
2018 年 12 月,多次發(fā)現(xiàn)無人機(jī)的事件迫使蓋特威克機(jī)場暫停運(yùn)營 33 小時(shí),1,000 個(gè)航班受到影響,影響了圣誕節(jié)期間的 140,000 名乘客。
此次事件給受影響的航空公司造成的損失總計(jì)約 5000 萬英鎊,是民航史上最受關(guān)注的無人機(jī)事件之一。但情況本可能更糟。如果沒有適當(dāng)?shù)臒o人機(jī)戰(zhàn)略,受影響的航空公司可能會(huì)要求蓋特威克機(jī)場承擔(dān)由此造成的損失。
但機(jī)場運(yùn)營商需要擔(dān)心的不僅僅是財(cái)務(wù)影響。長時(shí)間的中斷會(huì)導(dǎo)致乘客不滿,從而損害聲譽(yù)并削弱對(duì)機(jī)場安全的信任。此外還有無人機(jī)事件造成的物理損壞和安全威脅……
無人機(jī)會(huì)對(duì)商用飛機(jī)造成多大的損害?
無人機(jī)的尺寸和設(shè)計(jì)千差萬別。平均而言,消費(fèi)級(jí)無人機(jī)翼展為 30 厘米,重量略低于 2 公斤。專業(yè)級(jí)無人機(jī)體型較大,長度從 50 厘米到 1.5 米不等,重量可達(dá) 10 公斤。
2017 年,無人機(jī)系統(tǒng)安全研究卓越聯(lián)盟(ASSURE) 模擬了 140 多個(gè)碰撞場景,以評(píng)估無人機(jī)撞擊對(duì)商用飛機(jī)的影響。報(bào)告顯示,無人機(jī)撞擊對(duì)飛機(jī)造成的結(jié)構(gòu)損壞比同等質(zhì)量和速度的鳥類更大。
代頓大學(xué)研究所進(jìn)行的另一項(xiàng)著名研究揭示了無人機(jī)襲擊可能造成的災(zāi)難性后果。在嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)室條件下,該團(tuán)隊(duì)向一架 4 座 Mooney M20 飛機(jī)的機(jī)翼發(fā)射了一架重 1.4 公斤、時(shí)速 238 英里的 DJI Phantom 2。該測試旨在模擬無人機(jī)與飛機(jī)在最后進(jìn)近時(shí)發(fā)生的空中相撞。
無人機(jī)在飛機(jī)機(jī)翼前緣打了一個(gè)洞,損壞了主翼梁。在現(xiàn)實(shí)生活中,這很容易導(dǎo)致致命的墜機(jī)事故。然而,英國民航局 (CAA) 淡化了類似碰撞對(duì)大型客機(jī)機(jī)翼造成的風(fēng)險(xiǎn)。大疆甚至聲稱該實(shí)驗(yàn)代表了一種不切實(shí)際的場景,并要求該團(tuán)隊(duì)刪除“危言聳聽的視頻”。
當(dāng)然,機(jī)翼并不是飛機(jī)唯 一脆弱的部分。擋風(fēng)玻璃、螺旋槳和發(fā)動(dòng)機(jī)都可能因空中相撞而遭受災(zāi)難性的損壞。
蓄意攻擊
意外碰撞只是威脅的一半。許多無人機(jī)型號(hào)專門設(shè)計(jì)用于攜帶有效載荷。例如,OnyxStar Hydra-12 可以承載高達(dá) 12 公斤的有效載荷。軍方和恐怖組織都迅速將這些能力用于戰(zhàn)斗。
2018 年,不明身份的襲擊者使用兩架 DJI Matrice 600 無人機(jī)暗殺委內(nèi)瑞拉總統(tǒng)尼古拉斯·馬杜羅。在紀(jì)念玻利瓦爾國民警衛(wèi)隊(duì)成立 81 周年的演講中,兩架武裝無人機(jī)在聚集的人群上空爆炸,造成 7 人受傷。
無人機(jī)已成為城市戰(zhàn)爭中越來越受歡迎的武器。值得慶幸的是,目前尚未發(fā)現(xiàn)在商業(yè)機(jī)場發(fā)生無人機(jī)攜帶簡易爆炸裝置 (DBIED) 的事件。但威脅仍然存在。
官方指導(dǎo)
2021 年,歐洲航空安全局( EASA) 發(fā)布了一份手冊(cè),幫助機(jī)場應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)重的無人機(jī)威脅。該手冊(cè)就無人機(jī)事故發(fā)生前、發(fā)生期間和發(fā)生后應(yīng)采取的措施提出了建議。
