淺析世界無人機適航標準及運行管理

辛 勃，王小明，張莎莎，曹友明

(中國直升機設計研究所，江西 景德鎮 333001)

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淺析世界無人機適航標準及運行管理

辛 勃，王小明，張莎莎，曹友明

(中國直升機設計研究所，江西 景德鎮 333001)

對世界主要航空強國的無人機適航標準及運行管理進行研究。首先研究了國際民航組織及美國、歐洲等國適航當局已經發布的無人機適航標準及未來的發展路線圖，并對目前美國無人機的運行管理進行研究，然后對我國目前的無人機適航標準及運行管理進行研究。通過國內外無人機適航標準及運行管理情況的對比分析，初步給出無人機適航標準制定的建議思路，為后續無人機適航標準的建立奠定基礎。

無人機；適航標準；運行管理

0 引言

自20世紀30年代開始，無人機(UAS)的發展和使用已有超過80年的歷史。經歷了20世紀漫長的萌芽期和醞釀期之后，無人機在21世紀迎來高速成長期，并從軍用領域擴展到民用領域。如今，民用無人機已在應急救援、環境監測、電力巡線、航拍測繪、農作物植保等多個領域廣泛應用。應用領域的不斷擴大，勢必對空域的使用和管理提出挑戰。為了使無人機能夠與有人機和諧使用空域，保證公眾利益，必須對無人機進行適航管理。

而世界范圍內無人機適航標準的發展情況參差不齊，總體情況是無人機適航標準的發展水平與其技術發展和應用情況不對稱，需要同步。本文通過對世界范圍內主要組織機構或適航當局無人機適航標準情況及運行管理情況進行分析，初步給出我國制定無人機適航標準的建議思路。

1 國外無人機適航標準情況

國外無人機無論是技術能力還是適航標準，發展水平都比國內高，下面就分別對國際民航組織(ICAO)以及美國、歐洲、澳大利亞等國適航當局無人機適航標準的制定情況進行分析研究。

1.1 國際民航組織

ICAO于2007年成立了無人機研究小組(UASSG)，該小組協助ICAO秘書處編制標準和建議措施、空中導航服務程序和民用無人機的指南材料，支持無人機安全、高效地進入非限制空域。

2011年，ICAO發布了328-AN/190通告，目的是告知各成員國：ICAO期望無人機進入非限制空域并實現一體化，并闡述了需要考慮的無人機和有人機的一些基本差異點，并鼓勵各成員國根據自身經驗提供信息，協助ICAO研究關于無人機的政策。

為了分析現有的標準和建議措施是否適用于無人機運行，UASSG對《芝加哥公約》各附件進行了修訂，增加了無人機的管理要求[1]。尤其在附件2《飛行規則》中，明確要求無人機應進行適航審定，無人機運行人應持有運營證書，操作員應持有執照。這表明民用無人機適航管理是發展民用無人機的必由之路。

2015年3月，ICAO組織了遙控航空器系統(RPAS)研討會，討論RPAS手冊相關指導材料，并展示了ICAO后續的工作計劃，至2020年，ICAO會在《芝加哥公約》各附件中增加適用于RPAS的相關內容。

1.2 美國

目前，美國在無人機適航方面的法律法規分為幾個層次[2]，分別是法令、聯邦規章、條例、咨詢通告、政策、指令、指南等,具體如表1所示。

表1 美國無人機適航標準政策概況

2013年11月，美國聯邦航空局(FAA)發布了民用無人機系統融入國家空域系統路線圖(第一版)，闡述了將民用無人機系統融入國家空管系統所需要的行動和考慮，也為除FAA外的其它政府機構、工業方在規劃各自工作方面提供了目標、指標和時間節點等信息。

1.3 歐洲

2005年，歐洲航空安全局(EASA)頒布了無人機適航性管理政策A-NPA No16-2005《無人機適航性合格審定政策》[3]，包括三部無人機適航規章：(1)CS-LUAV，適用于小于750kg的輕型無人機；(2)CS-UAV23，適用于750～5700kg單發和雙發無人機以及5700～25000kg多發無人機；(3)CS-UAV25，適用于25000kg以上的雙發無人機。

根據歐盟規章EC 216/2008附件2規定，最大起飛重量大于150kg的無人機由EASA負責審定，小于150kg的無人機則由歐洲各國民航當局負責審定。這就使得歐洲各國針對150kg以下的無人機各自建標，產生了差異化。

2012年，由歐洲航空安全局(EASA)、歐洲防務局(EDA)、歐洲空中航行安全組織-歐管(EUROCONTROL)、歐洲民用航空設備組織(EUROCAE)、歐洲民用航空會議(ECAC)、無人機系統規章制定聯合局(JARUS)等多個組織和專家隊伍組成了歐洲無人機領導小組(ERSG)，旨在制定民用無人機融入歐洲航空系統的路線圖。2013年6月，ERSG在巴黎航展期間將路線圖提交歐盟委員會，路線圖中闡述了為實現民用無人機安全融入歐洲航空系統需要考慮的問題，并分步驟給出了處理問題的途徑[4]。內容包括3個附件：(1)附件1：規章制定；(2)附件2：R&D戰略計劃；(3)附件3：社會影響研究。

