美軍無人機操控員培訓體系及模擬訓練系統(tǒng)簡述

石雋生，談瑋，王藝超，聶學華

95894部隊

美軍對無人機操控員的技能要求越來越高。目前，美軍無人機操控員的培訓主要通過模擬器完成，并輔以實飛訓練。本文從培訓體系及模擬訓練兩個層面，對美軍無人機操控員的培訓體系和模擬訓練系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)劃進行簡述。

隨著無人機技術(shù)的不斷成熟以及近年來的迅猛發(fā)展，無人機已經(jīng)成為態(tài)勢信息獲取、空對地攻擊和空對空作戰(zhàn)的重要軍事裝備。美軍對無人機操控員的需求越來越大，對無人機操控員的技能也提出了更高要求。健全的培訓體系是人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)，一般來講，無人機操控員的最佳培養(yǎng)方式是實際飛行訓練。但是，受天氣、裝備完好性、尤其是空域等因素的限制，實飛訓練無法保證無人機操控人員獲得充足的訓練時間，而模擬訓練擁有安全、經(jīng)濟、可重復、無風險、效率高、成本低等獨特優(yōu)勢，且不受天氣條件和場地限制，能對人員進行各種場景的操控技能培訓。因此，模擬訓練已成為世界各國軍事部門對無人機操控員培訓的首選方法。

美軍培訓體系簡述

空軍無人機操控員培訓

美軍空軍無人機操控員采用基礎(chǔ)教育、專業(yè)培訓、崗位實踐三階段培訓模式。根據(jù)不同培訓階段的訓練重點，美軍搭建了以初級資格培訓機構(gòu)、任務(wù)資格培訓機構(gòu)和機組任務(wù)準備培訓機構(gòu)為主干的無人機培訓體系，模擬訓練時間與實飛訓練時間基本相同。

在初級資格培訓階段，預選操控員在馬奇基地學習基礎(chǔ)操控技能，7周培訓結(jié)束后，成績合格的操控員在倫道夫基地的第558飛行訓練中隊，主要使用模擬器進行無人機儀表資格訓練。

在任務(wù)資格培訓階段，倫道夫基地的第558飛行訓練中隊組織實施操控員培訓，主要學習戰(zhàn)術(shù)、戰(zhàn)場行動的理論知識，例如武器、威脅、傳感器、空中任務(wù)指令/特別指令、通信、情報偵察與監(jiān)視等內(nèi)容。4周培訓結(jié)束后，成績合格的操控員開始進入機組任務(wù)準備培訓。

機組任務(wù)準備培訓分為正規(guī)訓練分隊的戰(zhàn)術(shù)訓練和聯(lián)合火力打擊訓練。操控員首先進行正規(guī)訓練分隊的戰(zhàn)術(shù)訓練，不同機型的無人機操控員在不同基地開展培訓，駐扎在克里奇和霍洛曼基地的無人機作戰(zhàn)聯(lián)隊所屬正規(guī)訓練分隊負責組織和實施MQ-1、MQ-9無人機操控員培訓，駐比爾基地的第1偵察機中隊正規(guī)訓練分隊負責組織和實施RQ-4無人機操控員培訓。培訓人員正式成為MQ-1、MQ-9作戰(zhàn)聯(lián)隊的無人機操控員后，還要進行實戰(zhàn)性質(zhì)的聯(lián)合火力打擊訓練，由駐內(nèi)利斯基地的空軍武器學校組織和實施，培訓時長2周，考核合格后，操控員才能擔負作戰(zhàn)任務(wù)。

學員完成三級資格培訓和訓練基地的正規(guī)培訓后，便從預選操控員轉(zhuǎn)正為可執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)的正式操控員。美軍空軍主要大型無人機項目都將開發(fā)有效的操控員模擬訓練系統(tǒng)，為幾乎所有的操控員初級資格培訓提供支持。

陸軍無人機操控員培訓

美國陸軍設(shè)立了無人機訓練營，培訓內(nèi)容科學，培訓手段新穎多樣，新學員一般先接受“影子”無人機的操控培訓。為提高“影子”無人機對旅級作戰(zhàn)部隊的支援能力，操控員培訓一般分為三個階段。

第一階段培訓全部為必要的理論學習，為學員今后掌握操控技能打基礎(chǔ)。

第二階段培訓內(nèi)容包括裝備安裝、拆卸訓練，飛行模擬訓練。學員學習無人機系統(tǒng)操作，練習精確操控和任務(wù)載荷操控。通過一段時間的模擬飛行訓練，學員的技能得到提高后，進入第三階段培訓即實飛訓練。

對于第三階段培訓，學員從模擬器上轉(zhuǎn)移到使用真機操控無人機發(fā)射和回收，開啟了一次截然不同的培訓旅程。首次實飛訓練對學員來說非常重要，學員操控無人機飛行和著陸，會聯(lián)想到模擬訓練時的動作。在此階段，學員能獲得更多的實飛訓練機會，直到完全掌握無人機的操控技能。

圖1 操控員教官席位。

訓練營的許多教官都是擁有執(zhí)行任務(wù)經(jīng)驗的無人機操控員。學員在訓練營學習通用無人機系統(tǒng)操控知識和技能，在戰(zhàn)場上可以實際運用并提高所學過的技能，并把實戰(zhàn)中學到的技能帶回訓練營，再教給其他學員，使在校學員為未來操控任務(wù)做好準備。訓練營高度重視模擬訓練在訓練課程中的價值，模擬飛行訓練時間占總培訓時間80%，實飛訓練占20%。

