提供一些直升机“防撞线”机载设备信息

今年8月23日，笔者受邀参加了在湖北襄阳举办的“2024第二届航空应急救援年会” ，并作《直升机“临时任务飞行”》的主题发言。

在问答环节，对嘉宾提出的“如何规避高压线风险”的问题做出了回答：主要强调了对“人、机、环”等各种因素做好“准备”的重要性；同时建议将相关培训纳入到运营单位手册中去；

本公众号中撰写过多篇关于机载设备的文章，这些文章都有对外界环境感知的功能。列表如下：

• TCAS（交通警报与防撞系统）：应用于空中与地面、空中与空中航空器避撞功能。链接：

• WEATHER RADAR（气象雷达）：应用于航空器航路上恶劣天气的探测与预警。链接：

• EPGWS（增强型近地警告系统）：应用于防止飞机撞上地形（如山丘、建筑物或其他障碍物），预防所谓的“受控飞行撞地”。链接：

这些机载设备及系统，有的并不是为了侦测地面设施设备地形而设计；有的如EGPWS需要依靠地形数据库，如果地形数据库的更新不及时，也不能完全作为规避或飞行依据。而类似于EGPWS这样的设备又价格昂贵，让直升机运营人斟酌难断。

这种情况下，急需一些性价比高的机载设备来对未知的高压线风险进行探测、规避或接受挑战。

• 高压线规避及紧急处理除了依靠机载设备，更重要的是人为因素。运营人的重视、飞行员的素养至关重要；
  
• 不建议加装重复功能的机载设备，不但浪费资金，还增加了驾驶员操纵负担，分散注意力；
• 以下设备信息只做科普，并非产品推介，是否适配直升机（装机批准）需咨询直升机制造商（产品制造商）。

基本情况：

飞行报警（ FLARM）系统是以全球定位系统为基础的现有机载系统，它能够对静止障碍物提供听觉和视觉报警。该系统由瑞士研发，主要用于防止滑翔机在空中和与静止障碍物发生相撞。它本身的航迹会与所存储的该区域内障碍物（比如：电缆、天线、缆车、输电线等）进行比较，然后发出报警。

性能参数：

一台飞行报警（ FLARM）装置重量 120 克，尺寸仅为75*25*110 毫米，电压 12 伏， 电流 60 毫安。尽管该装置仅在 2004 年早期推出， 2005 年 6 月时的统计显示就已有超过2500 台在使用，其中包括安装在瑞士滑翔机上的 960 台，奥地利的 430 台和德国的 600 台。

基本情况：

实际上就是我们常见的线缆切割装置。由布里斯托尔航空公司（ BAL） 制造的撞线防护系统(WSPS) 由安装于直升机机身顶部或机头下部的一个或多个切割器组成，俗称剪线钳。该装置的制造商建议，如果在飞行过程中发生了撞线，应当立即更换切割器刀片。

性能参数：

美国装配在 OH-58A 机型上的WSPS（撞线防护系统）的重量为 16.3 磅，其中包括所有支撑结构和安装板。安装 WSPS（撞线防护系统）大约需要 40小时人工。

为了能够使切割器起作用，直升机的飞行速度必须超过30 节。该系统的制造商表示，如果装有撞线防护系统的直升机以小于 60°的角度撞线，那么该系统可能无法切割线缆。另外，该撞线防护系统能够在撞线的俯仰角度为 ±5°的范围内时起作用。

基本情况：

由安全飞行仪表公司制造的电力线缆检测器是一种能够感应到电力线缆周围的电磁场的系统。在靠近线缆时，该系统利用这些信息向飞行员发出告警。

该检测器智能感应到通电的电力线缆，而且检测范围取决于电力线缆中的电能。该系统无法检测其他类型的线缆，例如：牵索、电流微弱的电话线以及未通电的电力线缆等。同时飞行员也无法得知该系统检测到的电力线缆与飞机的相对位置。

