美國聯(lián)邦航空管理局探索反無人機(jī)系統(tǒng)

比爾·凱利

為應(yīng)對小型無人機(jī)帶來的威脅，F(xiàn)AA開始在機(jī)場中測試各種反無人機(jī)系統(tǒng)，并將根據(jù)測試結(jié)果建立反無人機(jī)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，與此同時(shí)還對小型無人機(jī)被吸入飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的情況進(jìn)行調(diào)查和測試。

美國聯(lián)邦航空管理局（FAA）和其他機(jī)構(gòu)，已采取措施應(yīng)對航空業(yè)在新冠疫情蔓延之前就面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)，即小型無人機(jī)侵?jǐn)_機(jī)場運(yùn)營的風(fēng)險(xiǎn)。FAA還對針對一些公司進(jìn)行市場調(diào)查，希望了解大型航空發(fā)動(dòng)機(jī)吸入小型無人機(jī)后會發(fā)生的情況。

在機(jī)場進(jìn)行反無人機(jī)技術(shù)測試

2020年8月21日，F(xiàn)AA要求有意向?qū)C(jī)場提供反無人機(jī)系統(tǒng)（C-UAS）的供應(yīng)商提交一份白皮書以供評估，這是美國國會在2018年FAA重新授權(quán)立法中要求的項(xiàng)目。FAA計(jì)劃評估至少10種反無人機(jī)系統(tǒng)，這些系統(tǒng)將用于探測和跟蹤飛行中的小型無人機(jī)，并減輕無人機(jī)對民用機(jī)場的威脅。國會要求FAA在5個(gè)機(jī)場測試反無人機(jī)系統(tǒng)，F(xiàn)AA已指定新澤西州的大西洋城國際機(jī)場（KACY）為第一個(gè)選址，該機(jī)場是FAA技術(shù)中心所在地，之后還將發(fā)布一份單獨(dú)的信息征求書選擇另外四個(gè)機(jī)場。

FAA最早會于2021年1月在大西洋城國際機(jī)場部署首個(gè)反無人機(jī)系統(tǒng)，并于2021年底前在其他機(jī)場安裝系統(tǒng)。大西洋城國際機(jī)場是精靈航空公司的一個(gè)基地，該機(jī)場的測試目標(biāo)是保護(hù)一個(gè)面積為9．3 km2的空中操作區(qū)域（AOA），反無人機(jī)系統(tǒng)位置在從AOA中心點(diǎn)延伸5m。

在60天的評估期內(nèi)，該反無人機(jī)技術(shù)將在不同天氣條件下針對各種小型無人機(jī)進(jìn)行測試，然后在另一個(gè)機(jī)場進(jìn)行為期14個(gè)月的實(shí)地測試。

FAA的通知指出：從大西洋城國際機(jī)場過渡到另一個(gè)機(jī)場的條件，是任何被選中的供應(yīng)商的技術(shù)/系統(tǒng)能從大西洋城國際機(jī)場成功“畢業(yè)”。因?yàn)椤爱厴I(yè)”說明該技術(shù)/系統(tǒng)具備商家所宣傳的效果，產(chǎn)生了可靠和準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，并保證在另一個(gè)操作環(huán)境中進(jìn)一步評估。

最終，國會希望FAA制定機(jī)場反無人機(jī)設(shè)施的認(rèn)證和授權(quán)程序，使其有資格獲得機(jī)場改進(jìn)計(jì)劃的撥款。2018年的授權(quán)立法還要求FAA成立航空規(guī)則制定委員會以協(xié)助制定標(biāo)準(zhǔn)，但FAA表示尚未建立該小組。

在白皮書的征集中，F(xiàn)AA強(qiáng)調(diào)不會對所選供應(yīng)商的反無人機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行比較或排名，也不會根據(jù)評估結(jié)果制定認(rèn)可的供應(yīng)商清單。FAA只要求供應(yīng)商安裝反無人機(jī)系統(tǒng)，培訓(xùn)FAA的人員使用，然后離開。

圖1 小型無人機(jī)會給機(jī)場打來嚴(yán)重的干擾。

圖2 英國反無人機(jī)系統(tǒng)中的光電和熱像儀。

提供法律法規(guī)指導(dǎo)

