NATO STANAG 4 70 3《輕型無人機系統適航性要求》解讀與思考

祁圣君 劉朝君

（中國飛行試驗研究院， 陜西 西安 710089）

NATO STANAG 4 70 3《輕型無人機系統適航性要求》解讀與思考

祁圣君 劉朝君

（中國飛行試驗研究院， 陜西 西安 710089）

主要介紹了NATO STANAG 4703《輕型無人機系統適航性要求》的適用范圍、標準結構和主要內容，結合我國輕型無人機適航標準發展現狀，從輕小型無人機系統特點，借鑒現有適航體系和如何突破無人機適航標準瓶頸3個方面提出了對我國輕型無人機適航發展的建議，對我國無人機適航標準的研究具有一定的借鑒意義。

輕型無人機系統；適航要求；思考

隨著無人機系統技術的發展，經過半個多世紀的飛速發展，無人機已經由最初執行偵察任務發展到執行通信中繼、電子對抗、對地打擊等多種軍事任務。同時無人機已廣泛用于氣象研究、災害預防、邊境巡邏、交通監控、漁業監測等民用領域，其重要性和優點已經得到廣泛認可。而隨著無人機系統應用的擴展，越來越多的無人機將進入國家空域從事航空活動。無人機產業作為全球快速增長的產業，涌現出一大批從事無人機研發與制造的公司。根據國際無人機系統協會的估算，全球大約有超過400家企業從事無人機生產和設計，且對民用和商用無人機市場增長的預期非常高，尤其是輕型無人機市場前景更加看好。美國Teal宇航與防務咨詢公司對無人機視場的預測顯示，到2021年全球無人機市場產值將達到210億美元。目前美國、北約、國際民航組織、法國、英國、澳大利亞等國家和組織都公開發布了無人機適航相關標準，為無人機系統全面進入國家空域鋪平道路，實現載人飛行器與無人機系統在同一空域飛行，確保航空安全。而北約作為無人機系統標準的探索者，在無人機系統適航性規范研究上走在前列，已經先后發布了無人機系統相關標準規范10余部，本文主要針對北約頒布的NATO STANAG 4703《輕型無人機系統適航性要求》進行簡要介紹，并分析該標準對我國輕型無人機系統適航標準研究發展的意義。

1 標準簡介

北大西洋公約組織作為地區性的軍事性組織，不僅擔負著防御任務，而且還定期進行武器裝備的應用性研究和標準發布工作，暨2007年發布NATO STANAG 4703《無人機系統適航性要求》之后，2014年發布了NATO STANAG 4703《輕型無人機系統適航性要求》，標準主要針對最大起飛重量在150kg以下或撞擊能量在66J以上的在非隔離空域活動的固定翼無人機系統，是對北約無人機系統適航性體系的補充和完善，從而使得北約在輕型和大中型無人機系統適航方面建立了較為完整的適航要求規范體系，以提升無人機系統安全性，促進無人機系統發展，為無人機制造設計商提供相應的驗證條款和設計規范。

NATO STANAG 4703《輕型無人機系統適航性要求》沿襲FAR 23《正常類、實用類、特技類和通勤類飛機適航規定》的框架結構。綜合考慮輕型無人機系統研發和使用操作等特點，參考并引用了包括NATO STANAG 4703《無人機系統適航性要求》，英國國防部發布的DEF STAN 00-56部《防御系統安全管理要求》，歐洲航空安全局頒布的CS-22部第一修正案《滑翔機和帶動力滑翔機取證規范》和CS-VLA部《超輕飛行器取證規范》，美國材料與試驗協會頒布的ASTM F2245-06《輕型運動飛機設計與性能標準規范》等規范中的相關條款。在系統結構完整性、組織管理、持續適航性、系統操作適航性等方面一定程度上沿襲了輕型有人駕駛飛行器適航規范中的部分條款，同時對無人機系統控制站/控制盒、任務載荷、系統軟件、告警與應急程序、操作員、安全性等無人機系統的特殊方面進行了增補，最終形成了北約首部輕型無人機系統適航規范。在NATO STANAG 4703中仍未給出無人機系統感知與規避方面的要求，但明確提出感知與規避方面的適航要求一旦明確，相應的感知規避系統將作為機載設備進行適航性方面的考慮與討論。標準的另一個特點是增加了無人機控制權限交接條款，作為可選項補充進適航規范中，為后續多個控制站之間對無人機權限的交接，單一控制站控制多架無人機提供了規范與指導，可以用于在非隔離空域內飛行的輕型無人機系統適航驗證，為輕型無人機系統設計提供了指導依據。

