战斗机也有语音驾驶?!——没错,不光”阵风“有,歼-10CE也有!
引言
最近巴基斯坦和印度开打,巴军以歼-10CE为主力战机,击落印军3架法国阵风等总计6架战机,0:6的实战战绩将歼-10CE推上热搜头条。

图1 (图片来自央视新闻微博截图)
除了各大军工爱好者对战斗机技术参数的硬核科普,有一点大家可能并未特别关注到,那就是歼-10CE与法国阵风都具备语音驾驶功能,甚至语音驾驶功能还是当年法国阵风的特别卖点。
相比汽车,战斗机声环境的复杂性不可同日而语,而智能语音驾驶更是声学技术的高阶应用。其实,声学技术自二战以来一直是战斗机研制的重要方面,近年来与其他技术相互融合进入全面提升阶段。那么声学技术在战斗机研制中到底发挥着什么作用?战斗机的语音驾驶技术到底发展到什么水平?今天,就让我们来一探究竟!
一、声学技术在战机研制中的必要性
1.1信息反馈与性能稳定
当战斗机在高速飞行时,机身与空气的摩擦会产生各种复杂的气流噪声,这些噪声反映了飞机周围气流的状态。科研人员通过在风洞试验中安装高精度的声学传感器,收集战斗机模型在不同风速、角度下产生的噪声数据,进而依据这些数据对飞机的气动外形进行优化,以增强战斗机的飞行性能和稳定性。
比如,我国的歼- 20 独特的鸭式气动布局和流畅的机身线条,使气流更平滑地流过机身,减少气流分离和紊流现象,降低了气动噪声。而气动噪声的降低,意味着战斗机在飞行过程中受到的空气阻力减小,飞行效率提高,同时也增强了飞行的稳定性,让飞行员能够更精准地操控战斗机。
1.2隔音降噪与安全保障
战斗机座舱内的声学环境对飞行员至关重要。在飞行过程中,飞行员需要接收来自各种仪表、通信设备的信息,同时还要与地面指挥中心和其他战斗机进行沟通。如果座舱内噪声过大,会干扰飞行员对这些重要信息的接收和判断,增加飞行风险。对于外界噪声,常通过在舱体结构上使用隔音材料,以阻挡外界噪声传入;对于内部噪声,常通过合理布局电子设备等,减少设备自身产生的噪声干扰。
例如,俄罗斯的苏 - 35 战斗机,在座椅、舱壁等部位安装特殊的吸音材料,以降低座舱内的噪声水平,同时,配备采用了噪声抑制技术的先进通信系统,保证语音信号能够在嘈杂的环境中清晰传输,以确保飞行员与外界顺畅沟通,保障飞行安全。
1.3降噪控制与战机隐身
声音也是暴露战斗机行踪的重要因素之一。前几期我们在讲“声学超材料”时专门提到过声学隐身技术,不过目前在实际应用中更多的还是以声学技术辅助其他技术形成全方位的隐身体系。
比如,美国的 F - 35 战斗机,通过优化发动机内部结构,使空气在进入发动机时更加顺畅,减少了因气流紊乱产生的噪声,同时,在发动机舱内铺设了大量特殊的隔音材料,吸收发动机运转时产生的部分噪声,降低向外传播的声能量,从而使敌方声学探测设备难以捕捉到战斗机的踪迹,大大提升隐身性能。再如,俄罗斯的苏 - 57 战斗机,进气道采用 S 形设计,有效遮挡发动机叶片,减少雷达波的反射,屏蔽一定的发动机噪声,同时在机身表面涂抹吸声涂层,吸收特定频率范围的噪声,进一步降低战斗机的声学信号特征,让敌方声学探测设备难以发现其踪迹。
二、声学技术在战机实战中的应用
2.1声学探测与预警
在实战中,地面防空部队常常部署声学探测设备,通过捕捉远处战斗机飞行时产生的声音,以探测敌方战斗机的侵袭。

