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民航科普:客機與無人機 什么仇什么怨?
來源:雷鋒網2016-06-14 09:45:00

圖:反無人機系統

  無人機又闖禍了。

  上周六,波蘭華沙國際機場發生無人機干擾民航客機降落事件,造成機場停止降落長達半小時。而就在同一天,迪拜國際機場也因無人機活動的干擾,被迫關閉空域、停止飛機起降長達69分鐘。

  最近關于無人機干擾機場正常運作的消息越來越頻繁,就在上個月底,在成都機場也發生類似案例,最終造成跑道關閉80分鐘。而再往前,此類案例不勝枚舉。據巴德學院此前公布的一組檢測數據顯示,自2013年12月17日至2015年9月12日期間無人機和遙控飛機與民航客機共發生了327起危險接近事件,其中28次導致航班為了避免與無人機相撞而改變航線。

  民航客機為什么那么怕無人機?

  首先,主要是信號干擾問題。

  在我們乘機的時候,乘務員都會在起飛前通知所有乘客必須關閉手機、電腦等電子設備。這是因為,飛機上的飛行控制系統、自動導航系統、自動驅動系統、起落裝置以及通訊設備,都會受到無線信號的干擾。無人機和手機一樣,都是通過無線信號進行數據傳輸。

  關鍵在于飛機起飛和降落階段,對于自動導航的要求比較高,要給自動導航的模式很好的電磁環境,這個時候通訊鏈路如果受到干擾,會影響自動導航模式。而在這個時候,由于高度較低,飛機可以接收到從地面反彈射向天空的基站信號。

  “你想一下,如果你用某個通訊設備,而剛好機場的塔臺在對飛機發出指揮入機場的命令,通訊鏈路受到干擾,飛機直接撞到塔臺,是多嚴重的后果。但是這種情況幾乎不會出現,因為機場的通訊比較特別,通訊的頻道也受到保護,所以我們能在機場附近打電話等等。但是一旦上天,那就要盡量杜絕任何一點意外情況。而無人機的飛行和通訊控制,與機場系統有某些相近的地方,所以,更要禁止無人機飛進機場。”一個業內人向雷鋒網說道。

  飛機上使用手機的規定最早出現在1991年,由美國聯邦通訊委員會(FCC)作出。此后也一直飽受各種質疑,比如包括美國波音公司、探索頻道等在內的很多機構在做了大量相關實驗后,始終沒有找到證據證明手機能夠對地空通信產生任何值得一提的影響。但為了乘客的安全,FCC一直維持了此項規定。當然,在之后的多次安全事故中,不少被認為由手機引起,其中被評為波音十大慘烈事故的奧地利“5?26空難”,有人猜測原因在于手機干擾造成發動機在空中打開了反推。

  如今無人機數量快速增長,不少航空公司也開始反擊了,例如空中客車的防御和空間部門開發出了反無人機系統,利用紅外線相機、雷達和傳感器去識別和跟蹤10公里外的無人機。如果前方飛來的無人機被認為可疑,系統將使用電子信號干擾無人機的通信。

  其次,是碰撞問題。

  航空業有個專門的術語叫鳥擊,就是飛鳥撞飛機的意思。雖然飛鳥的體形小、質量輕,但飛機的高速運動使得鳥擊的破壞力達到驚人的程度,在撞擊過程中產生的高能量被飛機吸收后對飛機會造成嚴重的破壞。

  據統計,在世界各地發生的機毀人亡事故中,有20%是飛鳥撞擊飛機而造成的,飛鳥對飛機的安全造成了巨大的威脅。鳥撞飛機的防治被列為世界級難題,國際航空聯合會甚至把鳥害升級為A類航空災難。

  而飛行的無人機,就相當于那只小鳥,一旦撞機,將可能造成毀滅性的傷害。

  安全距離在哪里?

  為了杜絕無人機帶來的嚴重安全風險,各國紛紛出臺相關規定,將機場設為禁飛區域,也就是電子圍欄。FAA當前的規定是,限制無人機操作者在機場附近5英里(約8.05公里),距地面400英尺(約合122米)以上飛行無人機。而在上周六的事故發生地點波蘭以及迪拜,對無人機的飛行限制分別在民航機場20公里半徑和5公里半徑。

  可以看出,不同國家對于無人機飛行的限制范圍并不相同,在國內,也有相關規定,不過并沒有正規的政策出臺,更多的是由無人機廠商自行設置,比如大疆通常是在距離機場10公里的時候會提醒,5公里時自動返航。那么,無人機與飛機之間,有沒有一個安全距離存在?一旦跨過這個安全距離,就會造成嚴重的損害。

  某無人機助手中機場附近的禁飛區

  

圖:某無人機助手中機場附近的禁飛區

  上述業內人士表示,無人機對飛機造成干擾,主要和功率、頻段、調制方式等等都有關系,比如寶安國際機場,靠海,如果美國突然整了艘伯克利驅逐艦裝了通訊干擾的軍用設備,一放到機場的海邊,開啟超大功率的塔臺通訊鏈路干擾,要是沒及時發現并處理,整個機場得癱瘓,甚至周圍10公里的范圍通訊都會受到影響。飛機無法降落,無法起飛。這種軍用級的和小小的航拍無人機的干擾,就不是一個級別了,距離、破壞性都沒法比。

  “實際上機場所有的通訊頻段基本都是固定的,或者規定的被限制保護的頻段范圍,而無人機飛的通訊頻段也基本是2.4G或者900M、5.8G,為什么禁止無人機在機場飛,就是怕通訊發生干擾,但這是一個概率性的事件。

  而且,一般發生干擾,其實無人機比較慘,因為飛機有各種保護機制甚至取消通信人為操控,而無人機一旦失控,跑到別的地方去,那就基本完蛋。除非無人機失控之后導航系統不出問題,能自己回來,不然就飛跑,降落在你不知道的地方,或者飛沒電了自己掉下來,炸機。

  所以除非無人機直接和飛機發生碰撞,因此,在距離上,只會做安全距離的限制。如果要嚴格定義某個距離會發生破壞,那就是0米。”

  其實,機場附近也并非完全不能飛行無人機,例如FAA的規定是,如果操作者在飛行前聯系機場和塔臺,那么無人機飛行也可以被允許。在國內,民航空管局在2009年頒布的《民用無人機空中交通管理辦法》中,同樣有此規定。不過,一般來自民用無人機的申請是很難通過,更多的是像勘查機場情況這種特殊需求的政府無人機。

責任編輯:史影
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