轻小型无人机到底属于哪片天?

2017-08-15 21:03范育洋
航空模型 2017年1期
关键词:航空器空域管制

范育洋

无人机在全球的广泛应用,已经使如何保证其安全飞行成为监管机构无法回避的命题,为此各国都在研究制定相关法规。作为一种新型的航空器,无人机主要作业空域与有人飞机的飞行空域联系非常紧密。因此,在制定无人机法规时,必然要参照现有的通航法规,并在其基础上进行细化和补充。

对于使用无人机作业较多的美国来说,其每次颁布的新法规都进一步明确了无人机的未来监管模式与方向,也成为各国制定法规的重要参考之一。可以说,通航的管理规定既是无人机监管的参考;也是基础。

美国的空域划分与管理

美国的空域管理相对其它国家更为成熟,尤其是低空空域的开放程度,更是处于世界前列。北京时间2016年6月21日,美国联邦航空管理局(Federal Aviation Administration,FAA)正式颁布了小型无人机管理规定的最终版Part 107(编号14-CFR-107)。该规定主要针对重量在55lb(约25kg)以下的小型无人机系统(UAS),旨在使这种新型的航空器能够被更加安全有效地使用,并为将UAS整合到美国现有的国家空域管理体系打下基础。

要了解无人机的监管模式,必须先熟悉通航的现行管理规定。根据用途不同,美国将航空器分为军事航空、商业航空和通用航空(简称通航)三大类,后两者属于民用。其中,通航主要是指除军事、警务、海关缉私飞行和公共航空运输飞行外的航空活动。其经营范围主要包括公务飞行、私用飞行、飞行员训练、体育与娱乐飞行、农业植保、航空摄影、地质勘探、观测与巡逻等航空作业,以及搜寻与救援等特殊飞行任务。同时,有关管理规定还明确指出,通航飞机的飞行高度应为距离地面10 000ft(约3 000m)以下的低空空域。

目前,美国在册的通航飞机约有22.4万架(全球通用飞机总数约34万架),占全美在册民用飞机数量的96%,且近60%为私人拥有。这其中,约有2.5架从事个人商业飞行;被1.5万家企业使用从事公务飞行;还有约8万架被用于从事社会公益性质的非经营性活动。美国现有近70万名飞行员,其中通航飞行员约59.7万人。在役的运输机飞行员中,有一半以上来自通航。美国有1.9万多个供通航飞机起降的小型简易机场,占民用机场总数的90%以上。通航飞机的年累计飞行时间在2 600-2 700万小时之间,占民用飞机全年总累计飞行时间的80%。根据美国公务航空协会(National Business Aviation Association,NBAA)统计,早在2005年,通航对美国经濟的贡献就达到1 500亿美元。同时,4.5万家通航飞机制造商和1万多个零部件供应商共创造了150万个就业机会和530亿美元的净收益。

那么,拥有如此庞大基数的美国通航体系是怎样管理空域的呢?实际上,美国是从1993年9月16日起才开始采用国际上通用的空域管理体系,即将空域划分为A、B、C、D、E和G类。

A类空域

专为美国高空喷气航路划设的空域。飞行高度在18 000-60 000ft (约5 486-18 288m)的垂直范围内,并且仅限符合IFR(仪表飞行规则)的飞机飞行。

B类空域

为加强主要繁忙机场终端区范围内的交通管制,减小飞机空中相撞的危险而划设的空域。目前全美共有37个B类空域。该空域通常供大型飞机飞行,其设计和划分原则是为将大型飞机和中小型飞机区分开来。

C类空域

支持该空域的机场(通常为二级枢纽机场)必须具有塔台和雷达,以便管制飞机。目前,全美共有121个C类空域。由于某些C 类空域并非24小时运行,因此在不使用时,将被作为D类空域降级使用,并可提供相应的空中交通管制服务。C类空域可提供基本的雷达服务和进近排序服务,方便快速(喷气)飞机和慢速(螺桨)飞机混合运行。

D类空域

为机场区域范围内进行IFR(仪表飞行规则)和VFR(目视飞行规则)飞行时的管制空域。该类机场通常是具有管制塔台的小机场。标准的D类空域范围通常为距地面高度在2 500ft(约752m)以下、半径4.3nmi(约7 964m)的单环结构区域(包含地面至305m的IFR进近程序和地面至相邻管制空域下限的IFR离场程序)。

E类空域

E类空域是美国面积最大、应用最广泛的一类空域。E类空域的运用分为两种:

(1)中低空区域。中低空航路的主要运行空间,在美国东部为1 200-18 000ft(约366-5 486m),在美国西部山区为14 500-18 000ft(约4 420m-5 486m);

(2)B、C、D 类空域与A类空域间的过渡区域。

G类空域

G类空域为非管制空域,主要为真高(指以飞机正下方的地平面为基准面的高度)1 200ft(约366m)以下的空域。虽然美国西部落基山脉属于高山地区,但此地区仍统一规定为G类空域。