這些建議針對(duì)的是可能沒有資源制定廣泛的反無人機(jī)戰(zhàn)略的大型市政機(jī)場和小型飛機(jī)場。
事件發(fā)生前
安全和運(yùn)營團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)與相關(guān)航空和執(zhí)法部門合作,對(duì)機(jī)場周圍未經(jīng)授權(quán)的無人機(jī)活動(dòng)制定適當(dāng)?shù)南拗拼胧_@包括明確每個(gè)參與者在應(yīng)對(duì)無人機(jī)事件時(shí)的角色和職責(zé)。
在地方層面,歐洲航空安全局建議與空中交通管制和執(zhí)法機(jī)構(gòu)合作以:
l建立無人機(jī)目擊報(bào)告機(jī)制
l制定事件響應(yīng)協(xié)議和程序
l制定一份諒解備忘錄,概述發(fā)生事故時(shí)各方應(yīng)承擔(dān)的角色
最后,確定保護(hù)機(jī)場免受非法無人機(jī)攻擊所需的檢測和緩解解決方案。
事故發(fā)生期間
收到無人機(jī)目擊報(bào)告后,您應(yīng)與相關(guān)部門合作,確定該報(bào)告是否足夠可信,可以宣布無人機(jī)事件。這應(yīng)基于您已同意的信息收集、驗(yàn)證和溝通方法。
如果威脅確實(shí)存在,請(qǐng)進(jìn)行威脅評(píng)估以確定其性質(zhì)和嚴(yán)重程度。空中交通管制和安全部隊(duì)將利用這些信息確定適當(dāng)?shù)膽?yīng)對(duì)措施,以確保機(jī)場及其周圍的飛機(jī)安全。
事件發(fā)生后
塵埃落定后,您必須為相關(guān)部門準(zhǔn)備適當(dāng)?shù)奈募蛨?bào)告。這些文件中包含的信息可幫助您對(duì)事件進(jìn)行徹底分析。然后,您可以審查您的對(duì)策和響應(yīng)程序,以確保您能夠更好地應(yīng)對(duì)將來的類似事件。
執(zhí)法機(jī)構(gòu)還需要收集證據(jù)來支持對(duì)該事件的刑事調(diào)查。
傳統(tǒng)雷達(dá)系統(tǒng) 旨在識(shí)別雷達(dá)截面 (RCS) 較大的物體,例如有人駕駛飛機(jī)。很少有系統(tǒng)能夠探測到小型、快速移動(dòng)的物體。即使可以,區(qū)分無人機(jī)和鳥類也超出了除最 先進(jìn)的微多普勒系統(tǒng)之外的所有系統(tǒng)的能力。準(zhǔn)確的分類可以減少誤報(bào),并防止地面團(tuán)隊(duì)浪費(fèi)時(shí)間應(yīng)對(duì)不存在的威脅。
從運(yùn)送包裹到滅火,無人機(jī)有許多商業(yè)應(yīng)用。這給機(jī)場安保團(tuán)隊(duì)帶來了另一個(gè)問題:如何區(qū)分朋友和敵人?對(duì)2018 年蓋特威克機(jī)場事件的調(diào)查表明,一些報(bào)告的無人機(jī)目擊事件實(shí)際上是警方派去調(diào)查該事件的無人機(jī)。有效的無人機(jī)檢測系統(tǒng)必須快速確定潛在無人機(jī)威脅的意圖,以幫助安保團(tuán)隊(duì)制定應(yīng)對(duì)計(jì)劃。
消費(fèi)級(jí)無人機(jī)的常見安全功能是返回原點(diǎn)功能。如果飛行途中出現(xiàn)問題,如丟失控制器信號(hào),無人機(jī)將返回其注冊(cè)的原點(diǎn)位置。
有些型號(hào)將這項(xiàng)技術(shù)提升到了一個(gè)新的水平,讓操作員可以預(yù)先編程無人機(jī),使其遵循特定的路線。無人機(jī)與其控制器之間沒有實(shí)時(shí)無線電通信,因此傳統(tǒng)無人機(jī)檢測方法(如射頻 (RF) 分析儀)無法發(fā)現(xiàn)它。
