[分享] F-22猛禽機的飛航控制系統

看板Military作者 (夏克維夫)時間3年前 (2020/07/13 03:23), 3年前編輯推噓38(38推 0噓 73→)
留言111則, 24人參與, 3年前最新討論串1/2 (看更多)
不知道有沒有人分享過了 去年底一位美國空軍的測試飛官到MIT講猛禽機的飛航控制系統 （他本身也有MIT工程學位 帝國空軍真的是有各種怪物人才ww) https://youtu.be/Evhrk5tY-Yo
很可惜還沒有中文字幕 但他用詞還蠻簡單的 也不需要什麼背景就能理解 我非常喜歡他不斷拿F22跟西斯納小飛機做比較來做講解 雖然我完全沒開過小飛機 但這樣一比較 很多概念就突然變得很好懂 有興趣的可以看完整個影片 非常精彩 這邊列出幾個出乎我個人意料之外的知識： 1. 飛機的重心。不用談各種高科技的因素 最基本的飛機重心就是個難題了 因為F22的武器艙在機體重心的前面，丟完一兩顆炸彈大概等於突然少掉一台房車 的重量，沒有做任何調整的話飛機會直接往後翻 2. 水平舵與升降舵。如果只用水平舵後緣一小部份當升降舵的話 在高速下很容易被鎖死 所以F22直接把整塊水平舵當作升降舵 3. 垂直尾翼。這部分真的是令我蠻 Mind Blown 的：F22的水平尾翼可以兩邊往內翻或者 往外翻。往內翻可以在起飛的時候更容易拉高機鼻，往外翻則是可以當作減速板 4. 飛航控制系統。基本上是猛禽機設計上的核心概念：駕駛不再是負責「控制」飛機 而是只負責告訴飛機要做什麼，電腦會負責做出所有細節操控。例如從他播的幾個 YT影片裡看到的 在轉彎的時候 機翼尾翼水平舵有一大堆的動作 那些其實都不是 飛行員控制的 而是電腦在做的。另外就是根據不同情況 電腦也有相對應的模式 例如起飛的時候有一個模式 空中加油的時候有另一個。而且最重要的是都不需要 飛行員手動去切換模式 (e.g. 偵測到起落架放下而且輪胎有壓力 就會自動切到 起飛模式) 另外就是從本魯CS的背景來看，這代表他們程式碼的數量與前一代戰機比起來根本是成 指數倍成長。不僅要雇用更多人來寫，測試與驗證還是一個更大的問題。這讓我想起了 看過的一篇文章 在說以前美國最頂尖的CS人才都跑去國防產業 他們也自己發明出一大堆 專用的程式語言和系統，畢竟他們有點想要跟「凡人」的程式語言區隔開的感覺。 但後來矽谷崛起後，矽谷程式設計師的薪水海放洛馬和波音。越來越少人想進這個產業 所以國防產業最後只能收二流的程式設計師，選用程式語言上也開始妥協，畢竟用一般 常見的程式語言會更好招人。所以據傳F22的系統大多是用C/C++寫成的。 至於C/C++在驗證(verification)上有先天的限制 那又是另一個故事了XDD -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 169.234.228.195 (美國) ※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Military/M.1594581804.A.660.html
推
07/13 03:40, 3年前 , 1F
挖坑就要填！
07/13 03:40, 1F
哈哈你是說字幕嗎？有空再來做吧
推
07/13 03:41, 3年前 , 2F
對比:看到華人媒體說J20B要開始量產,引擎用俄製的
07/13 03:41, 2F
我最初在 Hacker News 看到這影片的時候下面也很多人拿 Su-35 來做比較 俄係戰機也許機動性比猛禽高 但也有其他留言是說： 1. 現代空戰到底有多少是距離近到需要超高機動性？ 2. 別忘了F22還能匿蹤 匿蹤性跟機動性永遠是在繩子兩端互相拉扯的因素 ※ 編輯: mshockwave (169.234.228.195 美國), 07/13/2020 04:42:00
推
07/13 04:56, 3年前 , 3F
MIT IAP (independent activity period 一月長假<>寒假
07/13 04:56, 3F
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07/13 04:57, 3年前 , 4F
) 常有些好玩的課 有年我參加把妹課charm school XD
07/13 04:57, 4F
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07/13 07:12, 3年前 , 5F
C/C++驗證有什麼先天上的限制？？
07/13 07:12, 5F
基本上有一拖拉庫的缺陷 其中本魯認為最嚴重的用專有名詞的話就是alias analysis 非常難做。用最白話的解釋的話就是你很難去判定說當寫入一個數值後 會不會影響到 其他現有的數值。倒也不是其他程式語言沒有這問題 而是C/C++ 在這方面特別糟糕
推
07/13 07:19, 3年前 , 6F
F-22還是ADA 是F-35才是C/C++
07/13 07:19, 6F
原來如此（筆記
推
07/13 07:25, 3年前 , 7F
4的話應該是FBW的飛機都是這樣吧
07/13 07:25, 7F
推
07/13 07:47, 3年前 , 8F
想想F22那時候用的電腦就覺得可怕
07/13 07:47, 8F
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07/13 07:56, 3年前 , 9F
F-16開始就已經用FBW囉，不然以F-16的氣動設計飛出去
07/13 07:56, 9F
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07/13 07:56, 3年前 , 10F
沒多久就墜機了
07/13 07:56, 10F
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07/13 08:09, 3年前 , 11F
現在戰機還有不是整片水平尾翼都會轉的嗎??
