去年有两名战斗机飞行员在内华达州昏迷。软件挽救了他们。

在另一起事故中,F-16 飞行员失去了知觉,但地面防撞系统及时纠正了飞机的航向。
A fighter jet takes off from an Air Force base in Nevada.
2020 年 5 月 21 日,一架 F-16C 飞机从内华达州内利斯空军基地起飞。一等兵 Bryan Guthrie / 美国空军

去年 1 月 23 日,一名飞行员在内华达州上空驾驶一架单座 F-16 飞机时失去知觉。大约 6 个月后,也就是 7 月 16 日,另一名驾驶同型号战斗机、同样在内华达州的飞行员也晕了过去。如果不是内置软件在飞机坠毁前接管了控制权,他们两人几乎肯定都会丧生。

两位飞行员都经历了被称为 G-LOC(G 力诱发失去知觉)的航空现象,并且都在内华达试验与训练靶场进行飞行。据空军称,在这两种情况下,机载软件系统都挽救了飞行员的生命。

拯救他们的软件被称为自动地面防撞系统(AGCAS)。在 1 月份的事件中,该系统在飞机距离地面约 2,600 英尺时启动。在 7 月份的事件中,该软件在距离地面约 4,000 英尺时启动。

空军安全中心通过电子邮件向《大众科学》解释说,在这两种情况下,“AGCAS 被认为挽救了飞行员的生命。”

安全中心补充说:“在这两次事故中,飞行员能够在 AGCAS 拉升过程中恢复知觉,并协助飞机恢复控制;然而,仅凭他们的行动不足以阻止与地面相撞。”

关于 AGCAS 启动的离地高度,安全中心表示:“根据飞机的空速和航迹,这些是系统计算出需要立即进行飞行控制才能避免即将发生的撞击的高度。”

制造 F-16 和 F-35 战斗机的洛克希德·马丁公司开发了 AGCAS 软件。简单来说,这段代码会在飞机即将撞向地面时识别出来并尝试解决问题。这家国防巨头还拥有 西科斯基直升机,并在其 AGCAS 网站 上解释了其工作原理:“该系统由一套复杂的防撞和自主决策算法组成,利用精确导航、飞机性能和机载数字地形数据来确定是否即将发生地面碰撞。如果系统预测到即将发生碰撞,则会在最后一刻发出自主避险指令——侧滚至水平姿态并施加 +5g 拉力——以防止撞击地面。”

在 2020 年 1 月的事件中,飞行员在 15,800 英尺的高度因 G-LOC 而失去知觉。在 7 月的事件中,他们当时的高度为 17,000 英尺。

什么是 G-LOC?

当战斗机飞行员在机动过程中晕厥时,就会经历 G-LOC。然而,对于任何操控高性能喷气式飞机的飞行员来说,安全地管理 G 力都是日常任务。例如,当飞行员急转弯时,他们感受到的 G 力会迅速增加,导致血液倾向于远离大脑。有两种方法可以 帮助飞行员防止晕厥:一种是称为抗 G 训练机动(一种肌肉和呼吸练习),另一种是飞行员穿着的 G 力防护服。这种防护服会根据飞机的状态动态响应,收紧飞行员的下半身,就像一个高科技的血压袖带。这两种工具一起作用,可以防止血液在飞行员身体下部聚集。如果飞行员没有正确应对 G 力,他们可能会晕厥。

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当然,并非所有 G-LOC 事件都会导致迫在眉睫的坠机和紧急软件的激活。空军安全中心向《大众科学》报告称,在 2020 财政年度,发生了八起 G-LOC 事件,其中包括两次紧急软件激活的事件。这八起事件发生在德克萨斯州、内华达州、俄克拉荷马州、俄勒冈州或佛罗里达州,涉及 F-16C、T-6A 教练机、T-38C 教练机、F-15C 和 F-22A。在这八起事件中,没有飞行员受伤,也没有飞机损坏。这个数字比 2019 财政年度有所下降,当时安全中心向《大众科学》报告了 12 起 G-LOC 事件。

2019 年 3 月,一名在俄勒冈州上空的飞行员经历了一次严重的 G-LOC 事件,导致飞机严重损坏,尽管没有坠毁。该飞行员未受伤。

而在 2018 年,不幸的是,一名雷鸟飞行表演队队员在训练中 因 G-LOC 而牺牲

到目前为止,在本财政年度,安全中心已向《大众科学》报告了两起 G-LOC 事件。

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据洛克希德·马丁公司发言人称,总而言之,AGCAS 软件目前被认为挽救了 11 名飞行员和 10 架 F-16 飞机。

该软件安装在 F-35 和 F-16 上,但并非全部。安全中心表示,空军和空军国民警卫队拥有的 F-35 中,有 98% 已安装了该软件。至于 F-16,AGCAS 安装在“Block 40”及更新型号的飞机上——“block”类似于其批次号。安全中心发言人通过电子邮件表示,该软件“预计将于 2022 年初开始装备在 300 多架配备模拟飞行控制的 F-16 Block 40 前(Block 30)飞机上”。

2020 年 1 月和 7 月 AGCAS 系统激活的事件 此前曾被 Military.com 报道,尽管当时尚不清楚该软件是否能归功于挽救了 7 月份事件中飞行员的生命。

 

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Rob Verger

技术编辑

罗布·沃格尔是《流行科学》杂志的前技术编辑。他擅长报道航空、交通和军事技术。


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