該路線圖中的內容是對ICAO發布的328-AN/190通告的響應，如在“附件1：規章制定”中，其規劃與ICAO規劃一致，分為4個時間區段完成，分別是2013年、2018年、2023年和2028年。路線圖也將之前歐盟各國及組織的無人機發展規劃進行了協調統一，比如規劃中計劃在2016年將150kg以下無人機的審定權由各國民航當局轉移至歐盟負責，目的是解決各國150kg以下無人機規章和條例要求差異化的問題，為未來實現歐洲無人機跨國家、空域和機場運行奠定基礎。

此外，ERSG的成員JARUS和EUROCAE等根據“附件1：規章制定”要求，也分別承擔了不同類型的工作。如“附件1：規章制定”中要求JARUS對其在2013年10月發布的輕型無人旋翼航空器的合格審定規范(CS-LURS)[5]進行調整，并要求在2014年完成該審定規范在歐盟成員國之間的協調，適用范圍從原來的750kg以下的無人旋翼航空器調整為600kg以下，該規范的正式規章版本將由EASA于2016年發布，適用于最大起飛重量大于150kg且小于600kg的無人旋翼航空器。EUROCAE在2006年成立了WG-73工作組，主要針對無人機的適航性、維修、運行(包括感知和規避)以及空中交通管理方面的規章和標準。

1.4 澳大利亞

澳大利亞民用航空安全局(CASA)于2002年頒布了無人機運行的Part 101法規(無人航空器和火箭運行)[6]，但由于其幾乎沒有無人機系統民用運行的經驗，該規章及對應的指導材料內容有很多局限性，比如在操作員資格、運行批準程序等方面。

因此，CASA啟動了一項名為“OS 11/20”的項目，對UAS相關規章和指導材料進行重新規劃考慮，目的是向澳大利亞工業方提供無人機相關的最新規章和更加深入的對應規章要求的指導內容，并向澳大利亞國內商業運行的無人機提供批準程序。

“OS 11/20項目”分為兩個階段：第1階段是研究NPRM 1309OS-無人機術語和重量分類，對Part 101進行修訂，保證CASA的要求最新，且術語與ICAO定義一致，同時也會向工業方提供一套AC；第2階段對原有規章進行重新編制，形成新的適用于遙控航空器系統(RPAS)的Part 102規章。

2 國外無人機運行管理情況

關于國外無人機運行管理情況，以美國FAA為例，說明其目前如何對無人機運行進行管理。FAA將無人機的運行分為三類，分別是公共運行、民用運行和航模運行。此外，由于美國地域跨度大，有需求在其領土范圍內的極寒冷地區使用UAS，因此也對應產生了一種特殊的極寒冷地區運行模式。

2.1 公共運行

公共運行，也稱政府性運行，采取授權或豁免證書(COA)方式來批準，有效期一般兩年。

目前通過COA來保證UAS的安全水平與有人航空器相當，通常情況下要求UAS不能在人員密集區域飛行，并要求在可視范圍內飛行。

公共運行主要包括的用途：執法、邊境巡邏、災難救援、搜索營救、軍事訓練和其它政府任務。運行人可通過COA在線系統來申請FAA的批準。

2.2 民用運行

民用運行，也稱非政府性運行。運行人可以通過兩種途徑獲得FAA對UAS民用運行的批準：

1)授權或豁免證書(COA)

公共法112-95，B分部第333條款的豁免方式，獲得COA。這種方式主要用于在低風險，可控的環境條件下進行商業運行。

2)特殊適航證(SAC)

申請人必須描述UAS的設計特征和制造情況，包括工程方法，軟件設計和控制，構型管理和使用的質量保證程序，并提供UAS飛行的方式和區域。

對于SAC而言，用戶還可以根據不同用途考慮申請試驗類SAC，特殊類航空器TC和標準AC，限用類航空器TC和限用類SAC：

① 試驗類SAC：根據FAR 21.191條，出于研發、機組訓練和市場調查等目的的試驗類SAC；根據FAR 21.197條，新型航空器飛行試驗所需的特許飛行證；但禁止出于商業或租賃目的而從事人員或財產運輸。按照Order 8130.34要求來頒發證件。

② 特殊類航空器TC和標準AC：根據FAR 21.17b條的特殊類航空器TC以及FAR 21.183條特殊類航空器標準適航證。

③ 限用類航空器TC和限用類SAC：根據FAR 21.25條的限用類航空器TC以及FAR 21.185條的限用類SAC。

2.3 航模運行

航模運行主要是指出于業余愛好或娛樂目的的個人模型航空器運行。FAA要求航模運行應該遵守公共法112-95之B分部第336條款規定，可以不獲得FAA批準。但對航模運行進行了具體定義，即：飛行高度低于400 ft(約122m)，周圍無障礙物，運行始終在可視范圍內，與有人航空器運行保持足夠距離并不對其產生干擾，不能飛入機場5 mile(約8047 m)范圍內(除非獲得機場與塔臺同意)，遠離人群，重量低于55 pd(約25 kg)。

