无人机对有人驾驶航空器的安全威胁研究

胡宇晗

北京市延庆区第一中学

无人机对有人驾驶航空器的安全威胁研究

胡宇晗

北京市延庆区第一中学

近几年来，人们对于无人机的热衷程度越来越高，无人机也以其强大而便携的功能受到多个行业的青睐。城市中也出现了很多大大小小的无人机，对其进行科学有效的管理是一个值得思考的问题。本文通过对无人机的发展与应用以及无人机运行问题处理方案的分析，对无人机对有人驾驶航空器的安全威胁进行了探究，力求为现代无人机的发展和合理管控提出一点思路。

无人机；航空器；安全威胁

1 无人机的发展

无人驾驶飞行器（UAV），通常被称为无人驾驶飞机,是没有人类飞行员的飞机。UAV的飞行可以以不同程度进行自主性操作,由人类操作者远程控制或者由机载计算机实时地或间歇地自主地操作。与有人驾驶飞机相比，无人机通常优先于用来做对于人类来说太复杂或危险的任务。它们主要用于军事应用，目前它们的用途正在商业、科学、娱乐、农业和其他应用中扩大，例如警务和监视、产品交付、航空摄影、农业等。民用无人机现在远远超过军用无人机，估计到2017年销售数量将超过一百万。

2 无人机的运行与管理问题

没有任何无人机使用经验（航模使用经验）的普通大众都可以买来小型无人机就飞，没有培训，没有法规管理，更没有航空安全意识。所以就可能出现“无人机挂烟花对射”、“无人机在机场附近飞行”等等极端情况出现。空中无人机可以以多种方式威胁空域安全，包括意外碰撞或其他飞机的其他干扰，故意攻击或分散驾驶员、飞行控制员注意力。恶意使用无人机可能装载危险有效载荷，并坠毁到易受攻击的目标。有效载荷可包括爆炸物，化学，放射性或生物危害。具有通常非致命有效载荷的无人机可能被黑客攻击并被用于恶意目的。小型多旋翼飞行器大规模扩张使用，在毫无察觉的情况下，有可能使各种重要国防设施等需要保密的地面情况敞露无遗。行业管理不到位，无人机制造缺乏统一的行业标准，产品质量参差不齐，产品的性能与适航性无法保证；按照现行民航法，民航、公安、海关、工商、体育、军队等多个部门对无人机建立联合监管处罚机制，管理主体不明，处理“黑飞”事件效率不高；管理无人机的相关法律法规不完善，法律效力不足。

3 无人机对航空器的安全威胁

可能与飞机相撞，随着隔离运行方式渐渐难以满足无人机日益增长的应用需求，将来会有更多无人机飞进融合空域，与有人驾驶飞机、鸟类等空中飞行物的碰撞问题日益凸显。若无人机被民航的发动机吸入，将造成不堪想象的后果。无人机的大量出现一定程度上扰乱了空中飞行状况，尤其是不遵守监管规定、超越规定空域飞行的无人机，给客机飞行安全造成了极大威胁。无人和有人驾驶飞机之间的相撞一直是大家担心的问题。而此现象在去年也变得十分频繁。外来物高速进入发动机后会破坏或弯曲其内部高速旋转的叶片，从而损坏发动机，甚至会造成发动机停车，导致飞机紧急迫降。如果外来物是无人机，需要担心的问题是无人机的塑料零部件和锂电池可能会破坏发动机的旋转零件。而通过无人机撞击试验就可以确认发动机是否能吸收这样的撞击，避免严重的后果。

4 解决方案分析

无人机的管理要求是，严格用于爱好或娱乐用途，按照以社区为基础的一套安全准则和全国性的社区组织运作，限制在不超过25Kg，不干扰任何载人飞机，只有在通知空中交通管制后才允许出现在机场5公里范围内。2016年6月21日，联邦航空管理局公布了小型无人机系统（sUAS）的商业运行规则，包括有效载荷在0.55至55磅（约250克至25千克）之间。商业运行仅限于晴天，速度在100公里∕小时以下，仅限于G类空域，不得飞越人员或从行驶的车辆运行。为防止损伤人员，不允许在特殊照明或用于农业、铁路轨道检查的非视线操作的夜间飞行。我国的《民用无人驾驶航空器系统驾驶员管理暂行规定》，重量小于等于7千克的微型无人机，飞行范围在目视距离半径500米内、相对高度低于120米范围内，不需要证照。在民用领域，无人机的适航性和认证标准的缺乏导致项目控制性差以及在尺寸、重量、飞行特性和有效载荷方面有不同的飞行器标准，需要确定统一的项目标准，包括主要的无人机特性。特别地，要登记最小起飞重量，其能够确保遵守当前正在开发的适航设计要求（ADR）所要求的安全水平。为此，相关管理部门审查了任务特性和目前在适航设计要求中可用的安全要求，并且还考虑了用于军事领域的无人机的安全特性和可靠性。对车载系统的特性调整以满足适航设计要求所需的相对冗余度进行评估。考虑到系统的有效载荷和其他无人机组件（发动机、结构等）的重量，可以获得起飞重量以及安全无人机的几何尺寸的合理估计。

5 总结与展望

通过相关开发部门和技术人员的共同努力,无人机技术的可靠性将会有着长足的发展,我国的智能化建设安全性将会得到更加切实的保障。无人机的快递运输速度非常快，效率高，但是也有一定的危险性。无人机用于航空拍摄具有其得天独厚的优势，有高度，有视野，清晰度很高。无人机航空拍摄并不受天气因素的干扰，因为在云层之上。无人机的侦查技术在最近几年发展较快，在军事侦查中有着极为广泛的应用，无人机具有速度快、精确度高、保密性强、隐身性好的特点，决定了其在侦查监控领域有着较为出色的表现。越来越多地使用无人机平台在军事行动中，作为联合行动的平台。在无人机使用的增长强度的条件下，最重要的问题之一是提高其技术和性能的有效性。无人机对于有人驾驶航空器的危险性也应当被予以关注与分析。无人机技术的也是我国工业发展的关键步骤,在智能化产业高速发展的这几年,我国的无人机技术系统将凭借更加高效的自动化管理,得到科学合理高速的发展。

[1]王瑾.预警直升机要∕不要的理由[J].兵器知识，2011.06

[2]陈坤.无人直升机的共轴技术[J].兵器知识，2011.09

[3]陈铭.北航之星——FH—1小型无人直升机[J].国际航空，2010.01

[4]中国航空学会第27届全国直升机年会在南京举行[J].航空学报，2011.06

[5]新京.揭秘国内最大无人直升机[J].今日科苑，2011.12

胡宇晗（1998-），汉，北京人，北京市延庆区第一中学，学历：高中，研究方向：航空器。