軍貿(mào)型無人機(jī)在民用機(jī)場開展飛行試驗(yàn)的研究

劉怡彪，薛 珂,王春科

(中國飛行試驗(yàn)研究院，陜西 西安 710089)

1 引 言

進(jìn)入新世紀(jì)以來，隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，軍用無人機(jī)的發(fā)展也十分迅速。軍用無人機(jī)在中東戰(zhàn)爭、海灣戰(zhàn)爭等多次戰(zhàn)爭中的優(yōu)異表現(xiàn)，使其得到了世界各國的廣泛重視和青睞。

瑞典斯德哥爾摩國際和平研究所(SIPRI)的相關(guān)研究表明，我國目前是世界上的第五大武器裝備出口國，出口量僅次于美國、俄羅斯、法國和德國，占全球軍貿(mào)市場的4.8%；自2014年開始，我國逐步成為無人機(jī)的最大出口國[1]。據(jù)媒體的公開報道，我國目前對外出口的無人機(jī)有彩虹-3、彩虹-4、翼龍-Ⅰ、翼龍-Ⅱ以及無人靶機(jī)等。

飛行試驗(yàn)是在實(shí)際飛行條件下進(jìn)行的科學(xué)研究和產(chǎn)品試驗(yàn)。開展軍貿(mào)型無人機(jī)飛行試驗(yàn)是檢驗(yàn)其裝備可靠性、對外展示其裝備性能以及研究提升其裝備質(zhì)量的必經(jīng)之路。由于軍貿(mào)產(chǎn)品涉外的特殊性，為了保證國家秘密安全，在民用機(jī)場開展軍貿(mào)無人機(jī)的對外飛行演示是一種創(chuàng)新、有效、可靠的手段。

2 國外軍用無人機(jī)在民用機(jī)場開展飛行試驗(yàn)的情況

目前，歐美航空發(fā)達(dá)國家已多次在民航機(jī)場開展無人機(jī)系統(tǒng)的飛行試驗(yàn)，如美國加州空軍國民警衛(wèi)隊(duì)于2006年開始在南加州物流機(jī)場(VCV)進(jìn)行MQ-1“捕食者”以及MQ-9“死神”的飛行試驗(yàn)[2]；美國陸軍在基林-胡德堡地區(qū)機(jī)場(GRK)飛行MQ-5B“獵人”和MQ-1C“灰鷹”；斯塔克(Stark)航空航天公司在金三角地區(qū)機(jī)場(GTR)開展以色列飛機(jī)公司(IAI)“蒼鷺”Heron的飛行；美國紐約空軍國民警衛(wèi)隊(duì)第174攻擊聯(lián)隊(duì)在位于紐約中北部的錫拉丘茲漢考克國際機(jī)場(Syr)進(jìn)行MQ-9“死神”的飛行試驗(yàn)[4-6]。2018年5月，美國軍用無人機(jī)MQ-9B在日本長崎縣壹岐機(jī)場開始進(jìn)行飛行試驗(yàn)等。

國外的經(jīng)驗(yàn)表明，無人機(jī)在許多方面與有人駕駛飛機(jī)相同，從支持飛機(jī)的基礎(chǔ)設(shè)施到人員所需的培訓(xùn)等，只需稍作修改，就可滿足無人機(jī)安全運(yùn)行的需要。目前，有一些重要的差異是可以管理的，管理人員可從其他成功的經(jīng)驗(yàn)受益，并進(jìn)行深入規(guī)劃，以更好地確保軍用無人機(jī)系統(tǒng)與民航機(jī)場成功和安全地融合。

3 軍貿(mào)型無人機(jī)在我國民用機(jī)場開展飛行的可行性分析

由于無人機(jī)系統(tǒng)的特殊性，無人機(jī)在飛行試驗(yàn)過程中遭遇的風(fēng)險性高，發(fā)生飛行事故率居高不下，特別是在起降控制階段，國內(nèi)已發(fā)生過多起無人機(jī)起降階段的事故。由于軍貿(mào)型無人機(jī)體積大、攜帶油料多，對外飛行表演時還需要帶彈飛行，對事故的發(fā)生增添了不可預(yù)見性。為了保證無人機(jī)在飛行試驗(yàn)過程中的安全，對無人機(jī)試飛場地和空域條件有一定的特殊要求。