2015年2月，FAA發布小型UAS的NPRM 15-01，小型無人機系統的運行和審定規章制度建議通告(建議的規章PART 107，適用于25kg以下的無人機，僅允許視線范圍內運行(VLOS))。

2.4 極寒冷地區運行

2012年，FAA針對UAS在極寒冷地區的運行制定了計劃，內容針對極寒冷地區小型UAS出于研究、商業和搜救(SAR)等目的而可能實施的24小時運行，該計劃包括研究如何使小型UAS在超視線范圍(BLOS)安全運行，運行高度從水平面到至少2000 mile(約609.6 m)，并有進入和離開沿海發射場的航線。

截至目前，已經有兩個小型UAS在該極寒冷地區運行，第一個始于2013年9月，用于海洋哺乳動物和結冰勘測；第二個始于2014年6月，用于勘察管道、道路、阿拉斯加北部普拉德霍灣的設備和大規模油田。

3 我國無人機適航標準及運行管理情況

目前，我國在無人機適航管理方面與歐美相比還有差距，制定的無人機適航標準也相對較少。

1)ALD2009022《關于民用無人機管理有關問題的暫行規定》[7]

2009年6月由中國民用航空局(CAAC)頒布。要求民用無人機申請人辦理臨時國籍登記證和I類特許飛行證，并要求結合型號特點，按照現行有效規章和程序的適用部分進行評審 。評審原則是：①進行設計檢查，但不進行型號合格審定，不頒發TC；②進行制造檢查，但不進行生產許可審定，不頒發PC；③進行單機檢查，但不進行單機適航審查，不頒發標準AC。

2)MD-TM-2009-002《民用無人機空中交通管理辦法》[8]

2009年6月底由CAAC空中交通管理局頒布。該辦法是針對民用無人機飛行活動進行管理并規范空中交通管理的辦法，對無人機空域管理、空中交通管理、無線電頻率和設備的使用等方面給出了要求。

3)ALD-UAV-01《民用無人機適航管理工作會議紀要》[9]

2012年1月由CAAC適航司頒布。此文件明確了單機檢查時以AP-21-AA-2008-05《民用航空器及其相關產品適航審定程序 》為基礎，制定具體檢查單和檢查方法；以具體使用環境下能安全飛行為標準，以確定使用限制為重點，頒發I類特許飛行證。

4)AC-61-FS-2013-20《民用無人駕駛航空器系統駕駛員管理暫行規定》[10]

2013年11月由CAAC頒布。該AC屬于臨時性管理規定，針對目前出現的無人機及其系統的駕駛員實施指導性管理，目的是按照ICAO建立和完善我國民用無人機駕駛員監督措施。我國的無人機駕駛至此也進入持證作業階段。

我國民用無人機的運行管理基本按照上述CAAC頒布的幾個文件執行。相關的民用無人機信息如表2所示。

表2 國內無人機運行管理概況

4 無人機適航標準制定的建議思路

根據對世界范圍內主要組織機構或適航當局無人機適航標準及運行管理現狀的分析研究，可以看出無論是適航標準的數量和內容，還是運行管理的方法和案例，我國與歐美相比都還有很大的差距。但無人機在民用領域巨大的潛在市場，已經迫使國家相關政府部門與工業方一起協作制定無人機的適航標準，保證無人機運行規范并安全。

美國FAA通用航空研究中心(CGAR)在2007年年會上公布的數據表明，30%的有人機法規可直接用于UAS；54%的有人機法規需要修訂后用于UAS；16%完全不能用于UAS[11]。而目前國外一些組織機構的做法基本也都是基于同類別有人機適航規章，根據型號具體情況進行裁剪、修訂或補充，制定對應的無人機適航標準。如前面講到的JARUS頒布的CS-LURS，就是以CS-VLR《甚輕型旋翼航空器合格審定規定》和CS-VLA《甚輕型航空器合格審定規范》為基礎，進行剪裁、修訂和補充條款而制定的。

因此，對于我國無人機適航標準的制定，完全可以參考上述情況，以CAAC頒布的有人機適航標準為基礎，結合國內ARJ-21固定翼飛機和AC311、AC313等民用直升機的研制和取證經驗，對有人機適航標準進行分析剪裁、修訂，并增補無人機特有的要求(如數據鏈路、地面站等部分)，從而制定無人機適航標準。

[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, 關于民用無人機管理有關問題的暫行規定 [S]. 北京：中國民用航空局，2009.

[8] MD-TM-2009-002, 民用無人機空中交通管理辦法 [S]. 北京：中國民用航空局空中交通管理局，2009.

[9] ALD-UAV-01, 民用無人機適航管理工作會議紀要 [S]. 北京：中國民用航空局，2012.

[10] AC-61-FS-2013-20, 民用無人駕駛航空器系統駕駛員管理暫行規定 [S]. 北京：中國民用航空局，2013.

[11] 李春錦，文 涇. 無人機系統的運行管理 [M]. 北京：北京航空航天大學出版社，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，陜西西安人，碩士，工程師，主要研究方向：直升機適航符合性驗證技術和適航管理技術。

1673-1220(2015)03-067-05

V221+.91；V279

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