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  近年来，以多旋翼飞行器为主要形式低空慢速小目标无人机（以下简称：无人机）发展迅速，其空中摄像、凌空飞抵、实时图传、运输投放等能力，给保密、安防和反恐等工作带来了新挑战。对于机场而言，更是迫切需要部署反无人机系统预警系统，这里从机场潜在风险评估、相关法律法规要求、市场发展前景分析等方面阐述我公司自主研发的多旋翼无人机预警防御系统的机场部署需求。

  机场潜在风险评估

  无论民用飞机还是军用飞机，其机场起降过程需要一定的范围的“净空”予以保护，这样才能保证飞机的安全。然而，近年来大量出现的无人机能够随时不受约束的闯入机场“净空”管理区域，引发航空不安全事件，给航空业带来巨大损失。

  威胁航空器起降安全

  无人机直接威胁到航空器的起降安全，这是无人机飞入机场存在的最大隐患。这里以成都双流机场为例分析无人机对民航客机起降的威胁。双流机场平面图如图1所示，两条跑道分别为3600米长45米宽，和3600米长60米宽。

图 1成都双流机场平面图

  双流机场民航客机进场和离场航路图如图 2所示，进场最大指示空速（IAS）为480km/h，起始进近最大 IAS为370km/h；离场转弯最大 IAS为380km/h。

图 2成都双流机场客机进场和离场航路图

  根据大疆无人机官网的数据（如图 3所示），INSPIRE2无人机（型号T650）的最大水平飞行速度可达 94km/h，普通桨的最大起飞海拔高度为2500m，最大起飞重量为4kg。

图 3大疆 INSPIRE 2无人机技术参数

  根据上面的数据，假设无人机与客机在进场航路立面相对运动时相遇，其情景示意图如图 4所示。

图 4无人机与机场进场客机 100~500米低空迎面相遇示意图

  根据物理学中的动量守恒，考虑飞机质量和无人机质量的巨大差异，无人机撞上飞机后将变成飞机相同的速度矢量运行，也就是说质量为4kg速度为94km/h的无人机在撞上飞机后变成相反方向的370km/h，其速度改变量为（370+94）km/h，而相撞时间极短，约为3ms，根据牛顿运动定律，客机受到无人机的撞击作用力可以计算如下：

  F=ma=m × （ Δ v ／ Δ t ） =4kg × （（ 370+94 ） km/h/3ms ） =4kg ×128m/s/0.003s=170666N

  即，客机受到撞击力约为 17万牛顿大小，这相当于一颗炮弹的能量。而无人机与客机的接触面积又极小，约为 0.02平方米，所以飞机被撞击位置受到的压强约为8.53 兆帕。目前，飞机材料还无法经受不住如此大的压强，这样的撞击必将造成客机的严重事故。

  此前国外一次无人机对民航客机机翼撞击的视频截图（如图 5所示），可以印证上面的推算，图 5中无人机对机翼的撞击直接导致了机翼被撞部分的折断。

图 5无人机与客机相撞视频截图

  延误正常飞机起降

  当机场发现无人机闯入“净空”管理区域后，必须对无人机进行有效的处置，才能允许机场正常起降作业。但是，目前对于无人机的处置尚没有快速有效的手段，需要大量的时间来处理威胁，因此，可以说一旦无人机闯入机场净空保护区，几乎必然对延误机场的飞机起降，例如：

  2013年12月29日，首都机场以东空域发现无人机，导致机场10余班次航班延误起飞、两班次航班空中避让。

  2014年8月7日下午，新西兰皇后镇机场，一架无人机出现在跑道尽头处，一架 A320飞机为了避免与无人机相撞不得不复飞。

  2014年8月15日晚9点左右，台中清泉岗机场上空，突然闯入一台无人机，导致一架从香港飞台中的飞机无法降落，在空中盘旋等待半小时，又因油料不足，还飞到高雄加完油，才又飞回台中降落，降落时已经是深夜11点19分，旅客被延误超过2小时。

  2016年5月28日，在成都机场东跑道航班起降空域发生因无人机阻碍航班正常起降事件，导致成都机场东跑道停航关闭 1小时零20分钟，直接造成55个航班不能正常起降，其中进港26个，出港29个。

