X-47B 揭示了自主飞行的未来

今年 5 月，当美国海军的 X-47B 无人机从乔治·H·W·布什号航空母舰上呼啸而起时，站在飞行甲板上的我们都知道，我们正在见证历史：一个机器人可以自行飞行——驾驶舱内或地面上没有飞行员，而是用操纵杆操纵飞机。这是自主战机首次从航母甲板上完成弹射。

这只是 X-47B 的最新里程碑。以下是其他一些里程碑：它是第一架在航母上起飞和降落的无尾“蝙蝠翼”式机身（技术上称为“曲柄风筝”设计）。它是第一架从航母上起飞和降落的喷气式无人机，也是第一架发展到如此程度的无人战斗机模拟机。当它在今年夏天晚些时候降落在航母甲板上时，它也将成为第一架这样做的无人机。

然后它就会退役。在定于明年某个时候进行的空中加油试验之后——这些试验将不再由 X-47B 飞行器进行，而是由运行 X-47B 飞行软件的 Learjets 进行，这是海军预算削减的结果——整个 X-47B 项目将逐渐结束，其在航空史上的地位将得到巩固。

但飞机本身只是故事的一部分。X-47B 和开发它的海军无人作战航空系统 (UCAS) 项目已经实现了重大技术变革，将影响载人和无人飞行。今年夏天，X-47B、开发它的诺斯罗普·格鲁曼承包商和参与 UCAS 项目的美国海军人员将做出永远改变航空业的事情。X-47B 不仅仅是一架飞机，它还是海军航空兵的全新典范。以下是您需要了解的有关正在改变我们所知的飞行的战机的信息：

X-47B 是自主的，不是智能的

关于 X-47B 的一个主要误解是，它是自主飞行的，因此只要发生简单故障，它就会变成天网。但事实并非如此。

X-47B 不会做的事情是：思考。X-47B 会做的事情是：它根据航母上的计算机和传感器以及航母上人员的输入自行起飞和降落。起飞和降落之间的所有操作均由机载飞行计算机执行。但并不由机载计算机控制。捕食者和死神无人机由人类通过操纵杆远程驾驶，而 X-47B 则由人类通过键盘命令和鼠标点击来操作。操作员告诉它前往地图上的某个点，X-47B 就会自行驾驶到那里。机载计算机负责实际的驾驶——例如，倾斜飞机以设置从 A 点到 B 点的路径——但最终由人类操作员控制它去哪里以及做什么。

X-47B 不会思考。除非人类操作员更改命令，否则它不会自行下达命令或偏离指令。在某些情况下，飞机会根据预编程指令确定行动方案——例如，在着陆期间，如果飞行计算机检测到飞机滑向航母甲板的下滑道存在某种问题，它可以选择中止自己的进近和着陆（甲板上的军官也可以“示意”正在着陆的 X-47B）。但即使在这种情况下，X-47B 也会直接进入预编程的飞行模式，使其返回并再次尝试着陆。

也就是说，飞机永远不会自己做出操作员未预先设定的决定，因此人类始终确切地知道它在做什么，并且始终拥有改变它正在做的事情的权力。人们一直担心这类战斗车辆会被黑客入侵或被数字劫持，这是合理的，尽管海军承认这是未来必须解决的问题，但网络安全并不是 X-47B 计划展示的技术之一。但问题仍然存在：X-47B 的自主性不仅与人工智能不同，甚至相差甚远。人类操作员始终处于指挥链的顶端。

X-47B 不会服役

X-47B 有两个武器舱（但没有武器），这让一些人感到不安，尤其是当它与上述关于自主性的误解结合在一起时。毕竟，“战斗”这个词就在计划名称中。那么，X-47B 难道不是一些团体一直警告的所谓“杀手机器人”之一吗？

答案是“不”，或者至少“目前还不行”。X-47B 是一种技术演示机，不会投入现役。目前有两架 X-47B 现役，而且它们将是唯一两架会继续存在的飞机。海军官员表示，当它们在今年夏天晚些时候完成航母试验后，它们很可能都会被送进博物馆。武器舱从未携带过任何东西，除了压舱物或用于获取飞行数据的额外传感器设备。

那么，如果它们永远不会被使用，为什么要给它们配备武器舱呢？作为技术演示机，X-47B 的设计旨在模仿武装无人战斗机的飞行特性。海军确实计划制造一种无人舰载战斗机。它将通过一个名为 UCLASS 的项目开发，即无人舰载机发射空中监视和打击系统（不要与 UCAS 混淆，后者是 X-47B 技术演示项目）。这个标题中的单词顺序没有错误；海军想要一种隐形远程喷气式飞机，可以从航母上发射，主要用于情报收集和监视。但海军还想要一种能够穿透敌方防空系统并进行精确打击（例如，对核设施或导弹发射场）的飞机，在这种情况下，派遣载人攻击机可能会导致飞行员伤亡。 X-47B 的任务是验证这种飞机所需的技术（海军希望未来的 UCLASS 飞机能在 2020 年投入使用）。X-47B 的设计尽可能地像未来的战斗机，甚至在其设计中包括武器舱。但根据海军目前的计划，它永远不会使用它们。

