2021年7月，在德克萨斯州劳克林空军基地，第47飞行训练联队学生飞行员约翰-杰克逊（John Jackson）少尉系好安全带，准备进行T-1“樫鸟鹰”教练机的模拟飞行。(图片来源：美国空军)
美国空军人员正在为可能是自1947年美国空军成立以来军事飞行员培训中最意义重大的举措做准备：教学生在不踏入真正飞机的情况下学会飞行。
这项新计划被称为“空中机动性基础-模拟器”，是美国空军在长达一年的时间里试图在不牺牲质量的前提下实现飞行员培训现代化的下一步行动。这也是一个机会，让美国空军接受更具成本效益的技术，并使其机龄30年长的T-1A “樫鸟鹰”教练机机队退休。但专家警告说，培养出有经验的飞行员比用适航的驾驶舱换取复制品更复杂。
“模拟器有很多价值，但当你在稀薄的空气中时，有一些情况是根本不同的，”退役的美国空军国民警卫队战斗机飞行员希瑟-潘尼（Heather Penney）说，他现在在米切尔航空航天研究所研究国防政策。“没有重来，没有重启。”
一条新路
培养军事飞行员的工作流程是这样的：新生接触的第一架军用飞机是T-6A “德州人”II型教练机，作为本科飞行员培训课程的一部分。在T-6上获得飞行员徽章需要大约7个月的时间，这时受训者会被选择继续进入战斗轰炸机培训方向或是机动性飞行方向。
每年约有900名学生被选入机动性轨道的飞行员。其他飞行员将受训驾驶货运机和空中加油机，还有特种作战飞机和情报收集飞机，他们通常在T-1中度过大约五个月——这是迈向他们行动单位的中间步骤。然后那些通过T-1课程的人继续学习他们分配到的飞机。
2018年8月，在阿肯色州西北地区机场，第三飞行训练中队的成员走向他们的T-1A “樫鸟鹰”飞机。拥有30年机龄的樫鸟鹰机队正在退役。(图片来源：美国空军)
从2023年1月开始，过渡步骤——即所谓的专业本科飞行员培训——将在75天内只使用模拟器教授更高级的飞行技能。这包括目前的T-1模拟器和Redbird Flight Simulations公司新设计的、更通用的虚拟现实驾驶舱。
Redbird公司营销副总裁乔什-哈纳格尔（Josh Harnagel）告诉美国《空军时报》：“对于他们在T-1中进行的那些事情，模拟器是一个很好的地方，可以用更低的运营成本来进行这些步骤。”
美国空军在9月说，每个本科飞行员培训基地将拥有8个Redbird系统和4个传统的T-1模拟器。
俄克拉荷马州的万斯空军基地在9月得到了它的第一批Redbird模拟器。密西西比州的哥伦布空军基地预计在2023年3月前收到其模拟器，德克萨斯州的劳克林空军基地预计在2023年7月收到模拟器。
教学将在系统交付后4至6个月开始。这意味着重新设计的课程可能要到2024年初才能完全实施。
Redbird定制的仿T-1驾驶舱使用了由科学应用国际公司（SAIC）和洛克希德-马丁公司设计的软件，以接近但不完全复制“樫鸟鹰”教练机的飞行体验。
虽然“飞机”外面的景象是虚拟的，但头显上的摄像头让学员在操作按钮和旋钮时看到自己的手。这使得这种体验比试图在屏幕上移动假手更加真实和有用。
“人类的思维在……停止怀疑方面是惊人的，”哈纳格尔说。“有一个好的教员，你就几乎什么都做得到。”
有效的方法
两位军事专家在接受美国《空军时报》采访时说，模拟器可以成为非常有效的工具，用于教授紧急程序或在当地不可能发生的情况。它让学生安全地探索飞机的软件能做什么，并在公众视线之外练习潜在的敏感机动动作。
而在追踪飞行员目光所及之处或按下某些按钮的顺序的系统中，模拟技术可以帮助评定他们的表现。
