无人机:天空中的“隐形杀手”?

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几乎没有声音
55架无人机在罗马上空以一定的阵型飞行,它们都由当地学生制造及操控。

  那是在2016年夏季的一個周日,飞行员亚历山大·鲁特像往常一样,驾驶着一架空客320客机,这是一趟柏林航空飞往杜塞尔多夫的航班。这一天天气很好,傍晚的夕阳和煦地照在鲁尔河谷地区绿色的丘陵上。鲁特开始准备着陆了,他进入东北方已经设定好的机场跑道,从1000米的高度开始下降。离到家只有20公里的航程了。

| 天空中的“隐形杀手”|


  “我甚至已经可以看到我下面,山下那一排排别墅。”鲁特回忆道,“我们飞的是一个左曲线,在我后面坐着飞行检查员,这是一个专门监督飞行员的职位。”对于飞行员而言,单设飞行检查员是例行公事,检查员通常会检查飞行员的工作计划执行得怎么样,力争不出现任何差错。鲁特是一名非常有经验的飞行员,他作为机长的飞行时间已经有1万个小时。不过,从这一天开始一切都发生了改变,他对于自己的工作也变得不那么笃定了。
  “突然,我看到我前方有一个橘色的小点,它正以很快的速度靠近我们的飞机。我定睛一看,原来是一架无人机的保护盖,还有这架无人机螺旋桨黑色的悬臂架。我立即叫出声来:‘快看!’飞行检查员也看到了这架不知道从哪里冒出来的无人机。这架无人机在飞机左机翼下方飞行,只差2秒就要撞上飞机了。”鲁特说,“我估计,当时它离飞机只有50~70米的距离。”
  这就是我们今天讨论的主题:在广袤无垠的天空中,一个具有致命危险的小不点。
  当时,飞机驾驶舱一片寂静。“我压根儿就没有时间去作出反应。”鲁特说。此时,飞机正以420公里/小时的速度飞行。也就是说,即使鲁特立马调转螺旋桨,这个异常沉重、足有50吨重的客机也无法在2秒钟内立即作出反应。不过,这座无人机最后没有撞到飞机上,这完全就是侥幸。这架客机上的100多个乘客完全不知道他们刚才经历了什么,他们觉得这是一趟非常平稳的飞行旅程。
  令人心惊的是,亚历山大·鲁特的经历并不是偶然事件。近来发生了很多飞机和无人机相撞的事故,大部分都发生在飞机在机场降落的过程中。按照德国航空保障局的数据,去年官方统计的这类事故数量几乎增加了一倍,从88起到158起;非官方统计的数据就更高了。在全世界范围内,这类事故每年都会有成千上万起。你只要想想,仅仅德国去年的无人机销量就超过100万架,就不会对事故发生率越来越高感到奇怪了。
  也就是说,上百万个飞行器在同一片领空飞行着,而这片天空却并未对迎接无人机的到来做好准备。直到现在,这些小小的旋翼式直升机,既没有被雷达也没有被航空保障局纳入系统。而且,现在也缺乏要求无人机相对于载人飞机而言变得可识别的相关规定。目前已经有很多粗心的无人机操纵员给空中交通造成威胁,就更不用说那些蓄意想要制造危险的坏人了。
  去年12月12日,一辆墨西哥波音飞机在降落的过程中受到撞击,机头部位出现凹陷和破损,据报道很可能是一架无人机所为。这一事件没过多久,英国盖特威克机场决定封锁机场36个小时,因为总有无人机在机场上空盘旋,干扰飞行。约有100位目击者声称看到了无人机在机场上空飞行。由于无人机与飞机相撞造成飞机坠毁的风险很大,因此盖特威克机场决定取消大约1000次航班,1.4万名旅客的出行受到影响。这一事件给盖特威克机场带来的损失高达100万欧元。一些航空专家猜测,这可能是一起针对多架飞机的蓄意攻击,然而作案者的身份直到现在还不得而知。
  别看体积小,一架无人机可以对一架飞机带来致命后果,特别是如果无人机撞到飞机驾驶舱的话。一架很小的无人机甚至能穿透小飞机或者直升机的玻璃;即便是加固过的飞机窗户,也承受不住一架较重无人机的冲击力,即使这架无人机是以低速飞行。这一点是英国航空管理委员会经过测试得出的结论。因为无人机的构造材料非常坚固,一架无人机碰撞产生的威力就像是电动马达一样,其冲击力是一只同样重量的鸟的5倍。
  即便是喷气式飞机的推进器也无法抵挡无人机的撞击。美国弗吉尼亚理工大学工程系曾模拟过喷气式飞机与一架4公斤重的无人机的碰撞结果,最后推进器桨叶被撕开,整个发动机支离破碎。弗吉尼亚理工大学工程系主任贾维德·巴扬多尔说:“当大家意识到一架很小的无人机会对一架客机造成怎样的影响时,我们就不能冒任何风险,与无人机在同一片天空中飞行。”

