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F-16「防撞地系統」是什麼?運作原理看這裡

NOWNEWS今日新聞

更新於 01月09日00:00 • 發布於 01月09日00:00 • 記者呂炯昌、陳韻年/台北報導
▲除了F-16外,同樣是洛馬生產的F-35戰機也配備自動防撞地系統,能避免飛行員因為失能而高度過低,造成撞地或撞海。(圖/洛克希德馬丁官網)

[NOWnews今日新聞] 空軍上尉飛官辛柏毅6日晚間駕駛機號6670的F-16V戰機(F-16V Block 20)失事墜海,購改的F-16V戰機何時能加裝能挽救飛行員生命的「自動防撞地系統」(Auto GCAS),再度引發關注。國防部長顧立雄昨(8)日承諾,若測試順利,預計今年底開始獲裝,目標明(2027)年底前全數完成。

防G力昏迷 洛馬開發防撞地系統

與過去飛機不同,F-16戰機採用「先天不穩定設計」(Negative stability)讓飛機隨時都處於不穩定地狀態,需要不斷調整各個翼面,維持飛行姿態,F-16捨棄傳統的鋼索靠液壓連接舵面的控制系統可以搞定,改用「線傳飛控」(fly-by-wire),將駕駛員的操縱指令輸入,通過IC轉變為電信號,經電腦或電子控制器處理,再透過電纜傳輸到控制介面。

另一方面,F-16在設計之初,是與F-15擔任高低搭配的空優戰機,不過以色列在1981年轟炸伊拉克首都巴格達近郊的奧斯拉克(Osirak)核反應爐的「巴比倫行動」中,首度將F-16轉為戰鬥轟炸機,F-15擔任護航戰機,在最早推出的F-16A/B僅具備空戰能力,之後推出的F-16C/D型號開始具備對地、對海攻擊能力,隨著採購F-16戰機使用國持續增加,不只擔任空優戰機,還肩負的對地、對海與訓練任務,因此製造商洛克希德馬丁與美國航空暨太空總署(NASA)合作開發「自動防撞地系統」(Automatic Ground Collision Avoidance System,Auto GCAS),可用於F-16A/B Block40之後生產的機型。

正常狀態下,一般人體所能承受的最大極限為正9G到負3G之間。戰機飛行員雖受過嚴格訓練,執勤時也會穿著抗G衣,但若抗G衣失效或來不及反應,當正G力越大時,飛行員的血液會因壓力而從頭部流向腿部,而使腦部血液量銳減,因缺血缺氧而影響視覺器官,造成視野急速縮小的「黑視症」(Blackout)。

相對的,若面臨負G力過大時,血液會反向的由下肢往腦部集中,導致腦部過度充血,可能造成微血管受損,最明顯特徵為眼球因過度充血,視野一片紅色的「紅視症」(Redout)。若因超過負荷的高G力過久,人體腦部可能因為保護作用失去意識,稱為「G力昏迷」(G-Loc),導致飛機失控。

根據美國空軍統計,F-16戰機四大致命失事因素為G力昏迷、人員操控墜地、空間迷向及空中相撞。由此可知,F-16戰機確實很需要防止撞地事故的設備。除了F-16外,同樣是洛馬生產的F-35戰機也配備自動防撞地系統。

Auto GCAS會持續監控飛行數據、感測系統,並以人工智慧(AI)功能,持續比對飛行軌跡、任務模組電腦和數位地形資料,即時監視飛行姿態,一旦系統預判戰機將陷入險境,如可能撞擊到障礙物就會發出信號,警告飛行員採取迴避行動。若是飛行員沒任何反應,Auto GCAS會判定飛官陷入失能,即時介入戰機的飛行控制,戰機會迅速自行轉彎並向空中拉升。

購改F-16V防撞地系統進度延宕

美國軍方F-16C/D戰機配備有防撞系統,可在飛行員陷入昏迷時自動拉起戰機。2018年6月的漢光34號演習中,一架F-16因戰管引導瑕疵撞山失事,造成飛官吳彥霆殉職。其後,空軍應立法院要求,為F-16機隊向美國提出加裝Auto GCAS的採購需求。

