对于研究“空战行为”心态上的一些看法

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 ]

kazemaru

291说，“编队麻烦，我懒”，我说“学理论麻烦，我懒”。嗯……

SakuAqua

此贴本人不参与讨论。

Heat

原帖由 iceviper 于 2008-12-18 14:47 发表
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

领航靠的是算数。。。。。。
俺是手上没MATLAB连除法都不会做的人

Kael

"观察,决定,攻击,脱离. "                --哈特曼

空战,其实就这么简单

wleagle

原帖由 Heat 于 2008-12-18 16:28 发表

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， ...

你对物理的理解错了，物理不是用来描述，而是用来解释。物质从一个状态到另一个状态。物理的目的是解释为什么要发生转变。而如何转变当然也是物理的范畴，是在解释了以后做出的预测，在做这个任务的时候才需要用到数学。物理规律是客观存在于自然界中的，不是从数学能够推导出来的，这些规律是自然界一切客观现象的基础，才是物理需要寻找的。数学是人创造出来的一种东西，在自然界中不存在，所以它根本谈不上是这个世界的基础，它甚至不是一门自然科学。只是人们定义出来的一些规则，使用这些规则的时候，在描述这个世界的过程中，更加方便。工具，工具而已。它才是一个桥梁，连接各门自然科学和社会科学。

高度，一阶导只是垂直速度，二阶导只是垂直加速度。速度，一阶导只是加速度，二阶导只是加速度的变化率，或者说力的变化率。我觉得你过于把飞行过程唯相化了，脱离了它的物理本质。现在的战机和二战的战机没有本质的区别，使用的一样的物理原理，无非就是多了一种导弹攻击。能量，仍然可以看为速度和高度。也就是你所说的空间坐标的一阶导(根本就不代表机动性)和0阶导。二阶导则是加速度，和作用力大小成正比(不知道你怎么跟机敏性挂上钩?)。

至于说能量不是唯一决定因素，我很赞同，前面也阐明了。对“谁掌握了能量（H），谁就掌握了空战”这句话，理解不要太狭隘。能量的变化率，本身也是能量的一个属性，掌握能量的含义，也包含了掌握它的变化率。

superpilot81

用数学方法分析空战，不是飞行员的任务

Kael

飞行员的任务是,保全自己,击败敌人.

CFSO2615

其实现在导航都用不了什么数学了,象在国内空域飞的话,基本上有个高空图,在航线上就是一串串的VORDME,用707都好飞,咱就最多用计算器大概按按下高点.........
当然,那些用NDB导航还带修风偏的上古飞机的导航就比较BT了.........
至于有FMS管理的IRS导航......真的是叫傻瓜级别了- -..........

个人感觉用数学能更直观快速的告诉你该怎么做,之后需要的是大量练习,从数学层面的认识转化到实际操纵.比如咱在练Kaitak13落地的时候一开始没弄到航图去弄结果总弄不好....研究了航图之后再去就好多了,当然最后还要经过大量的练习才能达到落得很舒服的感觉~~~

Mutha

明明是个培训熟练工的问题……居然能扯到物理数学谁是根本……唉~
计算只能比较飞机狗斗性能好坏，不能推断空战胜负。

Heat

原帖由 Mutha 于 2008-12-18 21:36 发表
明明是个培训熟练工的问题……居然能扯到物理数学谁是根本……唉~
计算只能比较飞机狗斗性能好坏，不能推断空战胜负。

其实这个和飞机设计多学科优化的基本思路也很像。。。。。

根据这个理论设计专家系统的话（只要足够牛逼），就可以帮助取得空战的胜利


现在各国研究中的空战决策专家系统也是用的类似的思路
一个决策周期delta T通常要做的事情包括：

1 在T1时刻先比对本机和敌机的各种飞行参数和态势参数

2 在1的基础上，根据一定法则预拟和计算几条基本路线，几套基本动作  （法则可以来自于经验原则或是随机原则，法则越多，预拟的路线和动作越多，步骤3的计算量也会越大。用已被验证过的经验法则可大大减小步骤3的计算量。另外经验法则可以是一个模糊判断，优化的过程留给步骤3）

3 立足自身性能，按照“使动作执行后未来的一段时间内，本机目标函数f（THX)  r(R)的最大化的原则来比对、选择、校准步骤2预拟的各套机动方案和路线的细节  （这一步需要很大很大的计算量）”，最后筛选剩一条最优动作路线。

