無人機(jī)操控員培訓(xùn)模式研究

摘 要：隨著無人機(jī)用途的不斷拓展，無人機(jī)在軍用和民用領(lǐng)域的應(yīng)用快速膨脹，無人機(jī)操控員的需求量也在不斷加大，這就使得無人機(jī)操控員的培訓(xùn)問題面臨著前所未有的挑戰(zhàn)，開展無人機(jī)操控員培訓(xùn)模式研究，對(duì)航空院校無人機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)具有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：無人機(jī)；操控員；培訓(xùn)模式

1 無人機(jī)操控員培訓(xùn)的重要性

近些年來，無人機(jī)失控和墜毀的事故始有發(fā)生。分析其原因，研究人員認(rèn)為，不僅僅設(shè)計(jì)、技術(shù)和規(guī)則被列入影響因素之列，在執(zhí)行任務(wù)中，由于無人機(jī)操控員的操作失誤和訓(xùn)練不足，導(dǎo)致無人機(jī)墜機(jī)的“人為因素”更是高達(dá)75%。當(dāng)前，無人機(jī)飛行尚未實(shí)現(xiàn)完全自主化，仍然需要人員操控，這就要求無人機(jī)操控員具備較強(qiáng)的飛行控制能力與精湛的技術(shù)水平。

科學(xué)的無人機(jī)操控員培訓(xùn)模式是保證無人機(jī)飛行作業(yè)安全、有效完成的重要手段。隨著操控員航空理論知識(shí)的積累，以及模擬器訓(xùn)練和實(shí)際操控訓(xùn)練的增加，他們將獲得更多的飛行經(jīng)驗(yàn)，這將有助于更好地發(fā)揮無人機(jī)的使用效能，同時(shí)大大降低無人機(jī)在使用過程中存在的安全風(fēng)險(xiǎn)。

2 無人機(jī)操控員應(yīng)具備的能力素質(zhì)

操控?zé)o人機(jī)是一項(xiàng)專業(yè)性極強(qiáng)的工作，對(duì)操控人員提出了較高的要求，研究表明，無人機(jī)操控員至少應(yīng)具備以下四種能力素質(zhì)[1]。

⑴科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。無人機(jī)飛行是一件非常嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ?，每一個(gè)細(xì)節(jié)都關(guān)乎飛行安全，這就要求無人機(jī)操控員要具有科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，并且要具備較強(qiáng)的法規(guī)意識(shí)，熟知并遵守有關(guān)航空法律法規(guī)。

⑵扎實(shí)的理論基礎(chǔ)。作為一名無人機(jī)操控員，要掌握一定的航空理論、無人機(jī)技術(shù)、航空遙感技術(shù)，以便在從事無人機(jī)飛行工作中，形成良好的分析問題與解決問題的能力。

⑶過硬的飛行技術(shù)。無人機(jī)操控員要具備過硬的飛行技術(shù)，而這種技術(shù)源于對(duì)飛行的認(rèn)知和理解，以及經(jīng)過長期的訓(xùn)練而積累的飛行經(jīng)驗(yàn)。

⑷果斷的處置能力。無人機(jī)在飛行作業(yè)過程中，經(jīng)常會(huì)遇到各種突發(fā)情況，為了能夠在較短的時(shí)間內(nèi)把風(fēng)險(xiǎn)和損失降到最低，這就要求無人機(jī)操控員具備良好的心理素質(zhì)、果斷的判斷能力和較強(qiáng)的應(yīng)急處置能力。

3 無人機(jī)操控員培訓(xùn)模式

無人機(jī)操控員的培訓(xùn)大體上應(yīng)分為三個(gè)階段，即：航空理論知識(shí)學(xué)習(xí)、模擬器訓(xùn)練、實(shí)裝飛行訓(xùn)練。

⑴航空理論知識(shí)學(xué)習(xí)。通過對(duì)空氣動(dòng)力學(xué)、飛行原理與飛行性能、自動(dòng)駕駛儀工作原理、無人機(jī)系統(tǒng)構(gòu)造、航空遙感知識(shí)、發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理、氣象、任務(wù)規(guī)劃、航空法規(guī)等知識(shí)的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，使學(xué)員掌握操控?zé)o人機(jī)必須具備的航空理論知識(shí)，打下良好的理論基礎(chǔ)。該階段要注重將基本知識(shí)、基本技能、基本方法有機(jī)結(jié)合起來，突出飛行中的實(shí)際應(yīng)用。

