一九零三年十月,当莱特兄弟成功驾驶飞行者一号完成长时间不着地飞行后,人类的飞行之路终于发生了质变,从这以后,人类对天空的驾驭就在两个并行的轨道上不断前行:从机械化到科学化,以及飞得更高、更快和更远。
最初的飞机,机械化在飞行中的占比非常高。例如,二十世纪初期的活塞螺旋桨飞机,都需要人们手动摇动螺旋桨,让其转动起来,接着还需要许多人在飞机身后推着飞机走,往往还需要如同今日的滑翔伞起飞场地那样巨大的高差以及一定的风力,这四个条件都满足后,飞机才有可能如愿起飞。
计算机技术问世之后,也很快影响到了航空领域。计算机之父,冯-诺伊曼在一九四八年时,就已经将他的研究方向放在计算机与空气动力学的结合方面,并用很短的时间,就完成了理论研究工作。接着,英国发动机公司罗尔斯-罗伊斯公司,又在活塞发动机的基础上,将其改进成涡扇发动机,进一步增加了飞机的动力和续航能力。
第二次世界大战结束后,当时最先进的飞机上,虽然已经配备了不少电子系统,例如雷达和电报系统,然而人类依然是飞机的主宰力量。所以那个年代的飞行员,技术都十分过硬,因为他们在天上只有依靠自己,没有像现在这样强大的计算机技术和信息技术为他们分忧解难和保驾护航。
人类和计算机这种状态的转变,是由波音公司促成的。二十世纪六十年代以后,波音进军民用航空领域,波音707是第一架集中了现代科技的飞机鼻祖。波音707已经具备了高度自动化驾驶能力,飞机可以转换人工驾驶和自动驾驶,不过在当时,许多飞行员依然不习惯自动驾驶,他们更相信自己的判断。
波音737的自动驾驶系统是航空自动驾驶的里程碑,737自动驾驶系统将自动驾驶安全系数从之前的0.73提升为0.95,即,自动驾驶的事故率只占总事故率的百分之五左右,远远比人类驾驶安全。从此时起,飞机除了起飞降落,以及遇到突发状况,基本都会使用自动驾驶。
然而,自动驾驶技术也不是没有缺陷,其中一个最主要的设计缺陷就是“自动驾驶强制执行”。现在的民航客机,都是在飞行任务开始前,就将飞行信息和路线输入计算机系统,这样,只需要在飞机飞入平流层之后,切换到自动驾驶系统即可,不需要在飞机起飞后,又人为地临时输入飞行信息。但是,由于飞行员非常依赖于自动驾驶,所以一旦切换了自动驾驶,飞行员就会放松警惕,许多事故,就是在这种情况下发生的。一九九四年的日本名古屋空难,人们就为人类和计算机的这种关系付出了惨痛代价。
一九九四年,一架从台北飞往名古屋的大型客机(CI140号航班),在飞行任务开始前输入飞机自动驾驶指令时,出现了两个严重失误。在输入飞行指令的过程中,其中有一个步骤,是飞机自动下降到一定高度的时候,就会提示切换到人工驾驶,接着就要准备降落。然而在CI140号航班的自动驾驶系统中,却将这个指令的时间设置得过于靠后。当时的机长王乐琦,没有及时检查飞行高度,导致在飞机高度低于正常高度的时候,才切换到人工驾驶系统。
这时候,他已经错过了进入名古屋跑道的最佳窗口和时间,但是依靠着驾驶经验,他依然认为自己有足够的能力顺利降落在机场,于是他继续向名古屋机场飞去。但是在这时候,他又犯了一个致命错误,在飞机即将降落时,飞机又自动切换回了自动驾驶系统,而且王乐琦无论如何也无法再切换回人工驾驶系统,此时已经迫在眉睫。最后,王乐琦拼命拉升飞机,但是飞机却按照自动驾驶系统中的指令,不断下降,最后直接坠毁在名古屋机场跑道附近,机上264人遇难。
事后发现,这起事故的主要责任人,正是机长本人。他在前一日输入飞行计划的过程中,出现了重大失误,导致飞机在关键的降落环节中,锁定在了自动驾驶系统,而他本人虽然在短短几分钟之内,与飞机上的自动驾驶系统进行殊死搏斗,希望抢夺回驾驶权,但最终还是败给了电脑。
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