陳婷，楊泓，李亞玲

（四川省氣象服務(wù)中心，四川 成都 610071）

無(wú)人機(jī)是利用無(wú)線遙控和程序控制來(lái)執(zhí)行特定航空任務(wù)的飛行器，或者由車載計(jì)算機(jī)完全地間隙地自主地操作。根據(jù)操控方式的不同，無(wú)人機(jī)分為多旋翼無(wú)人機(jī)、固定翼無(wú)人機(jī)、無(wú)人直升機(jī)等。

現(xiàn)階段對(duì)邊界層的氣象和環(huán)境要素觀測(cè)主要是靠探空氣象站、空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)站等進(jìn)行。探測(cè)方式成本高，探測(cè)要素比較單一，空間和時(shí)間分辨率較小，隨著無(wú)人機(jī)邊界層探測(cè)系統(tǒng)的試飛成功，將若干多旋翼無(wú)人機(jī)組成的機(jī)群分布在大氣邊界層指定區(qū)域的空間網(wǎng)絡(luò)格點(diǎn)上，探測(cè)大氣邊界層的各氣象要素和環(huán)境要素的新的探測(cè)模式被提出。

無(wú)人機(jī)可以觀測(cè)氣象和環(huán)境要素，同時(shí)無(wú)人機(jī)飛行任務(wù)能否順利實(shí)施也受到天氣影響。2008 年中國(guó)氣象局第 1 次利用無(wú)人機(jī)獲取臺(tái)風(fēng)內(nèi)部氣象要素資料。2013臺(tái)風(fēng)“尤特”登陸后利用無(wú)人機(jī)對(duì)當(dāng)?shù)貪O業(yè)造成的損害情況進(jìn)行了遙感觀測(cè)及評(píng)估，但多旋翼無(wú)人機(jī)在災(zāi)害性天氣中可以發(fā)揮的作用和應(yīng)用局限目前尚屬空白。從無(wú)人機(jī)多次應(yīng)用于災(zāi)害天氣中說(shuō)明可以利用無(wú)人機(jī)對(duì)臺(tái)風(fēng)等惡劣天氣進(jìn)行氣象要素探測(cè)。

1 氣象要素對(duì)無(wú)人機(jī)飛行的影響

多旋翼無(wú)人機(jī)體未作防雨防雷處理，所以當(dāng)出現(xiàn)雨雪、雷暴等天氣時(shí)，原則上不能執(zhí)行飛行任務(wù)，但也可視情況而定，較小的雨雪對(duì)無(wú)人機(jī)損傷較為輕微，應(yīng)急情況下可短時(shí)穿越雨雪區(qū)域，這就對(duì)氣象保障與預(yù)報(bào)提出了新的要求。無(wú)人機(jī)的飛行活動(dòng)和氣象條件之間的關(guān)系正從氣象條件決定能否飛行轉(zhuǎn)變?yōu)閺?fù)雜氣象條件下如何飛行安全，如何為無(wú)人機(jī)飛行提供可靠的氣象保障。

1.1 低云

對(duì)于無(wú)人機(jī)飛行的影響最大的低云主要是指云底距地面距離在300m以下的云。低云對(duì)多旋翼無(wú)人機(jī)飛行的影響主要來(lái)自于低云所伴隨的強(qiáng)天氣。其中對(duì)多旋翼無(wú)人機(jī)影響最大的是的積雨云和濃積云引起的。積雨云云底高度一般在400～1000m，云頂高可達(dá)對(duì)流層頂（8000～12000m），受性能影響多旋翼無(wú)人機(jī)無(wú)法爬升到云頂之上，只能采取避開(kāi)措施。

