浅析世界无人机适航标准及运行管理

辛 勃，王小明，张莎莎，曹友明

(中国直升机设计研究所，江西 景德镇 333001)



浅析世界无人机适航标准及运行管理

辛 勃，王小明，张莎莎，曹友明

(中国直升机设计研究所，江西 景德镇 333001)

对世界主要航空强国的无人机适航标准及运行管理进行研究。首先研究了国际民航组织及美国、欧洲等国适航当局已经发布的无人机适航标准及未来的发展路线图，并对目前美国无人机的运行管理进行研究，然后对我国目前的无人机适航标准及运行管理进行研究。通过国内外无人机适航标准及运行管理情况的对比分析，初步给出无人机适航标准制定的建议思路，为后续无人机适航标准的建立奠定基础。

无人机；适航标准；运行管理

0 引言

自20世纪30年代开始，无人机(UAS)的发展和使用已有超过80年的历史。经历了20世纪漫长的萌芽期和酝酿期之后，无人机在21世纪迎来高速成长期，并从军用领域扩展到民用领域。如今，民用无人机已在应急救援、环境监测、电力巡线、航拍测绘、农作物植保等多个领域广泛应用。应用领域的不断扩大，势必对空域的使用和管理提出挑战。为了使无人机能够与有人机和谐使用空域，保证公众利益，必须对无人机进行适航管理。

而世界范围内无人机适航标准的发展情况参差不齐，总体情况是无人机适航标准的发展水平与其技术发展和应用情况不对称，需要同步。本文通过对世界范围内主要组织机构或适航当局无人机适航标准情况及运行管理情况进行分析，初步给出我国制定无人机适航标准的建议思路。

1 国外无人机适航标准情况

国外无人机无论是技术能力还是适航标准，发展水平都比国内高，下面就分别对国际民航组织(ICAO)以及美国、欧洲、澳大利亚等国适航当局无人机适航标准的制定情况进行分析研究。

1.1 国际民航组织

ICAO于2007年成立了无人机研究小组(UASSG)，该小组协助ICAO秘书处编制标准和建议措施、空中导航服务程序和民用无人机的指南材料，支持无人机安全、高效地进入非限制空域。

2011年，ICAO发布了328-AN/190通告，目的是告知各成员国：ICAO期望无人机进入非限制空域并实现一体化，并阐述了需要考虑的无人机和有人机的一些基本差异点，并鼓励各成员国根据自身经验提供信息，协助ICAO研究关于无人机的政策。

为了分析现有的标准和建议措施是否适用于无人机运行，UASSG对《芝加哥公约》各附件进行了修订，增加了无人机的管理要求[1]。尤其在附件2《飞行规则》中，明确要求无人机应进行适航审定，无人机运行人应持有运营证书，操作员应持有执照。这表明民用无人机适航管理是发展民用无人机的必由之路。

2015年3月，ICAO组织了遥控航空器系统(RPAS)研讨会，讨论RPAS手册相关指导材料，并展示了ICAO后续的工作计划，至2020年，ICAO会在《芝加哥公约》各附件中增加适用于RPAS的相关内容。

1.2 美国

目前，美国在无人机适航方面的法律法规分为几个层次[2]，分别是法令、联邦规章、条例、咨询通告、政策、指令、指南等,具体如表1所示。

表1 美国无人机适航标准政策概况

2013年11月，美国联邦航空局(FAA)发布了民用无人机系统融入国家空域系统路线图(第一版)，阐述了将民用无人机系统融入国家空管系统所需要的行动和考虑，也为除FAA外的其它政府机构、工业方在规划各自工作方面提供了目标、指标和时间节点等信息。

1.3 欧洲

2005年，欧洲航空安全局(EASA)颁布了无人机适航性管理政策A-NPA No16-2005《无人机适航性合格审定政策》[3]，包括三部无人机适航规章：(1)CS-LUAV，适用于小于750kg的轻型无人机；(2)CS-UAV23，适用于750～5700kg单发和双发无人机以及5700～25000kg多发无人机；(3)CS-UAV25，适用于25000kg以上的双发无人机。

根据欧盟规章EC 216/2008附件2规定，最大起飞重量大于150kg的无人机由EASA负责审定，小于150kg的无人机则由欧洲各国民航当局负责审定。这就使得欧洲各国针对150kg以下的无人机各自建标，产生了差异化。