2020與2022年期間,空軍F-16機隊再次發生飛行員G力昏迷而失事,造成飛官蔣正志上校、上尉陳奕殉職。

空軍一架機號6669的F-16V戰機,2025年12月8日從台東空軍志航基地起飛,飛行員在進行帶大G力動作時,瞬間發生空中大G昏迷(G-LOC))狀況,導致戰機失控,從2萬呎高空急速下降到6000呎,所幸經僚機飛行員多次呼叫後及時甦醒,將飛機拉高飛行高度,平安返場。

F-16防撞地系統仍未加裝

正當國人以為F-16A/B戰機透過「鳳展專案」升級成F-16AM/BM(F-16V Block20)時,已完成安裝自動防撞地系統時,國防部2025年12月10日記者會上,空軍司令部督察長江義誠少將證實,空軍在2020年納入F-16升級計畫裡面的執行的工項,在2024年開始執行全數機隊的安裝,因為我國空軍F-16A/B Block20型機是類比式飛控系統,跟美軍F-16C/D的數位式是不同的系統,所以後續要針對飛控電腦、飛控軟體要做整合跟提升,預計2028年全數完成加裝。

自動防撞地系統需要數位飛操控制,必須將Block 40以前版本的F-16戰機,從類比飛操改為數位飛操,全世界尚無先例,因此洛馬在開發系統過程中,技術難度和成本極高。空軍參謀長李慶然12月15日在立院答覆立委質詢時表示,Auto GCAS安裝工作包含基本線束、混合式飛控電腦及航電軟體等3項2018年8月就和美軍開始談安裝,但當時美軍自己也沒有這裝備,預計2025年才完成飛測。因為需要系統結合,每個國家的飛機規格都不一樣。

李慶然說,國軍F-16機隊的機身布線作業,目前已完成130架,預計2026年4月全部完成。但最後一階段的工程還無法做,因為軟體升級還沒有完成。預計2026年陸續開始安裝,2027年可以完成。

國防部長顧立雄昨日於立院受訪表示,洛馬的防撞系統是數位式,所以國軍109年時簽約要研改,現在研改應該可以順利,應該今年底可以獲裝,希望在明年底前完成安裝,確實要從「類比式」改成一部分混合「數位式」是要花了比較長時間研改。

前F-16飛官:若及早安裝能避免憾事發生

擔任過F-16試飛官及F-16V的前資深飛官宋文溪表示,自從吳彥霆事件發生後,空軍就向美方爭取購買自動防撞地系統,由於台灣的F-16 A/B Block 20屬於早期系統,屬於類比式,當時美軍在BLK40前F-16是不可慮提升這項裝備,因為要整合美方的防撞系統沒那麼容易,必須克服很多必要裝備與需具備功能才能加以整合,這部分需要花很多的時間、人力和經費,所以後續幾次的F-16失事,若已有這項裝備,其實都可能避免憾事發生。

前F-16種子教官黃揚德指出,2018年立法院就通過相關預算,但那時沒有納入「鳳展專案」,2019年跟美軍提出需求,最後研發出「轉換器」連結自動防撞地系統,2024年就開始進行測試飛行。研究過程中,台灣有擺2架F-16 A/B Block 20在美國測試,目前應該已經差不多,但要安裝,還需要飛機返廠,原先給的期限是2028年交貨。

黃揚德強調,本來就沒這項產品,就像你買摩托車,你覺得Gogoro很不錯,但你卻叫他研發出一台吃油的機車,這需要時間研發,其中也碰到疫情,整個時程都被耽擱。不過,千萬別把這次事件歸納在「沒有」自動防撞地系統,因為如果MMC「模組化任務電腦」是故障的話也無法作動,因為自動防撞系統是吃MMC資料。

▲台灣新購的首架F-16D Block70(F-16V Block70)因為採數位飛行系統,已內建自動防撞地系統。(圖/「IDF經國號」粉專授權使用)

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