劉怡彪,薛 珂,王春科
(中國飛行試驗研究院,陜西 西安 710089)
進入新世紀以來,隨著科學技術的高速發(fā)展,軍用無人機的發(fā)展也十分迅速。軍用無人機在中東戰(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,占全球軍貿市場的4.8%;自2014年開始,我國逐步成為無人機的最大出口國[1]。據(jù)媒體的公開報道,我國目前對外出口的無人機有彩虹-3、彩虹-4、翼龍-Ⅰ、翼龍-Ⅱ以及無人靶機等。
飛行試驗是在實際飛行條件下進行的科學研究和產品試驗。開展軍貿型無人機飛行試驗是檢驗其裝備可靠性、對外展示其裝備性能以及研究提升其裝備質量的必經之路。由于軍貿產品涉外的特殊性,為了保證國家秘密安全,在民用機場開展軍貿無人機的對外飛行演示是一種創(chuàng)新、有效、可靠的手段。
目前,歐美航空發(fā)達國家已多次在民航機場開展無人機系統(tǒng)的飛行試驗,如美國加州空軍國民警衛(wèi)隊于2006年開始在南加州物流機場(VCV)進行MQ-1“捕食者”以及MQ-9“死神”的飛行試驗[2];美國陸軍在基林-胡德堡地區(qū)機場(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)機場(GTR)開展以色列飛機公司(IAI)“蒼鷺”Heron的飛行;美國紐約空軍國民警衛(wèi)隊第174攻擊聯(lián)隊在位于紐約中北部的錫拉丘茲漢考克國際機場(Syr)進行MQ-9“死神”的飛行試驗[4-6]。2018年5月,美國軍用無人機MQ-9B在日本長崎縣壹岐機場開始進行飛行試驗等。
國外的經驗表明,無人機在許多方面與有人駕駛飛機相同,從支持飛機的基礎設施到人員所需的培訓等,只需稍作修改,就可滿足無人機安全運行的需要。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驗受益,并進行深入規(guī)劃,以更好地確保軍用無人機系統(tǒng)與民航機場成功和安全地融合。
由于無人機系統(tǒng)的特殊性,無人機在飛行試驗過程中遭遇的風險性高,發(fā)生飛行事故率居高不下,特別是在起降控制階段,國內已發(fā)生過多起無人機起降階段的事故。由于軍貿型無人機體積大、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)生增添了不可預見性。為了保證無人機在飛行試驗過程中的安全,對無人機試飛場地和空域條件有一定的特殊要求。
近年來,我國民用航空進入飛速發(fā)展期,國內各地支線機場的建設如火如荼。據(jù)報道,在未來5年內,僅我國西北五省將建設27個支線機場。屆時,三線城市將全部擁有民航機場。但由于我國西部發(fā)展較慢,部分西部民用機場航班、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,我國軍民融合從構想轉為實踐,并進入實質性實踐階段。無人機產業(yè)作為我國實現(xiàn)產業(yè)升級的支柱產業(yè)之一,國務院、國家海洋局等政府部門發(fā)布了一系列的政策文件,為未來無人機軍民融合發(fā)展提供具體指導[3]。
因此,利用民用支線機場的資源開展軍貿型無人機的飛行試驗是可行的。
軍貿型無人機的飛行試驗是一個錯綜復雜的系統(tǒng)工程。為保證項目的順利實施,對其整個過程進行分析,選擇合適的機場和取得相關支持是關鍵。根據(jù)軍貿型無人機的飛行試驗需要,結合我國目前的政策要求,對這兩方面進行分析研究,提出以下解決措施。
4.1.1 良好的飛行空域
軍貿型無人機開展飛行試驗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,即空域內飛行器飛行活動較少,以滿足其飛行試驗的需要。
4.1.2 地廣人稀的地理環(huán)境
軍貿型無人機飛行試驗的特點是人在地面操縱、飛機在天上飛行,“人機互動”通過計算機和數(shù)據(jù)鏈上下傳遞,即人的操縱指令通過數(shù)據(jù)鏈上傳給無人機平臺,無人機獲得的信息通過數(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平臺飛行的所有參數(shù)。為了避免在飛行試驗中導致飛行不可控事件帶來二次傷害,無人機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要求,飛行活動要求晴天居多,雷暴天氣和結冰天氣少,風速小且風向基本穩(wěn)定。一般情況下,無人機試飛的氣象要求年晴天大于260天,年降雨和結冰天氣不大于50天。
4.1.4 機場航班量少
選用的機場周邊50km內盡可能沒有民航航線,本機場每天的航班量要少。
4.1.5 機場具備的必要條件
軍貿型無人機在民航機場開展飛行試驗,選取的機場必須具備民航4C級或以上標準的條件,即不低于2500m長的跑道和相關必要的通信導航設施。最好有一次雷達或二次雷達設備,如果沒有,必須有民航通用的ADS-B設備或從地面站至塔臺的光纖、電纜,用于實時監(jiān)控無人機的位置、速度、高度信息。
機場內最好有用于布設無人機地面站和用于機庫等必要設施建設的空地,以及平行于跑道的滑行道。