大規(guī)模無人機(jī)事件和襲擊已成為民用和軍用領(lǐng)域日益嚴(yán)重的問題。美國軍方已開始模擬無人機(jī)群襲擊,以訓(xùn)練部隊(duì)。
對(duì)機(jī)場安檢團(tuán)隊(duì)來說,追蹤無人機(jī)群中的單個(gè)無人機(jī)仍然是一項(xiàng)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。豪華汽車品牌 Genesis 在 2021 年打破了同時(shí)飛行無人機(jī)數(shù)量最多的世界紀(jì)錄,當(dāng)時(shí)該公司發(fā)射了 3,281 架無人機(jī)群,以慶祝該公司進(jìn)入中國市場。但即使是幾十架無人機(jī)的集群也能壓倒傳統(tǒng)的雷達(dá)系統(tǒng)。
預(yù)防無人機(jī)事故需要全天候、360° 覆蓋整個(gè)機(jī)場。這為地面團(tuán)隊(duì)提供了應(yīng)對(duì)威脅所需的早期預(yù)警和全面態(tài)勢感知。
無人機(jī)檢測解決方案的組成取決于您的具體情況。但一般來說,它應(yīng)該能夠:
l準(zhǔn)確檢測大范圍(至少 3 公里)的無人機(jī)活動(dòng)
l在任何條件下實(shí)時(shí)定位和跟蹤威脅
l區(qū)分無人機(jī)和鳥類
l同時(shí)跟蹤多個(gè)快速移動(dòng)的目標(biāo)
l檢測自主無人機(jī)
沒有一種無人機(jī)檢測解決方案可以做到這一切。有效可靠的無人機(jī)檢測需要正確結(jié)合被動(dòng)和主動(dòng)無人機(jī)檢測解決方案。
高清攝像系統(tǒng)可在廣闊區(qū)域提供精 確成像。攝像機(jī)通常安裝在機(jī)場周邊,與無人機(jī)雷達(dá)協(xié)同工作,幫助您監(jiān)控?zé)o人機(jī)威脅。
先進(jìn)的系統(tǒng)使用紅外和熱成像來在弱光和惡劣天氣條件下提供準(zhǔn)確的無人機(jī)檢測,而標(biāo)準(zhǔn)攝像系統(tǒng)通常難以做到這一點(diǎn)。
聲學(xué)傳感器(麥克風(fēng))檢測無人機(jī)在飛行過程中發(fā)出的聲音,并利用這些信息計(jì)算行進(jìn)方向。操作員通常將聲學(xué)傳感器部署為陣列,以增加檢測范圍和效率。
與基于無線電的檢測方法不同,聲學(xué)傳感器可以檢測在近場內(nèi)運(yùn)行的任何無人機(jī),包括自主無人機(jī)。然而,大多數(shù)聲學(xué)傳感器的最 大有效范圍僅為 300-500 米,而且在嘈雜的環(huán)境中通常難以發(fā)揮作用。
射頻分析儀
射頻(RF)分析儀有兩種類型:
1.測向儀
2.射頻信號(hào)解碼器
測向儀使用多個(gè)天線來檢測無人機(jī)和其控制單元之間傳輸?shù)臒o線電信號(hào)。然后,機(jī)載處理器分析信號(hào)的射頻頻譜,以識(shí)別無人機(jī)的品牌和型號(hào)。如果無人機(jī)使用 Wi-Fi 進(jìn)行通信,更先進(jìn)的系統(tǒng)甚至可以精 確定位無人機(jī)的 MAC 地址。
射頻信號(hào)解碼器直接從無人機(jī)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)中收集有關(guān)無人機(jī)及其飛行員的位置的信息。
射頻分析儀性價(jià)比高,而且由于是無源的,因此無需許可證即可操作。但是,射頻分析儀的檢測范圍有限,在無線電通信量很大的地區(qū)效率較低。此外,一些射頻分析儀無法定位和跟蹤無人機(jī)或識(shí)別自主無人機(jī)。
雷達(dá)
專業(yè)無人機(jī)雷達(dá)可對(duì)無人機(jī)活動(dòng)進(jìn)行遠(yuǎn)程檢測、分類和跟蹤。無人機(jī)雷達(dá)的工作原理與傳統(tǒng)雷達(dá)相同。雷達(dá)發(fā)出信號(hào),并在遇到物體時(shí)監(jiān)聽“回聲”,以確定其位置和行進(jìn)方向。
