无人机在民航鸟击防范中的应用

(中国民航大学机场学院　天津　300300)

前言

民航运输蓬勃发展，由此带来的民航飞行器与鸟类争夺空域资源问题日益严重，尤其是在飞机进近着陆、起飞过程中飞鸟与航空器相撞或被吸入发动机，导致航空器损坏，以致航班延误、迫降甚至严重事故。而且现在客机向着发动机高涵道比和宽体式客机方向发展，发动机进气口更大，更容易发生鸟击，鸟击引起的经济损失也将更大。

随着无人机技术的成熟，把驱鸟设备安装在无人机上，充分利用无人机操作灵活、可达高度高等特点，与传统驱鸟技术形成互补，形成全方位、立体式的驱鸟方式。机场结合自身情况，建立无人机驱鸟系统，可大大降低鸟击的事故率。

一、鸟击的危害

鸟类活动性强，且存在规模性的迁徙行为。从1912年第一例鸟击事故导致飞行员丧生至今，鸟类与飞行器的冲突一直没有很好地解决。历史上因为鸟击导致的机毁人亡的惨剧不胜枚举。

我国因鸟击导致的空难也很多，据中国民用航空局机场司发布的报告，中国2015年统计到鸟击3816起，构成事故征候185起，数量维持在一个较高的水平，造成经济损失约11963.2万元人民币。根据海因里奇法则，一件重大灾难的背后，平均有29件次轻度灾害，300次有惊无险的经历，考虑到鸟击数量的增长，推测未来一段时间内因鸟击发生重大灾难的可能性很高，所以防范鸟击刻不容缓。

二、无人机驱鸟方式分析

(一)鸟类习性与无人机驱鸟机理

鸟的种类很多，多有群居特性，高低空都有分布，机场周边的水、草等对鸟形成吸引，容易在机场周边筑巢。鸟类活动随时间、季节而变，跟鸟类繁殖和食物资源有关。4、5月份机场周边的早春植物种子成熟，食物资源丰富，吸引鸟类到飞行区，导致鸟击事件频繁。8、9月份白天幼鸟活动频繁，幼鸟缺乏对飞行器威胁的认识和缺少成功躲避飞行器的经验，容易闯入飞行区与飞机相撞。处在鸟类迁徙路线上的机场，也会在特定月份出现不同的鸟类。

鸟类非常聪明，容易对机场某些地面驱鸟设备形成习惯，忽略其存在，所以驱鸟方式不能过于单一。鸟类像人类一样会对同伴的哀鸣声和天敌的叫声产生一种恐惧心理，会感到痛苦和惊慌，并且会形成条件反射，自动逃离这个危险的环境。

(二)无人机驱鸟方式

传统驱鸟方式主要集中在地面，在应对鸟群时反映较慢，且移动不灵活，无法随时监控鸟群。例如，1997年9月22日下午3时许，北京首都国际机场东跑道的上空聚集了1000多只大雁和乌鸦，并在盘旋嬉戏。经过驻场部队2个多小时的鸣枪驱赶，鸟群才飞走。造成当日16个航班被迫延误，2000多名旅客无奈滞留。无人机则可以离开地面达到飞行高度，可对鸟群实施定向驱赶，并能够随鸟群移动，确保鸟群远离机场净空区。

国内在2000年开始用无人机执行驱鸟任务，但是技术不成熟，应用并不广泛，现在无人机技术已相当成熟，常见的有4轴无人机。目前在民用方面应用于航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄等等领域。无人机可按照机场空域通过遥控或预编程方式进行固定航线的巡逻飞行，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作，将便携的驱鸟设备安装在无人机上，包括音频、激光、驱鸟弹等。

为了达到良好的驱鸟效果，使鸟类对无人机产生一种恐惧的条件反射，达到自动远离无人机的效果，可以使用超声波驱鸟器配合语音驱鸟器，发送超声波，播放猛禽的叫声或同类的哀鸣声。超声波可以对距离无人机半径15米内的鸟产生生理上的伤害，但又不会致命，再加上声音对鸟类心理的恐惧影响，能有效驱赶机场空域内的鸟类。因为靠人力无法做到长时间、大范围地监控鸟情，应用无人机起飞迅速、反应灵活的特点，不仅可以对机场围界内的鸟情进行监控还可以越过机场围界，实时传回视频资料。

三、无人机驱鸟的实现

在机场建立无人机驱鸟系统，选取适当类型的无人机进行改造，要求有较高的载重能力，并有较长的工作时间，工作任务的高度约在200-300米，有良好的稳定性和通信能力，装备有自驾仪，具备驱鸟任务规划所要求的自主飞行控制技术。因为一般的超声波驱鸟设备重量在5-50kg之间，重量越重，功率越大，驱鸟效果越好，所以要对高功率的超声波驱鸟设备进行减重处理，使之适于在无人机上工作。

机场要有地面保障部门，提供无人机维修保养的保障。对相关人员进行无人机驾驶的培训，并有工作站供他们操作，有设备记录驱鸟的操作记录。无人机驱鸟系统组成图如下：

图一　无人机驱鸟系统组成图

因为长时间不间断的驱鸟工作非常重要，而长时间操作无人机势必会引起人员疲劳，容易导致操作失误，所以需要自主飞行的任务规划来代替手动飞行，以减轻劳动强度。无人机驱鸟工作流程是：起飞前检查、起飞、按路线巡逻、地面站监控鸟情、发现并处置鸟情、降落回场、设备保养、反馈并修改路线等。

四、结论

无人机驱鸟有很多优势，驱鸟范围填补了传统驱鸟的漏洞，范围更广、高度更高；无人机工作时处于移动状态，为人操作时的飞行路线符合逻辑，且驱鸟意图明显，使鸟类感觉到受到威胁，避免了传统驱鸟设备呆板的原地工作，对鸟类形成天敌效应；劳动强度低，驱鸟反应快等。但是与传统驱鸟方式相比，它的成本更高，维护操作复杂，有一定危险性，不排除驱鸟过程中意外发生。

总之，无人机驱鸟是未来的一种发展方向，虽然无人机黑飞使航班迫降，给民航业造成损失，但是利用其优点，同样可以造福中国民航事业。