波音公司的單人駕駛艙概念及無人駕駛客機的發(fā)展

李小飛，徐悅，陳黎

中國航空研究院，北京市 朝陽區(qū) 100012

從民航客機無人駕駛技術實現(xiàn)實用化所面臨的主要障礙出發(fā)，對波音公司近期推出的客機單人駕駛艙概念的優(yōu)缺點進行了分析，并在此基礎上展望了單人無人駕駛客機的未來應用前景。

無人駕駛技術在降低民航客機研發(fā)/使用成本、改善飛行安全性、提高使用靈活性等方面均具有巨大潛力，因此歷來為各國航空工業(yè)界、航空公司、乃至普通民眾所高度關注。作為當今世界民機制造業(yè)兩大巨頭之一的波音公司，在無人駕駛客機領域自然也不甘人后，多年來投入大量人力、物力和財力，對民航客機無人駕駛相關技術進行了長期的研究測試，目前已經取得了重大進展，曾一度計劃在2018年開始進行無人駕駛客機的空中試飛。但考慮到無人駕駛客機要正式投入商業(yè)運營，將會面臨技術、法律、甚至倫理道德方面的巨大障礙，因此波音公司目前正準備在無人駕駛客機技術完全實用化之前，首先在下一代客機上采用單人駕駛技術，由此可以作為民航客機最終實現(xiàn)無人駕駛之前的必要銜接和過渡，同時也可以為航空公司帶來不菲的直接經濟效益。

民航客機無人駕駛技術實用化面臨的主要障礙

隨著現(xiàn)代民機自動化程度的日益提高，其飛行全程的大部分時間內均可以在自動駕駛系統(tǒng)幫助下實現(xiàn)“無人駕駛”；即使是在需要飛行員參與的起飛/降落環(huán)節(jié)，隨著各種先進導航、輔助著陸技術的發(fā)展和應用，二者對人的依賴程度也在不斷降低。因此從理論上講，研制一種全程無人駕駛的民機在技術上是完全可行的。盡管這樣，根據(jù)波音公司及其他民機研制商、各國航空科研機構的研究評估結果，目前時代條件下客機無人駕駛技術要實現(xiàn)實用化，仍會面臨多方面的障礙，其中最具代表性的主要來自以下兩方面。

（1）無人駕駛系統(tǒng)的應急情況處理能力

民航客機在飛行途中，難免會遇到一些意外、緊急情況，此時將需要無人駕駛系統(tǒng)能像經驗豐富的飛行員那樣，及時做出正確判斷和決策。從最大程度地確?？蜋C安全出發(fā)，無人駕駛系統(tǒng)應當具備曾創(chuàng)造“哈德遜河奇跡”的英雄機長切斯利·薩倫伯格那樣的能力，才能獲準投入使用。所謂的“哈德遜河奇跡”，是指2009年1月全美航空公司的1549號航班從紐約機場起飛幾分鐘后撞上鳥群并導致發(fā)動機全部熄火，機長切斯利·薩倫伯格及時準確判斷險情并操縱飛機在哈德遜河上迫降，最終機上全部人員均安全撤離（圖1）。然而在目前乃至今后相當長時期內，無人駕駛系統(tǒng)的智能化程度能否達到這樣高的水平，外界普遍表示懷疑。

圖1 在哈德遜河上迫降的全美航空公司1549 號航班

圖2 波音公司新一代797客機

（2）民眾對無人駕駛客機的心理接受程度

受傳統(tǒng)觀念和心理習慣影響，人們對于在二維平面內行駛的地面交通工具采用無人駕駛尚可接受（例如無人駕駛汽車、地鐵），但對三維空間內高速飛行的飛機的態(tài)度則完全不同了，即使能有充分的證據(jù)表明無人駕駛客機安全性已經達到與傳統(tǒng)客機不相上下、甚至更高的水平，同時提供非常優(yōu)惠的票價，旅客是否敢乘坐也將存在很大疑問。例如，瑞銀集團（UBS）2017年6月在美國、歐洲和澳大利亞對8000人進行抽樣調查的結果顯示，只有17%的人愿意乘坐無人駕駛客機，其中超過半數(shù)的受訪者甚至表示，即使機票價格再便宜，他們也不太可能乘坐。由此可以看出，今后客機無人駕駛技術即使完全實用化了，也難免會長期受到乘客抵制，很可能要經歷漫長的時期才能最終為人們所接受。

單人駕駛可作為客機實現(xiàn)無人駕駛之前的過渡

正是考慮到上述情況，波音公司決定在無人駕駛客機的發(fā)展道路上暫時“后退”一步，推出單人駕駛模式，并擬在其最新一代波音797客機上應用（圖2），希望以此作為民航客機實現(xiàn)完全無人駕駛之前的銜接和過渡。在此模式下，空中飛行的客機駕駛艙內將只有一名飛行員，他可以為機載無人駕駛系統(tǒng)提供備份和監(jiān)控，尤其是負責飛行途中各種意外情況的處理。與此同時，在地面上還將另設一名“飛行員”，他有點類似目前無人機系統(tǒng)中的地面操作員，可以替機上的飛行員和無人駕駛系統(tǒng)分擔部分工作，并且可以一人同時監(jiān)控多架飛機。