  2016年 6月  11日，世界最繁忙的迪拜国际机场遭一架来历不明的无人机入侵，造成迪拜机场临时关闭 69分钟，从当地时间  11日上午  11时  36分关闭至中午 12时  45分，部分航班延误   4小时，22个航班被迫改道其他机场降落。

  2017年  2月  2日  21点   26分，绵阳机场塔台收到一架正在降落航班的紧急报告，发现来历不明发光飞行器。塔台立即通知多个部门、立即启动了应急预案，暂停所有航班进出港。3个航班备降成都、重庆，5个出港航班延误，机场  2 个多小时后才恢复正常起降。据绵阳警方初步调查，怀疑是附近有人操控“黑飞”无人机。（如图 6所示）

图 62017年 2月 2日绵阳机场遭遇无人机“黑飞”示意图

  增加航空运营成本无人机闯入净空保护区导致机场和航空公司运营成本上升，消耗大量的人力物力资源。首先，按照当前的处置方法，机场为应对无人机的威胁，需要部署大量的人员和物资予以应对，造成直接持续成本的上升；需要根据无人机威胁重新调整机场起降方案，造成运营成本上升。再者，造成飞机起降延误，需要安排和处理旅客相关事宜，机场和航空公司的直接和间接的经济成本巨大。

  据《中国民航报》报道，2013年  12月，北京某科技公司的  3名员工，在没有航拍资质、未申请空域的情况下，操纵燃油助力航模无人机进行航空测绘，造成多架次民航飞机避让、延误，军队出动直升机迫降的后果。为处置此次事件，原北京军区空军组织各级指挥机构和部队共 1226人参与处置，两架歼击机待命升空，两架直升机升空，雷达开机 26部，动用车辆  123台，造成大量人力物力损失。北京市平谷区人民法院一审判处当事人有期徒刑 1年 6个月，缓刑2年。

  泄露隐私和国家秘密

  无人机所提供携带的摄像、录音以及某些特制的窃密设备将严重侵犯乘客隐私和机场、军事基地等敏感地域的信息安全。无人机入侵机场、重要场所等，跟踪和拍摄居民的行踪，严重妨碍个人隐私，也可能造成商业机密泄露；无人机入侵军用设施，能够跟踪和拍摄军用装备的行动，对军事基地和机场等核心地域进行测绘等，这些都会造成军事秘密泄露，其泄密途径示意图如图 7所示。

图 7无人机入侵军事设施窃密示意图

  现实中的案例包括：

  2015年11月17日下午，空军驻河北涿州某部直升机训练飞行时，在机场以西15公里处，发现  1架低空飞行的无人机，经空军相关部门研判为“黑飞”后，迅速将这架无人机迫降于地面。同时，派出地面小分队协助地方公安力量及时赶赴迫降地域，控制住涉事人员和无人机。经初步调查，这架无人机为北京某航空科技公司所有，当日未申报飞行计划。另外，还发现这家公司多架无人机。

  2017年春晚安保指挥部统计，截止到2017年1月25日，已经驱赶违规闯入核心区域的无人机24架次，并且击落收缴了6架次无人机，避免了春晚节目的泄露和场地安全。

  相关法律法规要求

  为应对无人机对于航空业的侵扰，各国都在采取法律手段进行约束或控制。

  国外法律法规

  各国纷纷对无人机使用制定法律法规。例如：日本内阁确认，包含小型无人机管制措施的《航空法》修正案已正式敲定。今后，未获许可的无人机将禁止在住宅密集地及机场周边飞行。违者将处以50万日元（约合2.5万元人民币）罚金。英国民航局发布无人机安全管理规范。普通用途的无人机只能在视线可及的距离内（大约500米）操作，飞行高度不可超过122 米；载有摄像头的无人机不能在距离人、车辆或建筑物50米以内的地方飞行。英国民航局警告称，在英国机场起飞和降落的无人机一旦被发现干扰客机飞行，其操控者属于刑事犯罪，将会面临指控和监禁。

  国内法律法规

  在我国无人机管理方面，民航总局、体育总局以及无人机制造商都采取了一系列措施。

  航拍机、森林灭火机、农用喷药飞机等各种小型飞机属于通用航空的范畴。中国人民解放军总参谋部和民航局联合发布的《通用航空飞行任务审批与管理规定》规定，凡在我国从事涉及军事设施的航空摄影或者遥感物探飞行，其作业范围由民航地区管理局商相关军区审批。而从事涉及重要政治、经济目标和地理信息资源的航空摄影或者遥感物探飞行，其作业范围由民航地区管理局商相关省、自治区、直辖市政府主管部门审批。

