2018 年 12 月,多次发现无人机的事件迫使盖特威克机场暂停运营 33 小时,1,000 个航班受到影响,影响了圣诞节期间的 140,000 名乘客。
此次事件给受影响的航空公司造成的损失总计约 5000 万英镑,是民航史上最受关注的无人机事件之一。但情况本可能更糟。如果没有适当的无人机战略,受影响的航空公司可能会要求盖特威克机场承担由此造成的损失。
但机场运营商需要担心的不仅仅是财务影响。长时间的中断会导致乘客不满,从而损害声誉并削弱对机场安全的信任。此外还有无人机事件造成的物理损坏和安全威胁……
无人机会对商用飞机造成多大的损害?
无人机的尺寸和设计千差万别。平均而言,消费级无人机翼展为 30 厘米,重量略低于 2 公斤。专业级无人机体型较大,长度从 50 厘米到 1.5 米不等,重量可达 10 公斤。
2017 年,无人机系统安全研究卓越联盟(ASSURE) 模拟了 140 多个碰撞场景,以评估无人机撞击对商用飞机的影响。报告显示,无人机撞击对飞机造成的结构损坏比同等质量和速度的鸟类更大。
代顿大学研究所进行的另一项著名研究揭示了无人机袭击可能造成的灾难性后果。在严格的实验室条件下,该团队向一架 4 座 Mooney M20 飞机的机翼发射了一架重 1.4 公斤、时速 238 英里的 DJI Phantom 2。该测试旨在模拟无人机与飞机在最后进近时发生的空中相撞。
无人机在飞机机翼前缘打了一个洞,损坏了主翼梁。在现实生活中,这很容易导致致命的坠机事故。然而,英国民航局 (CAA) 淡化了类似碰撞对大型客机机翼造成的风险。大疆甚至声称该实验代表了一种不切实际的场景,并要求该团队删除“危言耸听的视频”。
当然,机翼并不是飞机唯 一脆弱的部分。挡风玻璃、螺旋桨和发动机都可能因空中相撞而遭受灾难性的损坏。
蓄意攻击
意外碰撞只是威胁的一半。许多无人机型号专门设计用于携带有效载荷。例如,OnyxStar Hydra-12 可以承载高达 12 公斤的有效载荷。军方和恐怖组织都迅速将这些能力用于战斗。
2018 年,不明身份的袭击者使用两架 DJI Matrice 600 无人机暗杀委内瑞拉总统尼古拉斯·马杜罗。在纪念玻利瓦尔国民警卫队成立 81 周年的演讲中,两架武装无人机在聚集的人群上空爆炸,造成 7 人受伤。
无人机已成为城市战争中越来越受欢迎的武器。值得庆幸的是,目前尚未发现在商业机场发生无人机携带简易爆炸装置 (DBIED) 的事件。但威胁仍然存在。
官方指导
2021 年,欧洲航空安全局( EASA) 发布了一份手册,帮助机场应对日益严重的无人机威胁。该手册就无人机事故发生前、发生期间和发生后应采取的措施提出了建议。
这些建议针对的是可能没有资源制定广泛的反无人机战略的大型市政机场和小型飞机场。
事件发生前
安全和运营团队应与相关航空和执法部门合作,对机场周围未经授权的无人机活动制定适当的限制措施。这包括明确每个参与者在应对无人机事件时的角色和职责。
在地方层面,欧洲航空安全局建议与空中交通管制和执法机构合作以:
l建立无人机目击报告机制
l制定事件响应协议和程序
l制定一份谅解备忘录,概述发生事故时各方应承担的角色
最后,确定保护机场免受非法无人机攻击所需的检测和缓解解决方案。
事故发生期间
收到无人机目击报告后,您应与相关部门合作,确定该报告是否足够可信,可以宣布无人机事件。这应基于您已同意的信息收集、验证和沟通方法。
如果威胁确实存在,请进行威胁评估以确定其性质和严重程度。空中交通管制和安全部队将利用这些信息确定适当的应对措施,以确保机场及其周围的飞机安全。
事件发生后
尘埃落定后,您必须为相关部门准备适当的文件和报告。这些文件中包含的信息可帮助您对事件进行彻底分析。然后,您可以审查您的对策和响应程序,以确保您能够更好地应对将来的类似事件。
执法机构还需要收集证据来支持对该事件的刑事调查。
传统雷达系统 旨在识别雷达截面 (RCS) 较大的物体,例如有人驾驶飞机。很少有系统能够探测到小型、快速移动的物体。即使可以,区分无人机和鸟类也超出了除最 先进的微多普勒系统之外的所有系统的能力。准确的分类可以减少误报,并防止地面团队浪费时间应对不存在的威胁。
