原創翻譯:大疆與黑鷹相撞事件的完整報告

　　譯者註： 2017年9月21日夜，美國發生了一起無人機與直升機空中相撞事故，雖未造成嚴重損失，但事件引發了美國官方的高度關注，國家運輸安全委員會（NTSB）隨即展開專項調查，並與年底發布了最終調查報告。隨著近年來無人機熱潮一浪高過一浪，無人機影響航空安全的事件也屢見不鮮。在基本處於空白的監管領域，如何建立起行之有效的制約措施，在確保航空安全的前提下，讓人們享受由科技進步帶來的飛行樂趣，值得業界思考。該報告提供了對此次相撞事件的完整客觀陳述和分析，故翻譯此文以期還原當時情景，並為有效避免此類事件再次發生提供借鑑。因譯者水平所限，部分專業詞句翻譯不當，還望批評指正。

　　國家運輸安全委員會航空事故最終報告

　　分析

　　美國陸軍UH-60M直升機在G類空域目視飛行規則下，於平均海平面（MSL）約300英尺以上飛行時，與一架個人所有和操控的大疆精靈4小型無人機（sUAS）相撞。直升機受到輕微損傷並安全著陸，sUAS被毀。雖然直升機飛行員在撞擊前看到了sUAS並立即進行了飛行操作，但沒有足夠時間來避免相撞。

　　sUAS飛行員操作大疆僅作娛樂用途且並未持有聯邦航空管理局（FAA）遙控航空器飛行員證書。根據《美國聯邦法規》第14章第101部分的規定，作為愛好和娛樂性質的航空器飛行員，須隨時保持與航空器的目視接觸，並且不得幹擾任何有人駕駛航空器。但其中並沒有對模型飛機飛行員的訓練或認證要求。

　　這一事件中，sUAS飛行員僅僅依靠平板電腦上的地圖有意識地將航空器飛到2.5英裡遠，遠遠超出可視範圍；因此，他並不知道這架直升機非常接近sUAS。雖然飛行員表示，他知道sUAS應在低於400英尺的高度飛行操作，但在當晚碰撞發生前，曾有超過547英尺海拔高度以及距離1.8英裡的飛行記錄，這不太可能在視線範圍內。此外，儘管sUAS飛行員表示，他知道在該區域直升機飛行頻繁，但仍然決定操作他的sUAS作超視距飛行，表明他缺乏與其他飛機相撞的潛在危險意識。詢問中，該sUAS飛行員表示他對超視距飛行並不了解，對相關法規和操作實踐也只有一個粗略的認識。

　　當時飛行區域內存在一項針對所有航空器的臨時航空管制（TFR）；該直升機獲準在該空域飛行。直升機當時在水面上空飛行，並沒有靠近任何船隻；因此，其飛行高度符合FAA的規定和陸軍引導。sUAS飛行員不知道在該地區生效的禁止模型飛機和UAS飛行的臨時航空管制。此外，sUAS飛行員僅依靠大疆GO4 App程序來感知空域。大疆App程序（GEO）中的臨時航空管制空域感知功能在事件發生時並未激活，而且此功能僅供參考， sUAS飛行員任何時候都應遵守FAA空域限制。單純依賴非認證App程序僅供參考的功能不足以確保獲得正確的空域信息。就算該功能被激活，sUAS飛行員在飛行前仍需將他的平板電腦連接上網，以便接收臨時航空管制信息。由於sUAS飛行員的平板電腦沒有數據流量功能，所以他不可能在飛行時獲得臨時航空管制信息。飛行員完全依靠App程序所提供的空域管制信息，而不知道其他方法。

　　碰撞發生在傍晚完全無光前2分鐘。儘管模型飛機（娛樂用途）類sUAS飛行員在某些情況下可以進行夜間飛行，但當被問及時，事故飛行員只表示他內置了位置燈；因此他可能並不知道任何關於夜間飛行的指南或方法。

　　沒有證據表明sUAS存在與飛行有關的機械或軟體故障。飛行員沒有報告任何異常情況，並表示記錄在飛行日誌上的信息準確反映了飛行事故。sUAS一直按照設定飛行。雖然記錄數據顯示遙測存在9秒誤差，但這可能是由於遠離遙控器造成的。

　　可能的原因和結果

　　國家運輸安全委員會認定這起事件的可能原因是：

　　sUAS飛行員由於故意超視距飛行而沒有看到和避開直升機。sUAS飛行員對法規和安全操作慣例不完全了解是造成這一事件的原因之一。

　　調查結果

　　客觀信息

　　飛行過程

　　2017年9月21日，東部夏令時間19:20，陸軍CAVM087(「Caveman 87」)部隊一架西科斯基UH-60M黑鷹直升機，R20087，與一架個人所有和操控的大疆創新(DJI)精靈 4小型無人機 (sUAS)相撞。這次碰撞發生在距紐約州斯塔頓島(Staten Island)米德蘭海灘以東1英裡處，霍夫曼島附近平均海平面(msl)300英尺上空。直升飛機輕微受損，sUAS被毀。沒有人員受傷或地面損失。