美軍模擬訓練系統(tǒng)

美國陸軍模擬訓練系統(tǒng)

一是強調(diào)聯(lián)合訓練，所有無人機操控員模擬訓練系統(tǒng)和嵌入式地面控制站模擬系統(tǒng)將與陸軍其他集體模擬設(shè)備實現(xiàn)互操作，并且聯(lián)接到其他航空和聯(lián)合武器設(shè)備，使無人機操控員模擬訓練方法完全集成到所有編隊的訓練需求中。

二是發(fā)展通用模擬器。支持“影子”“灰鷹”和“獵人”等機型的操控員模擬訓練。

三是模擬訓練系統(tǒng)配套使用實驗室更新和升級的模擬系統(tǒng)軟硬件，保持模擬訓練系統(tǒng)與實飛訓練系統(tǒng)同步。

美國空軍模擬訓練系統(tǒng)

一是傳感器保真度不斷提高，可為幾乎所有類型無人機的操控員初級資格培訓提供模擬訓練，從而避免因傳感器平臺所模擬的訓練環(huán)境不夠逼真，導致操控員學到錯誤的操控內(nèi)容，不再出現(xiàn)“負面訓練”等情況。

二是開發(fā)強大的模擬訓練系統(tǒng)。在初級資格訓練期間，學員經(jīng)過實兵仿真、虛擬仿真和分布式任務(wù)執(zhí)行能力訓練，以滿足訓練要求。

三是改進無人機模擬訓練模式，增加個性化學習管理。將基于虛擬實現(xiàn)技術(shù)的計算機用于輔助訓練和模擬訓練。目標是推動空軍所有無人機操控員培訓計劃的實施，讓負責模擬訓練的教官為學員引入任務(wù)并開展訓練，75%的訓練課程由學員自學完成。美國空軍采用模塊化、開放式模擬訓練系統(tǒng)，為學員提供各種環(huán)境下的訓練、學習管理、計算機輔助訓練和虛擬教員引導的模擬訓練，訓練內(nèi)容包括指揮和控制、分布式通用地面處理系統(tǒng)使用、具有分析和分發(fā)功能的分布式任務(wù)行動規(guī)劃訓練、模擬仿真訓練。

圖2 “影子”無人機機組人員在模擬器上練習無人機操控技能。

美軍模擬訓練系統(tǒng)的長期發(fā)展規(guī)劃

更高級的模擬器開發(fā)是美軍無人機系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃的重要內(nèi)容之一。美國《2035空軍模擬器規(guī)劃》分為三個階段：集成現(xiàn)有功能、集成新功能、模擬整個美國空軍作戰(zhàn)。

2020—2024年，集成現(xiàn)有功能。美軍正在利用現(xiàn)有軟硬件資源，將一系列功能集成到一種設(shè)備中，并采用規(guī)范的體系架構(gòu)方法，從頂層設(shè)計層面為模擬器建設(shè)提供保障。

圖3 “灰鷹”無人機機組人員任務(wù)訓練系統(tǒng)。

2025—2029年，集成新功能，包括網(wǎng)絡(luò)標準建立、現(xiàn)有和全新平臺模擬器集成、新環(huán)境模擬。

2030—2035年，結(jié)合真實—模擬—構(gòu)建（LVC）技術(shù)，模擬整個美國空軍作戰(zhàn)。

美軍無人機操控員模擬訓練系統(tǒng)，集成實兵仿真、虛擬仿真和構(gòu)造仿真，進而在單兵、機組和集體等層次實施模擬訓練（見圖4）。

圖4 美軍無人機操控員模擬訓練系統(tǒng)。

2026—2035年，無人機通用操控員利用長期安裝在選定作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)中的通用地面控制站進行訓練，練習陸軍所有大中型無人機系統(tǒng)的操控技能。學員使用高保真網(wǎng)絡(luò)化模擬器練習大多數(shù)無人機系統(tǒng)的操控，這種模擬器能滿足單個操控員、無人機任務(wù)機組和集體保障部隊的訓練要求。實物模型和基于3D的互動軟件能滿足學員動手和認知訓練要求，學員利用實物模型和基于3D的互動軟件進行無人機維護訓練。因為美國空域使用受限，使無人機指揮官主要依靠模擬器進行訓練，并在常駐基地、地區(qū)機場和作戰(zhàn)訓練中心輔以實飛訓練。

總結(jié)

美軍無人機操控員培訓體系日趨完善，已擁有完善的組織管理機構(gòu)和多地域、多方式培訓保障模式。隨著模擬訓練模式的不斷發(fā)展，模擬器正在向系列化、通用化方向發(fā)展。美軍建立了分布式任務(wù)訓練系統(tǒng)，為受訓人員提供一種沉浸式模擬訓練方式，學員使用帶有微型屏幕的頭盔和裝有傳感器的手套(或衣服)，在伴有模擬聲音的環(huán)境中訓練。此外，美軍運用地理信息系統(tǒng)、場景建模和圖像處理等技術(shù)，創(chuàng)建了一種逼真的訓練環(huán)境和近似實戰(zhàn)的作戰(zhàn)情節(jié)，從而滿足無人機操控人員對多種科目訓練的需要，為現(xiàn)代軍事作戰(zhàn)中的無人機運用提供操控人才保障。