  同时，中央军委、国务院颁布的《通用航空飞行管制条例》第一章第四条指出，从事通用航空飞行活动的单位、个人，必须按照《中华人民共和国民用航空法》的规定取得从事通用航空活动的资格，并遵守国家有关法律、行政法规的规定。《中华人民共和国民用航空法》第一百四十六条规定，从事通用航空活动，应当具备下列条件：（一）有与所从事的通用航空活动相适应，符合保证飞行安全要求的民用航空器；（二）有必需的依法取得执照的航空人员；（三）符合法律、行政法规规定的其他条件。因此，无人机飞行须满足航空器安全要求、无人机操作员资质要求以及其他法律法规的要求。在 2016年9月21日中国民用航空局空管行业管理办公室最新出台的《民用无人驾驶航空器系统空中交通管理办法》中规定：无人机飞行必须在机场净空保护区以外；无人机起飞重量小于或等于 7 千克；无人机必须在昼间飞行；飞行速度不大于120千米/小时；民用无人驾驶航空器符合适航管理相关要求；驾驶员符合相关资质要求；在进行飞行前驾驶员完成对民用无人驾驶航空器系统的检查；不得对飞行活动以外的其他方面造成影响，包括地面人员、设施、环境安全和社会治安等。

  我国地方政府也颁布了一系列规定约束无人机“黑飞”。

  2016年9月1日，西部战区空军参谋部、民航西南地区管理局、民航西南地区空中交通管理局、四川省公安厅共同发布《关于加强全省军民航机场净空区域安全保护的通告》（简称《通告》），即日起，未经军民航职能部门批准，无人机、航空模型等影响飞行安全的升空物体，不得在全省军民航机场净空保护区域内飞行。如有违反，军民航职能部门和公安机关将依法予以查处。

  2016年12月8日广州市法制办制定了《广州市民用运输机场管理办法》草案征求意见稿，向公众征求意见。对于无人机的使用，该管理办法也作出了规定，禁止在机场净空保护区放飞影响飞行安全的鸟类动物，施放无人机、无人驾驶的自由气球、系留气球或者其他升空物体。虽然我国目前出台了一系列针对无人机的监管政策，在一定程度上约束无人机“滥飞”的情况，但相关技术手段不足，难于无法从根本上去避免这类事件的发生。

  市场发展前景分析

  近年来，无人机发展迅速，尤其是消费级无人机出现只有四五年时间，但发展却异常迅猛。世界各大机场都在面临着日益攀升的无人机安全问题，例如：根据美国联邦航空管理局相关数据显示，美国平均每天会发生四次无人机与客机危险接近事件。为解决这一问题，由美国 850 个机场及数百个支持航空业的公司和组织组成的美国机场管理者协会与初创公司  AirMap 合作，近日推出了一套名为数字化通知与预警系统（（Digital Notice and Awareness System，D-NAS）。

  根据 2016 年数据，国内无人机销售量约为 39 万台，而根据行业分析公司 IDC预测，2019年中国市场消费级无人机预计出货量将达到300万台，呈大幅度上涨趋势。虽然民航已经出台了相关规定约束无人机，但是面对如此数量规模的无人机，没有受过专业训练的、为了满足个人兴趣的、无常识无飞行法律法规意识的用户大量存在，其监管难于在短时间内落实到位，无人机对于机场“净空”管理的威胁还会长期存在。

  对机场而言，反无人机防御系统市场潜力更是巨大。至2020年我国总规划民用机场数量244个（如图8所示），已公开的军用机场134个，机场总数量达到近400个。

图 8国内民用机场规划图

  我国必须加快反无人机技术的研发和部署，使机场具备低成本的反无人机技术手段，从而大大降低无人机侵扰给机场带来的损失。如果每个机场按照 2~3台套（1~2套值班部署，1套应急备用）部署反无人机防御系统，则预计短期市场规模接近1000余套，如果按照每套单价控制在人民币500万元左右计算，市场规模可以达到50亿。