07/13 08:09, 11F
抱歉 小弟以前都沒特別注意其他飛機QQ
推
07/13 08:17, 3年前 , 12F
請問一下CS是什麼的縮寫？
07/13 08:17, 12F
Computer Science，就是台灣的資工 ※ 編輯: mshockwave (169.234.228.195 美國), 07/13/2020 08:27:47
推
07/13 08:25, 3年前 , 13F
computer science
07/13 08:25, 13F
推
07/13 08:43, 3年前 , 14F
F16在開發時,有考慮萬一FBW失敗時,改回傳統的操控方式
07/13 08:43, 14F
推
07/13 08:44, 3年前 , 15F
3是不是把垂尾跟平尾寫反了?
07/13 08:44, 15F
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07/13 08:50, 3年前 , 16F
3沒錯, F-18在航艦起飛時,垂尾那兩片也是同時向內
07/13 08:50, 16F
推
07/13 08:50, 3年前 , 17F
YF-23的水平尾翼好像也可以轉?
07/13 08:50, 17F
推
07/13 08:51, 3年前 , 18F
YF-23只有V尾 都是全可動的
07/13 08:51, 18F
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07/13 08:51, 3年前 , 19F
3.的內文寫水平尾
07/13 08:51, 19F
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07/13 08:51, 3年前 , 20F
我還在想說水平尾向內跟向外是怎麼轉
07/13 08:51, 20F
推
07/13 09:07, 3年前 , 21F
如果沒記錯的話，全可動翼是超音速戰機的必要配備，主要
07/13 09:07, 21F
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07/13 09:07, 3年前 , 22F
是用來避免控制翼失速
07/13 09:07, 22F
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07/13 09:39, 3年前 , 23F
全動水平尾翼從F-86E就有了 那是70年前吧
07/13 09:39, 23F
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07/13 09:41, 3年前 , 24F
台灣這塊只能用慘來說...
07/13 09:41, 24F
推
07/13 09:43, 3年前 , 25F
幻象的問題比較特別，主要是量少又不同戰系，同戰系的
07/13 09:43, 25F
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07/13 09:43, 3年前 , 26F
F-15和F-16才比較好對比，而F-2因為產量很低，雖然引
07/13 09:43, 26F
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07/13 09:43, 3年前 , 27F
擎是F110單發產量很多，但引擎以外的部份應該都不便宜
07/13 09:43, 27F
推
07/13 09:50, 3年前 , 28F
何時史塔克工業要改用C#/Java 記得叫我
07/13 09:50, 28F
推
07/13 09:58, 3年前 , 29F
覺得C++算相對高級的語言了,很多SoC都用C而已;不過好奇戰
07/13 09:58, 29F
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07/13 09:58, 3年前 , 30F
機上面CPU的computing power大概是甚麼程度的
07/13 09:58, 30F
推
07/13 10:02, 3年前 , 31F
F-22已知大約是90年代末的powerPC，F-35沒印象，不過
07/13 10:02, 31F
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07/13 10:02, 3年前 , 32F
可以推估可以到10年代初的水準
07/13 10:02, 32F
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07/13 10:02, 3年前 , 33F
F-22當年的計算能力不超過奔騰的計算能力..這已經是當年頂尖
07/13 10:02, 33F
還有 41 則推文
還有 4 段內文
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07/13 12:45, 3年前 , 75F
看起來很可笑沒錯 但是是實際的問題
07/13 12:45, 75F
※ 編輯: mshockwave (169.234.228.195 美國), 07/13/2020 12:55:20
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07/13 12:46, 3年前 , 76F
pointer在大規模軟體企劃很危險
07/13 12:46, 76F
推
07/13 12:47, 3年前 , 77F
打錯 專案
07/13 12:47, 77F
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07/13 13:02, 3年前 , 78F
所以C++11開始有smart pointer不是? 更何況早在smart
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07/13 13:04, 3年前 , 79F
pointer誕生前, 早就有使用pointer的design pattern了
07/13 13:04, 79F
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07/13 13:09, 3年前 , 80F
大型專案別說是pointer很危險, 危險根本到處都是
07/13 13:09, 80F
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07/13 13:10, 3年前 , 81F
所以才需要unit test, 甚是利用靜態解析工具來分析程式碼
07/13 13:10, 81F
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07/13 13:12, 3年前 , 82F
我是覺得拿alias analysis來說C/C++很多缺陷是蠻怪的
07/13 13:12, 82F
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07/13 13:14, 3年前 , 83F
畢竟alias analysis只是實作編譯器上的一種技巧
07/13 13:14, 83F