　　事故直升機是雙機編隊中的長機，正在執行哈德遜河B級禁飛和聯合國大會臨時飛行管制(TFR)任務。編隊當時沿著哈德遜河向南飛行，然後在維拉扎諾-納爾斯大橋向東轉往紐約科尼島。機組人員隨後決定沿西向右轉，返回位於新澤西州林登機場(LDJ)的基地。航空交通管制(ATC)雷達從美國聯邦航空管理局(FAA)獲得的數據顯示，編隊朝向LDJ機場，高度200-300英尺msl。機組人員報告說，編隊剛剛經過霍夫曼島，長機與一架似乎是sUAS的航空器進行了接觸。直升飛機記錄的數據顯示，碰撞時飛行高度為274英尺msl。

　　碰撞發生時直升機由副駕駛操作。他報告說，當sUAS突然出現在視野範圍並非常接近直升機時他立即迅速減小直升機總距。機長隨後接管控制，並建議返回LDJ機場。雷達數據顯示，編隊飛向LDJ機場，在飛越海岸及人口稠密區時爬升至約800英尺。編隊平穩降落，空中飛行任務指揮官隨後向紐瓦克自由國際機場的空中交通管制塔臺報告了相撞事件。

　　在美國國家運輸安全委員會（NTSB）聯繫他之前，sUAS飛行員不知道發生了碰撞。飛行員報告說，這次飛行從位於紐約布魯克林漢密爾頓堡社區，維拉薩諾-納羅斯橋東南的戴克海灘公園附近的海岸開始，他打算「飛越海洋」。飛行員提供的控制飛行的平板電腦數據記錄表明，sUAS於19時11分34秒起飛，起飛後爬升至記錄高度89米（292英尺）。 sUAS高度基於起飛點之上的高度（「起始點」）；公園海拔約為7英尺msl。

　　然後，sUAS沿著西南方向直飛，駛向距離起飛地點2.5英裡的霍夫曼島。數據記錄顯示，該飛機曾短暫懸停在船舶航道上，並完成了一些偏航轉彎機動，這與飛行員從攝像頭觀察到的一致，然後又繼續飛向霍夫曼島。

　　19時14分30秒，ATC雷達顯示，直升機正以南-偏南航向從維拉薩諾-納羅斯大橋飛往科尼島（圖1），高度為400英尺msl。直升機在距sUAS飛行員1英裡處從他的右邊駛向左邊。當時sUAS距離sUAS飛行員大約1.5英裡。不久之後，19時15分30秒，日誌數據顯示sUAS在霍夫曼島東北部暫停並盤旋約2分鐘，然後恢復往西南方向的小島飛行。在此期間，直升機沿科尼島海岸線向東飛行，高度約300英尺msl。

　　圖1：UH-60和sUAS的大致飛行路線

　　在19時19分15秒，sUAS飛行員按下控制板上的返回起始點（RTH）按鈕，航空器轉向，開始向東北方向循跡飛往起始點。直升機已經完成轉向LDJ機場，當時位於科尼島的西面，高度300英尺。19時19分51秒，sUAS發出電池續航警告，表明只剩直接返回到起始點的電量。當時飛行員沒有直接目視sUAS或直升機。當sUAS飛向東北方向時，遙測數據丟失了大約9秒，但在碰撞之前恢復了。sUAS的位置接近遙控器的最大遙控範圍。在19時20分17.6秒，日誌數據結束。日誌記錄的最後位置和高度與直升機記錄的數據以及ATC雷達顯示的位置和高度吻合——霍夫曼島以西約300英尺處。sUAS飛行員報告說，航空器信號丟失，他認為它將按程序返航。等了大約30分鐘後，他覺得航空器出現故障，在水中墜毀了。

　　該區域屬於G級飛行空域，位於紐約B級空域框架下。事發時適用FAA飛行數據中心發布的「飛行通告」（NOTAM 7/4755）。由於處於聯合國大會會議期間，該NOTAM公告了臨時飛行管制（TFR）。該臨時飛行管制涵蓋從地表至17,999英尺msl的紐約B類空域水平邊界，並且禁止模型飛機和無人機系統（UAS）飛行。

　　此外，該地還適用另一個NOTAM（7/8423），該總統VIP級臨時飛行管制涵蓋新澤西州貝德明斯特30海裡範圍內從地表至17,999英尺msl的空域，也包括禁止模型飛機和無人駕駛航空系統（UAS）飛行。涉事sUAS起飛位置距離該臨時飛行管制中心30.35海裡；霍夫曼島距離臨時飛行管制中心29.22海裡。

