规划和拟建中的城市无人机机场

林一平

为解决城市“点到点”直航便捷服务，一些国家正在进行城市无人机机场规划，采用安全、通达、便利、环保等多元素集一体的创新设计，与传统飞机机场方案截然不同，颇受启迪。

全球航空运输业迅猛发展，干线、支线航路与目标终端对接的现实需求，以及城市“点到点”直航便捷服务的需求，极大推动了无人机产业的发展。目前无人机应用日益广泛，无人机数量与日俱增，不少国家正在规划城市无人机机场，而供无人机起降、停机和运营的城市无人机机场规划和建设已提到议事日程。

基本特征

城市无人机机场无论是结构形式、组成架构、管控模式还是规模，均不同于传统的飞机机场，含有鲜明的时代特征和高科技特质，其人员配备极少，占地面积小，高效便利，大量采用数字和人工智能技术。具备智能问询、可选航线、互联互通、集成协同等功能。共性要求是机场周边拥有良好的净空，配有停机坪、货场、候机厅等设施，并实施有效管控、全面的机务保障、严格的安保措施。

规划原则

微型、紧凑、便民是城市无人机机场规划的主基调。与传统飞机机场相比，城市无人机机场规划要求其功能和用途明确，布局科学合理，占地和规模小、投资少、功能强、技术先进、安全可靠、载客便捷。原则是严格遵照《中华人民共和国民用航空器适航管理条例》和《中国民用机场布局规划》要求，处理好机场选址，兼顾距离远近，处理好与其他交通工具的关联，无缝连接多种交通方式，对接地面公交、地铁、轻轨等设施，方便人员出行换乘。尽量利用现有城市基础设施和配套设施。避开城市中心、高楼大厦、闹市区、居民小区、政府机关、军事禁区、电站电网等区域。

图1 城市无人机机场规划基本要求。

城市无人机机场规划可考虑划分为飞行区，地面运输区和候机楼三个部分。城市空中运输无人机大都采用电池驱动，城市无人机机场不必配备加油站和油库等设施，不仅节省空间，而且绿色环保，安全，直接简化了机场设计与建造，降低了成本。

通常，机场飞行区和地面运输区占地面积最大，由于城市上空飞行的无人机主要选择可垂直起降的机型，极大压缩了飞行区占地，甚至可取消其主体部分，仅保留停机坪和起降场。地面运输区可设置在外部，保留候机楼区域，为乘客提供机票出售、安全检查、托运或领取行李，以及登机口登机等服务。而从事货运任务的非客运无人机可不设置候机楼。

城市无人机机场规划时需要提供下列保障。

（1）让无人机安全、可靠、快速起飞、平稳降落；

（2）具备方便旅客候机、登机的设施，拥有装卸、临时储存货物的区域；

（3）为航班无人机提供日常维护和补给；

（4）保证旅客、货物顺利抵达目的地，以及提供“点到点”运输服务；

（5）使无人机能与国内支线机场、干线机场、国际机场航班对接；

（6）满足大型无人机常规起降的合格机场跑道技术指标，即跑道表面保持均匀一致的摩擦系数，跑道平整度、宽度、长度等符合标准，跑道满足强度要求，能抵御大型、重型无人机降落时对跑道的冲击和压力，并有较大安全冗余。

图2 可供无人机起降的城市高层楼顶。

机场建造模式

依据城市定位及特征，所处环境和地理位置等，城市无人机机场可规划为站点式、枢纽式、区域式机场；按地理环境可建设水面、半空中、地面三种机场样式。

站点式机场分布为散发状，设施比较简陋；

枢纽式机场为综合型，设施比较齐全，位于市区重要地带，交通换乘方便；

区域式机场为大中型的，设施完整，规模较大，位于各地市重要地带；

水面无人机机场通常选址为水域沿岸城市和岛屿，拥有优良的净空，有利于观察、引导和飞行安全，并与船舶航运、桥梁公路相通；

半空式无人机机场可设在城市建筑顶部，跑道不占用地面面积，可充分利用建筑空间，将候机厅、办公楼、机库、维修车间等建在机场下面各层，与建筑物电梯等设施配套使用；

地面无人机机场通常设在地面广场及开阔处，配置候机厅和必要的机构，能与周边现有设施配套，得以合理使用。

布网选场

广场、公园草地、高层楼顶等场所可供载人无人机在城市起降，需在市区内合理布点，兼顾出行各方利益，提供最大方便。

中等城市每个区可设置5～10个侯机站；大城市每个区至少设置20～50个侯机站；并组成空中网络，互为起降场和备降点。理论上单机只需稍大于载人无人机停机坪面积的场地，实际面积可酌情大一些，并与地面其他建筑物、车辆及物体保持一定间距，避免可能发生的碰擦损伤。所选择的广场、公园草地、高层楼顶四周应该提供净空环境，确保载人无人机不仅在白昼飞行，还可以在复杂天气条件下使用，甚至能全天候安全起降。所选高层楼顶需有直达电梯供乘客使用。楼顶停机坪除应有宽大的使用面积外，必须具有一定的承重能力，配有必备的灯光照明、信号指示、充电桩、应急救援设施等，并形成标准化。

