无人机对民航客机有多大威胁？

中国航空报讯：去年一个温暖的夜晚，两架隶属于美国军方的UH-60M“黑鹰”直升机在纽约市斯塔顿岛上空为位于曼哈顿附近举行的联合国大会年度会议担任低空巡逻警戒任务。在日落时分，一架鞋盒大小的无人机与编队中一架直升机相撞，这次撞击撞伤了直升机的主旋翼、窗框和天线系统。事后对于附近机场的检查揭露了一件之前从来没有发生过的事情——一架民用无人机在美国空域撞上了载人飞行器。美国军方、美国国家运输安全委员会和其他相关机构正在竭尽全力调查此次事故的发生经过和原因。

虽然这些问题很重要，但是航空研究员对于研究小型无人机能造成的危害更有兴趣，比如这架造成斯塔顿岛空中碰撞的1.4千克重的四旋翼无人机，这些无人机很有可能对直升机和低空飞行的客机产生威胁。但是航空安全机构掌控的与轻型无人机相关的风险数据可谓少之又少。美国联邦航空管理局预测在2020年将在美国销售700万架无人机。

无人机的碰撞威胁已经引起了飞行员们的足够重视，有的时候，因为担心与无人机发生碰撞，飞行员们甚至会暂停一些救援任务。去年8月，消防员在美国蒙大拿州赖斯山脊进行灭火作业时，因为在附近天空中发现了一架未经许可放飞的无人机暂停了直升机作业。在后来的几个月的休斯顿市，政府机构发布了不让私人无人机靠近用来定位和疏散“哈维”飓风受灾群众低空飞行飞机的初步警告。但航空界对相关问题还存在争议，即“与无人机碰撞的风险是否大于停止飞机进行救灾作业的后果”。

执行搜索和救援任务而低空飞行的直升机更加容易受到无人机的威胁，因为他们与消费级和商用无人机共同使用一片空域。英国克兰菲尔德大学装甲系统和国防科学院的Ian Horsfall教授说道，“不只是一些出现在错误地方的不受控制的无人机，一些被有执照的飞手控制的无人机也有可能和直升机相撞，这是由直升机的飞行性质导致。”Horsfall说道。这架美国军方的“黑鹰”直升机在斯塔顿岛上空大概150米处飞行时受到撞击。小型无人机在纽约城的大多数地区都受到限制，但是在某些地方还是允许飞行，其中包括斯塔顿岛的LaTourette公园——只要无人机的飞行高度在120米以下。

固定翼飞行器不会在四轴无人机的飞行高度层中待太久，但是一旦发生撞击，它们还是会受到严重的伤害。在斯塔顿岛事故发生短短一个月之后，在加拿大魁北克市，一架无人机与一架双发螺旋桨飞机相撞。这架比奇“空中国王”A100飞机执行让·勒萨热国际机场的跑道进近程序时，在450米的高度处，它的左侧机翼与一架无人机相撞。在之后的地面检查中，左侧机翼的上层表面和除冰系统发现了轻微刮痕。加拿大交通部长Marc Garueau在新闻发布会中认为如果这起无人机撞穿了驾驶舱风挡或摧毁飞机发动机可能会导致“灾难性“的后果。

确实如此，最严重的情况莫过于无人机击穿了低空飞行器的驾驶舱风挡或者导致主发动机空中停车。但是根据Javid Bayandor的研究，这些危害大小非取决于无人机和有人驾驶飞行器的种类。Javid Bayandor是纽约州立大学布法罗分校的航空航天结构和混合动力防撞（Crashworthiness for Aerospace Structures and Hybrids，CRASH）实验室的创始人和主管。之前在弗吉尼亚理工学院和州立大学，Bayandor和他的同事花费了数年的时间来整理超过150架无人机的模型数据，并且通过计算机模拟这些无人机对飞行器的威胁。“我们不仅仅对无人机进行分类，并找出它们在不同型号的飞机和发动机上的碰撞痕迹，”Bayandor说道。“同时，我们还在研究可能的减轻损害的方法。”

2016年，英国交通部和军事航空管理局认为无人机导致的碰撞可能会比鸟击更加严重，因为鸟类更加柔软。英国的研究人员们通过发射不同尺寸的定制无人机去撞击直升机和大型航空器的挡风玻璃，在这项实验中，研究人员发现1.5公斤级的无人机有可能击穿飞行器的风挡。

消费级无人机对于高空飞行的商用飞机仅仅具有非常小的威胁；一架喷气式飞机只会在起飞和降落时与无人机共用一个空域，并且对于无人机来说，喷气式飞机的飞行速度非常快。最大的风险可能是无人机被涡轮发动机吸入。Bayandor的防撞实验室曾经制作过一个模拟视频用来展示无人机是如何在喷气式发动机中被切成碎片。“这些碎片有时会以高速在发动机内到处乱撞，并且持续损害发动机。”Bayandor说道。