看，可以按照前面講過(guò)的用控制方式來(lái)劃分，可以分為自主控制、遙控和組合控制三方面技術(shù)；二是從使用者的角度來(lái)看，可以按照整個(gè)飛行過(guò)程所涉及到的操縱技術(shù)層面劃分，又可以分為流程操作、狀態(tài)監(jiān)控和應(yīng)急操作三個(gè)具體的技術(shù)層面。第二十七頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五無(wú)人機(jī)飛行操縱五、飛行操縱技術(shù)

1、面向設(shè)計(jì)的操縱技術(shù)

（1）自主控制

在前面在自主控制定義中已經(jīng)指出，此時(shí)飛機(jī)處于自動(dòng)駕駛狀態(tài)，基本不需要人工干預(yù)，此時(shí)操縱人員的主要任務(wù)就是監(jiān)控飛機(jī)，各系統(tǒng)是否運(yùn)行正常，是否按照預(yù)設(shè)航路飛行。 自主控制是無(wú)人機(jī)最為常態(tài)的飛行模式。第二十八頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五無(wú)人機(jī)飛行操縱五、飛行操縱技術(shù)

1、面向設(shè)計(jì)的操縱技術(shù)

（2）遙控

如果說(shuō)自主控制狀態(tài)下對(duì)飛行操縱的要求是“博聞強(qiáng)記”的話，那么遙控狀態(tài)下對(duì)飛行操縱的要求就是“技藝精湛”。可以說(shuō)這一方面的技術(shù)是無(wú)人機(jī)飛行操作員最為貼近飛行員的了，特別是對(duì)于操控模式接近有人機(jī)的無(wú)人機(jī)來(lái)說(shuō)，遙控是操作手必須熟練掌握的技術(shù)。第二十九頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五無(wú)人機(jī)飛行操縱五、飛行操縱技術(shù)

1、面向設(shè)計(jì)的操縱技術(shù)

（2）遙控

與有人機(jī)相近的無(wú)人機(jī)飛行操縱第三十頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五無(wú)人機(jī)飛行操縱五、飛行操縱技術(shù)

1、面向設(shè)計(jì)的操縱技術(shù)

（2）遙控

對(duì)于有人機(jī)飛行來(lái)說(shuō)“著陸”是最難的一個(gè)科目，無(wú)人機(jī)遙控也是如此。著陸模式包括在訓(xùn)練跑道的一系列接觸和走的著陸。在典型的操作中，受訓(xùn)操作手被要求以給定的速度和航向接近。著陸模式包括了5個(gè)分段：逆風(fēng)段（航向270°）側(cè)風(fēng)段（航向360°）順風(fēng)段（航向90°）基礎(chǔ)段（航向180°）終段（航向270°）第三十一頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五無(wú)人機(jī)飛行操縱五、飛行操縱技術(shù)

1、面向設(shè)計(jì)的操縱技術(shù)

（3）組合控制

組合控制介于自主和遙控之間，既要求熟知該模式下的操縱特點(diǎn)又要求掌握該模式下的控制技法，該種控制模式可以理解為“更為人性化的自主控制”或是“更為輕松的遙控飛行”，人的干預(yù)通常是通過(guò)模擬量來(lái)完成，桿量的大小、時(shí)機(jī)需要通過(guò)大量的訓(xùn)練和實(shí)操去掌握。第三十二頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五無(wú)人機(jī)飛行操縱五、飛行操縱技術(shù)

2、面向過(guò)程的操縱技術(shù)

飛行訓(xùn)練試驗(yàn)無(wú)人機(jī)飛行操作員日常工作關(guān)系圖第三十三頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五無(wú)人機(jī)飛行操縱五、飛行操縱技術(shù)

2、面向過(guò)程的操縱技術(shù)

操作規(guī)劃總結(jié)飛行任務(wù)過(guò)程工作關(guān)系圖第三十四頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五無(wú)人機(jī)飛行操縱五、飛行操縱技術(shù)

2、面向過(guò)程的操縱技術(shù)