圖3 以色列埃爾塔系統(tǒng)公司開發(fā)的“無人機(jī)護(hù)衛(wèi)者”反無人機(jī)系統(tǒng)。

FAA繼2020年8月17日發(fā)布了一份跨部門咨詢通告之后，又下發(fā)了一份通知，為考慮部署反無人機(jī)的機(jī)場提供了可能適用的聯(lián)邦法律法規(guī)概述。2019年5月，F(xiàn)AA曾向列入國家綜合機(jī)場系統(tǒng)計(jì)劃的3321個(gè)商業(yè)、救援和通用航空機(jī)場發(fā)送了類似信函并附最新指南，當(dāng)時(shí)信中表示“無法確認(rèn)使用反無人機(jī)技術(shù)的合法性。”

聯(lián)邦通信委員會（FCC）和司法及國土安全部聯(lián)合FAA一起發(fā)布了跨部門咨詢通告，得出了類似結(jié)論。咨詢通告指出，到目前為止，國會只授權(quán)司法部、國土安全部、能源部和國防部在特定條件下使用反無人機(jī)系統(tǒng)來保護(hù)“受保護(hù)的設(shè)施或資產(chǎn)”。

該咨詢通告對兩種類型的反無人機(jī)系統(tǒng)做了區(qū)分，一種是使用射頻（RF）、雷達(dá)、光電（EO）、紅外（IR）或聲學(xué)傳感器來探測和跟蹤無人機(jī)的探測系統(tǒng)，一種是通過動(dòng)能或非動(dòng)能手段使無人機(jī)失靈的緩解系統(tǒng)。動(dòng)能系統(tǒng)可以使用網(wǎng)、射彈或激光擊落被跟蹤的飛機(jī)。非動(dòng)能系統(tǒng)通過射頻、Wi-Fi或GPS干擾、誘餌欺騙、黑客攻擊或通過非破壞性的定向能武器來干擾無人機(jī)控制。

依據(jù)《筆錄記錄器、陷阱及追蹤條例》和《竊聽法案》，判斷探測或跟蹤系統(tǒng)是否涉及到與監(jiān)視有關(guān)的聯(lián)邦刑法，取決于該系統(tǒng)是否捕獲、記錄、破譯或攔截了無人機(jī)與其控制人之間的電子通信。雷達(dá)、聲傳感器或光電/紅外系統(tǒng)發(fā)射電磁波或聲光脈沖，根據(jù)反射信號探測物體，這不太可能引起聯(lián)邦刑事監(jiān)視法規(guī)關(guān)切，但必須遵守FAA和聯(lián)邦通信委員會對航空和射頻頻譜的管理規(guī)定。

緩解系統(tǒng)可能會違反聯(lián)邦刑事禁令，即禁止攔截通訊、損壞飛機(jī)或損壞州際貿(mào)易中使用的“受保護(hù)計(jì)算機(jī)”。干擾、欺騙和黑客攻擊尤其引起了對違反《計(jì)算機(jī)欺詐和濫用法》和禁止干擾衛(wèi)星運(yùn)行和破壞通信線路的法律的質(zhì)疑。

FAA機(jī)場安全和標(biāo)準(zhǔn)辦公室主任約翰·德莫迪在FAA無人機(jī)年度研討會上說，安裝經(jīng)批準(zhǔn)的反無人機(jī)系統(tǒng)有一個(gè)流程。大致來說，需要向FAA提交一份關(guān)于擬議建設(shè)或變更的通知的FAA 7460-1表格，以供FAA審查。德莫迪承認(rèn)美國部分機(jī)場已經(jīng)部署了反無人機(jī)系統(tǒng)，但拒絕透露具體機(jī)場。

機(jī)場安裝反無人機(jī)的工作大部分是保密的。2019年10月，白宮國家安全委員會悄聲無息地批準(zhǔn)了一項(xiàng)行動(dòng)概念，該概念描述了當(dāng)美國30個(gè)核心機(jī)場之一遭遇無人機(jī)侵?jǐn)_時(shí)，聯(lián)邦政府如何應(yīng)對。這些機(jī)場服務(wù)于空中交通量最大的大都會地區(qū)。

