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荷兰和美国的研究人员正在测试一种新的声学技术，该技术可以安装在小型飞机的外部，聆听指示其他飞机存在的特征声音。该系统被称为声学矢量传感器（AVS），它使用纳米材料来提醒飞行员在约10公里范围内的其他飞机，这可能有助于防止空中相撞，例如 2009 年 8 月在纽约市哈德逊河上空一架私人飞机和一架观光直升机之间发生的撞机事故，研究人员表示。
全球用于跟踪空中交通的无线电应答器在美国小型和私人飞机上并非必需，这可能是纽约悲剧的一个因素。虽然一些私人飞行员已经安装了应答器或较新的GPS设备，但这些系统只能跟踪携带类似设备的其他飞机。
由荷兰的Microflown Technologies公司开发的AVS，不发射无线电信号、脉冲能量（雷达）或反射声音（回声定位），该技术的发明者汉斯-埃利亚斯·德布雷说。相反，AVS 监听声音，然后将声音传递到一台小型个人电脑。（测试设备使用一台 CompuLab fit-PC2 用于分析和显示。）
工程师说，AVS 非常先进，它可以监控多架飞机，拾取发动机和其他飞行声音，并计算出车辆的航向、速度和高度。它甚至可以通过“叶片拍击”或螺旋桨切割空气的声音来判断螺旋桨发动机是否在重负下吃力。
AVS 解剖
AVS 的核心是风速计——它测量风速——可以在小型飞机飞行的混乱空气中以 360 度球形拾取声音。德布雷于 1995 年申请了 AVS 专利并共同创立了 Microflown 以将其商业化。
风速计宽 1 毫米、长 2 毫米、厚 300 微米，比火柴头还小。它由两个电阻式铂条组成，每个铂条厚 200 纳米、宽 10 微米，平行地延伸过一个间隙，并在运行时加热到 200 摄氏度。
流过间隙的空气中的颗粒导致铂条中的温度变化，这使传感器能够完成两件事：首先，它计算空气颗粒以测量声音强度。其次，它记录粒子运动，从而揭示发出声音的物体的 x、y 和 z 坐标。研究人员测得其在 1 公里范围内的精度小于 0.1 摄氏度。
噪声消除
滤波软件消除了使用 AVC 的飞机产生的环境发动机噪声。数据由 Microflown 仍在调整的专有信号处理软件读取和分析。
伊利诺伊州埃文斯顿西北大学的机械工程教授理查德·卢普托说，信号处理“并非易事”，“你可以考虑风噪声和飞机噪声等，但这很棘手。”
卢普托说，这很棘手，但却是可能的，他补充说，“这个想法并非不合理。”
对抗污垢
传感器本身可以与飞机蒙皮齐平安装，或保护在从机翼前缘等处突出的子弹形风罩中。风罩底部附近的固体泡沫镍制成的环允许空气颗粒进入。德布雷说，一个传感器可以监控周围的所有空域，因为它读取的是空气粒子的运动，而不是波的到达。
由于传感器非常微小，很容易被空气中的物质淹没，而且在这些尺度上，任何粘在铂条上的东西都会降低其效力。因此，堪萨斯大学劳伦斯分校的航空航天工程副教授罗恩·巴雷特正与 Microflown 密切合作，以保护传感器免受空气中的污垢和水的侵害。
测试正在进行中，但巴雷特和他在学校航空航天工程系的团队正专注于压电元件，以在铂条中诱发次声、声波和超声波振动。他说，当水滴撞击铂条时，振动会雾化水滴，并抖落固体颗粒。
巴雷特说，迄今为止，一个固定的 AVS 系统已经监测了直升机和小型飞机的飞越，在几英尺范围内跟踪了这些飞机。今年春天，德布雷计划用一对直升机无人机进行动态测试，一架跟踪另一架。
巴雷特说，“没有任何基于物理学的障碍”阻止商业化，“只是技术挑战”。他补充说，基于每月运送 1,000 台，飞机的 AVS 系统应该每台花费 10,000 美元。将 AVS 的价格与 GPS 和应答器系统进行比较并不简单，因为通常后一种系统是作为新飞机的一部分出售的。然而，它们可以逐件购买，价格差异很大，并且可以由服务公司安装，需要单独付费。像佳明这样的知名公司提供的相对简单的飞机 GPS 可能花费约 2,000 美元，而具有多模式应答器、距离测量和其他功能的更复杂的系统则花费约 12,000 美元，不包括安装费。
剩余障碍
在 Microflown 开始组装线之前，需要克服三个非工程方面的难题：首先是研究经费。巴雷特说，有了充足的资金，成品“一年就可以完成”，并补充说，如果没有支持，则需要 5 到 10 年的时间。
其次，监管部门的批准绝非易事。美国联邦航空管理局（FAA）已经投资于自动相关监视广播（ADS-B），并正在劝说私人飞行员采用该技术。ADS-B 依赖于 GPS 卫星与安装在飞机上的应答器之间的主动通信，以告知飞行员、其他飞机和空中交通管制员有关飞机的身份、位置、速度和高度。巴雷特说，他在与美国联邦航空管理局就 AVS 进行沟通时遇到了麻烦。（尽管一位美国联邦航空管理局的发言人最初表示，她将提供一位美国联邦航空管理局的消息人士来评论这个故事中的 AVS，但随后的电话和电子邮件均未得到回复。）
第三个障碍是说服以自力更生为荣的私人飞行员购买并安装该系统。一个典型的例子是戴夫·莫罗，他是伊利诺伊州东北部希尔斯湖机场蓝天飞行服务公司的共同所有者。作为一名私人飞行员，莫罗说：“我不想在我的飞机上添加更多东西。我是一个严格的‘腿上放地图’的人。”
对此，巴雷特说，没问题。只要那些想要更多态势感知的飞行员能够听到莫罗和其他坚强的个人主义者的到来。