警用無(wú)人機(jī)低溫應(yīng)對(duì)措施

張旭毅 侯澤宇 楊旭鶴

摘 要：無(wú)人機(jī)作為一種新型的警用裝備，在公安機(jī)關(guān)各個(gè)部門開(kāi)始配備。與以往的警用載人直升機(jī)相比具有起降簡(jiǎn)單、部署靈活、使用成本低、危險(xiǎn)小等優(yōu)勢(shì)；但是警用無(wú)人機(jī)作為由電池提供動(dòng)力的設(shè)備在低溫環(huán)境中開(kāi)展警務(wù)工作時(shí)發(fā)現(xiàn)了許多問(wèn)題。本文針對(duì)低溫環(huán)境中無(wú)人機(jī)可能發(fā)生的故障，結(jié)合使用中的應(yīng)對(duì)的技巧得出應(yīng)對(duì)措施。

關(guān)鍵詞：警用無(wú)人機(jī)；低溫環(huán)境；警務(wù)工作；應(yīng)對(duì)措施

中圖分類號(hào)：P315.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）17-0000-00

無(wú)人機(jī)作為一款新型的警用裝備，能夠擺脫人類的生理局限，克服復(fù)雜地形對(duì)警務(wù)工作的干擾，出色得完成多項(xiàng)警務(wù)工作；但是在室外的警務(wù)工作中，嚴(yán)峻的環(huán)境氣候特別是低溫對(duì)無(wú)人機(jī)的正常工作中提出了不小的挑戰(zhàn)。

目前國(guó)內(nèi)的警用無(wú)人機(jī)大多數(shù)都以鋰電池作為動(dòng)力，當(dāng)無(wú)人機(jī)電池暴露于低溫環(huán)境下（15攝氏度以下）時(shí)，電池內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)活性降低、電池內(nèi)阻增大，進(jìn)而導(dǎo)致電池放電能力降低，無(wú)人機(jī)續(xù)航能力下降。而且警用無(wú)人機(jī)一般均采購(gòu)自重較大的飛行器，為了提供充足的動(dòng)力其本身就需要更大的電流輸出。此外無(wú)人機(jī)在一線開(kāi)展警務(wù)工作時(shí)的工作環(huán)境較為復(fù)雜，不僅存在著威脅飛行安全的障礙物（如廣告牌、燈箱、建筑物外墻的附著物等），而且因?yàn)樾枰[蔽或者保密的工作需要警用無(wú)人機(jī)在飛行時(shí)往往會(huì)持續(xù)進(jìn)行大機(jī)動(dòng)飛行（例如滿油門爬升和下降或者開(kāi)啟運(yùn)動(dòng)模式），需要電池持續(xù)大電流放電以提供足夠的動(dòng)力來(lái)維持航行，研究低溫環(huán)境下警用無(wú)人機(jī)使用具有一定的意義。

1 低溫對(duì)電池的影響與應(yīng)對(duì)措施

我國(guó)幅員遼闊在一些高海拔地區(qū)，執(zhí)法環(huán)境惡劣，人力難以完成警務(wù)工作，更需要警用無(wú)人機(jī)提供支持。警用無(wú)人機(jī)需要更高的電機(jī)轉(zhuǎn)速以提供更強(qiáng)勁的動(dòng)力來(lái)保障工作的順利進(jìn)行，電池輸出電流會(huì)進(jìn)一步增大，但是在高海拔的環(huán)境條件下，空氣稀薄，溫度氣壓較低，螺旋槳無(wú)法提供足夠的升力，警用無(wú)人機(jī)的續(xù)航能力隨之減少。在飛行時(shí)，如果操作員沒(méi)有注意到電池的續(xù)航時(shí)間問(wèn)題，則很容易出現(xiàn)無(wú)人機(jī)電量不足難以返航的情況，可能會(huì)對(duì)無(wú)人機(jī)造成損壞。低溫還會(huì)導(dǎo)致電池電壓不穩(wěn)定，在執(zhí)行飛行任務(wù)時(shí)電池電壓會(huì)大幅度下降（單電芯電壓過(guò)低），此時(shí)如果繼續(xù)執(zhí)行飛行任務(wù)可能會(huì)存在以下風(fēng)險(xiǎn)： （1）警用無(wú)人機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)最大推力不足以維持飛行；（2）無(wú)人機(jī)使用的智能電池的自我保護(hù)程序在檢查到電池電壓過(guò)低時(shí)，會(huì)自動(dòng)關(guān)機(jī)以避免電池出現(xiàn)過(guò)放現(xiàn)象。這樣不僅無(wú)法順利起飛執(zhí)行飛行任務(wù)，嚴(yán)重時(shí)還有可能會(huì)發(fā)生墜機(jī)事故，威脅人民群眾生命與財(cái)產(chǎn)安全。

