無人機(jī)產(chǎn)品用戶飛行驗收試驗規(guī)范研究

叢書全叢 琳

（1.中國人民解放軍92419部隊， 遼寧 興城 125106；2.中國人民解放軍91245部隊，遼寧 葫蘆島 125001）

無人機(jī)產(chǎn)品用戶飛行驗收試驗規(guī)范研究

叢書全1叢 琳2

（1.中國人民解放軍92419部隊， 遼寧 興城 125106；2.中國人民解放軍91245部隊，遼寧 葫蘆島 125001）

基于國內(nèi)無人機(jī)飛行驗收試驗的考核準(zhǔn)則、驗收指標(biāo)、評估體系還缺少統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)狀，研究了無人機(jī)飛行驗收試驗規(guī)范體系和內(nèi)容，可為廣大無人機(jī)用戶在對無人機(jī)產(chǎn)品進(jìn)行飛行驗收試驗提供參考。

無人機(jī)；飛行試驗；規(guī)范研究

無人駕駛飛機(jī)（簡稱無人機(jī)）作為近代飛行器的一個重要分支，在國防和經(jīng)濟(jì)建設(shè)中因為具有重要作用，而得到廣泛應(yīng)用。在軍事方面，可以用作防空武器研制、試驗、鑒定和評估的模擬靶標(biāo)；可以代替有人機(jī)作為戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)偵察機(jī)；可以代替有人機(jī)作為作戰(zhàn)飛機(jī)，此外，還可以用作電子對抗，以及戰(zhàn)場通信中繼載體等。在民用方面，無人機(jī)可以用來進(jìn)行航空測繪、交通巡查、礦藏探測、資源遙感、森林防火、洪水監(jiān)測、水面污染測定以及其它各種科研試驗。對用戶來說，無論是軍用還是民用，在購買無人機(jī)產(chǎn)品時，都要進(jìn)行一系列的驗收試驗，以確定產(chǎn)品是否滿足設(shè)計的戰(zhàn)技指標(biāo)、使用條件和用戶定制的特殊性能。在這一系列驗收試驗項目和活動中，飛行驗收試驗階段是具有不可替代的特別重要地位和核心環(huán)節(jié)，它是驗收試驗和評定無人機(jī)性能的最終階段，飛行試驗驗證結(jié)果也最具有權(quán)威性，驗收試驗結(jié)果是評定無人機(jī)產(chǎn)品系統(tǒng)性能優(yōu)劣、能否執(zhí)行飛行任務(wù)的根本依據(jù)。

由于飛行驗收試驗具有不可替代的特別重要地位和核心環(huán)節(jié)，因此，必須探討驗收試驗的規(guī)范性和技術(shù)方案可行性。目前，國內(nèi)對有人機(jī)的飛行驗收試驗有詳細(xì)的技術(shù)規(guī)范和方案，而對無人機(jī)的飛行驗收試驗的考核標(biāo)準(zhǔn)、驗收指標(biāo)、評估體系還缺少統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。本文在研究分析歸納有人機(jī)飛行驗收試驗規(guī)范的基礎(chǔ)上，探討了無人機(jī)飛行驗收試驗規(guī)范，引用文件有GJB 609A-2009《空空導(dǎo)彈靶場試驗規(guī)程》，GJB 1362A-2007《軍工產(chǎn)品定型程序和要求》和GJB 3097-1997《靶機(jī)靶場試驗規(guī)程》。

1 無人機(jī)飛行驗收試驗規(guī)范內(nèi)容

1.1 驗收目的

以設(shè)計定型狀態(tài)的無人機(jī)為控制對象，鑒定全系統(tǒng)的各項功能和技術(shù)指標(biāo)是否達(dá)到設(shè)計要求，根據(jù)用戶技術(shù)和環(huán)境條件，調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)，確保滿足用戶使用，同時為用戶編制使用維護(hù)規(guī)范提供必要的數(shù)據(jù)和資料，校正系統(tǒng)技術(shù)說明書和使用維護(hù)說明書。

