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民航科普:客机与无人机 什么仇什么怨?
来源:雷锋网2016-06-14 09:45:00

图:反无人机系统

  无人机又闯祸了。

  上周六,波兰华沙国际机场发生无人机干扰民航客机降落事件,造成机场停止降落长达半小时。而就在同一天,迪拜国际机场也因无人机活动的干扰,被迫关闭空域、停止飞机起降长达69分钟。

  最近关于无人机干扰机场正常运作的消息越来越频繁,就在上个月底,在成都机场也发生类似案例,最终造成跑道关闭80分钟。而再往前,此类案例不胜枚举。据巴德学院此前公布的一组检测数据显示,自2013年12月17日至2015年9月12日期间无人机和遥控飞机与民航客机共发生了327起危险接近事件,其中28次导致航班为了避免与无人机相撞而改变航线。

  民航客机为什么那么怕无人机?

  首先,主要是信号干扰问题。

  在我们乘机的时候,乘务员都会在起飞前通知所有乘客必须关闭手机、电脑等电子设备。这是因为,飞机上的飞行控制系统、自动导航系统、自动驱动系统、起落装置以及通讯设备,都会受到无线信号的干扰。无人机和手机一样,都是通过无线信号进行数据传输。

  关键在于飞机起飞和降落阶段,对于自动导航的要求比较高,要给自动导航的模式很好的电磁环境,这个时候通讯链路如果受到干扰,会影响自动导航模式。而在这个时候,由于高度较低,飞机可以接收到从地面反弹射向天空的基站信号。

  “你想一下,如果你用某个通讯设备,而刚好机场的塔台在对飞机发出指挥入机场的命令,通讯链路受到干扰,飞机直接撞到塔台,是多严重的后果。但是这种情况几乎不会出现,因为机场的通讯比较特别,通讯的频道也受到保护,所以我们能在机场附近打电话等等。但是一旦上天,那就要尽量杜绝任何一点意外情况。而无人机的飞行和通讯控制,与机场系统有某些相近的地方,所以,更要禁止无人机飞进机场。”一个业内人向雷锋网说道。

  飞机上使用手机的规定最早出现在1991年,由美国联邦通讯委员会(FCC)作出。此后也一直饱受各种质疑,比如包括美国波音公司、探索频道等在内的很多机构在做了大量相关实验后,始终没有找到证据证明手机能够对地空通信产生任何值得一提的影响。但为了乘客的安全,FCC一直维持了此项规定。当然,在之后的多次安全事故中,不少被认为由手机引起,其中被评为波音十大惨烈事故的奥地利“5?26空难”,有人猜测原因在于手机干扰造成发动机在空中打开了反推。

  如今无人机数量快速增长,不少航空公司也开始反击了,例如空中客车的防御和空间部门开发出了反无人机系统,利用红外线相机、雷达和传感器去识别和跟踪10公里外的无人机。如果前方飞来的无人机被认为可疑,系统将使用电子信号干扰无人机的通信。

  其次,是碰撞问题。

  航空业有个专门的术语叫鸟击,就是飞鸟撞飞机的意思。虽然飞鸟的体形小、质量轻,但飞机的高速运动使得鸟击的破坏力达到惊人的程度,在撞击过程中产生的高能量被飞机吸收后对飞机会造成严重的破坏。

  据统计,在世界各地发生的机毁人亡事故中,有20%是飞鸟撞击飞机而造成的,飞鸟对飞机的安全造成了巨大的威胁。鸟撞飞机的防治被列为世界级难题,国际航空联合会甚至把鸟害升级为A类航空灾难。

  而飞行的无人机,就相当于那只小鸟,一旦撞机,将可能造成毁灭性的伤害。

  安全距离在哪里?

  为了杜绝无人机带来的严重安全风险,各国纷纷出台相关规定,将机场设为禁飞区域,也就是电子围栏。FAA当前的规定是,限制无人机操作者在机场附近5英里(约8.05公里),距地面400英尺(约合122米)以上飞行无人机。而在上周六的事故发生地点波兰以及迪拜,对无人机的飞行限制分别在民航机场20公里半径和5公里半径。

  可以看出,不同国家对于无人机飞行的限制范围并不相同,在国内,也有相关规定,不过并没有正规的政策出台,更多的是由无人机厂商自行设置,比如大疆通常是在距离机场10公里的时候会提醒,5公里时自动返航。那么,无人机与飞机之间,有没有一个安全距离存在?一旦跨过这个安全距离,就会造成严重的损害。

  某无人机助手中机场附近的禁飞区

  

图:某无人机助手中机场附近的禁飞区

  上述业内人士表示,无人机对飞机造成干扰,主要和功率、频段、调制方式等等都有关系,比如宝安国际机场,靠海,如果美国突然整了艘伯克利驱逐舰装了通讯干扰的军用设备,一放到机场的海边,开启超大功率的塔台通讯链路干扰,要是没及时发现并处理,整个机场得瘫痪,甚至周围10公里的范围通讯都会受到影响。飞机无法降落,无法起飞。这种军用级的和小小的航拍无人机的干扰,就不是一个级别了,距离、破坏性都没法比。

  “实际上机场所有的通讯频段基本都是固定的,或者规定的被限制保护的频段范围,而无人机飞的通讯频段也基本是2.4G或者900M、5.8G,为什么禁止无人机在机场飞,就是怕通讯发生干扰,但这是一个概率性的事件。

  而且,一般发生干扰,其实无人机比较惨,因为飞机有各种保护机制甚至取消通信人为操控,而无人机一旦失控,跑到别的地方去,那就基本完蛋。除非无人机失控之后导航系统不出问题,能自己回来,不然就飞跑,降落在你不知道的地方,或者飞没电了自己掉下来,炸机。

  所以除非无人机直接和飞机发生碰撞,因此,在距离上,只会做安全距离的限制。如果要严格定义某个距离会发生破坏,那就是0米。”

  其实,机场附近也并非完全不能飞行无人机,例如FAA的规定是,如果操作者在飞行前联系机场和塔台,那么无人机飞行也可以被允许。在国内,民航空管局在2009年颁布的《民用无人机空中交通管理办法》中,同样有此规定。不过,一般来自民用无人机的申请是很难通过,更多的是像勘查机场情况这种特殊需求的政府无人机。

责任编辑:史影
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