該機場和民航管理當局同意進行必要的機庫、停機坪、工作場所的相關建設。
4.1.6 機場周邊環(huán)境良好
考慮到無人機起降速率小、無線電信號干擾少等特點,機場周圍20km內不要有過高的山峰、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施。一般要求機場周圍20km內不要有相對高度超過2000m的大山,跑道延長線5km內不要有超過20m高的建筑、側方500m內不要有超過50m的建筑。距離機場150km內最好有靶場且靶場面積不小于5km×5km,用于軍貿型無人機靶試飛行表演。
4.1.7 交通便利
機場所在城市必須交通便利,有通往大城市的航班、高鐵等交通設施,方便于人員、設備的運輸。
4.1.8 食宿便利
機場最好有參試人員的食宿供應,如果沒有,機場距所在城市不要超過20km,節(jié)省參試人員路程時間。
飛行器在民用機場開展飛行試驗必須得到空域管理方、民航管理部門和地方政府的支持,軍用無人機也不例外。我國的空域管理方為軍方,即機場所屬區(qū)域的軍方空管處;民用機場的管理屬于民航管理分局,在民用機場活動必須征得民航管理分局的批準;大批量人員活動最好征得當?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
空域使用單位根據(jù)《飛行條令》和飛行任務的總體規(guī)劃,由航管專業(yè)人員初步劃設空域使用的平面圖,包括經緯度、高度、飛行器的類型、飛行器的基本性能等內容,并與使用機場航空管制、空域內部隊航空管制、空域管理方的航空管制部門進行溝通,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,一定時間內將組織相關區(qū)域內的部隊、民航管理部門、民航機場等單位的航空管制人員召開空域使用協(xié)調會,會議流程包含空域使用方案說明、各方協(xié)調、形成會議紀要等內容。
(3)空域的批復
空域管理方根據(jù)空域協(xié)調會會議紀要,以紅頭文件的形式劃設臨時空域,內容包括空域使用平面圖、經緯度、高度、使用方法、規(guī)避原則、飛行計劃申報與批復流程等。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
飛行試驗科目需要跨戰(zhàn)區(qū)空域實施時,任務實施單位須向空軍空管局提出申請,在空管局的主持下,組織相關戰(zhàn)區(qū)航空管制部門、相關部隊空管部門、民航系統(tǒng)空管部門召開任務協(xié)調會,明確任務飛行航線、任務執(zhí)行時間等內容。
4.2.2 民航管理部門的支持
(1)飛行任務的批復
拿到臨時空域的批復后,使用單位還應及時以紅頭文件的形式向機場所屬民航地區(qū)管理局提出任務申請。一定時間內,民航管理局以紅頭文件的形式給予批復,并向相關民航管理部門、相關機場給予下達。
(2)相關改造任務的批復
根據(jù)無人機的保障需求,使用方需要在機場范圍內進行必要設施建設時,與機場一起向所屬民航管理局機場管理處提出改造項目申請,獲得批復(在機場飛行控制區(qū)內施工時,須獲得不停航施工批準)方可施工,施工完成后必須經過民航管理局組織的驗收,才可進行飛行試驗。
(3)無人機與民航混合運行的批復
使用單位最好制定一套完整可行的《無人機與民航混合運行方案》,得到民航管理部門的認可后,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試飛的影響,大大提高無人機的試飛效率。
4.2.3 與機場簽訂有關協(xié)議
(1)戰(zhàn)略合作框架協(xié)議的簽訂
最好與機場集團簽訂戰(zhàn)略合作框架協(xié)議,為與機場的順利合作奠定基礎。
(2)運行協(xié)議的簽訂
在開展軍貿型無人機飛行試驗(含滑跑試驗)前,應與民航機場相關單位就軍貿型無人機保障達成共識并簽訂飛行保障協(xié)議,明確雙方在無人機系統(tǒng)開展飛行試驗時的相關責任與要求,避免對無人機及民航造成的影響,這些協(xié)議一般包含但不限于以下內容:
(a)經濟技術合同;
(b)空管保障協(xié)議;
(c)保密安全協(xié)議;
(d)飛行航務運行保障協(xié)議;
(e)安全協(xié)議;
(f)飛行區(qū)安全運行協(xié)議;
(g)油料保障協(xié)議;
(h)特殊情況處置預案。
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?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、特種車輛進行登記,在通勤車輛、特種車輛通行等方面取得當?shù)亟痪块T的支持。
與當?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?shù)貒野踩块T的支持。
針對我國日益凸顯的軍貿無人機任務量急劇增加與試飛資源緊缺的矛盾,根據(jù)軍貿型無人機飛行試驗的實際需要,結合我國“軍民融合”發(fā)展戰(zhàn)略大背景以及我國實際情況,提出與民用機場管理部門大力合作,利用民用支線機場的資源開展軍貿無人機飛行試驗的思路,有利于我國軍貿無人機的研制和發(fā)展。