从运送包裹到灭火,无人机有许多商业应用。这给机场安保团队带来了另一个问题:如何区分朋友和敌人?对2018 年盖特威克机场事件的调查表明,一些报告的无人机目击事件实际上是警方派去调查该事件的无人机。有效的无人机检测系统必须快速确定潜在无人机威胁的意图,以帮助安保团队制定应对计划。
消费级无人机的常见安全功能是返回原点功能。如果飞行途中出现问题,如丢失控制器信号,无人机将返回其注册的原点位置。
有些型号将这项技术提升到了一个新的水平,让操作员可以预先编程无人机,使其遵循特定的路线。无人机与其控制器之间没有实时无线电通信,因此传统无人机检测方法(如射频 (RF) 分析仪)无法发现它。
大规模无人机事件和袭击已成为民用和军用领域日益严重的问题。美国军方已开始模拟无人机群袭击,以训练部队。
对机场安检团队来说,追踪无人机群中的单个无人机仍然是一项严峻的挑战。豪华汽车品牌 Genesis 在 2021 年打破了同时飞行无人机数量最多的世界纪录,当时该公司发射了 3,281 架无人机群,以庆祝该公司进入中国市场。但即使是几十架无人机的集群也能压倒传统的雷达系统。
预防无人机事故需要全天候、360° 覆盖整个机场。这为地面团队提供了应对威胁所需的早期预警和全面态势感知。
无人机检测解决方案的组成取决于您的具体情况。但一般来说,它应该能够:
l准确检测大范围(至少 3 公里)的无人机活动
l在任何条件下实时定位和跟踪威胁
l区分无人机和鸟类
l同时跟踪多个快速移动的目标
l检测自主无人机
没有一种无人机检测解决方案可以做到这一切。有效可靠的无人机检测需要正确结合被动和主动无人机检测解决方案。
高清摄像系统可在广阔区域提供精 确成像。摄像机通常安装在机场周边,与无人机雷达协同工作,帮助您监控无人机威胁。
先进的系统使用红外和热成像来在弱光和恶劣天气条件下提供准确的无人机检测,而标准摄像系统通常难以做到这一点。
声学传感器(麦克风)检测无人机在飞行过程中发出的声音,并利用这些信息计算行进方向。操作员通常将声学传感器部署为阵列,以增加检测范围和效率。
与基于无线电的检测方法不同,声学传感器可以检测在近场内运行的任何无人机,包括自主无人机。然而,大多数声学传感器的最 大有效范围仅为 300-500 米,而且在嘈杂的环境中通常难以发挥作用。
射频分析仪
射频(RF)分析仪有两种类型:
1.测向仪
2.射频信号解码器
测向仪使用多个天线来检测无人机和其控制单元之间传输的无线电信号。然后,机载处理器分析信号的射频频谱,以识别无人机的品牌和型号。如果无人机使用 Wi-Fi 进行通信,更先进的系统甚至可以精 确定位无人机的 MAC 地址。
射频信号解码器直接从无人机的系统数据中收集有关无人机及其飞行员的位置的信息。
射频分析仪性价比高,而且由于是无源的,因此无需许可证即可操作。但是,射频分析仪的检测范围有限,在无线电通信量很大的地区效率较低。此外,一些射频分析仪无法定位和跟踪无人机或识别自主无人机。
雷达
专业无人机雷达可对无人机活动进行远程检测、分类和跟踪。无人机雷达的工作原理与传统雷达相同。雷达发出信号,并在遇到物体时监听“回声”,以确定其位置和行进方向。
无人机雷达比其他无人机探测系统(如摄像头和射频分析仪)能探测和跟踪更大范围内的无人机。至关重要的是,它们可以在各种条件下提供远程跟踪,同时跟踪数百架无人机,并探测自主无人机。先进的系统甚至可以区分鸟类和无人机,从而进行可靠的分类。
n虹膜
IRIS拥有 360° 方位角覆盖和 60° 仰角覆盖,可为任何规模的机场提供无与伦比的无人机检测和监控。我们最 先进的微多普勒雷达可以在任何条件下准确跟踪无人机活动,包括大雨、大雾和夜晚 - 让地面团队提前收到即将出现的威胁的警告。
IRIS 规格
lX 波段 (8900-9650 MHz)
l2x 12W 功率输出
l30rpm扫描速度
l5-10公里仪表范围
l360°方位角
l60 度仰角覆盖
l微多普勒
全3D无人机追踪
当风险很高时,每一秒都至关重要。IRIS 可以 全 3D 跟踪无人机。这为您的地面团队提供了准确的高度信息,以便快速检测和有效缓解。
轻量级封装,强大的无人机检测功能
当今的无人机威胁需要小型轻便的无人机雷达,这些雷达不会影响探测范围和覆盖范围。大多数雷达只能做到其中之一。但 IRIS 却不是。轻巧、经过 Mil-Std 认证的设计使 IRIS 可以 根据您的需要轻松部署和重新部署,而一流的探测范围可保护您的机场免受来自任何方向的威胁。