1.2 驗收條件

嚴(yán)格控制進(jìn)場驗收條件是保證高效實施驗收的前提，應(yīng)對以下諸方面加以控制。

●被驗收無人機(jī)系統(tǒng)經(jīng)過所（院）評審，系統(tǒng)配套齊全，產(chǎn)品合格證書、有關(guān)技術(shù)文檔齊全。

●被驗收無人機(jī)系統(tǒng)經(jīng)過部件裝機(jī)、單元測試、綜合測試、系統(tǒng)聯(lián)調(diào)和機(jī)務(wù)檢查合格。

●被驗收無人機(jī)地面測控設(shè)備和配套設(shè)備經(jīng)過檢測合格；

●驗收測試系統(tǒng)經(jīng)過測試標(biāo)定檢查和試運(yùn)行，符合規(guī)定技術(shù)要求；

●驗收任務(wù)書和驗收大綱準(zhǔn)備就緒，質(zhì)量管理體系文件齊全；

●所有參試人員經(jīng)過技術(shù)培訓(xùn)，崗位責(zé)任制明確，保證驗收安全措施有效、落實。

1.3 驗收大綱

驗收試驗大綱的編制是驗收試驗準(zhǔn)備階段最重要的工作。經(jīng)過批準(zhǔn)的驗收試驗大綱是整個驗收試驗實施過場中的依據(jù)性文件。驗收試驗大綱應(yīng)當(dāng)闡述下列主要問題。

●編制大綱的依據(jù)；

●驗收試驗對象；

●驗收目的、意義；

●驗收內(nèi)容和要求；

●驗收總體方案；

●驗收試驗方法；

●測試方法和數(shù)據(jù)處理方法；

●驗收試驗測量參數(shù)；

●驗收試驗限制數(shù)據(jù)；

●技術(shù)難點及安全措施；

●質(zhì)量控制與管理；

●參試兵力。

1.3.1 飛行驗收試驗范圍

飛行驗收試驗應(yīng)考慮無人機(jī)的飛行包線，在飛行包線內(nèi)選擇不同高度和速度進(jìn)行組合，確定飛行狀態(tài)。

1.3.2 驗收試驗內(nèi)容及科目

根據(jù)無人機(jī)設(shè)計單位提供的飛行控制技術(shù)說明書和使用維護(hù)說明書等技術(shù)文件確定飛行驗收科目和內(nèi)容，主要如下。

●控制增穩(wěn)；

●飛行邊界限制；

●迎（攻）角特性；

●模態(tài)轉(zhuǎn)換；

●姿態(tài)保持（俯仰和橫滾）；

●航向保持及航向改變；

●機(jī)動飛行；

●高度保持；

●速度保持；

●低高度拉起；

●起飛和回收性能；

●數(shù)據(jù)鏈路；

●任務(wù)設(shè)備功能。

1.3.3 飛行驗收試驗方法

●性能驗收試驗

性能驗收試驗要完成功能檢查、飛行參數(shù)檢查與調(diào)整、性能飛行試驗，測試飛控系統(tǒng)動態(tài)特性，檢查各項技術(shù)指標(biāo)是否達(dá)到設(shè)計要求和用戶要求的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)。

●安全飛行試驗

測試無人機(jī)極限輸入瞬態(tài)響應(yīng)、故障響應(yīng)、機(jī)動飛行響應(yīng)和回收著陸故障。

1.3.4 驗收試驗測試記錄參數(shù)