我說的是 C/C++ 在驗證(verification)上有許多缺陷 這邊不斷提及的驗證 或者說關鍵系統(critical system)的驗證 如果去翻翻相關文獻 的話 大部分時候用的就是靜態分析(static analysis) 而alias analysis 除了 編譯器優化外靜態分析當然也有用 而且是決定性的關鍵 驗證跟你提及的測試一個很大的不同點在於他必須窮舉所有輸入資料的情況 寫一個測試你只要餵少數幾筆輸入資料就行了 如果出現新bug在寫一個新的測試或者 加入新的測試資料。(code coverage是一個很重要的指標但是他指的是覆蓋多少程式碼 而不是覆蓋多少輸入資料) 但 critical system 沒這個餘裕，等出現新bug大概都已經很糟了XDD 所以通常會用靜態分析加上一些抽象模型 例如SMT Solver，來證明說「對於所有 輸入資料，這個系統沒有問題」，雖然一切都是 best efforts，但絕對比 testing 還 更為縝密。 另外你提及smart pointer這點也非常有趣 我記得CppCon 19年來自google的Chandler 有給一個talk "There is no Zero Abstraction"，裡面提及說 smart pointer 固然 實用，但其實還是潛藏許多 runtime overhead，例如stack unwind 以及 ABI 相關問題 只要軟體規模一擴大(例如他們google自家的伺服器) 這些小 overhead就會逐漸累積 回到軍事的話題上，如果這些 smart pointer 有潛藏甚至不固定的 overhead，那麼在 預估最糟時限(deadline)上勢必就比較困難一些
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07/13 13:27, 3年前 , 84F
很多華麗寫程式技巧在軍用是不必要風險
07/13 13:27, 84F
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07/13 13:27, 3年前 , 85F
好維護不當機才是優先
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07/13 13:28, 3年前 , 86F
畢竟90年代以後 最高薪的少數高手
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07/13 13:28, 3年前 , 87F
通常不會去幫軍方寫東西.
07/13 13:28, 87F
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07/13 13:30, 3年前 , 88F
我只是在反駁pointer危險這點上 危不危險是看用的人而不是
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07/13 13:30, 3年前 , 89F
pointer本身
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07/13 13:38, 3年前 , 90F
我想大部分的專案都不會用到華麗的程式技巧 但發團隊
07/13 13:38, 90F
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07/13 13:38, 3年前 , 91F
應該都會有coding rules.
07/13 13:38, 91F
※ 編輯: mshockwave (169.234.228.195 美國), 07/13/2020 13:54:08
推
07/13 14:18, 3年前 , 92F
可以看Ada的特徵就知道你爭論的東西人家怎麼看阿
07/13 14:18, 92F
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07/13 14:56, 3年前 , 93F
那現在世界上是用ADA的專案多還是用C/C++的專案多?
07/13 14:56, 93F
推
07/13 15:02, 3年前 , 94F
不是 Ada是非常針對軍事用途的情況
07/13 15:02, 94F
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07/13 15:03, 3年前 , 95F
你講的是沒錯 但人家看重的是別的才會去做Ada阿
07/13 15:03, 95F
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07/13 16:15, 3年前 , 96F
不用爭什麼 反正軍用趨勢要換C了
07/13 16:15, 96F
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07/13 16:16, 3年前 , 97F
就是總而言之 跟隨業界是利大於弊
07/13 16:16, 97F
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07/13 18:38, 3年前 , 98F
Ada要是那麼棒早就普及了
07/13 18:38, 98F
推
07/13 18:54, 3年前 , 99F
封閉性的語言不能跟開放性高的語言比
07/13 18:54, 99F
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07/13 18:54, 3年前 , 100F
Ada是軍方的語言自然用戶就少
07/13 18:54, 100F
推
07/13 19:11, 3年前 , 101F
......
07/13 19:11, 101F
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07/13 20:28, 3年前 , 102F
沒人用其實跟軍用沒啥關連
07/13 20:28, 102F
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07/13 20:29, 3年前 , 103F
因為民間隨時可致敬弄出類似的東西
07/13 20:29, 103F
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07/13 20:29, 3年前 , 104F
沒人規定程式語言不能做的很像
07/13 20:29, 104F
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07/13 20:37, 3年前 , 105F
Ada在後來民間有衍生Spark語言
07/13 20:37, 105F
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07/13 20:39, 3年前 , 106F
但Java/C++產業洪流已大到難以對抗
07/13 20:39, 106F
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07/13 20:40, 3年前 , 107F
人才自然向財富利益奔馳而去
07/13 20:40, 107F
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07/13 20:41, 3年前 , 108F
那些安全性可靠度優勢是影響薄弱
07/13 20:41, 108F
推
07/13 22:12, 3年前 , 109F
spark就很有名了阿，在網路相關的很難不去了解spark誒
07/13 22:12, 109F
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07/13 22:12, 3年前 , 110F
C/Java是在不同的應用上啦
07/13 22:12, 110F
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07/13 22:13, 3年前 , 111F
除非我認識的那個Spark跟你說的Spark不一樣
07/13 22:13, 111F
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