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荷蘭和美國的研究人員正在測試一種新的聲學技術，該技術可以安裝在小型飛機的外部，聆聽指示其他飛機存在的特徵聲音。該系統被稱為聲學向量感測器（AVS），它使用奈米材料來提醒飛行員在約10公里範圍內的其他飛機，這可能有助於防止空中相撞，例如 2009 年 8 月在紐約市哈德遜河上空一架私人飛機和一架觀光直升機之間發生的撞機事故，研究人員表示。
全球用於跟蹤空中交通的無線電應答器在美國小型和私人飛機上並非必需，這可能是紐約悲劇的一個因素。雖然一些私人飛行員已經安裝了應答器或較新的GPS裝置，但這些系統只能跟蹤攜帶類似裝置的其他飛機。
由荷蘭的Microflown Technologies公司開發的AVS，不發射無線電訊號、脈衝能量（雷達）或反射聲音（回聲定位），該技術的發明者漢斯-埃利亞斯·德佈雷說。相反，AVS 監聽聲音，然後將聲音傳遞到一臺小型個人電腦。（測試裝置使用一臺 CompuLab fit-PC2 用於分析和顯示。）
工程師說，AVS 非常先進，它可以監控多架飛機，拾取發動機和其他飛行聲音，並計算出車輛的航向、速度和高度。它甚至可以透過“葉片拍擊”或螺旋槳切割空氣的聲音來判斷螺旋槳發動機是否在重負下吃力。
AVS 解剖
AVS 的核心是風速計——它測量風速——可以在小型飛機飛行的混亂空氣中以 360 度球形拾取聲音。德佈雷於 1995 年申請了 AVS 專利並共同創立了 Microflown 以將其商業化。
風速計寬 1 毫米、長 2 毫米、厚 300 微米，比火柴頭還小。它由兩個電阻式鉑條組成，每個鉑條厚 200 奈米、寬 10 微米，平行地延伸過一個間隙，並在執行時加熱到 200 攝氏度。
流過間隙的空氣中的顆粒導致鉑條中的溫度變化，這使感測器能夠完成兩件事：首先，它計算空氣顆粒以測量聲音強度。其次，它記錄粒子運動，從而揭示發出聲音的物體的 x、y 和 z 座標。研究人員測得其在 1 公里範圍內的精度小於 0.1 攝氏度。
噪聲消除
濾波軟體消除了使用 AVC 的飛機產生的環境發動機噪聲。資料由 Microflown 仍在調整的專有訊號處理軟體讀取和分析。
伊利諾伊州埃文斯頓西北大學的機械工程教授理查德·盧普託說，訊號處理“並非易事”，“你可以考慮風噪聲和飛機噪聲等，但這很棘手。”
盧普託說，這很棘手，但卻是可能的，他補充說，“這個想法並非不合理。”
對抗汙垢
感測器本身可以與飛機蒙皮齊平安裝，或保護在從機翼前緣等處突出的子彈形風罩中。風罩底部附近的固體泡沫鎳製成的環允許空氣顆粒進入。德佈雷說，一個感測器可以監控周圍的所有空域，因為它讀取的是空氣粒子的運動，而不是波的到達。
由於感測器非常微小，很容易被空氣中的物質淹沒，而且在這些尺度上，任何粘在鉑條上的東西都會降低其效力。因此，堪薩斯大學勞倫斯分校的航空航天工程副教授羅恩·巴雷特正與 Microflown 密切合作，以保護感測器免受空氣中的汙垢和水的侵害。
測試正在進行中，但巴雷特和他在學校航空航天工程系的團隊正專注於壓電元件，以在鉑條中誘發次聲、聲波和超聲波振動。他說，當水滴撞擊鉑條時，振動會霧化水滴，並抖落固體顆粒。
巴雷特說，迄今為止，一個固定的 AVS 系統已經監測了直升機和小型飛機的飛越，在幾英尺範圍內跟蹤了這些飛機。今年春天，德佈雷計劃用一對直升機無人機進行動態測試，一架跟蹤另一架。
巴雷特說，“沒有任何基於物理學的障礙”阻止商業化，“只是技術挑戰”。他補充說，基於每月運送 1,000 臺，飛機的 AVS 系統應該每臺花費 10,000 美元。將 AVS 的價格與 GPS 和應答器系統進行比較並不簡單，因為通常後一種系統是作為新飛機的一部分出售的。然而，它們可以逐件購買，價格差異很大，並且可以由服務公司安裝，需要單獨付費。像佳明這樣的知名公司提供的相對簡單的飛機 GPS 可能花費約 2,000 美元，而具有多模式應答器、距離測量和其他功能的更復雜的系統則花費約 12,000 美元，不包括安裝費。
剩餘障礙
在 Microflown 開始組裝線之前，需要克服三個非工程方面的難題：首先是研究經費。巴雷特說，有了充足的資金，成品“一年就可以完成”，並補充說，如果沒有支援，則需要 5 到 10 年的時間。
其次，監管部門的批准絕非易事。美國聯邦航空管理局（FAA）已經投資於自動相關監視廣播（ADS-B），並正在勸說私人飛行員採用該技術。ADS-B 依賴於 GPS 衛星與安裝在飛機上的應答器之間的主動通訊，以告知飛行員、其他飛機和空中交通管制員有關飛機的身份、位置、速度和高度。巴雷特說，他在與美國聯邦航空管理局就 AVS 進行溝通時遇到了麻煩。（儘管一位美國聯邦航空管理局的發言人最初表示，她將提供一位美國聯邦航空管理局的訊息人士來評論這個故事中的 AVS，但隨後的電話和電子郵件均未得到回覆。）
第三個障礙是說服以自力更生為榮的私人飛行員購買並安裝該系統。一個典型的例子是戴夫·莫羅，他是伊利諾伊州東北部希爾斯湖機場藍天飛行服務公司的共同所有者。作為一名私人飛行員，莫羅說：“我不想在我的飛機上新增更多東西。我是一個嚴格的‘腿上放地圖’的人。”
對此，巴雷特說，沒問題。只要那些想要更多型勢感知的飛行員能夠聽到莫羅和其他堅強的個人主義者的到來。