中國首次進行無人機與客機碰撞試驗

原標題：無人機與飛機碰撞首次試驗進行

《中國民航報》、中國民航網(wǎng)記者李雷紅、劉云鵬通訊員張柱國報道：11月30日，民航局在航空工業(yè)襄北試驗基地進行了無人機與客機碰撞首次試驗。此次試驗旨在研究無人機與民航客機碰撞的安全風險，研究結(jié)果將作為無人機運行管理規(guī)章以及設(shè)計制造的技術(shù)指導和決策依據(jù)。

隨著無人機相關(guān)技術(shù)的成熟以及人們?nèi)找嬖黾拥呐d趣，無人機在工作、生活中的使用日趨廣泛。目前，民用無人機在應急救援、環(huán)境監(jiān)測、電力巡線、航拍測繪、農(nóng)業(yè)植保等多個領(lǐng)域得到廣泛應用。

然而，無人機數(shù)量的迅猛增長也導致了安全事故的增加，國外曾經(jīng)發(fā)生過民用無人機與民用客機險些相撞的事件。歐洲航空安全局（EASA）2010-2016年統(tǒng)計報告顯示，歐洲范圍內(nèi)的無人機碰撞飛機或險些碰撞事件近1000起，其中有3起已確認為無人機碰撞的事件，并造成不同程度的飛機結(jié)構(gòu)損傷和經(jīng)濟損失。美國聯(lián)邦航空局（FAA）的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明無人機和飛機的危險接近事件從2014年之后逐年飆升，截至2016年8月已多達650起。

國內(nèi)近幾年也有多家機場多次發(fā)生無人機等飛行物入侵機場凈空保護區(qū)、妨礙航班運行安全的事件。無人機“黑飛”問題愈演愈烈，其無序飛行極易干擾軍民飛行器正常運行，甚至可能釀成飛行事故，給國家和人民生命財產(chǎn)造成損失。

2013年12月，北京發(fā)生無人機“黑飛”導致多架次民航飛機避讓、延誤，最后空軍出動直升機將其擊落。

2014年12月24日，廣州白云機場使用02跑道降落的兩架飛機均報告五邊發(fā)現(xiàn)無人機活動，造成空中進近的飛機避讓，而改用20號跑道落地，并致使地面飛機全部暫停起飛。

2015年，空軍在河北涿州處置一起無人機“黑飛”事件。

2017年1月，蕭山機場出現(xiàn)無人機“黑飛”事件。2017年2月，昆明長水國際機場發(fā)現(xiàn)4起無人機干擾事件，最嚴重的1起事件中，無人機飛行距空中客機僅50-70米。

2017年4月，成都雙流機場遭到無人機干擾事件達9起，導致多架航班備降其他機場，并伴有航班延誤，數(shù)萬人出行受阻。

2017年4月，南京祿口國際機場一架無人機飛入機場凈空保護區(qū)，祿口機場立即中止起降，緊急關(guān)閉半小時，14個航班受到影響。

2017年5月10日，珠海金灣機場遭遇到不明飛行物入侵，致使機場關(guān)閉，共有8架航班備降?？凇⒔谊?、深圳三地。

2017年5月，重慶江北機場兩次受無人機干擾，共造成重慶機場40余個航班備降，60余個航班取消，140余個航班延誤，上萬旅客出行受到影響。由此造成的航班調(diào)整、避讓、備降、延誤甚至停飛，對民航機場運行產(chǎn)生一定影響，造成較大經(jīng)濟損失。

無人機亂闖多地機場的“黑飛”事件挑起公眾敏感的安全神經(jīng)。從接二連三的“黑飛”威脅事件，到相關(guān)政府收緊政策的回應，廠商與用戶在權(quán)限和責任之間的權(quán)衡以及廠商與上級管理機構(gòu)的合作和溝通等方面可以看到，無人機市場的規(guī)范化不再是一個簡單的行業(yè)問題，已經(jīng)上升到社會群體事件的范疇。

無人機違規(guī)飛行不僅影響人們的生命財產(chǎn)安全、公共安全、飛行安全甚至是國家安全。從航空器本體安全運行和乘客的出行安全方面來看，無人機對民航運行安全的影響不可估量，已經(jīng)引起政府部門、研究機構(gòu)、學者們的廣泛關(guān)注。雖然國內(nèi)外適航當局從安全風險的角度對無人機的安全運行開展了初步的試驗和仿真分析研究，為各國無人機適航管理和運行政策的制定提供初步的技術(shù)支持，但如何制定合適的無人機審定和運行規(guī)章還缺乏必要的技術(shù)依據(jù)，尤其在無人機與飛機碰撞損傷評估方面，缺少持續(xù)的試驗證據(jù)和充分的理論分析支撐。