⑵模擬器訓(xùn)練。模擬器訓(xùn)練風(fēng)險(xiǎn)小、效率高，是培養(yǎng)學(xué)員初期飛行操控技能最為經(jīng)濟(jì)有效的方法。模擬器訓(xùn)練通常有兩種方式，一種是利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)仿真模擬飛行訓(xùn)練，另一種是利用航模進(jìn)行目視操控訓(xùn)練。

模擬飛行訓(xùn)練是依托計(jì)算機(jī)硬件和軟件技術(shù)，進(jìn)行近似于真實(shí)飛機(jī)的仿真飛行操控技能的訓(xùn)練，高仿真和互動(dòng)性強(qiáng)是模擬飛行軟件最為顯著的特點(diǎn)，可以對(duì)無人機(jī)操控員初期的飛行感知、飛行基本技能的培訓(xùn)有較大幫助[2]。模擬飛行訓(xùn)練十分經(jīng)濟(jì)，所使用的器材僅僅是普通的計(jì)算機(jī)，可大大降低無人機(jī)操控員飛行技能培訓(xùn)成本。

當(dāng)模擬飛行訓(xùn)練累計(jì)達(dá)到一定的架次和小時(shí)數(shù)后，即可轉(zhuǎn)入航模目視操控訓(xùn)練。無人機(jī)雖然具備一定的自主飛行能力，但常規(guī)起降過程通常都是通過目視操控完成，而對(duì)于航模而言，目視操控能力又是不可或缺的基本功。因此，利用航模替代無人機(jī)實(shí)裝進(jìn)行目視操控訓(xùn)練的方法，培養(yǎng)無人機(jī)操控員的實(shí)際飛行能力具有較高的可行性，并且可以節(jié)約大量成本。從小型、慢速的旋翼類航模開始，逐步過渡到電動(dòng)或活塞動(dòng)力的低速固定翼螺旋槳航模，再進(jìn)而發(fā)展到操控電動(dòng)涵道風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)甚至噴氣發(fā)動(dòng)的中高速航模，使學(xué)員的目視操控能力不斷獲得提高，為未來目視操控?zé)o人機(jī)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。因此，與直接使用無人機(jī)開展教學(xué)和訓(xùn)練相比，借助不同類型的航模進(jìn)行訓(xùn)練，從而提高學(xué)員的目視操控能力是一條快捷、高效、經(jīng)濟(jì)的教學(xué)途徑。

⑶實(shí)裝飛行訓(xùn)練。結(jié)束模擬器訓(xùn)練階段后，通過無人機(jī)操控技能認(rèn)定的學(xué)員，即可轉(zhuǎn)入實(shí)裝飛行訓(xùn)練。實(shí)裝飛行訓(xùn)練對(duì)于無人機(jī)操控員的培養(yǎng)不可或缺。任務(wù)規(guī)劃與飛行計(jì)劃的制定、空域的申請(qǐng)、飛行前的準(zhǔn)備、飛行過程實(shí)施、飛行后的檢查與維護(hù)等一系列完整流程都要通過實(shí)裝飛行訓(xùn)練來實(shí)現(xiàn)，每一個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)于無人機(jī)操控員的培訓(xùn)都必不可少。這一階段，還要注重培養(yǎng)學(xué)員的流程意識(shí)與法規(guī)意識(shí)，嚴(yán)格遵守操作流程和航空法規(guī)可大大降低無人機(jī)飛行的安全風(fēng)險(xiǎn)。

總之，目前，世界上有30多個(gè)國家在發(fā)展和制造300多種型號(hào)的無人機(jī)，據(jù)專家估計(jì)，全球現(xiàn)役無人機(jī)數(shù)量已達(dá)12萬架，市場規(guī)模達(dá)到1000多億美元。在我國，不同種類、不同性能的無人機(jī)也正在大量進(jìn)入軍用和民用市場，數(shù)量龐大、性能先進(jìn)的無人機(jī)裝備對(duì)無人機(jī)操控人才的要求將會(huì)更高。積極探索無人機(jī)操控員培訓(xùn)模式，以較低的成本、較高的效率科學(xué)地培養(yǎng)大批兼有深厚理論功底和較強(qiáng)實(shí)踐能力的無人機(jī)操控人才，是推動(dòng)航空院校無人機(jī)專業(yè)快速發(fā)展的重要途徑。

[參考文獻(xiàn)]

[1]孫瑞山，彭天池.飛行認(rèn)知能力的測量方案設(shè)計(jì)及模型研究[J].中國安全科學(xué)學(xué)報(bào).2010（11） .

[2]云超，李小民，鄭宗貴，陳乃澍.無人機(jī)模擬操作訓(xùn)練技術(shù)研究綜述[J].飛航導(dǎo)彈.2013（01）.