針對(duì)上文提到的問(wèn)題，在低溫環(huán)境下無(wú)人機(jī)續(xù)航時(shí)間會(huì)大大縮短，而且其電池容易出現(xiàn)過(guò)放等情況。嚴(yán)重地縮短了電池的使用壽命并威脅飛行安全。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，警用無(wú)人機(jī)的操縱員可以在飛控軟件中將低電量報(bào)警值設(shè)為40%―50%，在收到低電量報(bào)警時(shí)及時(shí)降落，這樣可以有效的避免無(wú)人機(jī)電池過(guò)度放電。另外，針對(duì)氣溫過(guò)低會(huì)導(dǎo)致電池溫度過(guò)低無(wú)法起飛的問(wèn)題，我們可以在執(zhí)行飛行任務(wù)前將電池放置于較為溫暖的環(huán)境如室內(nèi)、車內(nèi)、保溫箱內(nèi)等，當(dāng)任務(wù)需要時(shí)快速將電池取出并安裝，起飛執(zhí)行任務(wù)。當(dāng)然應(yīng)該預(yù)見(jiàn)到無(wú)人機(jī)上升的高度與溫度下降的關(guān)系，如果工作環(huán)境較為苛刻沒(méi)有上述的條件的話，無(wú)人機(jī)操縱員可以使用無(wú)人機(jī)電池保溫貼紙或者是電池預(yù)熱器對(duì)無(wú)人機(jī)的電池進(jìn)行預(yù)熱，保持電池溫度在理想工作溫度范圍以內(nèi)，確保電池工作狀態(tài)正常。如果以上所述條件都不具備，我們還可以使用體溫預(yù)熱法對(duì)警用無(wú)人機(jī)的電池進(jìn)行預(yù)熱以保持電池的活性。在此需要注意的是警用無(wú)人機(jī)電池的理想工作溫度為20攝氏度至40攝氏度之間，在緊急情況下需確保電池溫度達(dá)到15攝氏度以上才能正常使用。如果經(jīng)過(guò)預(yù)熱電池溫度已經(jīng)達(dá)到起飛條件，操縱員應(yīng)立即操縱無(wú)人機(jī)起飛，切忌將無(wú)人機(jī)靜置，否則電池溫度受環(huán)境溫度的影響會(huì)迅速回落，導(dǎo)致前期的電池預(yù)熱工作前功盡棄。因?yàn)榈蜏丨h(huán)境下電池續(xù)航時(shí)間較理想溫度下有所減少，而無(wú)人機(jī)在執(zhí)行飛行任務(wù)時(shí)可能會(huì)遇到突發(fā)情況，出于安全考慮，也為了盡可能得發(fā)揮警用無(wú)人機(jī)在公安工作中的作用，無(wú)人機(jī)操縱員應(yīng)確保無(wú)人機(jī)起飛時(shí)電池為滿電狀態(tài)。如果北方的冬天溫度較低，達(dá)不到起飛條件則不能強(qiáng)行起飛無(wú)人機(jī)。