图2 防空声学探测(AI生成)
例如声呐浮标,曾被广泛应用于反潜作战,如今其原理被部分应用于对空探测。当战斗机发动机运转时,会产生特定频率范围的声波,声呐浮标中的声学传感器能够检测到这些声波,并通过分析声波的特征,如频率、强度、传播方向等,来判断战斗机的大致方位、距离和飞行速度。一旦探测到可疑目标,系统会立即发出预警,为防空部队争取宝贵的反应时间,在一些复杂地形区域,由于雷达信号可能受到地形遮挡等因素影响,声学探测设备作为一种有效的补充手段,能提高对空监测的可靠性。
2.2电子战中的声学干扰
在空战中,为了干扰敌方战斗机的电子设备和飞行员的判断,我方战斗机可以发射特定频率的声波信号。

图3 特定频率声波信号干扰(来源于网络,侵删)
比如,通过在导弹上搭载声学干扰装置,当导弹接近敌方战斗机时,装置会发射出高强度、宽频带的噪声信号,这些噪声信号可以干扰敌方战斗机的通信、导航和雷达系统,使其无法正常工作,同时强烈的噪声还可能对飞行员造成心理压力,影响其操作准确性。从而为我方创造有利的作战条件。
歼-10CE有一个显著特点即是电子战压制能力,有军事专家分析过,歼-10CE最大探测距离超过220公里。在此次的巴印战争中,印度空军的阵风战机从昌迪加尔空军基地升空,然后从印控克什米尔空域向巴方实控线抵近,随即便遭到了强烈的电磁干扰,致使阵风战机的雷达、电子设备失效。
2.3智能语音驾驶
智能语音驾驶是现代战斗机研制的重要创新方向,将声学技术与AI技术有效深度结合,将实现飞行员通过语音指令对战斗机系统的高效操控,极大地提升作战效率和飞行安全性,但战斗机声学环境的复杂性为相关技术的研发带来挑战。首先是降噪麦克风阵列,保证有效采集飞行员的语音信号并抑制来自其他方向的噪声;其次是先进的语音增强算法,对采集到的语音信号进行实时处理,去除背景噪声干扰,增强语音的清晰度和可识别性;然后是声纹识别技术,能够有效识别不同飞行员的声音特征,确保只有授权的飞行员才能对系统进行操作,增加系统的安全性和可靠性;最后是自然语言处理技术,保证快速理解指令含义,并将指令转化为具体的操作信号,实现对战斗机航电系统、武器系统、飞行控制系统等的精准控制,相比传统手动操作大幅缩短反应时间占据先机。
据珠海航展上的公开信息,法国阵风的语音控制系统智能化水平较高,识别率能够达到 98%。但印度空军在2020年接收战斗机时,出现了机载语音控制系统不能识别飞行员指令,甚至会误解相关指令的情况,如飞行员下达“降落”指令,飞机却执行了“俯冲”命令,或给出打开雷达的指令,系统却发出投下副油箱的指令。这可能与印度飞行员的英语口音有关,在当时引发了关于语音系统可靠性和适应性的讨论。

图4 歼-10CE“试用报告”(来源于网络,侵删)
2022年11月,巴基斯坦空军在其杂志《首屈一指》专门刊发了一篇关于歼-10CE的评测文章《驯龙记》,里面提到了歼-10CE具备语音驾驶功能,但未做更多透露。根据公开信息,我国歼-20有“人工智能副驾驶”、“空战辅助决策系统”AI技术,甚至可以帮助飞行员指挥无人僚机,进行体系化作战。
三、声学技术在战机研制中的发展趋势
未来,战斗机研制一定是多学科交叉融合的,声学技术作为重要的基础技术之一必将和其他技术协同发展。例如,在战斗机隐身领域,敌方的探测手段将更加多样化和复杂化,单一的隐身技术很难满足战斗机的生存需求,声学隐身技术一定会和雷达隐身、红外隐身等其他隐身技术协同发展,形成全方位的隐身体系。
与此同时,战斗机一定会向高阶的智能化发展,配备智能化的声学系统,通过人工智能算法等融合技术对收集到的声学数据进行实时精准分析,并提供应对方案,辅助高效战斗。
结语
看完这篇文章,相信你对战斗机研制中的声学技术应用有了新的认识,你觉得未来哪种声学技术会成为战斗机的“制胜法宝”?或者你还想进一步了解哪些声学黑科技?欢迎一起探讨~
