对于研究“空战行为”心态上的一些看法

Heat

本来是在回贴，但不知不觉写的多了，想想还是开新贴的比较好。
因为最近无聊，去过一些地方，见人讨论狗斗空战，动不动搬出什么在“能量空战”的时代，在“角度空战”的时代这些词句，好像自己就是博伊德的儿子，但实际上自己却并不了解这些理论的核心。心态浮躁可见一斑。

因此有感而发，写几句谈谈对空战的基础认识和我认为研究空战应该有的心态

我认为空战是一种行为，评价王牌或是菜鸟，实际上是评价他们对于这种行为的优化效果。

所有的空战行为的优化，不论怎么做，从数学描述看，目标函数只有几个：

方位角差（指向裕度）THX=f(Vx、Vy、Vz、Wx、Wy、Wz、X、Y、Z、dVx/dt、dVy/dt、dVz/dt .......等等）

武器射击距离 R=r(THX=f(Vx、Vy、Vz、Wx、Wy、Wz、X、Y、Z、dVx/dt、dVy/dt、dVz/dt .......等等）

优化的目标是：
1：使我机相对敌机有充分指向裕度  THX>0 && THX=max(f)
2：把敌机放到我机的武器发射包线里 Rmin<R<Rmax && R-R(最佳）=min(r)

同时达到以上基本条件，使目标函数满足条件，可以认为能够击落敌机；如果使目标函数达到最优，可以认为满足了最佳战术决策。
不管是二战电风扇还是三代机的近距格斗（暂且不说迎面的情况），不管是某些人所谓的“能量”空战还是“角度”空战，以上目标是不变的。

最近走过一些地方，发现经常有某些地方有很多小白自以为听说过“能量”这两个字，看到过“高度、速度、过载、角速度”这些名词就觉的自己懂得了“能量空战”的原理，到处JJYY，
殊不知“能量空战”的核心理论是建立在严密的几何、力学、和数学的基础和逻辑体系之上的，每一个决策意图和动作行为都有准确的数学语言描述并且相关结论与飞机总体设计、飞行力学等学科紧密相连的，绝对不是看了当年《兵器》上连载过的那篇“能量机动”的科普文章就能明白的，即使我在学校课堂上学到的也只是冰山一角，真的很佩服那些随便滥用词句的人。

事实上在空战的分析方法上，不论“能量”或者“角度”，本身远不是空战的全部，至多只是目标函数众多变量的某种耦合方式而已，这种耦合后的变量组，可能极大程度的影响目标函数走向的趋势。但受其他边界条件或者变量条件的制约，这种趋势并不是绝对成立，甚至在某些情况下可能有相反的趋势。寻找和发现耦合变量组，并且而量化的分析各种条件下变量影响趋势的手段只有一个，那就是数学。

因此世界上的万事万物实际上归根到底还是数学，数学理解决定了认知水平。
而力学、电学和其他的学科，负责的是将数学分析结果和实际世界的物理景象对应起来。

空战也是这样：
靠感觉和经验积累起来的东西，毕竟只是定性的，并且有很多局限。如果数学根底没到那个层面的话，对空战的理解永远只能停留在感性的层面，绝对达不到更深的理性层次，就算击落再多敌机，也就跟工厂里的老工人一样，纯属熟练工，很难对整个领域的认知水平有所提高。
但是反过来，如果空战的理论研究 没有感觉和经验的积累作为参考和依据，那么理论研究就缺乏验证和方向的引导，很难将数学理论和实际的物理景象对应，结果脱离实际甚至走弯路，空对空的理论同样无法对实际空战行为和飞机设计方向起到有效的指导作用。

正如《石钟山记》所言：
事不目见耳闻，而臆断其有无，可乎？郦元之所见闻，殆与余同，而言之不详；
士大夫终不肯以小舟夜泊绝壁之下，故莫能知；而渔工水师虽知而不能言。此世所以不传也。
而陋者乃以斧斤考击而求之，自以为得其实。余是以记之，盖叹郦元之简，而笑李渤之陋也。

只有理论结合实践，才能成为推动领域进步的真正的王者。因此世界上的空战王牌半个世纪出了成百上千个，但奠基“能量空战”理论的人只有并没有击落什么飞机的博伊德一个。现在依然有很多人正在这套基础理论上做着更多的改进，以适应新时代、新技术背景的要求。

[ 本帖最后由 Heat 于 2009-5-19 22:35 编辑 ]

whoknows_why

　　历史上的空战王牌没几个是数学家的，在瞬息万变的实战中也没时间代入那些函数来算态势。伯伊德的功劳不仅仅在于提出了能量空战的概念，还在于他把这个理论解释到大家都能理解和运用的程度，尽管大家的理解只是在表层上的。

Heat

同意楼上

iceviper

“我知道那么飞是正确的，因为那么飞可以击落对手“

可以达成这一个目的，就足够了....