與傳統(tǒng)雙人制駕駛艙相比，單人制駕駛艙盡管只是將艙內人員減少了一人，其給航空公司帶來的直接和間接經濟效益仍是非常顯著的：一方面，考慮到飛行員的昂貴培訓和使用成本，客機駕駛艙內的飛行員數(shù)量減少一半后，航空公司每年節(jié)省的這方面費用將達到數(shù)百萬美元之多，世界范圍內各航空公司累計節(jié)省費用預計將高達150億美元；另一方面，在民航飛行員長期短缺的情況下，若將客機駕駛艙內的飛行員數(shù)量減為一人，將有助于緩解全球民用航空運輸業(yè)快速發(fā)展所帶來的對飛行員巨大需求，減輕飛行員培養(yǎng)方面的壓力。

從無人機駕駛客機長遠發(fā)展的角度來看，通過“雙人制”→“單人制”→“無人制”這樣分階段、逐步減少飛行員數(shù)量，而不是從目前的“雙人制”直接、迅速地冒進到“無人制”，將可以起到“溫水煮青蛙”的效果，逐步解除廣大乘客對無人駕駛客機安全問題的擔心，讓其在潛移默化中逐步接受、認可客機駕駛艙中飛行員數(shù)量越來越少的趨勢，為最終乘坐完全無人駕駛的民航客機做好心理準備。

由于上述原因，盡管單人制駕駛艙不可避免地會存在種種缺點和不足，并且難免會受到飛行員群體的反對，但對世界各國航空工業(yè)界和航空公司仍具有相當?shù)奈Α?/p>

單人制駕駛艙的缺點和不足

與真正的無人駕駛客機相比，客機駕駛艙實行單人制的缺點也非常明顯。由于仍保留有駕駛艙，飛機在設計、制造、維護、保障等方面，與傳統(tǒng)客機相比并沒有質的變化，由此會使客機無人駕駛帶來的優(yōu)點大部分被打折扣，甚至基本消失。更為嚴重的是，采用單人制駕駛艙后，還會給民航客機的安全性帶來一些明顯的不利影響，這可表現(xiàn)在兩方面。

一方面，在單人駕駛的工作模式下，各種與飛行員相關的人為事故誘因將會在一定程度上有所增加，進而會影響飛行安全。傳統(tǒng)的客機駕駛艙內保留有兩名飛行員，他們可以作為一個小團隊，互相“備份”和“糾錯”，同時單個飛行員的工作強度也得以降低，避免在飛行途中過于疲勞，由此可以在相當程度上減少各種人為飛行事故誘因，而當客機采用單人制駕駛艙后，這樣的機制將不復存在。“哈德遜河奇跡”的創(chuàng)造者——切斯利·薩倫伯格機長就是因為這樣的原因，強烈反對客機駕駛艙只保留一名飛行員。

圖3 傳統(tǒng)民航客機采用的雙人制駕駛艙

圖4 波音公司擬在新一代797客機上采用單人制駕駛艙

另一方面，客機駕駛艙內如果只保留有一名飛行員，由于缺少監(jiān)督和制約，飛行員被脅迫或主動實施的航空犯罪的可能性將會明顯增加，其帶來的負面影響也是不言而喻的。尤其值得指出的是，2015年3月24日德國之翼航空公司的一架A320客機由于副駕駛蓄意墜機，導致機上150人全部遇難的事件發(fā)生后，全球航空界紛紛提高民航客機駕駛艙安全管理強度，規(guī)定飛行途中駕駛艙內必須至少有2名機組成員，而單人駕駛模式顯然是與此完全相悖的?？紤]到這樣的時代背景，民航客機冒然采用單人制駕駛艙，無疑顯得非常不合時宜，并且會面臨法律方面的巨大阻力。

結束語

綜合對比單人制駕駛艙的上述優(yōu)缺點，至少在近期內，單人駕駛的民航客機要想在世界范圍內得到推廣應用，將會面臨不少障礙，尤其是難以獲得各國民航管理部門的批準。再加上波音737MAX客機2018年10月、2019年3月的兩場空難所引發(fā)的外界對波音飛機安全性能的擔憂，波音公司原來制定的2025年之前將單人駕駛民航客機投入使用的計劃，其進度肯定會大大延后。事實上，波音公司自己也對此有著清醒的認識，考慮將單人駕駛技術首先應用于商用貨機，并用“數(shù)十年”的時間來讓乘客確信它是安全的。至于比單人駕駛技術層次更高、安全性也更受質疑的無人駕駛客機，其應用年代無疑將會更加延后，按照法國泰雷茲公司的評估，這一目標很可能要到2040年才能實現(xiàn)?！?/p>