9月23日，在俄克拉荷马州万斯空军基地，Redbird飞行模拟器被安装起来。这些模拟器是为未来的机动性、特种作战、指挥和控制以及情报、监视和侦察飞行人员提供的纯模拟飞行员培训课程的一个关键组成部分。(图片来源：美国空军)
一个新的课程已经处在准备过程之中大约一年了。“我们从目标开始向前追溯，”领导美国空军第19航空队空军飞行员培训改革工作的罗伯特-莫舍拉（Robert Moschella）上校在最近的一次采访中告诉美国《空军时报》。“我们确定了<美国空军>要寻找的技能和特征。然后我们利用我们的一些新技术和我们多年来学到的东西建立了一个教学大纲。”
美国空军说，该课程特别强调了如何使用飞行管理系统，正确管理资源，在缺少一个引擎的情况下飞行，运行自动驾驶仪，以及读取起飞和降落数据。
美国空军在德克萨斯州圣安东尼奥-伦道夫联合基地的三个小组试验中审查了其计划。从他们后来在训练中的表现来看，莫舍拉说，与过去的学员相比，质量上“没有明显的差别”。
“我认为我们在正确的轨道上，”他说。哈纳格尔说，飞行员们提供了充分的反馈意见，因此公司可以使新的模拟系统足够逼真，以教授他们所需的技能。
“这一切都在相对正确的位置，”他说。“我们在意义重大的地方使用飞机硬件，然后在合适的地方使用商用现货来帮助降低成本。”
模拟器是否能有效地代替真实的飞行，取决于它的保真度，无论是物理、视觉还是心理。而这需要多么接近真实的东西，取决于课程试图传授的内容。
例如，美国联邦资助的智囊团兰德公司的军事训练和技术专家蒂姆-马勒（Tim Marler）说，全动系统可以展示直升机在不平坦的表面降落的感觉。虚拟现实护目镜无法复制这些物理品质。
成本方面的考虑
但是，如果目标是在没有感觉到物理冲击的情况下教授压力下的决策，与昂贵的全动作模拟器相比，VR头显可能是一个很好的选择。
在俄克拉荷马州万斯空军基地，T-1A “樫鸟鹰”教练机被参加专业化本科飞行员培训的学生使用（图片来源：空军一等兵Zachary Heal/美国空军）
效率也是很重要的
“当你在空中时，你不会想要弄清楚所有的旋钮、按钮和控制都在哪里，”马勒说。“那只是在浪费燃料。你可以看着静态图片来做这些。”
哈纳格尔说，到目前为止，美国空军已经订购了20套Redbird系统。该公司的定制驾驶舱通常需要30万到50万美元，包括飞行软件。
举个例子，这个价格只是拥有复制G力技术的更先进的模拟器的价格的一小部分。那些模拟器的价格可能高达数千万美元，而他们可能并不总能够提供足够的收益。
“10%<更多的保真度>需要额外的成本，比方说，1000万美元，”哈纳格尔说。“对于已经是飞行员的人来说，这真的没有太多的好处。”
转而采用纯模拟课程并不一定意味着美国空军需要更少的教官。应该由有经验的飞行员来确保学生了解他们在模拟器中的正确做法，这样他们就不会意外地养成坏习惯。
莫舍拉说，一旦启动和运行，新方法将不会大幅改变教官的职责，因为技能组合基本相同。他的团队正在努力“培训教员”，然后第一批学生飞行员将于1月在万斯空军基地开始训练。
他说：“教官飞行员将必须学习……如何使用这个
关切依然存在
潘尼认为，模拟器教员可能会成为习惯的创造者，特别是那些感到无聊或工作过度的人。这可能会使那些在课程中没有得到足够多样性的学生吃亏。
10月5日，在德克萨斯州劳克林空军基地，一架T-1 “樫鸟鹰”教练机在跑道上起飞。劳克林基地是美国空军所有训练基地中训练飞行员最多的基地，致力于培养为战斗准备好的飞行员和领导人。(图片来源：美国空军)
