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無人機有各種外形和尺寸,與有人駕駛飛機一樣,包括固定翼、旋轉翼或兩者兼有,從小型手持飛機到大型飛機,大小可以與客機相似。由於對無人機的操縱技術、屬性、應用領域等方面的認識不同,國外將其稱為Drone、Remotely Piloted Aircraft (RPA)、Remotely Piloted Vehicle (RPV)、Unmanned Aerial Vehicle(UAV)、Unmanned Aircraft(UA)等,在國內則稱無人駕駛航空器、無人機、無人航空器、無人駕駛飛行器等。
圖1 ICAO無人機分類
ICAO在2011年發布的Cir 328號通告《無人駕駛航空器系統(UAS)》總結了因無人機應用導致現有各附件中必須處理的問題綜述,確保遙控駕駛航空器系統(RPAS)符合《芝加哥公約》的規定,其中有如下的定義:
(1) 無人機駕駛航空器(UA, Unmanned aircraft):機上沒有駕駛員操縱的航空器;
(2) 無人機駕駛航空器系統(UAS, Unmanned Aircraft System):機上沒有駕駛員操縱的航空器及其相關部件;
(3) 遙控駕駛航空器(RPA, Remotely Piloted Aircraft):由遙控站操縱的無人駕駛航空器(注意:遙控駕駛航空器是無人駕駛航空器的一個子類)[1];
(4) 遙控駕駛航空器系統(RPAS):一架遙控駕駛航空器、相關的遙控站、所需的指揮和控制鏈路以及型號設計規定的任何其他部件1。
文件也對模型航空器的管理進行了說明,ICAO認為UAS的引入並沒有改變模型航空器和有人航空器之間現有的任何區別,一般認為僅用於娛樂目的的模型航空器不在《芝加哥公約》的框架範圍內,即使有也是是各個國家自行制定法規進行管理。2015年10019號文件《遙控駕駛航空器系統(RPAS)手冊》中對無人駕駛航空器進行了明確的分類(如圖1所示),可見UA是一個寬泛的概念,包括模型航空器,同時各個分類間因為使用目的或操縱方式的不同有交叉,這也是法律法規適用範圍應關注的問題。
美國空軍2014年4月發布了《遙控駕駛飛機指導:願景與賦能概念2013-2038》(RPA Vector: Vision and Enabling Concepts 2013-2038)頂層戰略規劃文件,將RPA作為中高端無人機的代名詞,大部分內容也都針對RPA的發展而展開,從這份文件中可以看出,美國軍方認為RPA這一稱謂包含航空器和操控人員,側重展現人對航空器的控制,強調遠程駕駛的特點以及人在迴路操控的重要性。
美國聯邦航空局(FAA)相關法規中的定義有:
(1)無人駕駛航空器(UA):一種沒有可能從航空器內部或在航空器上直接人為干預運行的航空器;
(2)模型航空器(MA):滿足能夠在大氣層中持續飛行、操作該飛機的人VLOS飛行、用於業餘愛好和娛樂目的的飛行三個條件的UA。
近年來,美國國防部也將無人機稱之為無人駕駛飛機系統(UAS),同樣使用這一稱謂的還有歐盟、EASA。
FAA和澳大利亞民航局官方網站的無人機網頁都使用了「drone」這個單詞,但主要用於日常用語,在其法律法規文件中使用的是「RPAS、RPA、UAS、UA」。「drone」源於法語,本意是嗡嗡聲,因為無人機使用會發出噪音,飛行時會發出如嗡嗡嗡的聲音,與無人機的「形」、「聲」接近,而成為在描述無人機時最為形象的詞彙,也同時由於最初無人機在應用方面多用於靶機,「drone」也就成了靶機的代名詞(如今已被「Target Drone」取代),這是國外應用較多且相對認可的名稱。與ICAO不同的是,澳大利亞民航局定義用於體育和娛樂目的的小型無人機為模型航空器(如圖2所示)。
圖 2 澳大利亞民航局航空器分類
我國早期以發展軍用無人機為主,近年來民用無人機技術發展迅速,生產製造產業鏈完善,對其概念描述也在不斷變化。2013年中國民用航空總局頒布的《民用無人機系統駕駛員管理暫行規定》、2015年頒布的《輕型和小型無人機操作規程(試行)》中,無人機的定義如下:
(1)無人機(UA):是由控制站管理(包括遠程操縱或自主飛行)的航空器,也稱遠程駕駛航空器(RPA);
(2)無人機系統(UAS):也稱遠程駕駛航空器系統(RPAS),是指由無人機、相關控制站、所需的指令與控制數據鏈路以及批准的型號設計規定的任何其他部件組成的系統。
這些描述可以看出我國民航主管部門對無人機的定義主要基於程序控制和無線電遙測技術,強調現階段無人機運行需要人的操縱,並已經將模型航空器排除在管理範圍外。2018年發布的《無人駕駛航空器飛行管理暫行條例(徵求意見稿)》第5條指出無人駕駛航空器是指機上沒有駕駛員進行操作的航空器,包括遙控駕駛航空器、自主航空器、模型航空器等,遙控駕駛航空器和自主航空器統稱無人機,其中無人機系統、模型航空器及自主航空器分別定義為:
(1)無人機系統,是指無人機以及與其相關的遙控站(台)、任務載荷和控制鏈路等組成的系統;
(2)模型航空器,是指重於空氣、有尺寸和重量限制、不載人,不具有控制鏈路回傳遙控站(台)功能或者自主飛行功能,僅限在操縱員目視視距內飛行或者藉助回傳圖像進行第一視角遙控操縱飛行的無人駕駛航空器,包括自由飛、線控、無線電遙控模型航空器;
(3)遙控駕駛航空器,是指通過遙控站(台)駕駛的無人駕駛航空器,但不包括模型航空器;
(4)自主航空器,是指在飛行過程中,駕駛員全程或者階段無法介入控制的無人駕駛航空器。
以上定義與分類基本與ICAO保持一致。
總的來說,無人駕駛航空器(UA)、無人駕駛航空器系統(UAS)目前使用廣泛,作為一個統稱覆蓋了共同的特點,即干預飛行活動的人不在飛機上,為了方便可將其簡稱為「無人機」(類似「drone」)。其它一些稱謂只是從不同的側重角度進行定義,如「遙控駕駛航空器(RPA)」,RPA由位於航空器外部(如地面、船舶、另一架飛機)的「遠程駕駛員站」內的「遠程駕駛員」操縱,該「遠程駕駛員站」隨時監控航空器,並能響應管制員發出的指令,對航空器飛行安全負責,RPA強調人在迴路操縱和遠程駕駛的重要性,雖然RPA可以擁有各種類型的自動駕駛技術,但駕駛員可以隨時干預飛行管理,相當於具有自動飛行駕駛系統的有人機飛行員可以迅速控制飛機的能力,因此有些國家認為RPAS的運行安全水平與有人駕駛飛機達到的水平相似,在可預見的未來只有RPAS才能融入民航系統。
無論如何稱呼定義無人機,與有人機一樣,為了保證空中其它航空器、地面上的人員和財產的安全,無人機必須始終以安全的方式運行。
【來源】民航管幹院-通航系
【作者】劉菲
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