这不仅关乎机器，也关乎人类

X-47B 系统实际上由两部分组成：飞机和航空母舰。到目前为止，这两个部分是分开的；飞机由人驾驶，航空母舰在海洋上巡航，两者试图在波涛汹涌的海洋上高速相遇而不造成人员伤亡。多年来，这一过程一直受到帮助载人飞机安全准确地在航母甲板上着陆的技术的推动，但航母着陆仍然是所有航空中较困难和较危险的演习之一。X-47B 模糊了飞机和航母之间的这种分离，因为飞机本质上是航空母舰的无缝集成延伸。

X-47B 的真正创新在于将人类系统转化为数字语言。通过高速数据链路，舰船和飞机之间不断交换信息，航母和 X-47B 每秒交换 100 次相对定位和精确 GPS 数据。无论是白天还是黑夜，雾天还是晴天，波涛汹涌还是平静的水面，航母都能准确知道飞机的确切位置，同样，飞机也能即时处理舰船的每一个动作——航母甲板的每一分钟俯仰和摇晃。

人类海军飞行员依靠灯光系统和飞行甲板军官的语音命令来安排着陆路线。但由于航母和飞机基本上是以远远超出人类大脑理解和响应能力的速度相互对话，因此两者基本上是同一生物体的两个部分。因此，X-47B 降落在航母甲板上的精确位置的误差幅度非常低（在任何方向上都在几米之内）。

那么人类又如何呢？如果只是航母和飞机在那里反复发射和回收 X-47B，人类就无关紧要了。但航空母舰甲板是极其以人为中心的（更不用说是一个非常危险的工作场所）。一个世纪以来，飞行甲板操作一直通过无线电语音命令、甲板人员和飞行员之间的手势以及信号灯等其他视觉提示进行编排。机器人不懂这些——它们用 0 和 1 思考。推动 X-47B 的真正创新是将这个非常人性化的系统转化为机器人可以理解的数字语言。海军高层喜欢称之为“数字化航母空域”，这使得他们能够将机器人无缝集成到其他人类（包括载人飞机和甲板船员）将要工作的环境中。

这是海军航空兵的 iPod 时刻

这是 UCAS 计划和 X-47B 目前取得的航空里程碑的真正收获。现在海军有了一个可以运行的系统——不仅仅是一项技术或一组不同的技术，而是一个将多项复杂技术融合成单一、用户友好系统的新平台——它可以围绕它构建真正改变游戏规则的东西。

改变游戏规则的可能是未来 UCLASS 计划中诞生的任何飞机，这些飞机很可能像 X-47B 一样无尾且具有隐形性能，有效射程比海军目前在其航空联队中的 F/A-18 更长，并且可以作为最近中国 DF-21“航母杀手”等反舰弹道导弹射程进展的重要战略平衡（如果像 X-47B 这样的飞机可以比载人战斗机/轰炸机在更大的作战半径内进行监视和打击，那么航母战斗群就可以避开陆基导弹和其他反舰防御系统的射程）。

海军还设想了一种新的通用指挥和控制系统，该系统可以管理海军无人驾驶的“火力侦察兵”直升机的行动，并与海军新型 MQ-4C Triton 广域海上监视 (BAMS) 无人机进行交互，后者有望成为未来公海情报收集和侦察的主导力量。在这一设想中，新型载人飞机将配备与目前连接 X-47B 和航空母舰的相同类型的高速数据链路，进一步简化载人飞行，并将海军的许多飞机、水面舰艇和潜艇联网在一起。航空母舰的行动——其中大部分停留在 20 世纪——将被带入数字时代。X-47B 及其尾迹的系统的出现标志着海军航空兵的范式转变，这种转变将在未来十年内展开。

它将对载人飞行和民用航空产生影响

关于 X-47B，也许最重要的一点是，这一切都不是凭空发生的。国会已要求联邦航空管理局在 2015 年前将无人机系统整合到民用和商用国家领空，而联邦航空管理局在民用方面面临的一些最大技术问题——我们如何在同一空域安全地操作有人驾驶飞机和无人机？我们如何为空中交通管制员创造一种与有人驾驶和无人驾驶系统无缝通信的方法？我们如何学会信任机器人？——UCAS 和海军已经在着手解决这些问题。精密 GPS 和相对定位等技术使无法看到或听到人类命令的机器人能够降落在移动的航空母舰上，最终将进入民用航空领域。

其中一些已经发生。美国联邦航空管理局的下一代国家空域系统将于现在到 2025 年之间推出，本质上是试图将美国基于地面、主要为模拟的空中交通管制系统转变为基于卫星的数字系统。换句话说，美国联邦航空管理局正在尝试使用增强数据链路等工具将国家空域数字化（听起来很熟悉？），以便在管制员、飞行员和飞机之间共享更多更好的信息。

所有这些都表明，X-47B 的使用寿命可能相对较短，但其支撑系统将在未来几十年影响飞行。