流程操作狀態(tài)監(jiān)控應(yīng)急操作面向過(guò)程的飛行操縱技術(shù)關(guān)系圖第三十五頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五無(wú)人機(jī)飛行操縱五、飛行操縱技術(shù)

2、面向過(guò)程的操縱技術(shù)

（1）流程操作

無(wú)人機(jī)的飛行操作都一套正規(guī)流程，如果在飛行中不出現(xiàn)任何意外情況，那么按照這套流程去做，應(yīng)該能保證飛機(jī)從起飛到著陸順利完成飛行任務(wù)。這套“標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作”是每一名UAV飛行操作員飛行操縱的基礎(chǔ)，是必須掌握的。 這套流程一般包括：數(shù)據(jù)裝訂、狀態(tài)檢查、起飛操作、空中操作、著陸操作、回收工作這幾個(gè)部分，下面以”長(zhǎng)鷹”為例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。第三十六頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五無(wú)人機(jī)飛行操縱五、飛行操縱技術(shù)

2、面向過(guò)程的操縱技術(shù)

（2）狀態(tài)監(jiān)控

狀態(tài)監(jiān)控就在飛行過(guò)程中由操作員通過(guò)遙測(cè)參數(shù)回報(bào)來(lái)監(jiān)視控制整個(gè)無(wú)人機(jī)飛行的全過(guò)程。因?yàn)楝F(xiàn)代的無(wú)人機(jī)大多是按照預(yù)先裝訂的航線進(jìn)行自主飛行，如果不需要臨時(shí)改變航線或是應(yīng)對(duì)突發(fā)意外情況，基本不需要操作員去干涉飛機(jī)，因此對(duì)于飛行操作員來(lái)說(shuō)，監(jiān)控狀態(tài)是飛行中的常態(tài)，是每一名操作員最熟悉的也是最應(yīng)該熟悉的過(guò)程。第三十七頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五無(wú)人機(jī)飛行操縱五、飛行操縱技術(shù)

2、面向過(guò)程的操縱技術(shù)

（2）狀態(tài)監(jiān)控

1）飛行參數(shù)綜合顯示 飛行參數(shù)綜合顯示可根據(jù)飛行與任務(wù)需要，選擇需要的系統(tǒng)信息予以顯示，便于飛行操縱人員判讀。第三十八頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五無(wú)人機(jī)飛行操縱五、飛行操縱技術(shù)

2、面向過(guò)程的操縱技術(shù)

（2）狀態(tài)監(jiān)控

2）告警 a．告警系統(tǒng)分類 告警系統(tǒng)分為視覺(jué)告警（燈光告警、顏色告警、文字告警）和聽(tīng)覺(jué)告警（語(yǔ)音告警、音調(diào)告警）。第三十九頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五無(wú)人機(jī)飛行操縱五、飛行操縱技術(shù)

2、面向過(guò)程的操縱技術(shù)

（2）狀態(tài)監(jiān)控

2）告警 b．告警系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則第四十頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五告警系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則（a）當(dāng)系統(tǒng)處于正常狀態(tài)時(shí)，應(yīng)符合靜暗控制艙的要求；（b）應(yīng)盡量減少離散的視覺(jué)告警和聽(tīng)覺(jué)告警設(shè)備數(shù)量；（c）應(yīng)盡量減少對(duì)操縱及指揮人員的信息處理和記憶要求的需求量；（d）應(yīng)盡量減少對(duì)操縱及指揮人員察覺(jué)與評(píng)定故障條件和發(fā)出糾正動(dòng)作指令所需要的時(shí)間；（e）應(yīng)盡量減少告警系統(tǒng)對(duì)操縱及指揮人員其他工作的干擾；（f）所設(shè)計(jì)的告警系統(tǒng)應(yīng)能適應(yīng)現(xiàn)在與將來(lái)的全部告警功能，在無(wú)需增加外部硬件設(shè)施的條件下，能夠提供告警系統(tǒng)擴(kuò)展能力；（g）告警系統(tǒng)應(yīng)具有較高的可靠性，盡量減少或消除未察覺(jué)、無(wú)效或多余的警告；（h）告警系統(tǒng)啟動(dòng)充要條件是系統(tǒng)存在告警信息；（i）對(duì)危及系統(tǒng)安全的主要信息，應(yīng)采取多次告警，以提高操縱人員的注意力。第四十一頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五無(wú)人機(jī)飛行操縱五、飛行操縱技術(shù)