“他们会有每次都运行的宠物场景，”她说。“他们会设定同样的天气，他们会把你送到同样的机场，他们会设置同样的风，他们会以同样的顺序做这个场景。……这样学生们就可以迅速解码。”
这使得学生们在不太可预测的条件下进行空中练习更加重要，包括可能发生的真实碰撞。
“我的主要关切是，在与<美国空中机动性司令部领导人迈克尔-米尼汉（Michael Minihan）将军>交谈后，知道他对未来的愿景是单人驾驶任务”，彭尼说。“你必须找到一些方法来让这些年轻的孩子吸收和体验一切，然后才能让他们过渡到单人驾驶的行动。”
模拟器培训在航空业的其他地方并不新鲜。但彭尼和马勒一致认为，现场飞行和数字培训的混合比单纯依靠飞机或模拟器更有效。
“军方指向航空公司，说，‘看，人们获得了737型的检定，他们第一次真正接触飞机是在他们进行<首次飞行>时，他们座位的后面有180人’，”彭尼说。“但是别忘了，这个人至少拥有1500小时的飞行时间和相应的航空运输飞行员检定。”
相比之下，美国空军飞行员在到达T-1教练机阶段之前，要在真实的驾驶舱中度过大约115个小时（在科罗拉多州的初始飞行训练中大约18个小时，本科飞行员训练中96个小时）。在那里，他们又增加了大约90个小时的记录，在实际飞机和模拟机之间分配。
他们到达指定飞机的正式训练单位时，已经有大约160个飞行小时。
彭尼担心，少量的飞行时间，加上几个月的纯模拟训练，会影响学生在半空中发生意外情况时的快速思考能力。
“他们将需要长期坐在<副驾驶>座位上，随之获得了这种真实世界的经验，”她说。“奇怪的事情会在空中发生，真正的飞机有时不做他们应该做的事情。”
严酷的现实
这些变化是在美国空军应对机队持续老化和预算压力的情况下发生的。彭尼说，这些现实推动了新的培训计划，而不是改善飞行学校的真正愿望。
美国空军计划在2023至2025财年期间退役156架T-1教练机，包括在下一年退役约50架。如果美国国会批准，此举将使总机队在明年10月前从178架缩减到127架。立法者似乎有可能在2023财年国防开支和政策法案中批准这一请求。
新计划能否在留住人才的同时促进飞行员产出？
“这取决于他们买了多少台模拟机；你需要做多少次模拟飞行；如果模拟机坏了会如何，”彭尼说。“现在，T-1的机况是如此的水深火热，除了飞升，它几乎不能飞不到任何地方。”
去年提供给美国《空军时报》的数据显示，四分之三的T-1机队至少能够执行粗略的飞行任务；近70%需要维修的飞机在12小时内得到修复。
这还不是全部。美国空军这一军种正在急缺教官。
美国空中教育和训练司令部的领导人布莱恩-罗宾逊（Brian Robinson）中将最近说，虽然80%或更多的现役教官飞行员工作在大多数训练基地得到了填补，但美国空军所需的平民模拟器教官大约只有60%。
未来的教官正在向郊区转移，在那里他们可以为商业航空公司操作模拟器来获得六位数的报酬。在此期间，穿制服的教官不得不挑起大梁，这促使人们对强调模拟器的培训改革提出抱怨。
“我们没有足够多的教官飞行员或机体，无法在真正的飞机上训练这些孩子，我们也没有能够阻止飞行员离职这样的失血事件，”彭尼说。“我认为他们是被存在严重问题这一事实所驱动，他们必须找到一个解决方案。”
莫舍拉回应说，方法是不同的，但总体目标没有改变。
他说：“我们任何一个飞行员培训项目的第一要务是培养出一个高质量的飞行员，让我们感到自豪。”（原创：Rachel S. Cohen）