此外,60 000ft(约1 524m)以上的空间作为国家空域系统的一部分被划分为E类空域,但不属于空中交通管制系统。对IFR飞行而言,前5类为管制空域,G类为非管制空域;对VFR飞行而言,A类空域禁止目视飞行,B类空域为管制空域,C、D类空域为有限管制空域,E、G 类空域为非管制空域。

根据上述空域管理规定,FAA在此次颁布的part107规定中对25kg以下小型无人机的空域使用提出了明确要求:

1.视线范围内操作。无人机必须保证在指挥员、操纵员以及视线飞行监督员的可视范围内飞行。这里的视线范围是指在不需要辅助器材(矫正视力用的镜片除外)帮助的情况下肉眼可见的最大距离。

2.必须为其它类别的飞机让路,不得影响有人驾驶飞机正常飞行。

3.最大对地飞行速度不超过100km/h。

4.最大离地高度不大于400ft(122m)。如果飞行高度需要超过400ft,则必须保证与建筑物的最短距离超过400ft。

5.在获得空中交通管制中心(ARTCC)许可后,可以在B、C、D、E级空域中飞行。

6.在G级空域中飞行时无需ATC的许可。

7.禁止在有人驾驶飞机的附近飞行。

8.除人口稀少的地区外,禁止在行驶的汽车附近飞行。

9.满足part 375规定要求的前提下,在美注册的非美籍无人机可参照part 107规定的要求进行操作。

10.在不影响无人机操控性能的前提下,允许其携带外部载荷,但所带载荷必须保证安装牢固安全。

11.允许以盈利为目地进行无人机运输作业(商业应用),但必须满足以下3个前提条件:

(1)包括附带系统、载荷、货物在内,无人机总重不得超过25kg;

(2)只能在视线范围内飞行,且不能在行驶中的汽车或飞机附近飞行;

(3)只能在本州范围内飞行,不能在本州与其他州的交界处飞行。

综合上述相关条款可以看出,FAA已经推出了较为详细的无人机低空空域管理办法。

中国的空域划分与管理

那么与通航产业非常发达的美国相比,我国对于无人机的管理又是怎样的呢?

谈到无人机空域使用,就必须先了解目前我国的空域情况。因为空域是航空器运行的环境,也是国家的宝贵资源,所以国务院、中央军委十分重视民用航空交通管制的建设工作,目前正在紧锣密鼓地推进空域管理改革。我国现有空域分为飞行情报区、空中交通服务空域、禁航区、限制区和危险区等几类。

与无人机监管关系较大的为飞行情报区和空中交通服务空域。其中,飞行情报区(Fight Information Region,FIR),又称飞航情报区、飞行信息区。该区域由国际民航组织(ICAO)统一划定,旨在区分各个国家或地区的航管及航空情报服务责任区,是专为提供飞航情报服务和告警服务而划定范围的空域。划分FIR区域的主要目的是为民航提供飞行服务保障。当飞机发生事故时,也便于快速展开搜寻及救援。

目前,我国大陆地区共有9个飞行情报区,分别为沈阳飞行情报区、北京飞行情报区、上海飞行情报区、武汉飞行情报区、广州飞行情报区、昆明飞行情报区、兰州飞行情报区、乌鲁木齐飞行情报区和三亚飞行情报区。

空中交通服务空域是按照飞行范围进行劃分的区域。针对特定种类的飞行,都有相应的运行规则和空中交通服务条例,具体可分为管制空域、非管制空域和特殊空域。

管制空域

我国的管制空域共分A、B、C、D四类。每个空域都是一个确定了飞行范围的三维空间。在管制空域飞行时,会按照类别对飞机提供相应的IFR和VFR飞行管制服务。A类是高空管制空域,为6 300m(含)以上空间;B类是中、低空管制空域,为6 000m(含)以下至最低高度层以上空间;C类是进近管制空域;D类是塔台管制空域。

非管制空域

非管制空域是未被指定为管制空域以外的空域。在此空域内虽未提供空中交通管制服务,但航空器仍要申报飞行计划和飞行动态。

特殊空域

特殊空域是为了满足政治、军事或科学实验的需要,经国务院、中央军委批准,划定的特定空域,限制或禁止其它民用航空器进入。

目前,我国并未颁布专门的法规规范无人机空域的使用,结合我国的基本国情,无人机作业时可能会涉及上述多种空域。从民航空域管理角度看,早先的无人机飞行管理和空域使用一直参照中国民航局61部(民用航空器驾驶员、飞行教员和地面教员审定规则)、91部(一般运行和飞行规则)中的相关条款。然而61部、91部是面向整个通航体系的管理规定,对于无人机的针对性并不强,有些限制很模糊。为此,中国民航局飞行标准司于2015年12月29日发布了《轻小型无人机运行(试行)规定》咨询通告。