2012年，由欧洲航空安全局(EASA)、欧洲防务局(EDA)、欧洲空中航行安全组织-欧管(EUROCONTROL)、欧洲民用航空设备组织(EUROCAE)、欧洲民用航空会议(ECAC)、无人机系统规章制定联合局(JARUS)等多个组织和专家队伍组成了欧洲无人机领导小组(ERSG)，旨在制定民用无人机融入欧洲航空系统的路线图。2013年6月，ERSG在巴黎航展期间将路线图提交欧盟委员会，路线图中阐述了为实现民用无人机安全融入欧洲航空系统需要考虑的问题，并分步骤给出了处理问题的途径[4]。内容包括3个附件：(1)附件1：规章制定；(2)附件2：R&D战略计划；(3)附件3：社会影响研究。

该路线图中的内容是对ICAO发布的328-AN/190通告的响应，如在“附件1：规章制定”中，其规划与ICAO规划一致，分为4个时间区段完成，分别是2013年、2018年、2023年和2028年。路线图也将之前欧盟各国及组织的无人机发展规划进行了协调统一，比如规划中计划在2016年将150kg以下无人机的审定权由各国民航当局转移至欧盟负责，目的是解决各国150kg以下无人机规章和条例要求差异化的问题，为未来实现欧洲无人机跨国家、空域和机场运行奠定基础。

此外，ERSG的成员JARUS和EUROCAE等根据“附件1：规章制定”要求，也分别承担了不同类型的工作。如“附件1：规章制定”中要求JARUS对其在2013年10月发布的轻型无人旋翼航空器的合格审定规范(CS-LURS)[5]进行调整，并要求在2014年完成该审定规范在欧盟成员国之间的协调，适用范围从原来的750kg以下的无人旋翼航空器调整为600kg以下，该规范的正式规章版本将由EASA于2016年发布，适用于最大起飞重量大于150kg且小于600kg的无人旋翼航空器。EUROCAE在2006年成立了WG-73工作组，主要针对无人机的适航性、维修、运行(包括感知和规避)以及空中交通管理方面的规章和标准。

1.4 澳大利亚

澳大利亚民用航空安全局(CASA)于2002年颁布了无人机运行的Part 101法规(无人航空器和火箭运行)[6]，但由于其几乎没有无人机系统民用运行的经验，该规章及对应的指导材料内容有很多局限性，比如在操作员资格、运行批准程序等方面。

因此，CASA启动了一项名为“OS 11/20”的项目，对UAS相关规章和指导材料进行重新规划考虑，目的是向澳大利亚工业方提供无人机相关的最新规章和更加深入的对应规章要求的指导内容，并向澳大利亚国内商业运行的无人机提供批准程序。

“OS 11/20项目”分为两个阶段：第1阶段是研究NPRM 1309OS-无人机术语和重量分类，对Part 101进行修订，保证CASA的要求最新，且术语与ICAO定义一致，同时也会向工业方提供一套AC；第2阶段对原有规章进行重新编制，形成新的适用于遥控航空器系统(RPAS)的Part 102规章。

2 国外无人机运行管理情况

关于国外无人机运行管理情况，以美国FAA为例，说明其目前如何对无人机运行进行管理。FAA将无人机的运行分为三类，分别是公共运行、民用运行和航模运行。此外，由于美国地域跨度大，有需求在其领土范围内的极寒冷地区使用UAS，因此也对应产生了一种特殊的极寒冷地区运行模式。

2.1 公共运行

公共运行，也称政府性运行，采取授权或豁免证书(COA)方式来批准，有效期一般两年。

目前通过COA来保证UAS的安全水平与有人航空器相当，通常情况下要求UAS不能在人员密集区域飞行，并要求在可视范围内飞行。

公共运行主要包括的用途：执法、边境巡逻、灾难救援、搜索营救、军事训练和其它政府任务。运行人可通过COA在线系统来申请FAA的批准。

2.2 民用运行

民用运行，也称非政府性运行。运行人可以通过两种途径获得FAA对UAS民用运行的批准：

1)授权或豁免证书(COA)

公共法112-95，B分部第333条款的豁免方式，获得COA。这种方式主要用于在低风险，可控的环境条件下进行商业运行。

2)特殊适航证(SAC)