2 低溫對(duì)操作者的影響與應(yīng)對(duì)措施

低溫環(huán)境下飛行，不僅對(duì)警用無(wú)人機(jī)提出巨大的挑戰(zhàn)，對(duì)無(wú)人機(jī)的操作員也是個(gè)了難題。為了確保飛行安全，無(wú)人機(jī)操作員一般都會(huì)選擇在室外對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行操作，但是凍得僵硬的雙手無(wú)法對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行順暢的操作，不僅難以對(duì)鏡頭參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，還會(huì)干擾對(duì)云臺(tái)的操作，影響整個(gè)飛行任務(wù)的順利完成。但如果無(wú)人機(jī)操作員在操縱無(wú)人機(jī)時(shí)配戴手套的話又會(huì)對(duì)操作手感產(chǎn)生影響，而且低溫環(huán)境下佩戴手套在顯示屏頁(yè)面進(jìn)行操作經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)觸摸失靈的情況，影響警務(wù)工作的順利開(kāi)展。

無(wú)人機(jī)操作十分精細(xì)，戴著手套時(shí)無(wú)法靈活操縱搖桿，而脫去手套時(shí)雙手又很容易在寒風(fēng)中凍僵，為了解決低溫對(duì)操作者手感的影響我們可以自己制作一個(gè)保溫袋，在飛行時(shí)將雙手和遙控器以及顯示器都放入袋中，通過(guò)預(yù)留的觀察窗進(jìn)行觀察，這樣既能保持遙控器和手機(jī)溫度，又能保護(hù)雙手不會(huì)被凍僵影響操縱無(wú)人機(jī)，降低低溫給操作者帶來(lái)的影響。

3 低溫對(duì)飛控系統(tǒng)的影響與應(yīng)對(duì)措施

低溫環(huán)境下，無(wú)人機(jī)的飛行控制系統(tǒng)受溫度的影響，工作狀態(tài)不穩(wěn)定，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)毫無(wú)征兆的墜機(jī)情況。最常見(jiàn)的是遙控器的電位器（遙控器操縱桿里面檢測(cè)位移的裝置）出現(xiàn)問(wèn)題，其會(huì)隨著溫度的變化熱脹冷縮，可能導(dǎo)致接觸不良，致使飛機(jī)失控。因此，在低溫條件下操作無(wú)人機(jī)，不僅要注意對(duì)電池的保溫工作，還要留意保持無(wú)人機(jī)及其配套的飛控系統(tǒng)的溫度。

低溫環(huán)境下盡量將無(wú)人機(jī)以及操控系統(tǒng)放置于溫暖、干燥的存放空間，避免低溫導(dǎo)致無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)出現(xiàn)故障，而目前國(guó)內(nèi)警方采購(gòu)的警用無(wú)人機(jī)中多數(shù)型號(hào)不具備防濕和防水功能，無(wú)人機(jī)在執(zhí)行飛行任務(wù)時(shí)電池和螺旋槳會(huì)產(chǎn)生熱量，低溫環(huán)境中冷空氣遇熱冷凝成水附著于無(wú)人機(jī)機(jī)身，因此，在警用無(wú)人機(jī)執(zhí)行完飛行任務(wù)之后應(yīng)用干燥柔軟的潔凈軟布對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行仔細(xì)擦拭，防止機(jī)器因?yàn)樗倪M(jìn)入對(duì)電路造成腐蝕。

4 低溫對(duì)機(jī)體強(qiáng)度的影響與應(yīng)對(duì)措施

為了減輕飛行重量，增加冗余升力，目前我國(guó)警方裝備的警用無(wú)人機(jī)大多數(shù)都以工程塑料作為機(jī)身材料。在低溫環(huán)境下，工程塑料質(zhì)地會(huì)變脆，機(jī)體強(qiáng)度會(huì)降低，日常的搬運(yùn)或者保養(yǎng)過(guò)程中可能會(huì)在機(jī)身上形成暗傷（如：螺旋槳出現(xiàn)裂痕），另外使用無(wú)人機(jī)進(jìn)行警務(wù)工作時(shí)，在有些情況下因?yàn)橥瓿扇蝿?wù)的需要無(wú)人機(jī)要進(jìn)行大機(jī)動(dòng)飛行，這些不被人注意的暗傷有可能會(huì)對(duì)無(wú)人機(jī)造成更大的損壞。

