自主飞行器如何让飞行更安全、更便捷、更可持续

While the concept of autonomous aircraft may sit uneasily with some people, it is important to think in terms of how autonomy can augment human capabilities in aviation – and vice versa – rather than replacing them.
While the concept of autonomous aircraft may sit uneasily with some people, it is important to think in terms of how autonomy can augment human capabilities in aviation – and vice versa – rather than replacing them.Image: Pexels/Ahmed Muntasir
本内容由人工智能自动翻译。
  • 先进空中交通(Advanced Air Mobility)涵盖更多自主飞行器等技术,正在推动航空业迎来自喷气时代70多年前问世以来最重大的变革。

  • 在航空领域运用自主技术有望提升安全性、扩大服务覆盖面,并使人类不再从事危险和枯燥的工作。

  • 要实现自主技术的潜力,需要多方利益相关方共同努力,这也是世界经济论坛推出“面向所有人的航空创新与自主技术推进计划”(Advancing AViation Innovation and Autonomous Technology for Everyone,AVIATE)倡议的原因。

经过多年的期待和行业的持续进步,我们终于站在了实现先进空中交通(Advanced Air Mobility,AAM)潜力的关键节点上。这是一种新的交通运输概念,它利用创新的飞行器设计和飞行技术,更高效地运送人员和货物并提供各类服务。由此,它将推动航空业迎来自喷气时代70多年前问世以来最重大的变革。电力推进、电池储能、先进制造和自主技术的进步,将使飞行器能够执行新型任务,为人员、地方和经济带来变革性影响。

城市空中交通可以说是最能激发人们想象力的AAM应用场景,有望在人口密集地区内部及之间运送人员和货物。在近期的巴黎航展上,电动垂直起降飞行器(eVTOL)空中出租车在天空中穿梭,预示了明年奥运会期间将投入运送乘客的飞行器。

除了初期运营引发的热议,还需注意的是,AAM对我们生活的影响将逐步显现。首批此类空中出租车服务数量有限,并且很可能仅限于“高端出行”,因此对大多数人而言,它不太可能成为日常交通选择。要使这项技术更加便捷,我们需要能够将同时飞行于城市上空的飞行器和无人机数量从几十架扩展到数百架甚至数千架的解决方案。这将需要提高空中交通管制系统的自动化和数字化水平,并提升飞行器的自主能力,包括部署远程监管的自主飞行器。

世界经济论坛的自主出行全球未来理事会,霍尼韦尔(Honeywell)参与其中,该理事会研究在地面和空中负责任地开发和部署自主出行所面临的各种挑战。

自主飞行器:航空业的下一个重大突破?

尽管自主飞行器的概念可能让一些人感到不安,但重要的是要思考自主技术如何增强航空领域的人类能力(反之亦然),而不是取代人类。如今,许多飞行器功能已经实现自动化,高精度、高完整性的自动驾驶仪和飞行控制系统引导飞机沿精心规划的航线飞行,通常无需太多人工干预。机载自动化与适当的空间和地面定位及通信基础设施相结合,还能够在具有挑战性的零能见度条件下,安全地常态化执行宽体客机的着陆。

随着自主能力的进步,监控机载系统功能、遵循简单的空中交通管制指令以及间隔管理等常规航空任务将日益实现自动化,从而减轻飞行员的操作负担,并降低人为失误和疲劳带来的风险。即便飞行员不在飞行器内,他们最终仍将保持对飞行的控制。系统的各个组成部分,包括机载自主技术、指挥控制系统、监视和通信基础设施,以及远程飞行员与机器的交互界面,都将经过精心设计和集成,以确保飞行器的安全论证得以完成。

这种人机新组合有助于开启更安全、更高效、更便捷的航空新时代。自主技术的应用不会局限于空中出租车,它还将催生多种多样的应用场景。在霍尼韦尔举办的第二届年度先进空中交通大会上,来自行业和政府的领导者齐聚一堂,交流如何实现AAM愿景的想法。处于航空自主技术前沿的企业阐述了自主飞行如何切实提升安全性、扩大对服务不足社区的覆盖,并替代人类从事危险、肮脏和枯燥的工作。

这些应用中有许多也代表了早期机遇,使更有限的自主飞行系统能够迅速投入使用,从而立即产生影响和经济价值。例如,自主无人机已被用于协助搜救工作和评估关键基础设施,而这些无人机不久后可能会得到更大型自主飞行器的补充,用于消防或农业用途,这些正是飞行员目前从事的一些最危险的工作。尽管商用客机可能永远无法实现完全自主,但仍有大量机会可以简化、自动化飞行员的职能并为其提供备份,从而使航空更加安全、更具成本效益,进而让目前现有航线无法有效服务的社区也能享有航空服务。

自主无人机已被用于协助搜救工作。Image: REUTERS

要实现自主技术的潜力,需要航空界所有利益相关方共同努力,包括制造商、运营商、飞行员和监管机构,以及普通公众。公众最终需要用“钱包投票”,即通过对这些机器表达信心来做出选择。尽管行业内对于自主技术在航空领域出现的速度和程度存在不同看法,但各方普遍一致认为,安全必须始终是首要目标。自主技术应当因安全性的提升而获得在飞机上的应用价值。航空业长期以来通过协作不断提升安全水平,达到了我们今天所看到的令人瞩目的水平,而多方利益相关方的协作对于确保平稳过渡到一个拥抱自主飞行潜力的未来至关重要。

有鉴于此,世界经济论坛正在推出“面向所有人的航空创新与自主技术推进计划”(AVIATE)倡议。这一全球性行动将帮助利益相关方为实现自主航空的益处做好准备并加快其落地,同时确保其负责任地应用。AVIATE将汇聚来自行业、政府、学术界和民间社会的相关利益相关方,共同探讨与自主航空相关的关键问题,并助力塑造一个更安全、更便捷、更可持续、惠及所有人的航空生态系统。

授权与转载
世界经济论坛发布的文章,可依据《知识共享署名-非商业性使用-禁止演绎4.0国际公共许可协议》以及我方《使用条款》进行转载。 本文所表达的观点仅代表作者个人立场,并不代表世界经济论坛的观点。