目前，有关“共享空域”的计划正在成为很多人的梦想。“下一代空域将着眼于利用卫星使得航管员、飞行员、乘客、无人飞行器以及其他与此相关者能够实时地共享空域。”该计划一旦完成，无人机就可以和有人驾驶飞机共享一片空域，一起自由翱翔了。但是，在想象这一美好时代来临的时候，总有一些挥之不去的问题困扰着我们：无人机到底安不安全？从技术角度上来说，无人机到底要做到怎样的程度才能得到更多人的认可，人们才能放心地将其释放到蓝天白云之间呢？

　　主动避障、电子围栏、自动应答、空中管制、自主起降、应急备降，这些围绕无人机飞行安全的技术和管理上的举措层出不穷。当我们对其进行归纳总结之后便会发现，提高无人机的安全性和可靠性的技术手段主要包括两个方面：

　　上篇文章提到了如何防止无人机与有人驾驶飞机或其他无人机在空中相撞；

　　本篇则重点分析如何减少无人机因故障坠落的概率。

　　怎样降低坠落概率

　　目前，无人机的故障率和坠落概率仍远高于有人驾驶飞机。提高无人机的可靠性已成为一个老生常谈的问题。但是，设计标准的提高和加工工艺的进步等方面的话题仍未触及无人机安全性的另一重要论题：当无人机在空中出现故障的时候，该怎样防止它坠向地面。

与飞行员可以通过自身感官和对仪表的判读来对飞行器的状态进行实时和直观的判断不同，无人机操控员在地面上无法感知到飞行器的振动，难以听到远距离飞行的无人机发动机的声音，而依赖数据链回传的仪表数据则会有一定程度的延迟。因此，无人机需要较高的自主性来应对突发的各种故障。重要的参数需要使用多种数据来源和多个传感器进行冗余备份。比如，气压高度表、无线电高度表、GPS高度解算和惯性导航单元的组合便可形成一个对高度信号的冗余探测系统。结合久经考验的扩展卡尔曼滤波算法或者BP神经网络系统便可使得在单个传感器或者单种数据源在遇到故障的时候，无人机的重要飞行参数不会受到太大影响。

　　无人机的容错设计和舵面代偿机理的设计也是一项重要技术手段。当单个舵面的作动器因故障无法正常工作的时候，无人机的控制系统可以将制导控制指令重新分配给其他能够正常工作的舵面。当无人机的气动外形因意外碰撞发生突变或无人机因部分载荷脱落而使全机重心发生突变的时候，控制系统可以通过系统辨识的方法重新认识无人机本身，获得新的控制模型，计算出新的优化控制参数，重新获得无人机的最优控制律。无论是舵面指令重新分配技术还是控制算法重构技术或者是动态调节补偿器技术，都会使出现故障的无人机的剩余控制能力得到进一步的开发，激发无人机的潜能提高其抗损性和安全性。

当无人机的代偿机制无法使出现故障的无人机继续长时间飞行的时候，就应当开始选择迫降场地进行紧急降落了。这虽是无奈之举，但也是防止无人机坠入人口稠密地区的一项重要举措。美国联邦航空委员会认为，今后的无人机不仅要能够确保自身安全飞行，还应该在突发事件发生的时候拥有与所在空域的多种飞行器进行安全互动的能力。这样的规定还是默认了无人机在突发事件中仍保持了空地双向链路通信的能力。实际上，在一些比较严重的故障发生的时候，无人机会彻底失去和地面之间的联系，这时，无人机的自主规划航路、自主搜寻着陆地点和自主着陆的能力就成了挽救自身的最后一种手段。

　　借助光学设备和图像识别技术，无人机能够做到对着陆区的自主识别。而自动返航和自主航路规划甚至已经成了很多无人机的标配。但是，固定翼无人机的自主着陆技术因为涉及到多种传感器和算法的切换使用而有着较高的技术含量。目前，“全球鹰”无人机在经过多年的探索之后，已经拥有了在数据链完全断开的情况下仍能自主着陆的能力。

在准备自主着陆之前，“全球鹰”无人机会扫描并分析适合降落的地点，并对初始着陆点进行自主标定。然后，它会针对该点进行自主航路规划，当计算出合适的下滑路径时，自动切换为纵向模态控制方式，开始以恰当的角度进入着陆场。当它认为着陆航线正确并已到达着陆场上空时，它会把高度传感器的信号源由气压高度表切换为无线电高度表，以便提高无人机的测高精度。随着无人机的继续下降，控制系统会对高度变化率和无人机质量等信息进行系统辨识，并随时调整无人机的俯仰姿态。在快要接触地面的时候，无人机对侧滑角和滚转角进行精确辨识，以此来感知当前的风场，并随时准备应对突发的侧风干扰。当无人机成功触地并开始滑跑的时候，它会切换到地面运行状态，使其能够沿着跑道的中心线向前滑行。如果刹车系统还能正常工作的话，“全球鹰”无人机会把自己停在跑道上，准备接受工作人员的迎接。

　　能够以较好的策略选择迫降机场并平安着陆，会在很大程度上减少发生故障的无人机对地面人员的伤害。而先进的代偿机制和未雨绸缪的冗余设计则会尽量避免无人机独自面对紧急迫降的险境。借助雷达、光学等探测设备，无人机的自主感知能力将会得到极大地提高，在地面操控人员发现危险之前就先行实施躲避的设想已经在逐渐成为现实。综合考虑安全性和经济性的防撞算法会在无人机实施防撞躲避机动之后，自动重新规划航路，继续完成作业任务（该技术在植保无人机的断点续喷、巡线无人机的自主识别上已经初见端倪）。

　　今后，无人机会更加安全，更加高效。但愿技术的突破能够帮助无人机闯出一条路，让政策和相关法规向着有助于无人机产业成长的方向发展。