挑战三
可靠性有待重视和完善
在伊拉克行动中,美军无人机共发生199起不同等级的事故,其中65%由部件故障造成。
2009年,美国空军有18架MQ-1“捕食者”和MQ-9“收割机”无人机坠毁,事故率为8.26/10万飞行小时。这些事故中,有14起是由于机械和电气故障造成的,占78%。
2010年8月2日,美国海军所属的一架MQ-8B“火力侦察兵”无人直升机在飞行试验中由于软件故障突然同地面控制人员失去联系,无人直升机失控闯入华盛顿周边“防空识别区”的禁飞空域,在军方准备下令战斗机起飞将其击落时,地面人员通过另外一个地面遥控站进行了软件修正,重新控制了这架无人机并操控飞回试验场。
目前,多数无人机在设计中更强调对成本、重量、功能和性能等因素的重视,诸如元器件、原材料的选用以及冗余技术的应用等可靠性要素受到了限制。这些情况直接造成无人机可靠性较低的现状。可以预见,在冗余装置设计完善前,无人机事故比率仍将居高不下。
挑战四
“人为因素”事故比例大
虽然没有机上飞行员,但无人机起飞、着陆等飞行阶段和很多飞行任务需要地面操作人员进行控制,人为因素导致的严重飞行事故在无人机事故中仍然占很大比例,达到17%。
这些因素既包括地面操作人员技能不足、协调出错、对情势感知判断力缺乏等,也包括无人机系统设计中不适合人类能力、特点的设计缺陷。
越来越多的人认识到人因工程设计在无人机身上的重要性。人因工程设计融合了人的能力、性格、工作环境、任务以及设备的极限等要素。
此外,地面指挥站的操作方式是设计中需要考虑的另一个因素。例如,“捕食者”B无人机驾驶员通过驾驶杆和脚蹬控制飞机;而“全球鹰”无人机驾驶员通过鼠标和键盘控制飞机。不同的任务要求地面指挥站的设计有所不同。
另一个重要因素是无人机操作员缺乏情景意识、没有对自身安全的担忧,不能像有人机飞行员那样通过身体感受到所遇到的湍流并对其严重程度做出评估。这些都可能导致操作员将无人机操纵到不合适的条件下飞行。
挑战五
空中相撞风险增加
随着空中无人机飞行不断增多,如何合理规划航线、有效进行监管,防止无人机与有人机之间以及无人机相互之间发生碰撞,已到了刻不容缓的地步。
在伊拉克和阿富汗战场,无人机活动频繁,严重干扰了有人机的正常飞行。由于无人机环境感知能力缺乏、“视野狭窄”,致使操作人员无法及时判明周围空域的情况,只能按照任务程序操作。因此,有人机飞行员执行任务时需要时常留意闯入自己航线的无人机,以避免相撞。
美军曾发生过几起低空无人机与直升机相撞的事故;而在高空,无人机也曾险些与AC-130及喷气式战斗机发生相撞。
当前,一些国家已着手开发无人机侦测、遥感以及碰撞回避技术、空中交通预警和碰撞回避系统,以促进无人机系统与国家空域系统集成。(侯 建 王 剑 张前恩)