微观航母之“占卜板”
航母甲板上的舰载机起飞、降落、停放、加油和挂弹等作业,本质上与陆上航空基地的航空作业、运转流程是相似的,但航母上甲板人员的作业空间很有限。本已空间有限的飞行甲板又被分为起飞区、拦阻着舰区和停放待机区,为航母正常运转的甲板人员,要在其间伴着各种机器的运转、发动机的尾流和轰鸣、旋翼的飞速旋转、舰载机的弹射起飞和降落……而来往穿梭忙碌。在这拥挤繁忙的甲板上,大大小小的危险事故,甲板人员都要时刻面对。不过正是早期的太多血的教训,换来了日趋系统完善的甲板“生存”守则,让风险事故尽可能可控和规避。在甲板人员的紧密配合、环环相扣以及时刻铭记安全规范的作业下,我们今天才得以看到航母飞行甲板上的作业如“芭蕾”般呈现着技术和节奏的律动美。
而“芭蕾”的幕后编排人员之一就是舰桥一层(04甲板)飞行甲板控制室中的甲板调度人员(FlightDeck Control Handler)。为保证甲板作业的有序高效,尽可能地避免不可预测的事故,飞行甲板调度人员就必须时刻清楚掌握甲板上舰载机的位置、状态、任务等,以及甲板上的作业场景,以便迅速做出调度决策。特别是舰载机的飞行作业期间,航母甲板就是舰上最繁忙的地方之一,在甲板上工作的所有人员会不断地进出,报告、跟踪信息,所有信息都必须由飞行甲板调度员记录下来。同时,在甲板控制室的舱壁上,还挂满了各种电脑屏幕和视频显示屏来即时显示甲板上发生的一切。这些信息汇总后最终直观地体现在“占卜板”上。
“占卜板”,其实是航母飞行甲板的缩比模型。在二战初期,美国航母引入了这种桌面沙盘模型,是协调规划甲板飞行作业的最为重要的工具之一。“占卜板”(OuijaBoard)也称为“显灵板”、“灵应盘”,自古以来是世界各地巫师在求神问鬼过程中都借助的一种工具(或者说“道具”)。这种印有图案的板状物体,在巫师的使用下被赋予了神秘色彩,不少人将其作为与亲人灵魂进行沟通的手段。后来,这件巫师手中的工具又被发展成一种市场畅销的玩具。这种图板加模型的调度、规划工具在航母上应用后,也被形象地称为“占卜板”。
飞行甲板控制室内的“占卜板”,是按照1:192比例制作的航母飞行甲板和机库甲板的模型板,飞行甲板在顶部,机库在下方,长约1.83米,宽约0.76米,大小相当于一张大茶几。在这上下两层模型板上摆放的代表固定翼飞机、直升机和保障车辆等设备的铝制小模型也按照1:192比例制作。“占卜板”的使用方法说起来很简单,它可以让调度人员在确保安全的前提下对甲板上的舰载机移动进行权衡,确定移动舰载机后,再通过话筒向甲板人员下达相应的作业指令,以确保舰载机停放在最适合位置。因此,从理论上讲,“占卜板”上的任何东西和布置都与外面飞行甲板和机库的实际情况完全一致。
由于“占卜板”上的舰载机模型只能体现舰载机的机型、联队、番号信息,但飞行甲板和机库内同时会有数十架舰载机处于或加油加电加气、或挂载弹药、或待机备飞、或准备起飞、或刚降落牵引拖行等各种不同状态,所以舰载机模型上面或周围就得放上各种不同的小物件,如图钉、螺栓、螺母、蝶形螺母和垫圈等,来表示其当前所处的不同状态。虽然对“占卜板”上这些标志物的使用美国海军并没有制定统一的标准,各航母上也各有差异,但大致通用的是,如果在小模型上放有螺母,就意味着“引擎启动中”;如果有蝶形螺母,就意味着“准备展开机翼”:如果有“60”、“30”这样的数字纽扣放在小模型上,就表明该机是准备完毕后的60分钟待机起飞和30分钟的紧急起飞。
这些标志物比如图钉,还会以不同颜色来代表不同的含义,就像甲板人员的“彩虹服”那般,代表着不同的战位工作。如果舰载机模型上钉着绿色图钉通常代表这架舰载机保障完毕,处于可随时升空状态,可以第一架次弹射起飞;如果是黑色图钉一般则表示“舰载机准备通过舷侧升降机入库”;紫色是油料保障甲板人员服装的颜色,紫色的图钉或六角螺母一般也表示舰载机正在进行油料保障作业。航母甲板上的舰载机一般都是沿着飞行甲板的边缘停放,机尾伸出甲板外边缘以最大化的利用甲板空间。但当机尾、垂尾等部位需要保养时,这时飞行甲板调度人员就会将橙色图钉钉在舰载机模型上,意思就是,甲板人员在停放该机时,机尾需要朝里停放在飞行甲板上。
通过甲板人员对飞行作业进度的及时汇报,以及甲板监控设备的即时影像显示,飞行甲板调度人员可以全面跟踪航母甲板上所有舰载机的状态,并在“占卜板”上直观体现,便于决策和下一步指令的下达。“占卜板”上关于舰载机的状态信息,还可为飞行控制塔台中的飞行指挥官(AirBoss和Mini Boss)指挥舰载机的弹射起飞、拦阻着舰作业提供最新最及时的信息。
