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自动驾驶已经很成熟,为什么飞机仍然需要飞行员?

//pic.chinahpsy.com/

航空圈里曾经有过一个很有意思的培训环节。

早些年,一些空管单位会安排学员进行“航线实习”。
学员会以加机组的身份进入驾驶舱,跟着飞机飞一段航线。

这种安排的目的其实很简单:

让地面上的人,真正看看驾驶舱里的世界。

很多后来接触过这类训练的人,都会记住一个相似的画面。

飞机进入巡航之后,机长按下自动驾驶按钮。
飞机沿着航路稳定飞行。
驾驶舱里一下子安静了下来。

那一刻你会突然意识到一件事:

原来这么大一架飞机,真的可以自己飞很久。



但问题也正是从这里开始的。

既然飞机早就可以自动飞很久,
为什么驾驶舱里始终还坐着两名飞行员?

所以真正的问题其实不是:

飞机能不能自动飞。

而是:

为什么航空业始终没有把最后那一步,也交给自动化。

很多人会下意识地以为,
飞机之所以还需要飞行员,是因为自动驾驶技术还不够成熟。

但只要对民航运行稍微熟悉一点,就会发现一个很有意思的现象:

很多航班在起飞后几分钟,就已经接通自动驾驶了。

从离场爬升到巡航阶段,飞机的轨迹往往非常稳定。
有时候看着雷达屏幕上一条条整齐的航迹,甚至会让人产生一种错觉:

这些飞机,像是在自己飞。



但只要天气复杂一点,比如前方有雷雨,或者流量突然调整,情况就会立刻变得不一样。

这时候无线电里最常出现的,往往不是“自动化”,而是大量的人工判断:

“申请右偏绕飞天气,大约需要飞20海里。”
“申请延长三边,做一个反切加入最后进近。”
“我们需要保持当前高度,等待一下天气。”


这其实是航空运行里一个非常真实的现象:

飞机的操纵越来越自动化,但决策依然高度依赖人。

所以,“为什么民航没有全自动驾驶”这个问题,
从一开始就不只是技术问题。

很多人其实有一个误解:

飞机的自动驾驶并不弱。

恰恰相反,现代民航客机的自动化程度其实非常高。

它已经可以做到:

自动巡航
自动导航
自动爬升自动下降
自动油门
自动进近
甚至在特定条件下完成 CAT III 仪表着陆

在很多航班中,飞机会在起飞后不久接通自动驾驶,一直到最后进近才断开。

换句话说:

民航客机其实已经“自动飞了很久”。

那问题就变得更有意思了。

既然自动化已经这么成熟,
为什么驾驶舱里还必须坐着两名飞行员?

为什么航空业始终没有真正意义上的“全自动驾驶”?

答案其实不在技术本身。

而是在系统。


一、自动驾驶的发展其实已经很久了

很多人以为飞机自动驾驶是最近几十年的技术。

其实并不是。

航空自动驾驶的历史几乎和现代航空一样长。

早在1912年,美国工程师 Lawrence Sperry 就展示了世界上第一套自动驾驶仪。


飞机可以在没有飞行员操纵的情况下保持稳定飞行。


到了20世纪50年代,喷气式客机开始普及,自动驾驶已经可以稳定控制航向和高度。

1960年代以后,随着惯性导航系统出现,飞机开始能够按照航路自动飞行。

再后来,FMS(飞行管理系统)和自动油门加入,
现代客机基本已经可以完成 从巡航到自动着陆的大部分飞行过程。

所以从技术角度看,
民航自动化的发展其实已经走了一百多年。



二、自动驾驶很擅长飞,但不擅长“判断”

自动驾驶系统本质上是一套控制系统。

它非常擅长做两件事:精确控制姿态、按计划执行飞行路径。

只要输入条件正确,飞机可以飞得非常稳定。

但问题在于:

飞行中最困难的事情,往往不是操纵,而是判断。

举个例子。

如果皮托管结冰,空速数据错误,自动驾驶通常会直接退出。

因为系统无法确定:

到底哪一个数据是真实的。

这时飞机并不是飞不动,而是:

系统不知道该相信谁。

这种情况在航空史上出现过很多次,比如:

法航 AF447

印尼狮航 610

印尼亚航 8501



当关键数据不可靠时,自动化往往会主动退出,让飞行员接管。

因为在这种情况下:判断比控制更重要。


三、自动化还有一个经典问题:模式混乱

航空自动化并不是一个我们现在说的人工智能体。

它只是执行当前的控制模式。

例如:

VNAV

FLCH

VS

ALT HOLD

LNAV

每一种模式代表不同的控制逻辑。

如果模式设置不正确,飞机会 非常认真地执行错误指令。

航空界有一个很经典的词:

mode confusion(模式混乱)



也就是说:

飞行员一时没有搞清楚飞机当前在执行哪种模式。

于是飞机按照错误逻辑运行。

这种情况并不少见。

自动驾驶并不会“理解你的意图”,
它只会执行当前模式的规则。

所以很多事故调查报告中都会提到一句话:

automation behaved as designed

系统没有出错。
只是人理解错了系统正在做什么。

另外一个经常被忽视的点是:

起飞阶段其实并不适合自动驾驶接管。

很多人直觉会觉得:

起飞这么关键的阶段,不是更应该交给自动化吗?

但从控制系统角度看,起飞恰恰是 最不稳定的一段飞行状态。

原因很简单。

起飞时飞机正在经历一个非常剧烈的状态变化:

从静止开始加速

推力迅速增加

升力逐渐建立

飞机姿态开始变化

飞行控制律不断调整

整个过程只持续几十秒。

在这几十秒里,飞机的空气动力特性、操纵响应、姿态变化都在快速的变化。

对自动驾驶来说,这是一个很难建模的阶段。

而飞行员在这里的优势其实很明显:

人可以根据飞机的即时反馈,快速微调操纵。

比如:

抬轮过快,稍微放一点杆

升力建立不够,轻微再带一点

感觉加速不正常,立刻中断起飞

这种基于感觉和经验的微调,对自动化系统来说反而很难实现。

所以在现代民航设计中:

自动驾驶通常要等飞机 离地并稳定爬升之后 才会接入。

也就是说:

起飞阶段并不是自动驾驶的“舒适区”。



四、飞行环境本身非常复杂

很多人喜欢把飞机自动驾驶和汽车自动驾驶做对比。

但两者环境完全不同。

汽车有道路、有车道、有交通规则。

而飞机在空中其实没有“路”。

飞行中需要实时处理很多变化,例如:

雷雨天气绕飞

空域临时限制

ATC的指令变化

前机的间隔调整

流量管制

这些情况往往没有唯一正确答案。

例如雷雨天气。

机长需要根据:

雷达回波

飞机性能

剩余燃油

航路航线的限制综合判断绕多少、往哪绕、什么时候回航线。



这种决策很难写成一套固定算法。

所以目前航空自动化主要负责:

稳定执行,而不是实时决策。


五、自动化越强,人反而越容易退化


航空界还有一个很重要的问题:

automation complacency

也就是:

自动化越可靠,人越容易依赖它。

长期依赖自动化后,一旦自动驾驶退出,飞行员的手动操纵能力反而可能下降。

航空史上有不少事故都与此有关,例如:

Asiana 214

Turkish 1951

Colgan 3407

飞行员长期依赖自动化。

真正需要手动操纵时反而反应不及时。

所以航空公司反而会 刻意保留手飞训练。

例如很多航司要求:定期手动进近、定期飞传统仪表的进离场程序。

这听起来有点反直觉。

但航空界的逻辑是:

自动化是辅助,而不是替代。


六、为什么地铁可以无人驾驶,而飞机不行?

很多人会问一个很合理的问题:

既然飞机自动化已经这么成熟,
那为什么地铁、轻轨都可以实现无人驾驶,
而飞机却一直离不开飞行员?