4 执行被选择和处理过的动作路线

T2=T1+deltaT时刻，重复以上决策周期

这也是AI作决策的基本思路，当然LOCKON里AI系统运算能力有限，既没有用到多复杂的算法，预算的时间也很短，路线也没有被足够优化，但也足以能欺负新鸟。
最著名的专家系统就是战胜国际象棋大师的“深蓝”，基本思路和逻辑也是 预测-优化。

空战当然比下象棋复杂的多，因此其算法和数学分析手段肯定要远远强过“深蓝”，为了确保实时性，对计算机硬件要求也会十分巨大。

[ 本帖最后由 Heat 于 2008-12-18 22:28 编辑 ]

Heat

原帖由 wleagle 于 2008-12-18 19:44 发表


你对物理的理解错了，物理不是用来描述，而是用来解释。物质从一个状态到另一个状态。物理的目的是解释为什么要发生转变。而如何转变当然也是物理的范畴，是在解释了以后做出的预测，在做这个任务的时候才需要用 ...

物理和数学就不讨论了，这个东西再讨论下去就是文字游戏了，没结果也没意义。

另外您有所不知，“飞行力学”中对“能量”、“机动性”、“机敏性”是广义上的定义，对狭义的物理概念有所引申，不是完全按照狭义的物理概念去定义的。

在能量的采用的计量量纲可以是换算到“高度”相同的量纲，但不等同于“高度”的概念。具体的表达式是H=h0+1/(2g)V^2，称法是-----能量高度H
能量对时间的一阶导（dH/dt）也是广义的，具体的表达是：单位时间内能量的转化率。这个在飞行力学概念就是飞机的“能量机动性”

能量对时间的两阶导d2H/dt2（“能量机动性”对时间的一阶导）也是广义定义的：此导数可以理解为机动性对时间的变化率，也就是——机敏性
机敏性的表达可以理解为：飞机从一种机动状态改变和过渡到另一种机动状态，经历过程的快慢
（书不在手上，因此书本上的官方定义暂时找不到）

总之，能量、机动性、机敏性有许许多多的指标，各自的量纲也五花八门，但在广义的概念上，可以用时间的导数阶次将他们加以区分。

举个较为符合狭义物理概念的例子：
能量指标：能量高度H (m)
能量机动性指标：单位剩余功率（m/s）
机敏性指标：功率增加参数（m/s^2）   注释------“以最小功率/最大阻力状态转换到最大功率/最小阻力状态时，单位剩余功率的增量除以转换所需时间所得的参数”


现代战机和二战战机的本质区别是武器射击包线被大大拓展，因此导致了战术战法和理念的巨大变化。飞行力学虽然没变，但是目标涵数中的某些边界约束条件的值变了。

举个最简单的例子，二战的能量（H）高的P40可以从高空迎面俯冲下来攻击机动性（dH/dt）较好的Zero，Zero以优秀的转弯能力迅速转弯绕到FW190的背后，占据六点位置。但是无奈P40的速度较高，瞬间跑出去1000米，脱离了zero机炮攻机的射程，虽然zero在“指向裕度”这一目标函数上比P40大了整整180度，但是其目标函数“距离”R却超出了武器射击包线（R>Rmax）,因此ZERO的反击失败。但是如果ZERO有一颗AIM9，那么在P40 6点的ZERO虽然速度远不及加速逃跑的P40，但是由于导弹这种武器的高射程特性，使ZERO的目标函数中的约束值Rmax大为拓展，Rmax大大的提高而使R<Rmax，满足约束条件，因此ZERO的反击获胜。
携带导弹后时，高H的飞机将不再决定空战的胜负。这个Rmax特性的变化将对传统的能量空战理论提出修改。

另一种解释方法是此时决定空战胜负的是载机-武器的系统总能量（H）。但此引来的一个新问题是，系统H的变化特性和传统的系统H大不相像，传统的系统H只能连续变化，而现代空战中系统总能量H是可能间断的、阶越变化的。这个特性的变化也将对传统的能量空战理论提出修改。

[ 本帖最后由 Heat 于 2008-12-18 23:37 编辑 ]

iceviper

能量变化的速率，决定胜负

这句话是214还是204说的来着？

Heat

原帖由 iceviper 于 2008-12-18 23:37 发表
能量变化的速率，决定胜负

这句话是214还是204说的来着？

我们飞行力学系主任也是这么说的，英雄所见略同

dmh_27

物理是耶稣基督，数学是释迦牟尼
怎么说就慢慢琢磨吧
反正我是被积分折磨的要死的人，更遑论数学分析等玩意了