FAA副局長、無人機(jī)安全顧問索爾蒂斯表示，白宮希望美國的機(jī)場做好準(zhǔn)備以抵御小型無人機(jī)侵?jǐn)_。無人機(jī)侵?jǐn)_曾造成倫敦蓋特威克機(jī)場在2018年12月19日至21日期間兩度關(guān)閉，千余航班取消。

索爾蒂斯說，一旦美國司法部和國土安全部獲得國會授權(quán)在美國使用反無人機(jī)系統(tǒng)，他們很快就會發(fā)現(xiàn)沒有足夠的設(shè)備部署所有機(jī)場。五角大樓表示愿意在30個(gè)核心機(jī)場之一發(fā)生小型無人機(jī)侵?jǐn)_嚴(yán)重事態(tài)時(shí)提供軍事援助。

根據(jù)構(gòu)想，應(yīng)對無人機(jī)侵?jǐn)_的主要聯(lián)邦機(jī)構(gòu)會“以意圖為依據(jù)”進(jìn)行判斷。例如，美國司法部將處理恐怖主義威脅，國防部可能會派遣反無人機(jī)系統(tǒng)，并培訓(xùn)司法或國土安全人員使用這些系統(tǒng)。不過，根據(jù)《地方民團(tuán)法案》，國防部將被禁止使用這些系統(tǒng)，因該法案限制了使用軍隊(duì)執(zhí)行國內(nèi)法律。

除了部署反無人機(jī)系統(tǒng)以外，應(yīng)對無人機(jī)威懾還有其他工具可用。自2015年12月以來，F(xiàn)AA要求重量超過250g的無人機(jī)持有者在網(wǎng)上注冊，這為FAA提供了追溯監(jiān)管權(quán)，以追查到誤操作或懷有惡意的無人機(jī)操控員。

FAA按承諾在2020年年底前公布“遠(yuǎn)程識別”的最終條例，該條例要求無人機(jī)向地面發(fā)送身份標(biāo)識和位置信號。該規(guī)定生效后，無人機(jī)制造商有兩年的時(shí)間來遵守規(guī)定。

測試無人機(jī)對飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的影響

目前，F(xiàn)AA在反無人機(jī)的部署上十分謹(jǐn)慎。FAA是否同意擴(kuò)大緩解能力和放開一些探測能力？答案是否定的，至少現(xiàn)在不需要。反無人機(jī)系統(tǒng)還需要進(jìn)行大量的測試，因?yàn)楸仨毐ＷC系統(tǒng)的安全部署。

發(fā)動(dòng)機(jī)研究也在緩慢而審慎地前進(jìn)。美國國會在2016年FAA重新授權(quán)立法中要求對發(fā)動(dòng)機(jī)吸入小型無人機(jī)后的情況進(jìn)行測試，并于2019年9月重申了這一要求。在2020年8月21日發(fā)布的信息征求書中，最新的要求符合FAA進(jìn)行最后研究階段的準(zhǔn)備，包括一臺用于測試的發(fā)動(dòng)機(jī)。

測試的目的是獲得關(guān)于小型無人機(jī)被實(shí)際吸入商業(yè)航空中高旁通燃?xì)鉁u扇發(fā)動(dòng)機(jī)的具有代表性的數(shù)據(jù)。發(fā)動(dòng)機(jī)的直徑為1．6m左右，相當(dāng)于波音737NG上的一臺CFM56渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)大小。

無人機(jī)系統(tǒng)安全卓越研究聯(lián)盟（Assure）是FAA無人機(jī)卓越研究中心的大學(xué)聯(lián)盟，該聯(lián)盟于2017年11月發(fā)布了一份關(guān)于載人飛機(jī)和小型無人機(jī)空中碰撞的研究報(bào)告。研究得出的結(jié)論是，在碰撞中，剛性材料制成的小型無人機(jī)比同等重量的鳥類對大型載人飛機(jī)造成的結(jié)構(gòu)損傷更大?！?/p>