申请人必须描述UAS的设计特征和制造情况，包括工程方法，软件设计和控制，构型管理和使用的质量保证程序，并提供UAS飞行的方式和区域。

对于SAC而言，用户还可以根据不同用途考虑申请试验类SAC，特殊类航空器TC和标准AC，限用类航空器TC和限用类SAC：

① 试验类SAC：根据FAR 21.191条，出于研发、机组训练和市场调查等目的的试验类SAC；根据FAR 21.197条，新型航空器飞行试验所需的特许飞行证；但禁止出于商业或租赁目的而从事人员或财产运输。按照Order 8130.34要求来颁发证件。

② 特殊类航空器TC和标准AC：根据FAR 21.17b条的特殊类航空器TC以及FAR 21.183条特殊类航空器标准适航证。

③ 限用类航空器TC和限用类SAC：根据FAR 21.25条的限用类航空器TC以及FAR 21.185条的限用类SAC。

2.3 航模运行

航模运行主要是指出于业余爱好或娱乐目的的个人模型航空器运行。FAA要求航模运行应该遵守公共法112-95之B分部第336条款规定，可以不获得FAA批准。但对航模运行进行了具体定义，即：飞行高度低于400 ft(约122m)，周围无障碍物，运行始终在可视范围内，与有人航空器运行保持足够距离并不对其产生干扰，不能飞入机场5 mile(约8047 m)范围内(除非获得机场与塔台同意)，远离人群，重量低于55 pd(约25 kg)。

2015年2月，FAA发布小型UAS的NPRM 15-01，小型无人机系统的运行和审定规章制度建议通告(建议的规章PART 107，适用于25kg以下的无人机，仅允许视线范围内运行(VLOS))。

2.4 极寒冷地区运行

2012年，FAA针对UAS在极寒冷地区的运行制定了计划，内容针对极寒冷地区小型UAS出于研究、商业和搜救(SAR)等目的而可能实施的24小时运行，该计划包括研究如何使小型UAS在超视线范围(BLOS)安全运行，运行高度从水平面到至少2000 mile(约609.6 m)，并有进入和离开沿海发射场的航线。

截至目前，已经有两个小型UAS在该极寒冷地区运行，第一个始于2013年9月，用于海洋哺乳动物和结冰勘测；第二个始于2014年6月，用于勘察管道、道路、阿拉斯加北部普拉德霍湾的设备和大规模油田。

3 我国无人机适航标准及运行管理情况

目前，我国在无人机适航管理方面与欧美相比还有差距，制定的无人机适航标准也相对较少。

1)ALD2009022《关于民用无人机管理有关问题的暂行规定》[7]

2009年6月由中国民用航空局(CAAC)颁布。要求民用无人机申请人办理临时国籍登记证和I类特许飞行证，并要求结合型号特点，按照现行有效规章和程序的适用部分进行评审 。评审原则是：①进行设计检查，但不进行型号合格审定，不颁发TC；②进行制造检查，但不进行生产许可审定，不颁发PC；③进行单机检查，但不进行单机适航审查，不颁发标准AC。

2)MD-TM-2009-002《民用无人机空中交通管理办法》[8]

2009年6月底由CAAC空中交通管理局颁布。该办法是针对民用无人机飞行活动进行管理并规范空中交通管理的办法，对无人机空域管理、空中交通管理、无线电频率和设备的使用等方面给出了要求。

3)ALD-UAV-01《民用无人机适航管理工作会议纪要》[9]

2012年1月由CAAC适航司颁布。此文件明确了单机检查时以AP-21-AA-2008-05《民用航空器及其相关产品适航审定程序 》为基础，制定具体检查单和检查方法；以具体使用环境下能安全飞行为标准，以确定使用限制为重点，颁发I类特许飞行证。

4)AC-61-FS-2013-20《民用无人驾驶航空器系统驾驶员管理暂行规定》[10]

2013年11月由CAAC颁布。该AC属于临时性管理规定，针对目前出现的无人机及其系统的驾驶员实施指导性管理，目的是按照ICAO建立和完善我国民用无人机驾驶员监督措施。我国的无人机驾驶至此也进入持证作业阶段。