1.2 低能見(jiàn)度

多旋翼無(wú)人機(jī)上升階段離地面很近，一旦出現(xiàn)強(qiáng)風(fēng)切變、側(cè)風(fēng)和強(qiáng)下沉氣流時(shí)，將造成飛機(jī)失速、掉高等情況出現(xiàn)，應(yīng)對(duì)時(shí)間非常短。因此對(duì)于能見(jiàn)度要求很高，同時(shí)能見(jiàn)度也是影響能否正常飛行時(shí)的一個(gè)決定因素。

1.3 雷電

雷電既可能使無(wú)人機(jī)遭雷擊，又使無(wú)線電通信和電子設(shè)備受到干擾，雷電可能同時(shí)還伴有冰雹、下?lián)舯┝?、龍卷等?qiáng)天氣。

1.4 風(fēng)

風(fēng)對(duì)多旋翼無(wú)人機(jī)飛行安全的影響主要來(lái)自低空風(fēng)切變 。出現(xiàn)強(qiáng)風(fēng)切變天氣時(shí)，飛控員首先應(yīng)隨時(shí)注意多旋翼無(wú)人機(jī)的對(duì)地速度與偏航情況，及時(shí)修正航線并計(jì)算航行時(shí)間，確保多旋翼無(wú)人機(jī)能順利往返；其次應(yīng)該根據(jù)風(fēng)向適當(dāng)變更航線，避免多旋翼無(wú)人機(jī)在較大側(cè)風(fēng)切變情況下飛行，保證飛行安全。

1.5 氣溫

溫度過(guò)高或者過(guò)低都可能對(duì)多旋翼無(wú)人機(jī)電子設(shè)備的正常運(yùn)行產(chǎn)生影響。

1.6 氣壓

多旋翼無(wú)人機(jī)對(duì)地高度測(cè)量多采用的是飛機(jī)海拔高度與地面海拔高度差值計(jì)算而得，飛行過(guò)程中區(qū)域氣壓的強(qiáng)烈變化也會(huì)對(duì)標(biāo)定飛行高度造成影響，特別是在多旋翼無(wú)人機(jī)回收階段，標(biāo)定高度錯(cuò)誤可能會(huì)造成比較嚴(yán)重的后果。

1.7 積冰

積冰會(huì)改變多旋翼無(wú)人機(jī)動(dòng)力，加大多旋翼無(wú)人機(jī)的操縱難度，甚至發(fā)生事故。當(dāng)多旋翼無(wú)人機(jī)上發(fā)生積冰時(shí)，除了對(duì)多旋翼無(wú)人機(jī)進(jìn)行回收外，也可選擇將多旋翼無(wú)人機(jī)高度提升將積冰沖開(kāi)，同時(shí)應(yīng)注意在空氣濕度較大時(shí)進(jìn)行飛行，且飛行時(shí)盡量避開(kāi)云層。

2 結(jié)語(yǔ)

基于氣象要素對(duì)多旋翼無(wú)人機(jī)的影響，保障多旋翼無(wú)人機(jī)飛行安全應(yīng)該從以下幾個(gè)方面著手：一是為無(wú)人機(jī)提供高準(zhǔn)確率的精細(xì)化預(yù)報(bào)，包括強(qiáng)天氣、降水、低云高度、能見(jiàn)度、風(fēng)速、風(fēng)向、氣溫、氣壓、濕度的預(yù)報(bào)；二是應(yīng)該根據(jù)多旋翼無(wú)人機(jī)性能，為多旋翼無(wú)人機(jī)制定一套最低氣象條件，所謂最低氣象條件是指，多旋翼無(wú)人機(jī)飛行的最低閾值，當(dāng)氣象條件低于此閾值多旋翼無(wú)人機(jī)不允許放飛，對(duì)正在飛行的多旋翼無(wú)人機(jī)應(yīng)采取回收等措施；三是加強(qiáng)無(wú)人機(jī)操作人員的培訓(xùn)，應(yīng)該具有一定的氣象知識(shí)，能應(yīng)對(duì)多旋翼無(wú)人機(jī)進(jìn)入惡劣天氣區(qū)域等突發(fā)情況。

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