無人機(jī)雷達(dá)比其他無人機(jī)探測系統(tǒng)(如攝像頭和射頻分析儀)能探測和跟蹤更大范圍內(nèi)的無人機(jī)。至關(guān)重要的是,它們可以在各種條件下提供遠(yuǎn)程跟蹤,同時(shí)跟蹤數(shù)百架無人機(jī),并探測自主無人機(jī)。先進(jìn)的系統(tǒng)甚至可以區(qū)分鳥類和無人機(jī),從而進(jìn)行可靠的分類。
n虹膜
IRIS擁有 360° 方位角覆蓋和 60° 仰角覆蓋,可為任何規(guī)模的機(jī)場提供無與倫比的無人機(jī)檢測和監(jiān)控。我們最 先進(jìn)的微多普勒雷達(dá)可以在任何條件下準(zhǔn)確跟蹤無人機(jī)活動(dòng),包括大雨、大霧和夜晚 - 讓地面團(tuán)隊(duì)提前收到即將出現(xiàn)的威脅的警告。
IRIS 規(guī)格
lX 波段 (8900-9650 MHz)
l2x 12W 功率輸出
l30rpm掃描速度
l5-10公里儀表范圍
l360°方位角
l60 度仰角覆蓋
l微多普勒
全3D無人機(jī)追蹤
當(dāng)風(fēng)險(xiǎn)很高時(shí),每一秒都至關(guān)重要。IRIS 可以 全 3D 跟蹤無人機(jī)。這為您的地面團(tuán)隊(duì)提供了準(zhǔn)確的高度信息,以便快速檢測和有效緩解。
輕量級(jí)封裝,強(qiáng)大的無人機(jī)檢測功能
當(dāng)今的無人機(jī)威脅需要小型輕便的無人機(jī)雷達(dá),這些雷達(dá)不會(huì)影響探測范圍和覆蓋范圍。大多數(shù)雷達(dá)只能做到其中之一。但 IRIS 卻不是。輕巧、經(jīng)過 Mil-Std 認(rèn)證的設(shè)計(jì)使 IRIS 可以 根據(jù)您的需要輕松部署和重新部署,而一流的探測范圍可保護(hù)您的機(jī)場免受來自任何方向的威脅。
快速準(zhǔn)確的威脅分類
作為一款微多普勒雷達(dá),IRIS能夠 快速區(qū)分無人機(jī)和其他空中威脅,例如鳥類。IRIS 還能探測到傳統(tǒng)雷達(dá)系統(tǒng)難以發(fā)現(xiàn)的懸停無人機(jī)和自主無人機(jī)。
多目標(biāo)跟蹤
無人機(jī)群對(duì)商業(yè)機(jī)場的威脅越來越大。IRIS 可以同時(shí)檢測和跟蹤數(shù)百架無人機(jī),讓您全面了解威脅形勢。
n艾薇拉
ELVIRA 將智能軟件與價(jià)格實(shí)惠的無人機(jī)雷達(dá)相結(jié)合,提供全年準(zhǔn)確的無人機(jī)探測。與以受控脈沖方式發(fā)射無線電波的傳統(tǒng)雷達(dá)不同,ELVIRA 會(huì)發(fā)出連續(xù)信號(hào),全天候跟蹤空中威脅。
ELVIRA 規(guī)格
lFMCW 固態(tài)
lX 波段 (8700-9650 MHz)
l4W 功率輸出
l1.3秒更新率
l5-10公里儀表范圍
l360°方位角
l10 度仰角覆蓋
l微多普勒
自動(dòng)威脅分類
ELVIRA 是一款專為無人機(jī)探測而設(shè)計(jì)的微多普勒雷達(dá)。通過利用自動(dòng)化技術(shù),ELVIRA 可以 立即對(duì)空中威脅進(jìn)行分類,區(qū)分鳥類和無人機(jī),以減少誤報(bào)。
無人機(jī)追蹤
許多無人機(jī)允許操作員預(yù)先對(duì)飛行器進(jìn)行編程以實(shí)現(xiàn)自主飛行。ELVIRA 的 微多普勒技術(shù)可以檢測和跟蹤懸停和自主無人機(jī),從而實(shí)現(xiàn)完全可視性。它還可以同時(shí)監(jiān)控多個(gè)目標(biāo),以幫助您保護(hù)機(jī)場免受無人機(jī)群的攻擊。
直接集成
ELVIRA 可與專有和第三方安全及 C2 系統(tǒng)無縫集成。您還可以為 ELVIRA 配備 高分辨率云臺(tái) (PTZ) 攝像頭,以實(shí)現(xiàn)精 確成像。
