无人机飞行安全风险

2011年11月28日07:59

来源：中国新闻网

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美军操作人员相互协同指挥控制操作无人机

MQ-9“死神”无人攻击机

系统中毒、黑客劫持、硬件故障……无人机面临安全挑战

谁动了我的无人机

这边厢，美国专家忧心黑客劫持无人机；那边厢，美国无人侦察机电脑控制系统由于中毒，接收到的每个指令都被外人记录……越来越热的无人机面临越来越多的安全挑战。“谁动了我的无人机？”似乎正成为世界无人机领域各方的共同疑虑。

挑战一

控制系统成为最大隐患

日前，美国媒体披露，美国无人侦察机电脑控制系统中毒，无人机接收到的每个指令都被外人记录。可能涉及的机型包括目前正在美国海外战场广泛应用的“捕食者”和“死神”。

事实上，自从美先进无人机上战场后，其安全漏洞就不停被人诟病，而军方更是表示要到2014年才能解决无人机的相关安全隐患。

据美国《连线》杂志披露，这个神秘的病毒首次发现是在两个星期之前。网络专家推测，这种名为“键盘记录木马”的病毒，是通过硬盘或可移动设备入侵到美国内华达州克里奇空军基地的电脑里的。尽管“捕食者”和“死神”无人机远在也门、阿富汗以及其他战区执行任务，但任务指令受到内华达州克里奇基地操控。现在当基地针对这些无人机发出的每一个指令，每一个键盘动作都被病毒记录下来。

据报道，“键盘记录木马”可以在保密网络与公共网络之间传播。无人机通常需要使用移动硬盘下载更新地图，并将任务视频从一台电脑传输到另一台电脑上。这种病毒可能就是通过移动硬盘侵入无人机电脑的，美国在世界上其他空军基地的无人机部队，已经被下令停止使用移动硬盘。

除了病毒攻击，无人机的系统漏洞还会带来更严重的后果。“假设有一架俄罗斯制造的无人机受到黑客劫持，飞越美国上空，将导致两国之间难以确定真实情况，而可能做出错误的决策。”美国布鲁金斯学会研究员约翰·维拉塞尼奥尔认为，无人机上使用的许多科技，都是在过去几年中有巨大进展的电脑技术。随着科技的全球化，无人机的问题也将让各国之间的外交和军事更加复杂。

挑战二

通信链路是薄弱环节

通信链路是无人机系统操纵的主要途径，因此无人机系统对有意或无意的电磁波干扰非常敏感，一旦受到干扰，就会导致产生错误的控制指令，致使无法执行任务，甚至可能失控坠机。

在科索沃战争中，美军的一架“先锋”无人机由于受到南联盟的电子干扰而失去与航空母舰的联系，最终燃油耗尽而坠毁。

确保不间断的指挥与控制，对无人机系统来说至关重要。因此，通信上要为无人机提供一个安全受保护的频率。同时，为了应对指挥与控制潜在的不可预料中断，无人机系统都有相关预编程序和自主返回地面的预案。

但是，目前各种无人机系统的程序与预案并没有统一的规则。如何确保在应急情况下无人机能够与其飞行空域的其他飞行器保持安全隔离，是个亟需解决的问题。

挑战三

可靠性有待重视和完善

在伊拉克行动中，美军无人机共发生199起不同等级的事故，其中65%由部件故障造成。

2009年，美国空军有18架MQ-1“捕食者”和MQ-9“收割机”无人机坠毁，事故率为10万飞行小时。这些事故中，有14起是由于机械和电气故障造成的，占78%。

2010年8月2日，美国海军所属的一架MQ-8B“火力侦察兵”无人直升机在飞行试验中由于软件故障突然同地面控制人员失去联系，无人直升机失控闯入华盛顿周边“防空识别区”的禁飞空域，在军方准备下令战斗机起飞将其击落时，地面人员通过另外一个地面遥控

站进行了软件修正，重新控制了这架无人机并操控飞回试验场。

目前，多数无人机在设计中更强调对成本、重量、功能和性能等因素的重视，诸如元器件、原材料的选用以及冗余技术的应用等可靠性要素受到了限制。这些情况直接造成无人机可靠性较低的现状。可以预见，在冗余装置设计完善前，无人机事故比率仍将居高不下。

挑战四

“人为因素”事故比例大

虽然没有机上飞行员，但无人机起飞、着陆等飞行阶段和很多飞行任务需要地面操作人员进行控制，人为因素导致的严重飞行事故在无人机事故中仍然占很大比例，达到17%。

这些因素既包括地面操作人员技能不足、协调出错、对情势感知判断力缺乏等，也包括无人机系统设计中不适合人类能力、特点的设计缺陷。

越来越多的人认识到人因工程设计在无人机身上的重要性。人因工程设计融合了人的能力、性格、工作环境、任务以及设备的极限等要素。

此外，地面指挥站的操作方式是设计中需要考虑的另一个因素。例如，“捕食者”B无人机驾驶员通过驾驶杆和脚蹬控制飞机；而“全球鹰”无人机驾驶员通过鼠标和键盘控制飞机。不同的任务要求地面指挥站的设计有所不同。

另一个重要因素是无人机操作员缺乏情景意识、没有对自身安全的担忧，不能像有人机飞行员那样通过身体感受到所遇到的湍流并对其严重程度做出评估。这些都可能导致操作员将无人机操纵到不合适的条件下飞行。

挑战五

空中相撞风险增加

随着空中无人机飞行不断增多，如何合理规划航线、有效进行监管，防止无人机与有人机之间以及无人机相互之间发生碰撞，已到了刻不容缓的地步。

在伊拉克和阿富汗战场，无人机活动频繁，严重干扰了有人机的正常飞行。由于无人机环境感知能力缺乏、“视野狭窄”，致使操作人员无法及时判明周围空域的情况，只能按照任务程序操作。因此，有人机飞行员执行任务时需要时常留意闯入自己航线的无人机，以避免相撞。

美军曾发生过几起低空无人机与直升机相撞的事故；而在高空，无人机也曾险些与AC-130及喷气式战斗机发生相撞。

当前，一些国家已着手开发无人机侦测、遥感以及碰撞回避技术、空中交通预警和碰撞回避系统，以促进无人机系统与国家空域系统集成。（侯建王剑张前恩）