“占卜板”可谓是航母这一集高精尖技术之大成的武器平台上最为简单的一套系统。“占卜板”从二战早期引入以来,由于运作良好,实用可靠,所以一直使用至今,也一直没有太大改变。随着科学技术的发展进步,航母上几乎所有东西都已经用最先进的计算机技术和数字技术来操作,对于“占卜板”这种相当原始的管理飞行甲板作业的方法,美国海军在十几年前就曾试图采用电脑系统来模拟、指挥甲板上的飞行作业。但限于当时的技术水平、系统的运算能力以及航母甲板作业中情况的复杂多变,这一计划并未能成行。所以我们看到现在航母的舰内操作系统虽然基本上都数字化了,但“占卜板”上的操作还是以这种模拟方式进行着。
回看过去曾数次努力推进的甲板模型的电子化研究,从使用角度来看,还是“占卜板”的操作使用更为方便。毕竟通过鼠标键盘或触屏来移动电子屏幕上的舰载机并不如直接移动“占卜板”上的舰载机模型简单快速,所以低技术含量的手工作业方式一直沿用到今天就不足为奇了。2011年8月,“艾森豪威尔”号航母上再次开始了装备“电子占卜板”的尝试,通过实际运用来评估这种电脑化系统的性能,这也是唯一装备这套系统的美海军现役航母。在2013年11月下水的新一代航母“福特”号上,其采用的诸多新技术中就包括“电子占卜板”。与以往的只是将“占卜板”电子化、管理效率并未提高不同的是,“电子占卜板”技术上的进步更多体现的是其背后的“航空数据管理和控制系统”。
航空数据管理和控制系统,是一种用于航空母舰飞行甲板运作的实时数据管理系统,其所要跟踪管理的内容不仅是飞行甲板及甲板上空舰载机飞行的情况,还包括甲板舰载机的起飞和着舰状况、机库中舰载机的维护保养、燃油和弹药的备弹以及甲板人员的活动情况等信息。通过航空数据管理和控制系统的“大数据”,甲板调度人员可获知甲板上所有部位的全面信息,并通过系统的数据处理来辅助决策,以节省决策调度指令生成的时间,从而提高甲板人员作业速度、甲板调度管理效率。在现有的以“占卜板”为依托的甲板调度运行流程中,甲板调度人员有着很高的调度权限,甲板上所有要移动的舰载机或保障车辆以及人员都在他们的管理调配之下。飞行甲板调度人员通过文字信息、语音、舰面监控系统等方式来获取航母甲板及机库中的运行状况信息,然后做出相应调度指令。正是肩负着保证舰面顺利运转的重任,所以调度人员要“一心多用”,要在保障安全的前提下反复权衡轻重缓急后才给甲板人员下达调度指令。那么在决策过程、调度指令传递环节,以及最后实际的甲板作业的反馈中都存在着“延时”。所以进一步提高甲板调度人员的作业效率,关键是尽可能减少这三个环节中时间的损耗,使各环节间的衔接更为紧凑,更高效地利用舰上作业资源(时间和空间)。
试设想一个稍“极端”的场景来对比:在降落回收作业时,需要紧急出动一架“超级大黄蜂”或“鹰眼”,但舰艏的1、2号弹射器却在作业中占用或舰艏停放着舰载机,一时无法使用,只能使用斜角甲板上的3或4号弹射器。这时如果依靠人工决策,很可能在决策中因舰面信息反馈的延迟和调度人员更多的安全顾虑而浪费掉这宝贵的几秒时间。那么原本可以让这架舰载机“见缝插针”地在3或4号弹射器上弹射升空,就只能暂时等待,等待准备降落的舰载机完成着舰回收后才能升空。但若以航空数据管理和控制系统来处理这种情况,则完全可能充分利用这宝贵的几秒时间,在降落作业开始之前抽空就让这架舰载机弹射起飞了。
这种分秒必争看似大胆的决策,正是基于航空数据管理和控制系统所及时采集的详实的“大数据”,才会使甲板调度指令的下达更成竹在胸,决策过程更果断高效,舰上作业资源的利用才能最大化。所以新一代的“电子占卜板”很大程度上可以视作是“航空数据管理和控制系统”中的一个子系统。对于飞行甲板调度人员而言,航空数据管理和控制系统的引入,他们的主要调度管理权限没有变,不过决策参与程度下降了,调度作业也不再像“占卜板”时代那样牵一发而动全身的富有挑战性了,但达成了提高效率和甲板人员作业速度的最终目标。
对于“电子占卜板”,当下的飞行甲板调度人员并非都持欢迎期待之态度,也有着怀疑。这种怀疑,并非是对新事物的抵触,也不是一成不变的顽固。毕竟“占卜板”这种图板加模型的调度、规划工具,更简单直观形象,易学易用,并且操作过程中很少犯错误。“电子占卜板”换装后随之而来的诸多新问题中,最基本的就是如何培训操作人员使用、适应这种新系统,这不是一时半会就能解决的。但不管怎样,这种“电子化”潮流是势不可挡的。而自二战以来一直在“预知”航母舰载机状态、“掌控”甲板人员作业的“占卜板”,最终肯定会退出历史舞台。
[编辑/山水]
作者:希弦
来源:《兵器知识》2015年第04期