無人機對有人駕駛航空器的安全威脅研究

胡宇晗

北京市延慶區第一中學

無人機對有人駕駛航空器的安全威脅研究

胡宇晗

北京市延慶區第一中學

近幾年來，人們對于無人機的熱衷程度越來越高，無人機也以其強大而便攜的功能受到多個行業的青睞。城市中也出現了很多大大小小的無人機，對其進行科學有效的管理是一個值得思考的問題。本文通過對無人機的發展與應用以及無人機運行問題處理方案的分析，對無人機對有人駕駛航空器的安全威脅進行了探究，力求為現代無人機的發展和合理管控提出一點思路。

無人機；航空器；安全威脅

1 無人機的發展

無人駕駛飛行器（UAV），通常被稱為無人駕駛飛機,是沒有人類飛行員的飛機。UAV的飛行可以以不同程度進行自主性操作,由人類操作者遠程控制或者由機載計算機實時地或間歇地自主地操作。與有人駕駛飛機相比，無人機通常優先于用來做對于人類來說太復雜或危險的任務。它們主要用于軍事應用，目前它們的用途正在商業、科學、娛樂、農業和其他應用中擴大，例如警務和監視、產品交付、航空攝影、農業等。民用無人機現在遠遠超過軍用無人機，估計到2017年銷售數量將超過一百萬。

2 無人機的運行與管理問題

沒有任何無人機使用經驗（航模使用經驗）的普通大眾都可以買來小型無人機就飛，沒有培訓，沒有法規管理，更沒有航空安全意識。所以就可能出現“無人機掛煙花對射”、“無人機在機場附近飛行”等等極端情況出現?？罩袩o人機可以以多種方式威脅空域安全，包括意外碰撞或其他飛機的其他干擾，故意攻擊或分散駕駛員、飛行控制員注意力。惡意使用無人機可能裝載危險有效載荷，并墜毀到易受攻擊的目標。有效載荷可包括爆炸物，化學，放射性或生物危害。具有通常非致命有效載荷的無人機可能被黑客攻擊并被用于惡意目的。小型多旋翼飛行器大規模擴張使用，在毫無察覺的情況下，有可能使各種重要國防設施等需要保密的地面情況敞露無遺。行業管理不到位，無人機制造缺乏統一的行業標準，產品質量參差不齊，產品的性能與適航性無法保證；按照現行民航法，民航、公安、海關、工商、體育、軍隊等多個部門對無人機建立聯合監管處罰機制，管理主體不明，處理“黑飛”事件效率不高；管理無人機的相關法律法規不完善，法律效力不足。

3 無人機對航空器的安全威脅

可能與飛機相撞，隨著隔離運行方式漸漸難以滿足無人機日益增長的應用需求，將來會有更多無人機飛進融合空域，與有人駕駛飛機、鳥類等空中飛行物的碰撞問題日益凸顯。若無人機被民航的發動機吸入，將造成不堪想象的后果。無人機的大量出現一定程度上擾亂了空中飛行狀況，尤其是不遵守監管規定、超越規定空域飛行的無人機，給客機飛行安全造成了極大威脅。無人和有人駕駛飛機之間的相撞一直是大家擔心的問題。而此現象在去年也變得十分頻繁。外來物高速進入發動機后會破壞或彎曲其內部高速旋轉的葉片，從而損壞發動機，甚至會造成發動機停車，導致飛機緊急迫降。如果外來物是無人機，需要擔心的問題是無人機的塑料零部件和鋰電池可能會破壞發動機的旋轉零件。而通過無人機撞擊試驗就可以確認發動機是否能吸收這樣的撞擊，避免嚴重的后果。

4 解決方案分析

無人機的管理要求是，嚴格用于愛好或娛樂用途，按照以社區為基礎的一套安全準則和全國性的社區組織運作，限制在不超過25Kg，不干擾任何載人飛機，只有在通知空中交通管制后才允許出現在機場5公里范圍內。2016年6月21日，聯邦航空管理局公布了小型無人機系統（sUAS）的商業運行規則，包括有效載荷在0.55至55磅（約250克至25千克）之間。商業運行僅限于晴天，速度在100公里∕小時以下，僅限于G類空域，不得飛越人員或從行駛的車輛運行。為防止損傷人員，不允許在特殊照明或用于農業、鐵路軌道檢查的非視線操作的夜間飛行。我國的《民用無人駕駛航空器系統駕駛員管理暫行規定》，重量小于等于7千克的微型無人機，飛行范圍在目視距離半徑500米內、相對高度低于120米范圍內，不需要證照。在民用領域，無人機的適航性和認證標準的缺乏導致項目控制性差以及在尺寸、重量、飛行特性和有效載荷方面有不同的飛行器標準，需要確定統一的項目標準，包括主要的無人機特性。特別地，要登記最小起飛重量，其能夠確保遵守當前正在開發的適航設計要求（ADR）所要求的安全水平。為此，相關管理部門審查了任務特性和目前在適航設計要求中可用的安全要求，并且還考慮了用于軍事領域的無人機的安全特性和可靠性。對車載系統的特性調整以滿足適航設計要求所需的相對冗余度進行評估?？紤]到系統的有效載荷和其他無人機組件（發動機、結構等）的重量，可以獲得起飛重量以及安全無人機的幾何尺寸的合理估計。

5 總結與展望

通過相關開發部門和技術人員的共同努力,無人機技術的可靠性將會有著長足的發展,我國的智能化建設安全性將會得到更加切實的保障。無人機的快遞運輸速度非?？?，效率高，但是也有一定的危險性。無人機用于航空拍攝具有其得天獨厚的優勢，有高度，有視野，清晰度很高。無人機航空拍攝并不受天氣因素的干擾，因為在云層之上。無人機的偵查技術在最近幾年發展較快，在軍事偵查中有著極為廣泛的應用，無人機具有速度快、精確度高、保密性強、隱身性好的特點，決定了其在偵查監控領域有著較為出色的表現。越來越多地使用無人機平臺在軍事行動中，作為聯合行動的平臺。在無人機使用的增長強度的條件下，最重要的問題之一是提高其技術和性能的有效性。無人機對于有人駕駛航空器的危險性也應當被予以關注與分析。無人機技術的也是我國工業發展的關鍵步驟,在智能化產業高速發展的這幾年,我國的無人機技術系統將憑借更加高效的自動化管理,得到科學合理高速的發展。

[1]王瑾.預警直升機要∕不要的理由[J].兵器知識，2011.06

[2]陳坤.無人直升機的共軸技術[J].兵器知識，2011.09

[3]陳銘.北航之星——FH—1小型無人直升機[J].國際航空，2010.01

[4]中國航空學會第27屆全國直升機年會在南京舉行[J].航空學報，2011.06

[5]新京.揭秘國內最大無人直升機[J].今日科苑，2011.12

胡宇晗（1998-），漢，北京人，北京市延慶區第一中學，學歷：高中，研究方向：航空器。