2 標準內容

NATO STANAG 4703《輕型無人機系統適航性要求》全文共112頁，分標準正文和附錄兩大部分，共包含6節42項適航條款，10個附錄。該標準結構清晰，層次分明，適航要求共分系統結構完整性，系統操作的適航性，組織管理3個方面，覆蓋了結構、材料、推進系統、燃油系統、數據鏈、設備、控制站/控制盒、任務載荷、系統軟件、基本操作特性、告警與應急程序、無人機系統操作員、安全性、申請人、持續適航等所有與輕型無人機相關的適航性驗證內容。對比其他北約無人機適航標準可以發現，增加了控制權限交接，申請人管理等方面的條款，同時在安全性方面要求的更加細致。由于篇幅所限，本文對于具體條款描述不進行贅述，僅對該標準中區別于其他無人機標準的方面進行簡要介紹。表1為標準的主要章節內容。

2.1 控制權限交接

無人機控制權限交接作為無人機控制中的一項重要功能，是實現連續操作、異地操作、多機協同的基礎功能，無人機權限交接作為可選條款被納入到NATO STANAG 4703《輕型無人機適航性要求》中，該項條款在NATO STANAG 4671相應條款的基礎上進行了擴充，從多個角度對控制權限進行規定，包括兩個控制站對單架無人機的控制權限交接，單個控制站對多架無人機進行控制，控制站內多個控制席位對無人機的控制，控制站監視多架無人機共4項要求。權限交接條款是一項復雜的綜合性條款，該條款不僅對控制交接過程中的安全性，可控性，功能性做出清晰定義，同時要求控制站的功能必須滿足緊急情況下對系統的控制要求。而在單一控制站控制多架無人機要求中對告警，最小機組，信息顯示，防止誤操作方面做出詳細規定。可以看出，該標準不僅僅從基本功能要求方面對輕型無人機做出規定，同時考慮到無人機系統的后續發展，為未來新增功能的適航取證奠定基礎。

表1 NATO STANAG 4703《輕型無人機系統適航性要求》內容

2.2 安全性

安全性作為無人機適航性的一個重要方面，在NATO STANAG 4703協定得到充分體現。該標準中的安全性目標是不能對飛行區域內的人員造成嚴重傷害，保證地面人員和空中其他飛行器的安全。在操作方面明確規定輕型無人機從發射，控制到回收的全過程必須達到一定的安全水平等級，在所有可預期的操作條件下都能夠安全操縱，無人機具備從飛行包線邊界安全返航的能力，具備在極端環境條件下應急回收的能力。尤其對極端操縱條件下，飛行操作員在人工直連控制模式下可能誘發的飛機振蕩進行了闡述。同時規定飛行手冊中必須清晰地給出正常操作程序，故障程序，應急處置程序和操作限制條件。在系統方面，規定系統的功能不能對安全產生影響，系統的操作應簡單，系統的告警提示清晰易懂，不能讓操作人員產生誤解或誤操作。相比于NATO STANAG 4671協定，該標準還增加了系統安全性評估和軟件安全性分析等要求，更體現出對無人機安全性的重視。

2.3 組織管理

在有人駕駛飛行器適航體系中，設計機構、生產機構的適航批準要求是獨立于飛機適航要求的，但NATO STANAG 4703參考了民用飛機適航設計組織批準的結構，針對輕型無人機系統的特點，提出申請人組織方面的適航性要求。標準中規定組織包括申請適航認證的自然人和承擔設計、試驗、制造和維護的組織機構，這也是無人機適航性發展的一個有益的嘗試。其中規定了申請人的能力要求，必須從組織機構、人員職責、程序、資源等幾大方面對設計組織的能力進行詳細說明，以證明申請人具備申請適航認證的資格。同時規定申請的組織機構必須建立安全管理系統和事件報告機制，提升系統的安全性并確保系統持續改進，以確保系統安全。