2、面向過(guò)程的操縱技術(shù)

（2）狀態(tài)監(jiān)控

2）告警 c．告警起因

（a）故障告警（b）飛行狀態(tài)告警（c）威脅告警第四十二頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五無(wú)人機(jī)飛行操縱五、飛行操縱技術(shù)

2、面向過(guò)程的操縱技術(shù)

（2）狀態(tài)監(jiān)控

2）告警 d．告警等級(jí)

（a）提示（b）注意（c）警告第四十三頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五無(wú)人機(jī)飛行操縱五、飛行操縱技術(shù)

2、面向過(guò)程的操縱技術(shù)

（2）狀態(tài)監(jiān)控

2）告警 e．設(shè)計(jì)要求

（a）視覺(jué)告警（b）語(yǔ)音告警（c）音調(diào)告警第四十四頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五無(wú)人機(jī)飛行操縱五、飛行操縱技術(shù)

2、面向過(guò)程的操縱技術(shù)

（2）狀態(tài)監(jiān)控

3）重要信息

一般來(lái)說(shuō)對(duì)于飛行操作員來(lái)說(shuō)，重要信息是指那些關(guān)系到飛行安全的信息，多集中在飛行器、發(fā)動(dòng)機(jī)、電氣、導(dǎo)航與飛行控制等系統(tǒng)上，特別是那些沒(méi)有余度設(shè)計(jì)又關(guān)系到飛行安全的重要設(shè)備、器件的遙測(cè)參數(shù)回報(bào)信息尤為重要。

第四十五頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五無(wú)人機(jī)飛行操縱五、飛行操縱技術(shù)

2、面向過(guò)程的操縱技術(shù)

（3）應(yīng)急操作

對(duì)于飛行操作員來(lái)說(shuō)控制無(wú)人機(jī)安全飛行，完成預(yù)訂任務(wù)是其職責(zé)所在，保證飛行安全始終是飛行操作員非戰(zhàn)時(shí)飛行的第一準(zhǔn)則。當(dāng)飛行次數(shù)不斷增多，累計(jì)飛行時(shí)間不斷增長(zhǎng)，那么在飛行中出現(xiàn)意外的情況的幾率就會(huì)不斷增加，在這些意外中有些是會(huì)威脅到飛行安全的，有些是可能會(huì)威脅到飛行安全的，當(dāng)出現(xiàn)這些意外情況時(shí)，對(duì)于飛行操作員來(lái)說(shuō)應(yīng)急操縱就成為了一個(gè)不可避免的問(wèn)題。第四十六頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五墨菲定律：做某件事情，如果存在著發(fā)生差錯(cuò)的可能性，那么，差錯(cuò)遲早總要發(fā)生，并且總是在最關(guān)鍵的時(shí)候以最壞的形式出現(xiàn)。海恩法則：在一起重大事故下有29起事故征候，而且在每個(gè)征兆下還會(huì)有3的起事故苗頭。事故鏈概念：大事故極少是因?yàn)橐粋€(gè)原因引起起的，總是由于許多事件像鏈條似地連結(jié)在一起而發(fā)生的，所以，要防止飛行事故,只要切斷或打破這個(gè)鏈條上的某一個(gè)環(huán)節(jié)就可以了。對(duì)于事故的認(rèn)識(shí)

47第四十七頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五事故鏈概念圖對(duì)于事故的認(rèn)識(shí)48第四十八頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五圓盤(pán)漏洞理論：