性能参数：

该系统由安装于驾驶舱内的电子单元和安装于机身上的鞭状天线组成。该天线也可置于飞机的机头、顶棚或尾桁上。该电子单元的尺寸为 42*62* 140 毫米，该系统的总重量约为 3 磅。

如果在航线上检测到了电力线缆，该系统将在距线缆1800 英尺处开始向飞行员发出声音告警。距离线缆的距离越近，告警声的频率就会越高。如果飞行员仍持续靠近该电力线缆，则会点亮驾驶舱内的一盏红色告警灯。当在一片有多条线缆的区域飞行时，可将该系统临时静音。

基本情况：

障碍物感知系统雷达（阿姆菲泰克系统）使用安装在直升机机头处的雷达发出频率为35GHz的无线电波以检测飞行路径中的障碍物。该雷达不断搜索其视野内的障碍物。该系统将在给定的瞬间应用来自飞机的 GPS 接收器的数据计算出随后 19 秒钟该飞机的飞行路径。

障碍物感知系统雷达的最大扫描范围是 1600 米，最佳扫描范围是 800 米，最短扫描范围是 2 米。该系统在雨雾环境中仍旧有效。该物理单元由安装在直升机内的电子箱和安装在直升机机头处的传感器组成，如图 4 所示。该传感器的尺寸为 393* 426 * 570 毫米，总重量约为 54 磅。

基本情况：

古德里奇传感器系统公司的激光障碍物感知系统能够检测诸如线缆等小型障碍物，并将这些数据提供给飞机的定位、控制、显示或导航系统。该系统采用人眼安全的激光雷达感应障碍物。该系统由安装于机身上的扫描头和驾驶舱内的电子控制箱组成。该激光障碍物感知系统适用于军舰、飞机以及旋翼机，同时该系统在欧直 EC155、贝尔 412 和贝尔 UH-1H 型直升机上的测试已取得成功。该系统能够指向飞行员想要探测的方向。

性能参数：

该系统的重量约为 35 磅，其圆柱形的扫描头的大小为直径 8.66 英寸，高度 15 英寸。

该激光障碍物感知系统需要直升机提供 28 伏直流电，使用功率低于 300 瓦。古德里奇公司表示该系统的电子及光学组件的平均故障间隔时间均超过 1000 小时。不过，激光组件的平均故障间隔时间较短。

该系统的探测范围为 2 米至 2 千米。扫描头的水平视角为 180°，垂直视角为+30°至-90° 。

基本情况：

空客集团旗下的道尼尔公司的直升机激光雷达（HELLAS障碍物告警系统）是一种能够感应到线缆般细小的障碍物的检测系统，因此可将其用于撞线防护。该系统采用安装于直升机机身上的人眼安全激光向飞行员传达有关周围环境的信息。可同时提供视觉显示和声音告警信号。光学显示器能够描绘直升机周围的空域并标记出处于直升机飞行路径中的物体。当飞行员驾驶的旋翼机过于接近障碍物时，将会发出声音（告警）信号。

制造商表示在目视条件下该系统的可用范围为 1000 米，而在恶劣的气候条件下将会缩短至 400 米。当刺眼的阳光妨碍飞行员观察电力线缆的位置时也可使用该系统。

投入应用：

采用 HELLAS 障碍物告警系统的德国联邦边防军已验证了该系统的有效性。加拿大国防研究机构也测试并采购了 HELLAS 障碍物告警装置。

 空客集团表示已为需要在机动飞行期间保持极高的精确度的美国陆军极低空飞行而研发了更为精确的 HELLAS 障碍物告警系统装置。

据称 HELLAS 障碍物告警系统适用于各种直升机，已在一些机型成功安装，即：欧直 BK117、EC135、EC145、 EC155以及贝尔UH-1D。

表 1 汇总了上述的机载防撞线系统的一些主要数据。在该表格中，“由……安装”是指该系统需要由直升机所有人或机械师安装，“兼容性”是指该系统是否可用于各种直升机，“范围”是指检测范围。 

表 2 给出了各种线缆防护装置的优缺点。