3 對中國輕型無人機適航發展的思考

目前，盡管中國適航當局已經具備很高的適航審查能力，但在無人機適航方面與歐美適航當局仍存在很大的差距。中國暫時還未頒布輕小型無人機適航類規范和標準，現行GJB 2347-1995《無人機通用規范》和GJB 5433-2005《無人機系統通用要求》中并未對輕型無人機適航性做出明確規定。而中國民航總局先后頒布的《民用無人機空中交通管理辦法》，《民用無人機適航管理工作會議紀要》，《民用無人駕駛航空器系統駕駛員管理暫行規定》，《使用民用無人機駕駛航空器系統開展通用航空經營活動管理暫行辦法》和《民用航空飛行標準管理條例》等多份適航方面的文件，對于小輕型無人機系統適航的具體要求和適航性驗證方法未提出明確的標準要求。因此，NATO STANAG 4703《輕型無人機系統適航性要求》對我國輕小型無人機系統適航的發展具有一定的借鑒意義。

3.1 突破標準瓶頸

適航標準是長期積累的經驗總結，是經過反復驗證的規范準則。縱觀無人機適航發展，北約、美國聯邦航空管理局和歐洲航空安全局之所以在無人機適航標準方面處于領先地位，主要源于其具有豐富、完善的有人航空器適航標準，并具有高度的國際化理念，同時吸收各個國家適航文件的精華，結合無人機系統特點進行研究與標準編制。因此，中國要想發展無人機適航標準，就要注重吸收國外無人機適航發展的先進經驗，積極開展與歐美等適航當局的交流與合作，跟蹤并掌握國際無人機適航法規和無人機技術發展的最新動態，從而制定出適合我國輕小型無人機系統適航標準。

3.2 研究輕小型無人機系統特點

NATO STANAG 4703《輕型無人機系統適航性要求》最大起飛重量在150kg以下或撞擊能量在66J以上在非隔離空域活動的固定翼無人機系統，而對于輕小型旋翼無人機系統未做出任何規定，對于輕小型無人機系統的活動空域、操作員資質認證與培訓、數據鏈安全性、環境適應性、空中交通管理、飛行規則、風險管理、無人機操作等方面并未做出固定。而這些都是無人機適航的重要組成部分，研究輕小型無人機的飛行特點，使用環境特點和操作特點，對于制定適航性要求具有重要意義。因此，在借鑒北約和歐洲輕小型無人機適航性要求的基礎上，還需要繼續開展各項研究工作，形成專門的有針對性的適航文件，從而發展適合于我國輕小型無人機發展的適航規范。

3.3 借鑒現有載人飛行器適航體系

經過半個多世紀的發展，載人飛行器適航規章體系已日趨完善。以美國民用航空適航標準體系中的聯邦航空條例為例，其內容包括航空器、發動機、螺旋槳以及各種機載設備，從設計、制造到使用、維護等全過程的各種技術要求和管理規則，還包括航運公司、航空人員、機場、空中交通管制及維修等各個方面，按2014年最新版本共有13篇計70余部航空條例。同時還有眾多的咨詢通告，專用條件、指令、使用問題報告等文件。無人機系統雖有其自身的技術特點，但和載人航空器相比仍具有共同之處，完全可以利用現有的載人航空器適航規章進行裁剪，建立系統完善的標準體系框架，依據無人機系統的特點對無人機系統的特有部分（如感知與規避、數據鏈和地面站）進行補充，同時結合實際飛行活動和應用，制定一系列專用條件、咨詢通告和使用報告。我國輕小型無人機系統適航發展起步較晚，完全可以學習北約的先進經驗，根據無人機類型特點，對民航CCAR-23《正常類、實用類、特技類和通勤類飛機適航規定》，CCAR-25《運輸類飛機適航標準》，國軍標中載人航空器標準進行裁剪，對缺項進行補充，加速輕小型無人機系統適航標準的制定與驗證。

4 結束語

輕小型無人機航空活動的增加和無人機系統技術的發展，使得制定輕小型無人機系統適航標準成為當前適航當局的一個緊要任務。本文主要介紹了NATO STANAG 4703《輕型無人機系統適航性要求》的主要內容和使用范圍，并對我國輕小型無人機系統適航發展提出幾點建議，對我國輕小型無人機系統適航規章的發展和完善具有一定的參考價值。

[1] Lucintel. Growth Opportunity in Global UAV Market [OL]. http://www.lucintel .com/lucintelbrief / UAVmarketOpportunity.pdf.

V279；T65 [文獻標識碼] C [文章編號] 1003-6660（2017）04-0048-04

10.13237/j.cnki.asq.2017.04.012

[收修訂稿日期] 2017-05-05

（編輯：雨晴）