近年來，我國民用航空進(jìn)入飛速發(fā)展期，國內(nèi)各地支線機(jī)場的建設(shè)如火如荼。據(jù)報道，在未來5年內(nèi)，僅我國西北五省將建設(shè)27個支線機(jī)場。屆時，三線城市將全部擁有民航機(jī)場。但由于我國西部發(fā)展較慢，部分西部民用機(jī)場航班、航線開通較少，資源利用率較低。

自2015年我國將軍民融合發(fā)展上升為國家戰(zhàn)略以來，我國軍民融合從構(gòu)想轉(zhuǎn)為實(shí)踐，并進(jìn)入實(shí)質(zhì)性實(shí)踐階段。無人機(jī)產(chǎn)業(yè)作為我國實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級的支柱產(chǎn)業(yè)之一，國務(wù)院、國家海洋局等政府部門發(fā)布了一系列的政策文件，為未來無人機(jī)軍民融合發(fā)展提供具體指導(dǎo)[3]。

因此，利用民用支線機(jī)場的資源開展軍貿(mào)型無人機(jī)的飛行試驗(yàn)是可行的。

4 開展項(xiàng)目應(yīng)解決的問題及解決措施

軍貿(mào)型無人機(jī)的飛行試驗(yàn)是一個錯綜復(fù)雜的系統(tǒng)工程。為保證項(xiàng)目的順利實(shí)施，對其整個過程進(jìn)行分析，選擇合適的機(jī)場和取得相關(guān)支持是關(guān)鍵。根據(jù)軍貿(mào)型無人機(jī)的飛行試驗(yàn)需要，結(jié)合我國目前的政策要求，對這兩方面進(jìn)行分析研究，提出以下解決措施。

4.1 選擇合適的機(jī)場

4.1.1 良好的飛行空域

軍貿(mào)型無人機(jī)開展飛行試驗(yàn)首先是要有比較干凈的空域，即使沒有絕對干凈的空域，也需要相對干凈，即空域內(nèi)飛行器飛行活動較少，以滿足其飛行試驗(yàn)的需要。

4.1.2 地廣人稀的地理環(huán)境

軍貿(mào)型無人機(jī)飛行試驗(yàn)的特點(diǎn)是人在地面操縱、飛機(jī)在天上飛行，“人機(jī)互動”通過計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)鏈上下傳遞，即人的操縱指令通過數(shù)據(jù)鏈上傳給無人機(jī)平臺，無人機(jī)獲得的信息通過數(shù)據(jù)流下傳給地面。信息的傳遞有一定的延遲，包括飛行員在地面上看到無人機(jī)平臺飛行的所有參數(shù)。為了避免在飛行試驗(yàn)中導(dǎo)致飛行不可控事件帶來二次傷害，無人機(jī)試飛空域基本選擇在地廣人稀的區(qū)域。

4.1.3 適宜于飛行活動的氣象條件

考慮到飛行安全和飛行任務(wù)要求，飛行活動要求晴天居多，雷暴天氣和結(jié)冰天氣少，風(fēng)速小且風(fēng)向基本穩(wěn)定。一般情況下，無人機(jī)試飛的氣象要求年晴天大于260天，年降雨和結(jié)冰天氣不大于50天。

4.1.4 機(jī)場航班量少

選用的機(jī)場周邊50km內(nèi)盡可能沒有民航航線，本機(jī)場每天的航班量要少。

4.1.5 機(jī)場具備的必要條件

軍貿(mào)型無人機(jī)在民航機(jī)場開展飛行試驗(yàn)，選取的機(jī)場必須具備民航4C級或以上標(biāo)準(zhǔn)的條件，即不低于2500m長的跑道和相關(guān)必要的通信導(dǎo)航設(shè)施。最好有一次雷達(dá)或二次雷達(dá)設(shè)備，如果沒有，必須有民航通用的ADS-B設(shè)備或從地面站至塔臺的光纖、電纜，用于實(shí)時監(jiān)控?zé)o人機(jī)的位置、速度、高度信息。