| 亟需制定规则消除风险 |


  近来,德国航空安全专家达成了一致意见,他们认为德国政府应尽快出台相关的法律法规,消除这种新的空中风险。当然,在制定规则的同时,也不能太限制、阻碍无人机这种新技术的发展。要知道,无人机不仅仅是个玩具,更是一个具有巨大潜力、能改变未来的发明。国际电商巨头亚马逊和其他科技公司早就开始研究将无人机用于快递运输领域,用无人机将商品以最快的速度送到顾客门前。在美国,无人机领域今年的总投资已达到136亿美元,预计到2025年将增长到820亿美元。
  德国DPH无人机服务公司总经理贾斯珀·海登是一名职业无人机驾驶员。在无人机领域,海登看到的主要是机遇。目前,海登正在全德国范围内开设如何获得无人机驾照的课程。在德国,想操纵超过两公斤的非载人飞行器的人,都要先拿到这个驾照。
无人机防御系统航空安全专家采用了很多高科技手段,希望拦截一些“不请自来”的无人机。干扰技术通过遥控和发出GPS信号可以产生很强的干扰效果,无人机会被迫停止或者转向。
  38岁的海登侃侃而谈:“无人机可不只是在电影行业大放光彩,帮助摄影师拍摄一些他们难以拍到的画面。”无人机在很多领域都可以大显身手,例如农场主可以使用无人机来监控田地状况,提前预防一些虫害;还有一些风力发电企业可以用无人机来检查设备;消防员可以使用无人机在浓烟中来寻找失火点。当然,快递运输行业的未来很可能是无人机的天下。“实际上,在这个方兴未艾的市场,德国非常适合扮演一个全球性角色。”不过,这需要一些前提条件,可能会让无人机爱好者感到很麻烦。这其中就包括获得由德国航空管理局颁发无人机的高空飞行批准。如果没有该批准,无人机在很多地方将受限飞行,例如联邦公路或者铁路轨道两边大约100米的高度、工业设施周围、人群聚集地上空和救护设施上空。

| 基础设施缺乏防护机制 |


  为了避免一些危险的恶作剧,海登在他出售的商业无人机上安装了一个GPS软件,该软件可以通过GPS数据来辨别禁飞区;只要一架无人机来到禁飞区,就会出现一条警告,接着所谓的“地理栅栏”就会立即关上,这架无人机将被迫停飞。当然,操纵者也可以通过进行一些硬件或者软件上的操作,来绕开这个虚拟的“地理栅栏”,不过这是非法的。
  德国西格兰的职业无人机驾驶员迈克尔·斯坦格就为德国无人机的乱象感到深深的担忧,他同时也管理着一个无人机论坛。斯坦格担心,由于无人机市场极其混乱,可能过不了多久,所有重量超过250克的无人机都只能在得到批准后方可飞行。“事实上,有些无聊的人无视所有规则,对所有事物都漠不关心。在法兰克福地区的周边经常有人将无人机放到高速公路上飞,或者在飞机着陆时的进场航路上飞,并拍摄视频上传到YouTube等网站上,只是为了博取关注。”斯坦格气愤地说道。为此,他在自己的论坛上开辟了一个专栏,论坛用户可以在此上报一些用无人机来恶作剧的极端案例。有时,斯坦格会将这些案例报告寄给警方或者航空管理局,但他从未得到任何回应,这让他十分愤怒。“每一个很小的突发事件都会引起群众巨大的反响,但当我们要求当局认真对待的时候,他们却迟迟没有行动。”他说。
  看起来,德国政府现在还对此缺乏明确的概念,但问题已经非常紧迫了。“将会有一波真正的无人机热潮到来,在这期间,也会出现一些防御无人机风险的高效系统。”德国弗劳恩霍夫研究院光电、系统及图像处理研究所所长尤尔根·拜耶尔说。拜耶尔正和他的同事们一起做一项非常重要的工作,让无人机可以被自动辨识、评价无人机的危险、查明无人机所有者的身份。在此期间,他们了解到了很多幕后信息,无人机驾驶者中不仅有一些喜欢开玩笑的人,还有罪犯和恐怖分子。拜耶尔说:“我们的基础设施对于无人机而言是非常脆弱的,尤其是机场,大家都低估了无人机带来的潜在破坏力。如果有人想捣乱,他甚至都不需要一克炸药,就能造成100万欧元的损失。”
  最近几年,无人机在中东成了一种空中装备。不管是来自伊拉克ISIS的恐怖分子还是也门的胡塞武装组织,都已经开始投入使用无人机。有时候是为了通过摄像头来进行监测,但有时候也会作为隐形轰炸机的载体,因为无人机很小很轻,可能不会被觉察到。在伊拉克,经常有上百人在手榴弹的空袭中丧生或者受伤,这些手榴弹通过无人机从天而降,就像雨点一样密密麻麻降落在地面。
碰撞去年12月,一架墨西哥航空公司的波音737客机疑似在飞行过程中撞上了一架无人机,导致客机头部被撞出一个大坑。
抓捕荷兰警方尝试训练老鹰来对付非法无人机。

| 建立防御系统势在必行 |


  “为了推出有效的防御系统,我们必须将不同的监控技术结合起来——雷达、无线电监控、光学以及声学传感器。”拜耶爾说。其中,声学传感器只有几百米的有效范围。另外,防御无人机要比辨识更困难。
  目前,德国有一家生产无人机防御系统的公司ESG,其总部位于慕尼黑附近的菲斯滕费尔德布鲁克。该公司的王牌产品——Guardion系统主要用于较大的载货车,按照货物的装配量,费用在50万~200万欧元之间。Guardion系统已经在两年前汉堡举行的G20峰会以及去年10月3日在柏林举行的德国统一庆典上证明了自己的作用。该产品的开发者克里斯蒂安·杰格说:“在针对无人机的防御中,我们的系统已经得到了实地应用,并经受住了考验。”不过,他不愿意透露更多信息,面对我的追问只是回答:“对不起,这是商业机密。”目前,在德国只有一家州警察局采用了该系统。“对于非国家单位,我们不能提供干扰技术、电磁脉冲、激光等防御技术。”杰格说。另外,无人机的击落过程也会为空中交通带来危险。
安全网一架无人机闯入禁飞区,这时另一架带有安全网的无人机启动,飞到闯入者的上方,用网缠住“闯入者”,使得“闯入者”的螺旋桨不停地打转,最终多半会从高空坠落。
激光发射器被击中的无人机起火,从空中坠落。这种击中无人机的方式很危险,也很昂贵。
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