飛機安全性水平的提高,是近幾十年來無人機技術進步和管理水平提高的綜合效應,是安全性分析、設計、驗證及管理技術進步相結合的結果。
飛機的飛行事故受飛機設計、操作人員的操作、地面維修、氣象、作戰體系信息分發、戰場損傷等各種復雜因素的影響,而且許多事故往往是多種相關聯的因素影響造成的;同時,由于各種飛機因使用環境條件、執行任務等的不同,事故的主導因素也可能不同;此外,隨著技術的發展與管理的進步,事故的主導因素也可能發生變化。
通過上述的統計可以看到,無人機飛行事故暴露的主要問題有以下幾個方面:發動機和控制系統軟件問題、機械和電子可靠性問題、人為因素、環境因素等成為無人機事故的主要因素。
一般而言,無人機采用遠程遙控操作模式,操縱無人機是一項專業性極強的工作。操作失誤是最常見的事故原因之一,根據統計數據,人為因素大約占到總事故的31%。對于不同型號無人機,人為因素的事故率從21%(RQ-7)到47%(RQ-5),通過確定可能的人為因素并在設計過程中進行針對性的設計,可以很大程度上減少人為因素導致的事故。
▼
然而操作失誤的背后通常隱藏著深層次的起因。這些起因是導致無人機故障的根本原因,這包括:操作手的疲勞、過高的工作負荷、訓練不當、機組協調不足、對態勢缺乏正確的感知與判斷、較差的人機工效設計、地面站的菜單系統沒有危險按鈕告警與確認意圖的設置等;此外,各軍種及情報部門之間缺乏使用飛行器的共同政策及信息通報渠道,使得無人機融入有人機空域時經常與有人駕駛飛機發生沖突。
設備故障大約占到事故的59%,其中主要的故障包括:飛控計算機的故障、數據鏈的中斷,燃油、滑油、發動機等動力系統,螺旋槳槳距控制系統,空速管結冰等。就統計的數據而言,由機械和電子導致的事故率從22%(MQ-9)到67%(RQ-7)。提高無人機機電系統的成本將在很大的程度上提高機電系統的可靠性。文獻[3]從動力系統、控制系統、通信系統、地面站技術及人為因素等角度闡述了提高無人系統可靠性的措施。相對于有人機,無人機更需要控制成本,而較低的成本將導致部件的可靠性、系統余度、新技術的應用等方面,會降低無人機的可靠性,因此需要權衡可靠性和成本之間的關系,爭取在費效比上達到最優。
無人機相對較小的尺寸和重量導致其對強風、結冰、沙塵暴等惡劣的氣象條件的適應能力較差。惡劣的戰區環境可能對無人機造成嚴重傷害。美軍報告指出,在雨天飛行、雷暴及沙塵暴等惡劣氣候下,由于目標定位難度大、通信能力弱,無人機難以有效完成打擊支援、戰斗搜救、區域偵察以及連續偵察等作戰任務。
源自:UAS