关键差别其实只有一句话:

地铁是在轨道上运行,而飞机是在系统里运行。


地铁的运行环境非常可控。

轨道是固定的

站点也是固定的

运行区间都是封闭的

外部干扰极少

换句话说,地铁的运行条件几乎可以被完全建模的一种状态。

只要信号系统正常,地铁基本只需要做三件事:

加速、巡航、制动。

这正是自动化系统最擅长的事情。

而飞机的运行环境完全不同。

飞机在空中飞行时,其实处在一个不断变化的系统里:

天气在变化

空域在变化

流量在变化

ATC 指令在变化

甚至航线本身也可能临时调整

比如一架航班在巡航途中,前方出现强对流天气。

这时候机组需要同时考虑很多因素:

雷达回波强度

飞机剩余燃油

附近航班的间隔

空域限制

航路偏移距离

然后决定是绕飞、等待,还是改变高度层。

这些决策很难提前写成一套固定算法。

从自动化角度看,
地铁解决的是控制问题。

而飞机面对的是:

控制+判断+协同的问题。

所以在航空系统里,自动化一直承担的是“执行者”的角色。

真正负责判断和协调的,依然是人。

这也是为什么即使自动驾驶已经非常成熟,航空业依然坚持在驾驶舱里保留飞行员。



七、真正限制全自动驾驶的,是责任体系

最后一个原因,其实很少被讨论。

航空是一个极度保守的行业。

因为一旦发生事故,可能涉及几百条生命。

所以航空认证体系有一个基本原则:

必须有明确的责任主体。

如果飞机完全自动驾驶,那么一旦发生事故:

责任算谁的?

飞机制造商?

软件开发商?

航空公司?

还是监管机构?

目前全球航空法律体系很难界定这种责任。

因此航空业普遍采取一种更稳妥的结构:

自动化系统负责执行。
飞行员负责最终判断。

其实这和今天很多人讨论 AI 的感觉很像。

最近,大模型和各种智能体突然变得非常火。

有人用AI写代码,有人用AI做交易,甚至有人开始尝试让AI帮自己做投资决策。

比如最近爆火的智能体,像OpenClaw这样的系统,有人把它接到自动交易策略里,让AI自己判断买卖。

(前阵子看群里有人跑 OpenClaw 跑飞了仓,我当时第一反应就是这跟 Mode Confusion 太像了。)


有些案例看起来好像很成功。

但如果我们仔细想一想,大多数人其实还是会有一种本能的不安:

你真的愿意把自己的资产,你的全部隐私和个人信息完全交给一个你并不了解的系统去决策吗?

哪怕这个系统的算法再复杂、再先进。

很多人愿意让AI做分析工具,但是很少有人敢让AI做最终决策者。

航空业其实也是类似的逻辑。

自动化系统非常擅长执行任务:

保持航向、控制高度、按照航路航线飞行。

但当系统遇到信息不完整、环境突然变化、需要权衡多种因素的情况,

我们仍然会保留最后的决策权。

这并不是因为自动化不够先进。

而是因为在很多复杂系统里,

执行可以自动化,但决策往往仍然需要人来承担责任。

这也是为什么即使自动驾驶已经非常成熟,
驾驶舱里仍然必须有人。


结尾

所以民航没有全自动驾驶,并不是因为技术做不到。

恰恰相反。

正是因为航空自动化已经非常强大,
航空业反而更清楚一件事:

自动化擅长精确执行。

但在极端特殊的情况下,最后那一步判断仍然必须由人来完成。

这也是为什么今天的民航驾驶舱里,始终保留着两名飞行员。

所以民航并不是做不到全自动驾驶。

而是航空业非常清楚一件事:

自动化可以代替操纵,但很难代替判断。

如果有一天飞机真的实现完全自动驾驶,那很可能不是因为飞机变简单了,而是因为整个航空系统被重新设计了一遍。


航空圈里有一句话,我一直很喜欢。

自动化是用来减轻飞行员负担的。

飞行员,是用来给整架飞机的人命兜底的。


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