快速准确的威胁分类
作为一款微多普勒雷达,IRIS能够 快速区分无人机和其他空中威胁,例如鸟类。IRIS 还能探测到传统雷达系统难以发现的悬停无人机和自主无人机。
多目标跟踪
无人机群对商业机场的威胁越来越大。IRIS 可以同时检测和跟踪数百架无人机,让您全面了解威胁形势。
n艾薇拉
ELVIRA 将智能软件与价格实惠的无人机雷达相结合,提供全年准确的无人机探测。与以受控脉冲方式发射无线电波的传统雷达不同,ELVIRA 会发出连续信号,全天候跟踪空中威胁。
ELVIRA 规格
lFMCW 固态
lX 波段 (8700-9650 MHz)
l4W 功率输出
l1.3秒更新率
l5-10公里仪表范围
l360°方位角
l10 度仰角覆盖
l微多普勒
自动威胁分类
ELVIRA 是一款专为无人机探测而设计的微多普勒雷达。通过利用自动化技术,ELVIRA 可以 立即对空中威胁进行分类,区分鸟类和无人机,以减少误报。
无人机追踪
许多无人机允许操作员预先对飞行器进行编程以实现自主飞行。ELVIRA 的 微多普勒技术可以检测和跟踪悬停和自主无人机,从而实现完全可视性。它还可以同时监控多个目标,以帮助您保护机场免受无人机群的攻击。
直接集成
ELVIRA 可与专有和第三方安全及 C2 系统无缝集成。您还可以为 ELVIRA 配备 高分辨率云台 (PTZ) 摄像头,以实现精 确成像。
无人机缓解解决方案与检测系统配合使用,可消除已确认的空中威胁。具体方法如下:
1.飞行途中关闭无人机
2.控制并重新定向无人机
3.摧毁无人机
大多数国家都制定了严格的法规来控制在军事和安全环境之外使用无人机缓解系统。然而,随着威胁的增加和缓解技术的发展,这种情况可能会发生变化。
网与枪
无人机缓解解决方案不一定要高科技才能有效。大多数无人机使用螺旋桨。发射或以其他方式将网与无人机的旋翼叶片接触仍然是消除无人机威胁的最简单方法之一。主要有三种投放方法:
1.地面网炮
2.无人机网炮
3.“捕网无人机”部署的悬挂式捕网
无人机炮克服了地面网炮的射程限制。网无人机是完整捕获流氓无人机的最 佳选择。
猛禽小队
老鹰和其他猛禽都是天生的猎手。通过正确的训练,您可以利用它们的掠食本能,教它们拦截和捕获无人机。
训练鸟类捕猎无人机需要投入大量的时间和精力。每只鸟至少需要一年的训练才能准备好行动,这使得它的可扩展性不如此列表中的其他解决方案。此外,猛禽本身对机场来说也是一种危险。
无线电频率干扰器
射频 (RF) 干扰器的工作原理是向目标无人机发射一束集中的无线电能量。这会掩盖其控制信号,导致以下四种情况之一:
1.无人机在当前位置进行受控着陆
2.无人机返回预先选定的飞行地点
3.无人机失控坠落地面
4.无人机随机飞向某个方向
射频干扰器有各种形状和尺寸。其中包括移动式、手持式和静态式。在投资射频干扰器之前,请记住它可能会干扰其他无线电通信并导致目标行为不可预测。
GPS 欺骗器
GPS 欺骗器取代了无人机的通信信号,使安全团队能够控制无人机。然后他们可以将无人机引导到安全区域,使其成为比 RF 干扰器更可预测的选择。然而,GPS 欺骗器仅在短距离内有效。与 RF 干扰器一样,GPS 欺骗器会影响附近的无线电通信,造成中断和附带损害。
高功率微波炉
高功率微波 (HPM) 设备可产生强大的电磁脉冲,干扰并摧毁目标的机载电子设备。一些 HPM 设备使用天线聚焦脉冲,这有助于将附带损害降至最 低。
HPM 设备是市场上最昂贵的无人机缓解解决方案之一。当无人机从空中坠落时,它们还会对无人机下方的人员和设备构成安全风险。
高功率光学设备
高功率光学设备使用集中光束(即激光束)来摧毁目标的外部结构和内部电子设备。虽然这在阻止无人机方面非常有效,但附带损害的风险很高。高功率光学设备也是无人机对抗措施中成本较高的一种。
没有一种检测或缓解解决方案是万灵药。有效的反无人机策略结合了检测和缓解解决方案,以提供最 佳覆盖范围。找到合适的解决方案组合将取决于您的需求。关键是它们协同工作以提供您所需的覆盖范围。
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