中國民用航空適航審定中心根據(jù)民航局領(lǐng)導的安排和民航局適航審定司的要求，指派中國民航上海航空器適航審定中心（以下簡稱：上海審定中心）成立項目組，借鑒國外在飛機研制和運行階段已經(jīng)開展的相關(guān)試驗和分析研究結(jié)果，對無人機與飛機碰撞相關(guān)的事項進行立項研究，啟動《運輸類飛機與無人機碰撞后果及安全風險研究》工作。據(jù)此，上海審定中心聯(lián)合航空工業(yè)航宇救生裝備有限公司、南京航空航天大學、西北工業(yè)大學、上海飛機設(shè)計研究院、成飛民機公司、大疆創(chuàng)新科技有限公司、江蘇鐵錨玻璃公司等單位組建了課題研究團隊，共同開展無人機與國產(chǎn)運輸類飛機結(jié)構(gòu)（含風擋）的碰撞試驗研究。碰撞試驗所用的試驗件為國產(chǎn)某型民機機頭結(jié)構(gòu)和由國內(nèi)最大的旋翼無人機制造商大疆創(chuàng)新科技有限公司提供的真實無人機。

由于無人機與飛機碰撞工況的復雜性、隨機性以及高昂的試驗成本和嚴酷的試驗要求，根據(jù)國際慣例首先應用動態(tài)仿真進行先行先試研究。由南京航空航天大學、西北工業(yè)大學以及上海飛機設(shè)計研究院共同開展的無人機與飛機風擋、機頭結(jié)構(gòu)碰撞仿真分析結(jié)果表明：無人機的制造材質(zhì)、飛行姿態(tài)、飛行速度、體積重量以及飛機被碰撞位置等因素均對飛機機體結(jié)構(gòu)的碰撞損傷產(chǎn)生不同程度的影響。

課題研究團隊對無人機碰撞速度、碰撞部位、碰撞姿態(tài)、測試參數(shù)、試驗判據(jù)以及無人機懸掛安裝方式等方面多次組織專家進行研討，并結(jié)合仿真分析結(jié)果，編制并組織專家評審了碰撞試驗大綱。航空工業(yè)航宇救生裝備有限公司等單位通過周密的試驗設(shè)計和精密的預試試驗動態(tài)響應測試，調(diào)整彈道軌道上各測點的輸出響應，使得試驗碰撞過程盡可能地與實際運行工況和試驗設(shè)計情況一致。大疆創(chuàng)新科技有限公司的技術(shù)團隊根據(jù)課題的要求，完成了對無人機在開機狀態(tài)下的懸掛方案研究，保證了無人機處于運行狀態(tài)下在預定的碰撞點與飛機相撞。

經(jīng)過前期的充分準備，11月30日在航空工業(yè)航宇救生裝備有限公司的襄北試驗基地進行了中等質(zhì)量的旋翼無人機與某型飛機風擋在典型速度下的碰撞試驗，無人機精準碰撞在左右主風擋的中間和邊角部位特定區(qū)間內(nèi)，通過測試設(shè)備采集的動態(tài)響應和現(xiàn)場碰撞結(jié)果查看和分析，確認風擋外層玻璃破碎，但內(nèi)層玻璃完好，滿足風擋鳥撞試驗的符合性判據(jù)。同時通過與仿真分析結(jié)果進行比較，驗證了試驗方法的準確性和仿真結(jié)果的有效性，試驗達到了預期目的。

據(jù)民航上海適航審定中心總工程師戴順安介紹，無人機干擾民航客機飛行主要是在機場本場，現(xiàn)在市面上主流的航拍無人機設(shè)備飛行的限制高度為500米，同時參考國際上的一些研究數(shù)據(jù)，確定此次試驗模擬的碰撞速度為民航客機在500米高度，起飛降落時間段的速度。

此次無人機碰撞飛機的首次試驗完全按照適航驗證試驗程序開展，上海審定中心確認了碰撞試驗大綱，并對試驗件和試驗設(shè)施進行了制造符合性檢查。此次試驗填補了國內(nèi)空白，和國際上的相關(guān)試驗研究處于齊頭并進的地位，并處于領(lǐng)先水平。上海審定中心領(lǐng)導的該課題研究團隊后續(xù)還將進行一系列的無人機與飛機碰撞試驗，充分研究無人機與飛機碰撞的潛在風險，為規(guī)范無人機制造商設(shè)計制造產(chǎn)品和適航局方制定無人機運行管理方面的適航規(guī)章提供技術(shù)指導和決策依據(jù)。