原来不像现在，现在空战的要领已经被归纳总结的一条一条了，原来是口耳相传的经验和方法。

要说我自己对近距格斗的认识，就和the art of kill里说的一样，观察，预测，机动....飞向未来而不是飞在现在，在态势把握上就领先对手一步

老千说的没错，所有的空间态势，所有的能量态势，都可以化成式子，可以算的出来的。但他们交给飞行员的不会是这些东西，飞行员只需要知道为什么这样飞有用，这样飞的优势和劣势在哪，以及，什么时候怎么飞......

我数学差啊......非常差........

whoknows_why

　　偶还是胡乱飞的菜菜鸟，能抓住average级F16的 pp，已经感觉很过瘾了

iceviper

据说数学好的飞行员会去抽去做领航员...........嘿嘿

数学那么好，领航一定很精准......

老千，来领个航吧，0分0秒准确到达，哈哈

mbzps

对于我等数学经常不及格的从没学过航空相关知识的普通空战爱好者而言，饺子的那句话无疑是最能代表我等心情。对于我等而言，追求目标是那个卖油老头的境界，虽然那也不容易 ~~~至于那些太专业的东西，我们连热闹都没得看

kazemaru

高处不胜寒啊老千。

iceviper

其实老千的心情我可以理解，作为学航空的人，被人说看不懂包线.....无疑是侮辱，如果有人对我说：”你连什么是737的正常程序都不知道。“   我一定会很冒火。

站在不同的高度对同样的事物肯定就有不同的理解。站在数学角度出发和站在表面认识的角度出发，说不到一起的可能性有多大？我认为非常大.....

我不避讳的说我对能量的理解也仅限于运用速度去换指向，懂的从上向下转能比从下向上转来的快，懂得如何去保持自己的能量，301还会用公式去算数据，而我只是记得一些常用数据，随着飞的时间久了这些数据就会成为意识中的一部分，哪个速度下更有优势，哪个速度下应该怎么飞。对于机动的感觉和301一致，知道能干什么，什么时候做

kazemaru

我还是做我的“操作者”吧。

Heat

原帖由 f15e-zsm 于 2008-12-18 14:39 发表
说实话,我对能量的理论也研究不懂,最多只能用一些公式来大概算一下基本的数据,只是知道什么动作什么时候可以起到什么效果,至于我不知道的,也只能通过实践来发现,

我一直觉得像291、301、409等为了研究机炮而专门去学习相关理论的心态很令人欣赏。

尽管我们掌握的数学理论分析手段很有限，所能分析的仅仅是上述所说的目标函数在特定的边界条件下的特定形态。
对空战原理大家都是从表面开始认识的，但是只是按照正确的思路去算去想，在表面上哪怕只往地下多挖了一米，都要比不会挖不会想的人强很多。

举个例子如：
“3/9水平机动中该怎样取胜”这个简单话题，
“水平3/9线稳定转弯”的边界条件就把目标函数 THX  中跟地面坐标系Y轴有关的那些分量以及和时间项有关的偏导全都归零了，留下的只剩
THX=f(X、Z、Vx、Vz、Nf、Wy、t)，R=r(X、Z、Vx、Vz、Nf、Wy、t)
这样的简单的函数形态，因此根据飞机稳定转弯的方程就能加以求解，最后得出“速度快的飞机法向过载大，稳定转弯角速度高，指向裕度和两机角速率差成正比关系，将双击角速率差对时间进行积分后，指向裕度会大到接近180度，符合射击要求”的结论。

实际上真正空战决策体系是个很大的体系学科，耦合了比以上简单例子更为众多的变量，变量和变量之间也是相互制约耦合，每多一个变量都会导致其分析的难度和复杂程度成级数增长，这在全世界都是前沿学科，远不是我们这些人能完全理解和掌握的。就说自己，学了这几年飞机其实也不过才入了个门，最多再能编点程序多算几个有限耦合的过程，不比大家能做到的多。


所以我所推崇的心态一直是：在积累一定模拟空战经验的基础上，设法用已掌握的理论定量计算实践经验的结果，如果耦合参数过多，做不到定量分析变量对目标函数的影响度，也必须根据实践经验，在理论和解耦假设的基础上，找出特定情况下对目标函数起决定性影响特定的独立变量，定性分析其独立影响的趋势。最后将分析的结论继续运用到实战中去检验去校准，争取发现新的影响要素。 这样才会对空战的认识层次有根本的提高。

我始终认为只要有用数学做工具去结合实践问题进行分析的意识，就要比只会看杂志看图和道听途说，还不停的凭感觉JJYY的人强上几个数量级。

[ 本帖最后由 Heat 于 2008-12-18 16:13 编辑 ]

whoknows_why

　　受不了了，隔行如隔山呐，越看越迷糊

hu22sleep

完全看不懂...认真飞行就好!