　　飛行器受損情況

　　UH-60的一個主旋翼葉片的前緣有一個1.5英寸的凹痕，周圍有多處劃痕和材質損壞。複合材料整流罩和舷窗窗框材料出現了一些裂紋。

　　精靈4 sUAS被毀，部分部件嵌入直升機。

　　人員信息

　　直升機機組包括兩名飛行員和兩名機組人員。機長擁有1,570小時UH-60飛行經驗，副駕駛有184小時。機組人員報告說，他們以前沒有遇到過sUAS，也沒有應對知識或經驗。

　　sUAS飛行員說他只是娛樂級別操作人員，飛行也只是為了娛樂。他沒有持有FAA遠程飛行員證書或有人駕駛飛機飛行員證書。他只操作過大疆產品，而沒有傳統無線電控制飛機的經驗。他自稱對sUAS有「大量」經驗，他提供的日誌數據顯示，近30天內曾飛過38次。此次事件前，這架涉事sUAS他購買了約一年時間，除此之外，他還擁有一架精靈3和另一架精靈4。碰撞發生五天後，他又購買了一架精靈4 Pro。他曾於要求登記時限內在FAA註冊為模型飛機操作員。除了大疆GO4操作應用程式（App）中包含的教程之外，他沒有接受過特定的sUAS培訓。發生碰撞時，也沒有針對愛好者或模型航空器飛行員的培訓或認證要求。

　　飛行員說他熟悉該區域，並曾經在該地多次飛行。他說，前一天晚上也曾飛行過，他的sUAS沒有任何額外照明，說「它有四盞燈」。

　　當被問及關於sUAS飛行的具體規定或指導時，他表示知道要遠離機場，並了解附近屬於B級空域。他說，依靠「App程序」來判斷是否可以飛行。他表示知道應該在400英尺以下飛行。當被問及臨時飛行管制時，他說不知道。他飛行所依靠的App在碰撞當晚沒有給出任何警告。他說他不了解聯合國會議和總統活動相關的臨時飛行管制。

　　問詢中他並沒有表明他意識到了超視距飛行的嚴重性，並再次表示他僅依靠App程序的顯示操作。他說，沒有看到或聽到直升機碰撞事故發生，但知道有直升機一直在該地區飛行。

　　飛行器信息

　　UH-60M是由西科斯基飛機公司製造的四槳葉雙發中型多用途直升機。它被美軍廣泛用於執行多種任務。

　　精靈4是一個配置了4旋翼的小型無人駕駛航空器，直徑約13英寸。它由四個無刷電機和4節15.2伏鋰聚合物電池驅動。最大起飛重量3磅，最大飛行高度約19,685英尺msl。最大續航力28分鐘。遙控器標定最大遙控範圍3.1英裡。該機配備了GPS/GLONASS導航系統和飛行控制器，可實現各種自動功能。該機配備了一個1200萬像素的數碼攝像頭，可以進行靜態或動態視頻錄製以及第一人稱視圖顯示。航空器遙測和視頻以2.4 gHz頻段傳輸到遙控器，並使用製造商或各種第三方應用程式開發商提供的App程序顯示在飛行員所選擇的智慧型手機或平板電腦上。該飛行員使用了帶有Wi-Fi的三星平板電腦，但沒有數據流量功能。他沒有使用任何第三方App程序來控制飛機。

　　精靈4包括一個稱為地理空間環境在線（GEO）的功能，旨在幫助飛行員避開特定類型空域。在使用時，飛行員在控制航空器的智慧型手機或平板電腦上收到關於空域類型和其他信息的消息。據大疆介紹：

　　「GEO為飛行員提供最新提示，這些提示包括有關法規限制或需引起安全關注的飛行區域。除了機場位置信息外，飛行員還可以實時獲取有關臨時飛行管制（和）位置的實時信息，例如監獄、核電站和其他敏感地區，在這些地區飛行可能會引起非航空安全問題。GEO系統僅供參考，每個用戶都應負責查收官方消息，並確定哪些法律或規定適用於他/她的航空器。」

　　GEO系統將功能分為四個級別：警告、增強警告、授權和限制區域。臨時飛行管制通常編碼為授權級別，在大疆GO4地圖中顯示為黃色。用戶會被提示出現警告，並且航空器默認受到限制。具有適當授權的用戶可以使用大疆驗證帳戶解鎖授權區域。這就是所謂的「自我解鎖」，可以在飛行前通過大疆網站，或用戶在飛行時通過現場連接上網進行解鎖，解鎖時間最長為3天。