在這個(gè)理論里有五個(gè)因素，即人、機(jī)、料、法、環(huán)。人指的是所有的飛機(jī)都是由人來(lái)操作的；機(jī)指的是飛機(jī)；料指的是飛機(jī)所用的材料、燃料；法指的是飛機(jī)運(yùn)行和維修必須遵守的法則；環(huán)指的是飛機(jī)運(yùn)行的外部環(huán)境。這五個(gè)因素穿在一根軸上，但又按照自己的規(guī)律在各自的圓盤(pán)上運(yùn)行，每個(gè)圓盤(pán)上都會(huì)存在或者出現(xiàn)不同的漏洞，不安全因素就像一個(gè)不間斷的光源，當(dāng)這束光源能夠穿透所有五個(gè)圓盤(pán)時(shí)，事故就發(fā)生了。對(duì)于事故的認(rèn)識(shí)49第四十九頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五防患于未然時(shí)刻保持安全飛行保持冷靜，果斷決策，將損失降至最低

關(guān)于應(yīng)急操縱主要有三個(gè)原則：第五十頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五無(wú)人機(jī)飛行操縱六、無(wú)人機(jī)飛行操作員選拔和訓(xùn)練

人是飛行操縱的靈魂，選拔和訓(xùn)練優(yōu)秀的飛行操作員對(duì)于無(wú)人機(jī)的靈活使用，發(fā)揮其應(yīng)用的作戰(zhàn)效能起著至關(guān)重要的作用。第五十一頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五無(wú)人機(jī)飛行操縱六、無(wú)人機(jī)飛行操作員選拔和訓(xùn)練

飛行操作員在執(zhí)行無(wú)人機(jī)飛行任務(wù)中具有極其重要的地位。沒(méi)有優(yōu)秀的飛行操作員就不可能圓滿完成飛行任務(wù)。飛行操作員隊(duì)伍應(yīng)該是一個(gè)優(yōu)秀的、特殊的群體。他們的使命要求他們具備甘于奉獻(xiàn)、勇于探索的精神，具備深厚的理論基礎(chǔ)和精湛的技術(shù)，具備客觀求實(shí)和科學(xué)表述的能力。對(duì)于無(wú)人機(jī)飛行操作員的要求主要有四個(gè)方面： 1．選拔條件第五十二頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五（1）基本要求國(guó)際試飛員協(xié)會(huì)（SETP）對(duì)試飛員的要求有明表述：客觀、正確、誠(chéng)信、能力，這四條也可以看作是對(duì)無(wú)人機(jī)飛行操作員的基本要求。其中對(duì)能力要求有以下6個(gè)方面：1）正確理解試飛任務(wù)單2）按任務(wù)單精準(zhǔn)完成試飛任務(wù)3）仔細(xì)總結(jié)每次飛行結(jié)果4）在飛行中保持警覺(jué)，及時(shí)發(fā)覺(jué)不正?，F(xiàn)象5）在飛行中及時(shí)正確處置不正?，F(xiàn)象6）保持鎮(zhèn)靜，具備處置突發(fā)事件的能力第五十三頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五（2）基礎(chǔ)理論要求作為飛行操作員應(yīng)該學(xué)習(xí)和掌握的基礎(chǔ)航空科學(xué)知識(shí)應(yīng)該包括：空氣動(dòng)力學(xué)、飛機(jī)性能、飛行力學(xué)、飛控系統(tǒng)、導(dǎo)航技術(shù)、結(jié)構(gòu)完整性、發(fā)動(dòng)機(jī)理論、測(cè)控技術(shù)、飛機(jī)系統(tǒng)理論、地面站系統(tǒng)、任務(wù)載荷、虛擬仿真技術(shù)等等，可能不同的飛行操作員對(duì)某一領(lǐng)域的知識(shí)會(huì)有所側(cè)重，但在飛行操作員不充裕的情況下，通常要求每個(gè)操作員都盡可能有寬廣的專業(yè)知識(shí)，特別是關(guān)乎到飛行安全的知識(shí)是要求每一個(gè)操作員必須掌握的。第五十四頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五（3）工程要求理論知識(shí)只是為飛行操作員承擔(dān)飛行任務(wù)奠定了技術(shù)理論基礎(chǔ)，隨著參加工程實(shí)踐，這些知識(shí)和理論要不斷的應(yīng)用和深化，也就是學(xué)以致用。特別是針對(duì)某一型號(hào)，操作員必須清楚它的特點(diǎn)，做到有的放矢，這也就是工程要求，主要包括以下六個(gè)方面：氣動(dòng)特性、飛控系統(tǒng)特性、發(fā)動(dòng)機(jī)特性、結(jié)構(gòu)特性、其他系統(tǒng)特性和綜合信息。要求飛行操作員應(yīng)該認(rèn)真學(xué)習(xí)和消化飛機(jī)說(shuō)明書(shū)和飛行操縱手冊(cè)，熟記操作流程并背誦關(guān)鍵參數(shù)，做到活學(xué)活用。第五十五頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五（4）飛行技術(shù)要求無(wú)人機(jī)的飛行操作員不同于有人機(jī)，自主飛行是常態(tài)飛行，因此自主飛行下的操縱技術(shù)也就成為了操作員必須熟練掌握的基本飛行技術(shù)。無(wú)人機(jī)對(duì)手動(dòng)搖桿飛行駕駛技術(shù)的要求相對(duì)有人機(jī)要低，而且準(zhǔn)確的說(shuō)是一種遙控飛行，雖然使用的機(jī)會(huì)較少，但遙控飛行駕駛技術(shù)仍是操作員必須掌握的技術(shù)。通常無(wú)人機(jī)飛行操作員還擔(dān)負(fù)著航線規(guī)劃員的職責(zé)，了解航線規(guī)劃的知識(shí)，會(huì)使用航線規(guī)劃軟件根據(jù)任務(wù)單規(guī)劃合適的航線也包含在了飛行技術(shù)要求之中。此外，飛行操縱手的日常訓(xùn)練大都在飛行仿真模擬器上完成，仿真模擬訓(xùn)練也就成為操縱手需要掌握的飛行技術(shù)。第五十六頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五無(wú)人機(jī)飛行操縱六、無(wú)人機(jī)飛行操作員選拔和訓(xùn)練