此外，可在规划无人机机场时，需设置中央枢纽塔台见图3，为周边若干个小型无人机机场提供空中交通管制服务，共享高端资源。

图3 无人机机场的中央枢纽塔台。

在实际建造无人机机场时，可以先期试点，建造一些白昼型小机场，逐步积累经验。随着技术日臻成熟，软硬件多方面条件许可后，再增加城市无人机机场数量，努力达到全天候使用的标准。

“空中航路”项目试验验证

无人机欲大规模在城市空中运营，还必须做好低空安全飞行和运营管理。无人机低空飞行面临的情况比较复杂，起降过程常会遇到大风、暴雨、迷雾、高山、鸟群等情况，尤其是风切变危害最大，无人机离不开现代化机载导航系统、助航设备支持。为此，空中客车公司在新加坡国立大学校区专门建立了一个无人机包裹快递系统，目标是开展“空中航路”（Skyways）新项目试验，验证该系统的安全性和有效性见图4。

图4 空中客车公司“空中航路”新项目安全性试验系统示意图。

规划中的无人机航线位于大管道高架航路中，途径校园、公寓、医院、公路等场所上空，航路专门配置了旋翼无人机参与运营试验。航线采用的大管道高架航路为全透明结构，一方面可从外面直接清晰地观察旋翼无人机的飞行状况及运行动态；另一方面大管道平时可以遮风挡雨，供旋翼无人机全天候使用；既有利于降噪和环保，也有益于飞行安全，预防可能发生的飞行事故，防止旋翼无人机坠机伤人。

小型标准集装箱安装在参试旋翼无人机机身下部，以规范装载物件。无人机整个飞行过程完全自动化，能按要求降落在指定着陆点见图5。无人机降落后自动卸货，同时终端客户通过他们的手机可事先收到一个取货通知，提醒客户及时到指定快递收件站取包裹见图6。

图5 无人机途径指定的快递收件站见白色圆圈标注。

图6 智能机械人在快递收件站自动收纳快件。

空中客车公司在新加坡校园开展“空中航路”项目试验，旨在便民，解决城市最后一公里投递业务，提高无人机物流的整体效率。从而消除人们对无人机在城市空域飞行的某种担心，加强空中交通管理，让更多的人接受无人机快递物件及载人飞行体验，从中不断发现问题，解决问题，证明城市空运无人机可以满足适航要求，安全有保障。

机场创新实例

图7 紧凑型快递无人机/载人无人机共用机场概念图。

英国通过“未来飞行挑战赛”推动未来城市空中交通基础设施发展。从中优选出设计方案，经完善后供具体实施。目前英国城市机场（Urban Air Port）公司宣布，计划在今年底前率先在英国考文垂（Coventry）建造快递无人机/载人无人机共用机场。

该无人机机场设计方案呈圆锥形，整体结构紧凑，风格新颖独特，改变了人们对传统机场的认知，将机场上方的无人机停机坪和起降场合二为一，再与下方众多机构和设施融为一体。其亮点是将停机坪下方的候机厅、机库、管理部门、机构设施等有序组合，沿四周360°均布在圆锥体内部，实施管理学中的“扁平化”矩阵管理。乘客可以从候机厅经电梯由下往上抵达停机坪，然后进入无人机座舱，随后升空飞行。

这种设计使无人机机场下方的众多机构的关系保持密切并相对独立。接收任务后可同步运作，既方便直接沟通，又利于协同开展业务。并且各部门可以利用各自的通道，借助公共外环道及主干道自由进出，随时与外界保持陆运畅通。

据悉，英国城市机场公司有望未来5年内建成并运营200多座城市无人机机场，该公司不仅计划在英国各地建造城市无人机机场，还拟进军世界其他国家。很显然，这种由用户需求和市场驱动发展的城市无人机机场，将加速城市“点到点”直航便捷服务，促进干线、支线航路与目标终端的对接。