機(jī)場內(nèi)最好有用于布設(shè)無人機(jī)地面站和用于機(jī)庫等必要設(shè)施建設(shè)的空地，以及平行于跑道的滑行道。

該機(jī)場和民航管理當(dāng)局同意進(jìn)行必要的機(jī)庫、停機(jī)坪、工作場所的相關(guān)建設(shè)。

4.1.6 機(jī)場周邊環(huán)境良好

考慮到無人機(jī)起降速率小、無線電信號干擾少等特點(diǎn)，機(jī)場周圍20km內(nèi)不要有過高的山峰、不要有高大的建筑，尤其是起降航線下方不要有重要的地面設(shè)施。一般要求機(jī)場周圍20km內(nèi)不要有相對高度超過2000m的大山，跑道延長線5km內(nèi)不要有超過20m高的建筑、側(cè)方500m內(nèi)不要有超過50m的建筑。距離機(jī)場150km內(nèi)最好有靶場且靶場面積不小于5km×5km，用于軍貿(mào)型無人機(jī)靶試飛行表演。

4.1.7 交通便利

機(jī)場所在城市必須交通便利，有通往大城市的航班、高鐵等交通設(shè)施，方便于人員、設(shè)備的運(yùn)輸。

4.1.8 食宿便利

機(jī)場最好有參試人員的食宿供應(yīng)，如果沒有，機(jī)場距所在城市不要超過20km，節(jié)省參試人員路程時間。

4.2 取得相關(guān)支持

飛行器在民用機(jī)場開展飛行試驗(yàn)必須得到空域管理方、民航管理部門和地方政府的支持，軍用無人機(jī)也不例外。我國的空域管理方為軍方，即機(jī)場所屬區(qū)域的軍方空管處；民用機(jī)場的管理屬于民航管理分局，在民用機(jī)場活動必須征得民航管理分局的批準(zhǔn)；大批量人員活動最好征得當(dāng)?shù)毓?、消防和國家安全部門的支持。

4.2.1 空域管理方的支持

(1)空域的初步劃設(shè)

空域使用單位根據(jù)《飛行條令》和飛行任務(wù)的總體規(guī)劃，由航管專業(yè)人員初步劃設(shè)空域使用的平面圖，包括經(jīng)緯度、高度、飛行器的類型、飛行器的基本性能等內(nèi)容，并與使用機(jī)場航空管制、空域內(nèi)部隊(duì)航空管制、空域管理方的航空管制部門進(jìn)行溝通，征得各方同意后以書面形式上報空域管理方。

(2)召開空域使用協(xié)調(diào)會

空域管理方收到使用方的空域使用書面申請后，一定時間內(nèi)將組織相關(guān)區(qū)域內(nèi)的部隊(duì)、民航管理部門、民航機(jī)場等單位的航空管制人員召開空域使用協(xié)調(diào)會，會議流程包含空域使用方案說明、各方協(xié)調(diào)、形成會議紀(jì)要等內(nèi)容。

(3)空域的批復(fù)

空域管理方根據(jù)空域協(xié)調(diào)會會議紀(jì)要，以紅頭文件的形式劃設(shè)臨時空域，內(nèi)容包括空域使用平面圖、經(jīng)緯度、高度、使用方法、規(guī)避原則、飛行計(jì)劃申報與批復(fù)流程等。臨時飛行空域的使用年限為1年。

(4)跨區(qū)飛行空域的批復(fù)

飛行試驗(yàn)科目需要跨戰(zhàn)區(qū)空域?qū)嵤r，任務(wù)實(shí)施單位須向空軍空管局提出申請，在空管局的主持下，組織相關(guān)戰(zhàn)區(qū)航空管制部門、相關(guān)部隊(duì)空管部門、民航系統(tǒng)空管部門召開任務(wù)協(xié)調(diào)會，明確任務(wù)飛行航線、任務(wù)執(zhí)行時間等內(nèi)容。