無人機(jī)緩解解決方案與檢測系統(tǒng)配合使用,可消除已確認(rèn)的空中威脅。具體方法如下:
1.飛行途中關(guān)閉無人機(jī)
2.控制并重新定向無人機(jī)
3.摧毀無人機(jī)
大多數(shù)國家都制定了嚴(yán)格的法規(guī)來控制在軍事和安全環(huán)境之外使用無人機(jī)緩解系統(tǒng)。然而,隨著威脅的增加和緩解技術(shù)的發(fā)展,這種情況可能會(huì)發(fā)生變化。
網(wǎng)與槍
無人機(jī)緩解解決方案不一定要高科技才能有效。大多數(shù)無人機(jī)使用螺旋槳。發(fā)射或以其他方式將網(wǎng)與無人機(jī)的旋翼葉片接觸仍然是消除無人機(jī)威脅的最簡單方法之一。主要有三種投放方法:
1.地面網(wǎng)炮
2.無人機(jī)網(wǎng)炮
3.“捕網(wǎng)無人機(jī)”部署的懸掛式捕網(wǎng)
無人機(jī)炮克服了地面網(wǎng)炮的射程限制。網(wǎng)無人機(jī)是完整捕獲流氓無人機(jī)的最 佳選擇。
猛禽小隊(duì)
老鷹和其他猛禽都是天生的獵手。通過正確的訓(xùn)練,您可以利用它們的掠食本能,教它們攔截和捕獲無人機(jī)。
訓(xùn)練鳥類捕獵無人機(jī)需要投入大量的時(shí)間和精力。每只鳥至少需要一年的訓(xùn)練才能準(zhǔn)備好行動(dòng),這使得它的可擴(kuò)展性不如此列表中的其他解決方案。此外,猛禽本身對(duì)機(jī)場來說也是一種危險(xiǎn)。
無線電頻率干擾器
射頻 (RF) 干擾器的工作原理是向目標(biāo)無人機(jī)發(fā)射一束集中的無線電能量。這會(huì)掩蓋其控制信號(hào),導(dǎo)致以下四種情況之一:
1.無人機(jī)在當(dāng)前位置進(jìn)行受控著陸
2.無人機(jī)返回預(yù)先選定的飛行地點(diǎn)
3.無人機(jī)失控墜落地面
4.無人機(jī)隨機(jī)飛向某個(gè)方向
射頻干擾器有各種形狀和尺寸。其中包括移動(dòng)式、手持式和靜態(tài)式。在投資射頻干擾器之前,請(qǐng)記住它可能會(huì)干擾其他無線電通信并導(dǎo)致目標(biāo)行為不可預(yù)測。
GPS 欺騙器
GPS 欺騙器取代了無人機(jī)的通信信號(hào),使安全團(tuán)隊(duì)能夠控制無人機(jī)。然后他們可以將無人機(jī)引導(dǎo)到安全區(qū)域,使其成為比 RF 干擾器更可預(yù)測的選擇。然而,GPS 欺騙器僅在短距離內(nèi)有效。與 RF 干擾器一樣,GPS 欺騙器會(huì)影響附近的無線電通信,造成中斷和附帶損害。
高功率微波爐
高功率微波 (HPM) 設(shè)備可產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁脈沖,干擾并摧毀目標(biāo)的機(jī)載電子設(shè)備。一些 HPM 設(shè)備使用天線聚焦脈沖,這有助于將附帶損害降至最 低。
HPM 設(shè)備是市場上最昂貴的無人機(jī)緩解解決方案之一。當(dāng)無人機(jī)從空中墜落時(shí),它們還會(huì)對(duì)無人機(jī)下方的人員和設(shè)備構(gòu)成安全風(fēng)險(xiǎn)。
高功率光學(xué)設(shè)備
高功率光學(xué)設(shè)備使用集中光束(即激光束)來摧毀目標(biāo)的外部結(jié)構(gòu)和內(nèi)部電子設(shè)備。雖然這在阻止無人機(jī)方面非常有效,但附帶損害的風(fēng)險(xiǎn)很高。高功率光學(xué)設(shè)備也是無人機(jī)對(duì)抗措施中成本較高的一種。
沒有一種檢測或緩解解決方案是萬靈藥。有效的反無人機(jī)策略結(jié)合了檢測和緩解解決方案,以提供最 佳覆蓋范圍。找到合適的解決方案組合將取決于您的需求。關(guān)鍵是它們協(xié)同工作以提供您所需的覆蓋范圍。
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