wleagle

极其反对这句话： "因此世界上的万事万物实际上归根到底还是数学，数学理解决定了认知水平。"  错了错了，绝对错了，世界上的万事万物归根到底绝对是物理。自然界的基本规则不是数学能够ab initio的推导出来的。数学是一种抽象了的规律，抽象得不含一丝属于这个世界特有的信息了，抽象到了哲学层次。所以，它不是一把解决问题的钥匙，它是制作这些钥匙的工具。离题了。。

我觉得空战的能量理论，就是让飞行员心中对能量有个概念。dogfight这是一个高纬度的事件，三维坐标，三维速度，三维加速度，一维时间，还有各种角度....等等。大脑不可能同时精确掌握这个事件。那么常见的做法就是把高维的事件投影到低维的坐标系上，再去控制它。比如，投影到能量。

那么使用了能量这个概念以后有什么好处呢。我个人以为，对于大局观有好处。比如说，你和一架敌机狗斗，两种战术方法都可以把它击毙。从别的角度来看，也许都是很好的方法。但是，或许从能量的角度来看，一种战术你消耗了50%能量，而另一种你只会消耗30%。那么，你选择后一种的话，你还会有足够的能量来对付其他的敌人。

当然了，任何的从高维投影到低维的事件，都会损失大量的信息。所以，一切都从能量出发考虑问题，也不全面。所以，好的飞行员应该对各种指标，这种指导思想都比较熟悉，才能更全面的分析问题。回到主题，能量空战理论，只是一种供参考的空战知道思想之一。

Heat

原帖由 wleagle 于 2008-12-18 16:10 发表
极其反对这句话： "因此世界上的万事万物实际上归根到底还是数学，数学理解决定了认知水平。"  错了错了，绝对错了，世界上的万事万物归根到底绝对是物理。自然界的基本规则不是数学能够ab initio的推导出来的。数学是一种抽象了的规律，抽象得不含一丝属于这个世界特有的信息了，抽象到了哲学层次。所以，它不是一把解决问题的钥匙，它是制作这些钥匙的工具。离题了。。

我觉得空战的能量理论，就是让飞行员心中对能量有个概念。dogfight这是一个高纬度的事件，三维坐标，三维速度，三维加速度，一维时间，还有各种角度....等等。大脑不可能同时精确掌握这个事件。那么常见的做法就是把高维的事件投影到低维的坐标系上，再去控制它。比如，投影到能量。

那么使用了能量这个概念以后有什么好处呢。我个人以为，对于大局观有好处。比如说，你和一架敌机狗斗，两种战术方法都可以把它击毙。从别的角度来看，也许都是很好的方法。但是，或许从能量的角度来看，一种战术你消耗了50%能量，而另一种你只会消耗30%。那么，你选择后一种的话，你还会有足够的能量来对付其他的敌人。

当然了，任何的从高维投影到低维的事件，都会损失大量的信息。所以，一切都从能量出发考虑问题，也不全面。所以，好的飞行员应该对各种指标，这种指导思想都比较熟悉，才能更全面的分析问题。回到主题，能量空战理论，只是一种供参考的空战知道思想之一。

反正我的认识是：物理是把形象的世界描述为抽象的概念的方法，而数学则是分析和解算抽象概念的方法。解算的结果再交还给物理对应到世界
简言之：物理是桥梁，数学是核心算法
从高维到低维实际上就是解耦的过程，分析耦合问题一般都需要先把耦合变量解耦为独立变量，再分析每一个独立变量的单独作用，最后再把它们耦合到一起看综合作用。

二战到越战中提出的“能量”概念只是高度和速度，但其实，现代空战中需要考虑的“能量”的概念已经不仅仅是高度和速度了，如果用高度的量纲来计量能量，现在的“能量”空战理论研究更多的是它们对时间的一阶导（机动性）甚至两阶导（机敏性），因此耦合变量越来越多，解耦分析也越来越困难。单单用二战和越战传统的“能量=速度+高度”的概念来形成空战的意识还是很有欠缺的。

能量的各阶导数对空战决策的影响也可以举相同的例子来说明：
对于击毙对手的两种战术，从能量的角度来看，第一种战术你消耗了50%能量，第二种你只会消耗30%。那么，你选择后一种的话，你还会有足够的能量来对付其他的敌人。


如果第二种接近狭义的“能量战术”令你在5分钟内消耗了30%的能量，最终击落了对手，并且在击落这架敌机后立刻遭遇下一架敌机
而第一种接近狭义的“角度战术”，令你在3分钟内消耗了80%的能量，就击落了对手。比较起第一种战术的假设，我还有2分钟的时间平飞加速到100%的能量，来应付第二架飞机的到来

你认为你会选择哪一种？


所以现带空战的理念已经不再停留在“谁掌握了能量（H），谁就掌握了空战”，而进步到“谁掌握了能量变化率（dH/dt、d2H/dt2），谁就掌握了空战”。

[ 本帖最后由 Heat 于 2008-12-18 17:18 编辑 ]