要測試記錄鑒定系統(tǒng)性能指標(biāo)、分析飛行結(jié)果和處理飛行數(shù)據(jù)所必需的參數(shù)。主要如下。

●俯仰角、滾轉(zhuǎn)角、偏航角；

●俯仰角速度、滾轉(zhuǎn)角速度、偏航角速度；

●法向過載、側(cè)向過載；

●迎角、側(cè)滑角；

●飛行高度；

●飛行速度、馬赫數(shù)；

●升降速度；

●舵位置反饋

●發(fā)動機(jī)油門狀態(tài)；

●指令信號。

1.3.5 驗收飛行試驗計劃

●檢驗飛行

該階段及時檢查排除暴露出的飛行控制系統(tǒng)和飛行試驗測試系統(tǒng)的問題。

●調(diào)整參試飛行

根據(jù)無人機(jī)系統(tǒng)飛行試驗各種狀態(tài)響應(yīng)，綜合考慮定量評價和定型評價，最終確定飛行參數(shù)。

●性能飛行試驗

驗證無人機(jī)系統(tǒng)是否能夠完成預(yù)定的各項功能。

●安全飛行試驗

●最終飛行試驗

在最終確定無人機(jī)系統(tǒng)參數(shù)狀態(tài)下，演示飛行無人機(jī)系統(tǒng)全部功能，進(jìn)行驗收。

1.3.6 參試兵力

●人員

人員包括組織部門、實施部門、保障部門和無人機(jī)設(shè)計部門。

●設(shè)備

無人機(jī)系統(tǒng)、測控設(shè)備、測試設(shè)備、地面配套設(shè)備、應(yīng)急救援設(shè)備。

1.4 驗收測試系統(tǒng)

根據(jù)需要驗證的功能要求測試系統(tǒng)需要測試的參數(shù)如下。

●無人機(jī)模擬量參數(shù)

氣壓高度、表速、真速、過載、迎角、側(cè)滑角、姿態(tài)角、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、排氣溫度等。

●無人機(jī)系統(tǒng)數(shù)字量參數(shù)

舵面角、舵位置反饋、速度反饋、角速度、指令等。

●數(shù)據(jù)處理與分析

1.5 飛行驗收組織與實施

飛行驗收組織與實施分3個階段：飛行試驗準(zhǔn)備；飛行試驗；飛行數(shù)據(jù)處理與總結(jié)報告。

1.5.1 飛行試驗準(zhǔn)備

本階段總目標(biāo)是按照驗收試驗大綱要求完成飛行前技術(shù)和保障準(zhǔn)備。

●技術(shù)準(zhǔn)備

研究確定正確的飛行方法，制定可靠的安全措施；參試人員消化技術(shù)資料，制定飛行試驗驗收大綱和任務(wù)書。

●人員培訓(xùn)

對參試人員進(jìn)行崗位培訓(xùn)，盡快熟悉飛行試驗對象，熟練掌握操作流程。

●機(jī)務(wù)保障準(zhǔn)備

檢查隨機(jī)設(shè)備、隨機(jī)工具、隨機(jī)備件、隨機(jī)資料齊套性，完成氣象保障、空域保障、回收場保障、安全營救、特種車輛的保障。

●測試與數(shù)據(jù)處理技術(shù)準(zhǔn)備

依據(jù)驗收試驗大綱完成《飛行測試任務(wù)書》、《實時處理任務(wù)書》、《數(shù)據(jù)處理任務(wù)書》和相關(guān)軟件等技術(shù)文件編制，對測試儀器、傳感器進(jìn)行內(nèi)場校準(zhǔn)。

●地面試驗

完成無人機(jī)飛行前的單元測試、綜合測試、系統(tǒng)聯(lián)調(diào)和機(jī)務(wù)檢查等地面試驗工作。

1.5.2 飛行試驗

本階段總目標(biāo)是按照驗收試驗大綱要求，安全、優(yōu)質(zhì)、高效地完成飛行試驗任務(wù)。

●飛行前技術(shù)狀態(tài)鑒定與評審

邀請相關(guān)技術(shù)專家，對技術(shù)準(zhǔn)備完成后的無人機(jī)系統(tǒng)技術(shù)狀態(tài)進(jìn)行鑒定與評審，確認(rèn)無誤后才能開始飛行試驗。

●放飛前準(zhǔn)備

根據(jù)飛行任務(wù)單對各參試部門和崗位進(jìn)行具體細(xì)致的協(xié)調(diào)，提出具體要求，下達(dá)飛行任務(wù)。

●飛行實施

由飛行指揮員（組織者）對飛行試驗實施現(xiàn)場指揮，各部門和崗位按要求完成所負(fù)責(zé)的工作。

●飛行結(jié)果初步分析

飛行組織部門及時收集掌握飛行結(jié)果信息，并提出下步飛行意見。

●飛行期間系統(tǒng)維護(hù)