该通告针对现有无人机的飞行特点明确提出了管理方式。其中,第10章、第11章和第12章做了详细规定。

该细则详细说明了空域的使用规范,与无人机实际应用联系紧密。此外,根据该通告描述,可将无人机的操作空域概括为:在城市的空旷地带、非人口稠密地区且整机重量在7kg以下的无人机运行受限较少;而在大中型城市、人口密集区,无人机的限制较为严格。可见,除重量、用途的限制外,未来无人机飞行空域管理方式也会受人口密集程度的影响。

需要说明的是,该规定以7kg为分界点,规定重量在7kg以下的无人机不用接入无人机云系统,只要在机身标注型号、编号、所有者及联系方式即可,且无需装“电子围栏”,只需提前了解禁飞区。而重量超过7kg的无人机,则需接入“电子围栏”及无人机云系统。前者主要是划定“禁飞区”,而后者则类似于无人机的“黑匣子”。此外,在人口密集地区和机场净空区飞行时,要求每秒报告一次飞行高度、距离等实时信息,且飞行数据必须保留3个月以上。

虽然我国并未出台有关无人机的管理法规,但民航局已根据我国无人机飞行的特点,推出了多部试行规范。此外,中国航空运动协会(AFSC)从人员培训的角度出发,推出了遥控航空模型飞行员执照,旨在提高相关从业人员的操纵技术水平和素质,明确飞行规范和准则,进而提高操纵航空模型/无人机的安全性。这些都为无人机相关法律的出台提供了重要参考。

随着国家对无人机监管力度的不断加强,推出专门的法律势在必行。而在此之前,安全飞行不应仅仅留于纸面,除执法部门的严格管制外,还需要每位从业人员心中时刻绷紧安全飞行的弦,既不能因疏忽大意造成不必要的人员伤害,更不能随意在机场、军事基地附近飞行,危害国家安全。

附录1: 《轻小型无人机运行规定 (试行)》咨询通告部分规定

第10章 限制区域

机长(指挥员)应确保无人机运行时符合有关部门的要求,避免进入限制区域。

10.1对于无人机云系统的用户,应该遵守该系统限制;

10.2对于未接入无人机云系统的用户,应向相关部门了解限制区域的划设情况。不得突破机场障碍物控制面、飞行禁区、未经批准的限制区以及危险区等。

第11章 视距内运行(VLOS)

11.1必须在驾驶员或观测员视距范围内运行;

11.2必须在昼间运行;

11.3必须将航路优先权让与其它航空器。

第12章 视距外运行(BVLOS)

12.1必须将航路优先权让与有人驾驶航空器;

12.2当飞行操作危害到空域的其他使用者、地面上人身财产安全或不能按照本咨询通告要求继续飞行,應当立即停止飞行活动;

12.3驾驶员应当能够随时控制无人机。对于使用自主模式的无人机,无人机驾驶员必须能随时接管。

12.3.1出现无人机失控的情况,机长应该执行相应的预案,包括:

a.无人机应急回收程序;

b.对于接入无人机云的用户,应在系统内上报相关情况;

c.对于未接入无人机云的用户,应在飞行前联系相关空管服务部门,并依程序上报相关责任人名单。

附录2:相关名词解释

IFR(仪表飞行规则):指完全或部分依据航行驾驶仪表,判定航空器飞行状态及其位置的飞行。

VFR(目视飞行规则):指在可见天地线和地标的条件下,能够判明航空器飞行状态且能够目视判定方位的飞行。

ARTCC(空中交通管制中心):简称管制中心,是航路飞行控制的中心枢纽,空中交通管制系统的关键机构。

FIR(飞行情报区):是由国际民航组织(ICAO)所划定的,区分各国/地区在该区的航管及航空情报服务的责任区。

视距内运行(Visual Line of Sight Operations,VLOS):无人机驾驶员或指挥员与无人机保持直接目视视觉接触的操纵方式。无人机处于驾驶员或指挥员视距半径 500 m内,相对飞行高度低于 120 m。

超视距运行(Beyond VLOS,BVLOS):无人机在目视视距以外飞行。

融合空域:指除无人机外还有其它航空器同时运行的空域。

隔离空域:指专门分配给无人机系统运行的空域,通过限制其它航空器的进入以规避碰撞风险。

人口稠密区:指城镇、村庄、繁忙道路或大型露天集会场所等区域。

重点地区:指军事重地、核电站或行政中心等关乎国家安全的区域及周边,或地方政府临时划设的区域。

机场净空区:又称机场净空保护区域,是指为保护飞机起飞、飞行和降落安全,根据民用机场净空障碍物限制图要求划定的空间范围。

电子围栏:是指在相应电子地图中画出特定区域,并配合飞行控制系统阻挡可能侵入特定区域的航空器的软硬件系统。

无人机云系统(简称无人机云):是指轻小型民用无人机运行动态数据库系统,主要用于向无人机用户提供航行服务、气象服务等,并对民用无人机运行数据(包括运营信息、位置、高度和速度等)进行实时监测。

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