在低溫環(huán)境下工程塑料強(qiáng)度會(huì)下降，因此警方的無(wú)人機(jī)操作人員在操縱無(wú)人機(jī)執(zhí)行飛行任務(wù)時(shí)要盡可能的避免大機(jī)動(dòng)飛行，完成飛行任務(wù)后操縱無(wú)人機(jī)降落時(shí)要注意操桿要穩(wěn)定，盡量使無(wú)人機(jī)勻速緩慢降落，減輕對(duì)機(jī)身的沖擊力。如果降落失敗應(yīng)立即加大油門復(fù)飛，切忌強(qiáng)行著陸，致使無(wú)人機(jī)在地面發(fā)生彈跳，增加云臺(tái)負(fù)擔(dān)。

5 低溫環(huán)境下警用無(wú)人機(jī)還需要注意的問(wèn)題

一線執(zhí)法環(huán)境較為艱苦，警用無(wú)人機(jī)在執(zhí)行飛行任務(wù)時(shí)可能會(huì)遇到雨雪天氣，在起飛前應(yīng)當(dāng)清理出足夠的場(chǎng)地，以免無(wú)人機(jī)下洗氣流掀起的揚(yáng)塵和雪花附著在下視系統(tǒng)和相機(jī)表面。在飛行任務(wù)結(jié)束后需立即對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行除濕處理，防止在低溫環(huán)境下水分結(jié)冰，對(duì)于附著在機(jī)身表面和螺旋槳上面的水分，我們可以用干燥的軟布吸干附著的水分，而對(duì)于機(jī)身內(nèi)部的水分則可以用干燥的棉球進(jìn)行除濕處理，防止水分對(duì)警用無(wú)人機(jī)內(nèi)部電路造成腐蝕。

在執(zhí)行警務(wù)工作期間，出于任務(wù)的需要，警用無(wú)人機(jī)可能會(huì)最大限度的滯留在空中以完成飛行任務(wù)，這就會(huì)導(dǎo)致電池電壓過(guò)低。在嚴(yán)重低電壓情況下，飛機(jī)會(huì)出現(xiàn)迫降，此時(shí)如果將油門桿保持中位，飛行器是無(wú)法懸停的。遇到此類情況，一定要保持鎮(zhèn)靜，下降過(guò)程中，飛行器仍處在可控狀態(tài)，可以通過(guò)向上推油門桿使飛行器保持懸停或緩慢上升，通過(guò)操作方向桿控制飛行方向，將飛機(jī)控制到安全地帶后降落。

低溫環(huán)境對(duì)警用無(wú)人機(jī)順利開(kāi)展警務(wù)工作提出了艱巨的考驗(yàn)，惡劣環(huán)境下的使用對(duì)警用無(wú)人機(jī)的操縱者提出了更高的要求，這就需要無(wú)人機(jī)操縱者在一線的警務(wù)工作中時(shí)刻注意對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行保養(yǎng)，確保警用無(wú)人機(jī)處于良好的工作狀態(tài)。并在操作時(shí)盡量避免大機(jī)動(dòng)飛行，只有這樣才能確保無(wú)人機(jī)警務(wù)工作的順利完成。

收稿日期：2018-06-12

基金項(xiàng)目：本文由河南警察學(xué)院院立項(xiàng)目（HNJY-2017-04）探討無(wú)人機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)勘查中的應(yīng)用支持。

作者簡(jiǎn)介：張旭毅（1984—），男，漢，河南洛陽(yáng)人，碩士研究生，講師，研究方向：聲像資料檢驗(yàn)；侯澤宇（1997—），男，漢，河南長(zhǎng)垣人，本科在讀，研究方向：刑事科學(xué)技術(shù)；楊旭鶴（1997—），女，漢，河南洛陽(yáng)人，本科在讀，研究方向：刑事科學(xué)技術(shù)。