美國(guó)空軍無(wú)人機(jī)的操作員大都選自作戰(zhàn)部隊(duì)有經(jīng)驗(yàn)的飛行員。不僅要求他們駕駛技術(shù)嫻熟，而且要有一定的作戰(zhàn)經(jīng)歷。即使是這樣，還要經(jīng)過(guò)無(wú)人機(jī)基本操縱和作戰(zhàn)使用訓(xùn)練后，才能成為一名合格的無(wú)人機(jī)操作員。經(jīng)過(guò)選拔的飛行員要在內(nèi)華達(dá)州內(nèi)利斯空軍基地的第11偵察中隊(duì)進(jìn)行訓(xùn)練，然后，再分配到無(wú)人機(jī)部隊(duì)。所以，通常美空軍稱自己的無(wú)人機(jī)飛行操作員為“無(wú)人機(jī)飛行員”。 2．美國(guó)空軍無(wú)人機(jī)飛行操作員的選拔方法第五十七頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五無(wú)人機(jī)飛行操縱六、無(wú)人機(jī)飛行操作員選拔和訓(xùn)練

飛行訓(xùn)練在飛行操作員的日常生活中居于主要地位，是保證其水平的基礎(chǔ)，也是無(wú)人機(jī)飛行操縱的基石。 3．飛行訓(xùn)練第五十八頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五序

號(hào)姓名身份第一張圖120s第二張圖120s眼動(dòng)次數(shù)眼動(dòng)頻率(次/s)眼動(dòng)次數(shù)眼動(dòng)頻率(次/s)1A非專業(yè)1083.601043.472B非專業(yè)1023.40923.073C非專業(yè)1183.931163.874D專業(yè)1133.77903.00

眼動(dòng)熱點(diǎn)區(qū)域試驗(yàn)數(shù)據(jù)59第五十九頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五姓名身份眼動(dòng)次數(shù)平均次數(shù)眼動(dòng)時(shí)間（s）平均時(shí)間1234512345A非專業(yè)370

74120

24B非專業(yè)741771216850.219.64.320.56.82014.2C非專業(yè)30427612912566.48.610.319.130.130.119.6D專業(yè)478465.81.01.41.20.81.21.1

尋找試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)60第六十頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五無(wú)人機(jī)飛行操縱六、無(wú)人機(jī)飛行操作員選拔和訓(xùn)練

