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科普知识丨无人机到底会对飞机产生什么影响?

转载 2020-07-03 20:59 3U地服之窗 来源:3U地服之窗

无人机出现之前飞机最怕啥你们知道吗?

怕鸟,会飞的那种。

2017年成都双流国际机场发生了近10起入侵事件,全部原因都是无人机违规在机场附近起飞。最严重的的一次造成58架次航班备降,无数航班延误,超过万名旅客被滞留,经济损失达到数百万。

2018年伦敦枢纽盖威克机场遭受无人机入侵,整个机场瘫痪18小时以上,机场跑道全线关闭,760个航班12万乘客受到影响。

大概是三周前,某机场由于无人机导致多架次航班备降,尤其该无人机的出现时间不能确定,所有很多等待的飞机都果断选择了备降,以免造成油量紧张的情况。

如今民航运行环境日益复杂,除了疫情带来的大量需求减少之外,近期雷雨、大风、扬沙天气多发,尤其是西北掺杂着雷雨和沙尘的天气、华东长江流域的长时间降雨带、华北地区和东北地区的冷涡都在影响空中运行,备降时有发生,随着局方下发新版的备降工作规则,备降工作也变得越发完善,但是也同样提高了对运行保障单位的要求。

没有想到,这时候无人机也来凑热闹!

但是理性地讲,无人机飞行的高度连鸟都比不上,更别说能追上飞机了。飞机为啥害怕呢?

无人机对于飞机的干扰主要是两个维度一个是信号干扰,另一个是撞击的风险

信号干扰

飞机的起飞、降落阶段被称为黑色10分钟,也就是起飞阶段的3分钟和降落阶段的7分钟。但是恰恰是在这10分钟内,飞机起飞、降落阶段时,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,很多都有可能受到其它无线信号的干扰,造成系统判断错误酿成大祸。这也就是为什么在起飞、降落阶段时,我们会被强制要求关闭手机、电脑等等具有通讯功能的电子设备的主要原因。

不过我知道就算说了你们可能也不会关机,顶多调整成飞行模式,我就真见过从头到尾没关机的乘客!

飞机在起飞、降落阶段会依赖自动导航系统,而自动导航系统又需要比较纯净的电磁环境,一旦受到干扰很可能会接收到错误的信号,产生错误的应对措施。比如说被信号干扰造成飞机与塔台通讯链路中断,也许只是干扰和中断极短的时间,也可能造成飞机的轨道偏移。因为飞机本身的飞行速度很快,所以有很大概率会发生撞上塔台或者其它建筑等等事故,后果十分严重。

目前所有的民用无人机都需要用到无线电技术来实现定位、遥控、图像传输等功能。无人机飞的通讯频段也基本是2.4G或者900M、5.8G;而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。按理说不会造成冲突,大家意识中感觉不会出现干扰问题,但谁又能够保证呢?

撞击的风险

飞鸟撞击的问题都没有被妥善解决之前,无人机悄悄的来了,对飞机的威胁提升到了新高度。无人机的飞行高度和鸟类相似,但是速度方面远超过鸟类。即使是小型的玩具无人机,与客机发生碰撞造成的破坏力也要高于飞鸟撞击。鸟类虽然体型大小各异,但主要由皮肉和骨骼组成。而无人机则是由固态塑料、金属结构、电池等等元素构成,硬度和坚固性方面的提升会导致发生撞击之后,破坏力远超过鸟类。

无人机撞击飞机的破坏力到底有多大?之前英国克兰菲尔德大学的教授及其团队进行过相关的实验。他们将一个与无人机大小、重量和材质相同的物体弹射向静止的飞机雷达罩上,弹射的速度可以达到321公里每小时,与飞机低空飞行时的速度相仿。

另外,无人机上都会有锂离子电池,假如电池进入了发动机的燃烧室中,内部的物质会被点燃,后果不堪设想。如果是撞在挡风玻璃上,也会造成很大程度的伤害,甚至可能是人员伤亡。飞机的雷达无法准确的探测到这些物体和它们所处的位置,所以不能够从远程进行防范。当飞行员通过肉眼看到这些物体的时候,距离已经非常近,危险也非常近了。

对于防范无人机黑飞的问题,可以分为四个维度来进行分析:细化规范、实名监控、技术限制提前教育。

1.应该继续加大处罚力度、细化规范

早在2013年,中国民用航空局就出台了《民用无人机驾驶航空器系统驾驶员管理暂行规定》,要求飞出视距(距离超过500米或高度超过120米)或驾驶空机重量大于7公斤的无人机操控人员需持有“执照”。在2015年,美国、日本、英国、新西兰等国,还有我们国家的上海再次加大了规范力度。但是由于处罚力度的不足,黑飞问题仍然没有得到妥善的解决。

针对这个问题,2017年初公安部发布的关于《中华人民共和国治安管理处罚法(修订公开征求意见稿)》公开征求意见的公告就涉及到无人机黑飞问题:在低空飞行无人机、动力伞、三角翼等通用航空器、航空运动器材,或者升放无人驾驶自由气球、系留气球等升空物体的,处5日以上10日以下拘留;情节较重的,处10日以上15日以下拘留。

2.实名制出售无人机,进行售后监控

像汽车一样一人一车一牌,无人机为什么不行?比如大疆的每一个无人机产品都有唯一的SN识别码,并且每一个部件也有唯一的识别码,与SN码相对应。购买无人机可以模仿买车的过程,将SN码绑定购买者个人的详细信息,做到一人一机一码相对应,这样出现问题之后就可以找到相关的负责人。

3.从技术上对无人机进行限制

以机场每条跑道两端的中心为圆心,半径最高4.5公里,划定椭圆形区域,设置为禁飞区域。再扩大区域设定为限制飞行区域。之后在跑道的两端延伸出两片扇形的区域也作为限飞区域,因为飞机的起降会使用到这两个区域。在无人机内部预装这些限制的区域坐标,如此飞手在限飞和禁飞区域黑飞,无人机本身可以不执行起飞命令或者无法驶入限飞和禁飞区域。

4.加大力度规范、培训无人机驾驶员

其实不管是法规政策,还是厂商的技术限制,还是有关部门的监管,最终黑飞的问题还是发生在少数驾驶员上。如果没有这些“喜爱”黑飞的驾驶员,问题也不会这么严重。针对无人机驾驶员的培训以及安全教育问题也是必须重视起来的。

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