　　事故飛行員的平板電腦沒有移動數據連接，所以關於臨時航空管制的GEO系統信息無法在起飛地點實時下載。為了讓系統警告飛行員，他必須在臨時航空管制有效期內的某個時候連接到網際網路。但事件發生時，大疆GEO內部的臨時航空管制系統通過大疆GO4向客戶顯示並未激活。在2017年8月期間，GEO功能出現了一個問題，這個問題無意中間歇性地使某些用戶的臨時航空管制無法自行解鎖。收到大量有關該問題的投訴後，大疆決定在調查清楚並確認其正常工作前，暫時禁用GEO中的臨時航空管制功能。因此，在事件發生時，GEO沒有提供臨時航空管制信息。由於GEO旨在僅限於為飛行員提供參考，大疆認為在問題解決前最好禁用這一功能，使授權用戶能夠支持全國範圍內恢復正常使用和其他授權任務，包括空中消防響應和航展演示飛行。用戶沒有收到禁用該功能的通知。GEO的臨時航空管制功能於2017年10月恢復。

　　氣象信息

　　19時15分LDJ機場地面觀測報告天氣晴朗，能見度10英裡，微風，風向東北。日落時間為18點55分，19點22分完全無光。

　　飛行數據

　　飛行數據由陸軍備戰中心從事故直升機的健康和使用管理系統（HUMS）中提取，以供調查。本報告的「飛行過程」部分引用了高度和其他飛行數據。

　　精靈4的飛行參數全部記錄在非易失性存儲器上。由於航空器飛行控制器電路板沒有找到，可能落入水中並且被毀了，所以調查中無法調取該數據。大疆GO4 App程序將選定的遙測參數傳輸到飛行員的平板電腦上。sUAS飛行員提供了他的日誌數據供調查分析。本報告的「飛行過程」部分引用了部分數據。日誌還包括事發當晚早些時候sUAS的一次飛行，顯示飛往科尼島西部的希捷地區，距離起飛點約1.8英裡，飛行高度為起飛點以上547英尺。

　　損壞和影響信息

　　直升機上找了sUAS的一臺馬達和的一條機械臂。陸軍維修人員在發動機油冷卻器的風扇中發現了碎片。美國陸軍將這些部件移交給新澤西州泰特波羅聯邦航空管理局的代表——飛行標準區域辦公室，然後轉交給國家運輸安全委員會。製造商根據電機銘牌上的生產序列號信息找到了銷售記錄，以協助識別飛行員。sUAS的其餘部分沒有找到。

　　附加信息

　　調查回顧了關於直升機和sUAS操作的相關規定和指導。

　　直升機飛行高度

　　《美國聯邦法規》（CFR）第14章，第91.119部分規定：

　　除必要的起飛或著陸之外，任何人不得在下列高度以下駕駛飛行器：

　　（c）非人口稠密區。地面高度500英尺以上，除開闊水域或人煙稀少地區。在這種情況下，航空器不得在距離任何人員、船隻、車輛或建築500英尺範圍以內飛行……（d）直升機……在沒有危害地表人員或財產的情況下飛行-（1）直升機可在（b）或（c）段所述的最低限度以下飛行。

　　適用於sUAS的法規、條例和指南

　　《美國公共法》112-95號，第336（c）條（2012年2月14日）將「模型航空器」定義為無人航空器，即：

　　（1）能夠在大氣中持續飛行；

　　（2）在操作者視距內飛行；並且

　　（3）飛行以愛好和娛樂為目的。

　　《美國聯邦法規》（CFR）第14章，1.1（和101.1）部分規定：

　　模型航空器指無人航空器，即：

　　（2）在操作者視距內飛行；並且

　　（3）飛行以愛好和娛樂為目的。

　　《美國聯邦法規》（CFR）第14章，101.41部分規定：

　　適用性。

　　本部分規定了符合以下所有條件的航空器飛行的管理規則。

　　（a）航空器嚴格以愛好和娛樂為目的；

　　（b）航空器須按照社區安全準則飛行；……

　　（d）航空器的飛行方式不應幹擾任何有人駕駛飛機並須避讓……

　　航空模型學院（AMA）出版的安全指南。AMA安全法規部分規定：

　　9.遙控模型航空器的飛行員應：

　　（a）在整個飛行過程中保持控制，除飛行員專用的矯正鏡片以外不能藉助其他手段保持視覺接觸。

　　臨時飛行管制

　　據聯邦航空管理局稱，臨時飛行管制被聯邦航空管理局用來限制指定地區的航空器飛行活動。近年來，出於國家安全考慮，臨時飛行管制和防空識別區以及飛行管制區已被廣泛用於限制飛越某個空域的行為。如上面「飛行過程」部分所述，兩項臨時飛行管制在事件發生的地點和時間都有效。