（1）美軍的訓(xùn)練 美軍無(wú)人機(jī)操作員資格訓(xùn)練依據(jù)軍種、機(jī)種的不同存在較大的差異，但各軍種分別還定義了內(nèi)場(chǎng)飛行員和外場(chǎng)飛行員：外場(chǎng)飛行員：在地面控制站外部完成無(wú)人機(jī)發(fā)射和回收，可直接利用控制界面和操縱桿操控飛機(jī)。內(nèi)場(chǎng)飛行員：在地面控制站里面控制無(wú)人機(jī)進(jìn)入戰(zhàn)區(qū)、盤(pán)旋待機(jī)、執(zhí)行任務(wù)和退出戰(zhàn)區(qū)；通常只監(jiān)控自動(dòng)駕駛儀，也可以在自動(dòng)駕駛儀的輔助下用駕駛桿對(duì)無(wú)人機(jī)執(zhí)行有限操作。 3．飛行訓(xùn)練第六十一頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五1）“捕食者”中空長(zhǎng)航時(shí)無(wú)人機(jī)機(jī)組編成及人員培養(yǎng)第六十二頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五美國(guó)空軍“捕食者”無(wú)人機(jī)機(jī)組成員包括：無(wú)人機(jī)飛行操作員、傳感器操作員、常規(guī)數(shù)據(jù)分析／任務(wù)規(guī)劃和通信操作員等。典型情況下，一個(gè)任務(wù)配備4名無(wú)人機(jī)操作員，可以兩兩輪班。一般選擇某一班次中較為資深的無(wú)人機(jī)操作員作為任務(wù)指揮官，但是非航空軍官也可作為任務(wù)指揮官（如情報(bào)官)。整個(gè)“捕食者”中空長(zhǎng)航時(shí)無(wú)人機(jī)機(jī)組規(guī)模取決于任務(wù)性質(zhì)，最小的機(jī)組規(guī)模包含三個(gè)人：無(wú)人機(jī)操作員兼任務(wù)指揮官、常規(guī)數(shù)據(jù)分析／任務(wù)規(guī)劃和通信操作員、傳感器操作員?！安妒痴摺睙o(wú)人機(jī)操縱63第六十三頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五美國(guó)空軍原則上要求無(wú)人機(jī)操作員候選人必須是固定翼飛機(jī)的飛行員或是具有聯(lián)邦航空局商業(yè)飛行執(zhí)照和儀表飛行等級(jí)資格的導(dǎo)航員。已停飛的飛行員也可以，但是必須愿意執(zhí)行全球部署任務(wù)。由于都是飛行員或?qū)Ш絾T出身，因此只需專業(yè)化訓(xùn)練，歷時(shí)約52周，包括在T-37上的基礎(chǔ)飛行訓(xùn)練和在T-l或T-38上的高級(jí)飛行訓(xùn)練。聯(lián)合導(dǎo)航員學(xué)員訓(xùn)練大綱根據(jù)專業(yè)不同歷時(shí)40至72周不等，武器系統(tǒng)軍官的訓(xùn)練周期較長(zhǎng)。除了飛行學(xué)員訓(xùn)練之外，無(wú)人機(jī)操作員候選人還必須完成輪換訓(xùn)練單位的訓(xùn)練，如F-15或F-16等戰(zhàn)斗機(jī)的改裝訓(xùn)練，或者是作戰(zhàn)空勤訓(xùn)練中隊(duì)的訓(xùn)練，如C-130或C-141等運(yùn)輸機(jī)的改裝訓(xùn)練，并獲得任務(wù)資格等級(jí)。完成后，候選人還必須在內(nèi)華達(dá)州印第安納·斯普林斯空軍輔助機(jī)場(chǎng)的第1l偵察中隊(duì)完成歷時(shí)9周的“捕食者”基礎(chǔ)訓(xùn)練。“捕食者”無(wú)人機(jī)操縱64第六十四頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五2）“全球鷹”高空長(zhǎng)航時(shí)無(wú)人機(jī)機(jī)組編成