系統(tǒng)維護(hù)包括無人機(jī)系統(tǒng)和測試系統(tǒng)兩部分，各崗位要按照要求對所負(fù)責(zé)的部分進(jìn)行維護(hù)，及時排除飛行中出現(xiàn)的故障和問題。

●飛行中重大技術(shù)問題處理

飛行中出現(xiàn)重大技術(shù)問題、重大技術(shù)故障，由飛行任務(wù)組織者組織相關(guān)人員經(jīng)過充分討論和必要的地面試驗后作出決策，安排下一步飛行驗證工作。

1.5.3 飛行試驗數(shù)據(jù)處理和分析

本階段的總目標(biāo)是完成飛行數(shù)據(jù)事后處理和總結(jié)報告，給出驗收結(jié)論。

●飛行數(shù)據(jù)處理

根據(jù)《數(shù)據(jù)處理任務(wù)書》要求，完成全部飛行試驗數(shù)據(jù)處理任務(wù)。

●飛行試驗工作評審

飛行組織部門根據(jù)數(shù)據(jù)處理結(jié)果和飛行信息綜合，編寫《飛行報告》初稿，召開飛行工作評審會，對報告中的結(jié)果數(shù)據(jù)和綜合結(jié)論的正確性和協(xié)調(diào)性以及是否可結(jié)束飛行試驗作出評估。若確認(rèn)飛行試驗可以結(jié)束，即可轉(zhuǎn)入技術(shù)總結(jié)工作。若經(jīng)過評審需要補(bǔ)飛，則提出其實施措施。

●編制飛行結(jié)果文件

經(jīng)過評審確認(rèn)飛行試驗可以結(jié)束，即可編寫《技術(shù)總結(jié)報告》、《驗收結(jié)果報告》，并完善操作、使用、維護(hù)規(guī)程及手冊。

2 規(guī)范應(yīng)用中故障判定與處理

2.1 故障定義

飛行驗收試驗過程中出現(xiàn)的故障主要包括：無人機(jī)本身故障、操作者操作錯誤引起故障、參試設(shè)備導(dǎo)致故障。

2.2 故障判定

飛行驗收試驗過程中出現(xiàn)故障，由飛行試驗有關(guān)單位組織相關(guān)部門研究確定，分析故障原因，提出排除故障措施和下步工作建議。

2.3 故障處理

在飛行驗收試驗過程中，出現(xiàn)危及安全或影響性能指標(biāo)的重大技術(shù)問題和故障時，應(yīng)終止飛行驗收試驗，并立即報告飛行驗收試驗主管部門和相關(guān)單位，經(jīng)修改設(shè)計或排除故障，并通過地面試驗驗證問題確已解決，經(jīng)飛行驗收試驗主管部門批準(zhǔn)后，方可恢復(fù)或重新試驗。

3 結(jié)束語

本文在參考有人機(jī)飛行驗收試驗規(guī)范的基礎(chǔ)上，并結(jié)合無人機(jī)驗收經(jīng)驗，探討編寫了無人機(jī)飛行驗收試驗規(guī)范，希望在無人機(jī)飛行驗收試驗中使用，并進(jìn)一步完善。

[1] 王偉生，代冰等. 航空發(fā)動機(jī)驗證機(jī)考核與評估標(biāo)準(zhǔn)研究[J]. 航空標(biāo)準(zhǔn)化與質(zhì)量，2014年01期.

[2] 李學(xué)國. 國外主動控制飛機(jī)的飛行控制及試驗技術(shù)[M]. 北京：國防工業(yè)出版社，1990.

[3] 張德發(fā)，葉勝利等. 飛行控制系統(tǒng)的地面與飛行試驗[M]. 北京：國防工業(yè)出版社，2003.

（編輯：雨晴）

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C

1003–6660（2015）02–0007–04

10.13237/j.cnki.asq.2015.02.002

[收修訂稿日期] 2014-11-24