我国民用无人机的运行管理基本按照上述CAAC颁布的几个文件执行。相关的民用无人机信息如表2所示。

表2 国内无人机运行管理概况

4 无人机适航标准制定的建议思路

根据对世界范围内主要组织机构或适航当局无人机适航标准及运行管理现状的分析研究，可以看出无论是适航标准的数量和内容，还是运行管理的方法和案例，我国与欧美相比都还有很大的差距。但无人机在民用领域巨大的潜在市场，已经迫使国家相关政府部门与工业方一起协作制定无人机的适航标准，保证无人机运行规范并安全。

美国FAA通用航空研究中心(CGAR)在2007年年会上公布的数据表明，30%的有人机法规可直接用于UAS；54%的有人机法规需要修订后用于UAS；16%完全不能用于UAS[11]。而目前国外一些组织机构的做法基本也都是基于同类别有人机适航规章，根据型号具体情况进行裁剪、修订或补充，制定对应的无人机适航标准。如前面讲到的JARUS颁布的CS-LURS，就是以CS-VLR《甚轻型旋翼航空器合格审定规定》和CS-VLA《甚轻型航空器合格审定规范》为基础，进行剪裁、修订和补充条款而制定的。

因此，对于我国无人机适航标准的制定，完全可以参考上述情况，以CAAC颁布的有人机适航标准为基础，结合国内ARJ-21固定翼飞机和AC311、AC313等民用直升机的研制和取证经验，对有人机适航标准进行分析剪裁、修订，并增补无人机特有的要求(如数据链路、地面站等部分)，从而制定无人机适航标准。

[1] Cary L. International Regulatory Framework for Remotely Piloted Aircraft Systems [R].Peru: Unmanned Aircraft Systems Seminar, 2012.

[2] Unmanned Aircraft System Regulations & Policies [EB/OL].http://www.faa.gov/uas/regul-ations_policies/.

[3] A-NPA No16-2005, Policy for Unmanned Aerial Vehicle certification [S]. Germany K?ln：EASA，2005.

[4] European RPAS Steering Group. Roadmap for the integration of civilRemotely-Piloted Aircraft Systems into the European Aviation System [EB/OL]. http://ec.europa.eu/enterpris-e/sectors/aerospace/uas/index_en.htm.

[5] CS-LURS, Certification Specification for Light Unmanned Rotorcraft Systems [S]. Europe: Joint Authorities for Rulemaking of Unmanned Systems WG-3 Airworthiness, 2013.

[6] Part101, Unmanned Aircraft and Rockets [S]. Australia, Canberra: Civil Aviation Safety Authority, 2015.

[7] ALD2009022, 关于民用无人机管理有关问题的暂行规定 [S]. 北京：中国民用航空局，2009.

[8] MD-TM-2009-002, 民用无人机空中交通管理办法 [S]. 北京：中国民用航空局空中交通管理局，2009.

[9] ALD-UAV-01, 民用无人机适航管理工作会议纪要 [S]. 北京：中国民用航空局，2012.

[10] AC-61-FS-2013-20, 民用无人驾驶航空器系统驾驶员管理暂行规定 [S]. 北京：中国民用航空局，2013.

[11] 李春锦，文 泾. 无人机系统的运行管理 [M]. 北京：北京航空航天大学出版社，2011

Analysis of Airworthiness Regulations and Operation Management of Unmanned Aircraft System of Major Global Aviation Force

XIN Bo, WANG Xiaoming, ZHANG Shasha, CAO Youming

(China Helicopter Research and Development Institute, Jingdezhen 333001， China)

This article mainly discussed the research of Airworthiness Regulations and Operation Management of Unmanned Aircraft System of major global aviation force. The Airworthiness Regulations and Roadmaps for Unmanned Aircraft System promulgated by the International Civil Aviation Organization and the airworthiness Authorities of America and Europe would be researched firstly, and then the article described the status of American Operation Management of Unmanned Aircraft System, and researched the domestic status of Airworthiness Regulations and Operation Management of Unmanned Aircraft System. Finally, the article putted forward proposed ideas for Unmanned Aircraft System Airworthiness Rule making by analyzing and comparing the different statuses of native and foreign, and settled a basement for the establishment of Airworthiness Regulations of Unmanned Aircraft System.

Unmanned Aircraft System；Airworthiness Regulation；Operation Management

2015-06-26

辛 勃(1984- )，男，陕西西安人，硕士，工程师，主要研究方向：直升机适航符合性验证技术和适航管理技术。

1673-1220(2015)03-067-05

V221+.91；V279

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