4.2.2 民航管理部門的支持

(1)飛行任務(wù)的批復(fù)

拿到臨時空域的批復(fù)后，使用單位還應(yīng)及時以紅頭文件的形式向機(jī)場所屬民航地區(qū)管理局提出任務(wù)申請。一定時間內(nèi)，民航管理局以紅頭文件的形式給予批復(fù)，并向相關(guān)民航管理部門、相關(guān)機(jī)場給予下達(dá)。

(2)相關(guān)改造任務(wù)的批復(fù)

根據(jù)無人機(jī)的保障需求，使用方需要在機(jī)場范圍內(nèi)進(jìn)行必要設(shè)施建設(shè)時，與機(jī)場一起向所屬民航管理局機(jī)場管理處提出改造項(xiàng)目申請，獲得批復(fù)(在機(jī)場飛行控制區(qū)內(nèi)施工時，須獲得不停航施工批準(zhǔn))方可施工，施工完成后必須經(jīng)過民航管理局組織的驗(yàn)收，才可進(jìn)行飛行試驗(yàn)。

(3)無人機(jī)與民航混合運(yùn)行的批復(fù)

使用單位最好制定一套完整可行的《無人機(jī)與民航混合運(yùn)行方案》，得到民航管理部門的認(rèn)可后，可在不影響民航航班安全的前提下，大幅度減小航班對無人機(jī)試飛的影響，大大提高無人機(jī)的試飛效率。

4.2.3 與機(jī)場簽訂有關(guān)協(xié)議

(1)戰(zhàn)略合作框架協(xié)議的簽訂

最好與機(jī)場集團(tuán)簽訂戰(zhàn)略合作框架協(xié)議，為與機(jī)場的順利合作奠定基礎(chǔ)。

(2)運(yùn)行協(xié)議的簽訂

在開展軍貿(mào)型無人機(jī)飛行試驗(yàn)(含滑跑試驗(yàn))前，應(yīng)與民航機(jī)場相關(guān)單位就軍貿(mào)型無人機(jī)保障達(dá)成共識并簽訂飛行保障協(xié)議，明確雙方在無人機(jī)系統(tǒng)開展飛行試驗(yàn)時的相關(guān)責(zé)任與要求，避免對無人機(jī)及民航造成的影響，這些協(xié)議一般包含但不限于以下內(nèi)容：

(a)經(jīng)濟(jì)技術(shù)合同；

(b)空管保障協(xié)議；

(c)保密安全協(xié)議；

(d)飛行航務(wù)運(yùn)行保障協(xié)議；

(e)安全協(xié)議；

(f)飛行區(qū)安全運(yùn)行協(xié)議；

(g)油料保障協(xié)議；

(h)特殊情況處置預(yù)案。

4.2.4 地方政府的支持

工作人員長期在一個地方工作，需要與當(dāng)?shù)厥形姓〉寐?lián)系，需要政府公安(含消防)、國安、交警等部門的支持。

與交警部門建立聯(lián)系，把所有參試單位的通勤車輛、特種車輛進(jìn)行登記，在通勤車輛、特種車輛通行等方面取得當(dāng)?shù)亟痪块T的支持。

與當(dāng)?shù)貒野踩块T建立聯(lián)系，在國家安全、保密方面、外籍人員參觀等方面取得當(dāng)?shù)貒野踩块T的支持。

5 結(jié) 論

針對我國日益凸顯的軍貿(mào)無人機(jī)任務(wù)量急劇增加與試飛資源緊缺的矛盾，根據(jù)軍貿(mào)型無人機(jī)飛行試驗(yàn)的實(shí)際需要，結(jié)合我國“軍民融合”發(fā)展戰(zhàn)略大背景以及我國實(shí)際情況，提出與民用機(jī)場管理部門大力合作，利用民用支線機(jī)場的資源開展軍貿(mào)無人機(jī)飛行試驗(yàn)的思路，有利于我國軍貿(mào)無人機(jī)的研制和發(fā)展。