无人机产品用户飞行验收试验规范研究

丛书全丛 琳

（1.中国人民解放军92419部队， 辽宁 兴城 125106；2.中国人民解放军91245部队，辽宁 葫芦岛 125001）

无人机产品用户飞行验收试验规范研究

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（1.中国人民解放军92419部队， 辽宁 兴城 125106；2.中国人民解放军91245部队，辽宁 葫芦岛 125001）

基于国内无人机飞行验收试验的考核准则、验收指标、评估体系还缺少统一标准的现状，研究了无人机飞行验收试验规范体系和内容，可为广大无人机用户在对无人机产品进行飞行验收试验提供参考。

无人机；飞行试验；规范研究

无人驾驶飞机（简称无人机）作为近代飞行器的一个重要分支，在国防和经济建设中因为具有重要作用，而得到广泛应用。在军事方面，可以用作防空武器研制、试验、鉴定和评估的模拟靶标；可以代替有人机作为战略、战术侦察机；可以代替有人机作为作战飞机，此外，还可以用作电子对抗，以及战场通信中继载体等。在民用方面，无人机可以用来进行航空测绘、交通巡查、矿藏探测、资源遥感、森林防火、洪水监测、水面污染测定以及其它各种科研试验。对用户来说，无论是军用还是民用，在购买无人机产品时，都要进行一系列的验收试验，以确定产品是否满足设计的战技指标、使用条件和用户定制的特殊性能。在这一系列验收试验项目和活动中，飞行验收试验阶段是具有不可替代的特别重要地位和核心环节，它是验收试验和评定无人机性能的最终阶段，飞行试验验证结果也最具有权威性，验收试验结果是评定无人机产品系统性能优劣、能否执行飞行任务的根本依据。

由于飞行验收试验具有不可替代的特别重要地位和核心环节，因此，必须探讨验收试验的规范性和技术方案可行性。目前，国内对有人机的飞行验收试验有详细的技术规范和方案，而对无人机的飞行验收试验的考核标准、验收指标、评估体系还缺少统一的标准。本文在研究分析归纳有人机飞行验收试验规范的基础上，探讨了无人机飞行验收试验规范，引用文件有GJB 609A-2009《空空导弹靶场试验规程》，GJB 1362A-2007《军工产品定型程序和要求》和GJB 3097-1997《靶机靶场试验规程》。

1 无人机飞行验收试验规范内容

1.1 验收目的

以设计定型状态的无人机为控制对象，鉴定全系统的各项功能和技术指标是否达到设计要求，根据用户技术和环境条件，调整系统参数，确保满足用户使用，同时为用户编制使用维护规范提供必要的数据和资料，校正系统技术说明书和使用维护说明书。

1.2 验收条件

严格控制进场验收条件是保证高效实施验收的前提，应对以下诸方面加以控制。

●被验收无人机系统经过所（院）评审，系统配套齐全，产品合格证书、有关技术文档齐全。

●被验收无人机系统经过部件装机、单元测试、综合测试、系统联调和机务检查合格。

●被验收无人机地面测控设备和配套设备经过检测合格；

●验收测试系统经过测试标定检查和试运行，符合规定技术要求；

●验收任务书和验收大纲准备就绪，质量管理体系文件齐全；

●所有参试人员经过技术培训，岗位责任制明确，保证验收安全措施有效、落实。

1.3 验收大纲

验收试验大纲的编制是验收试验准备阶段最重要的工作。经过批准的验收试验大纲是整个验收试验实施过场中的依据性文件。验收试验大纲应当阐述下列主要问题。

●编制大纲的依据；

●验收试验对象；

●验收目的、意义；

●验收内容和要求；

●验收总体方案；

●验收试验方法；

●测试方法和数据处理方法；

●验收试验测量参数；

●验收试验限制数据；

●技术难点及安全措施；

●质量控制与管理；

●参试兵力。

1.3.1 飞行验收试验范围

飞行验收试验应考虑无人机的飞行包线，在飞行包线内选择不同高度和速度进行组合，确定飞行状态。

1.3.2 验收试验内容及科目

根据无人机设计单位提供的飞行控制技术说明书和使用维护说明书等技术文件确定飞行验收科目和内容，主要如下。

●控制增稳；

●飞行边界限制；

●迎（攻）角特性；

●模态转换；

●姿态保持（俯仰和横滚）；

●航向保持及航向改变；

●机动飞行；

●高度保持；

●速度保持；

●低高度拉起；

●起飞和回收性能；

●数据链路；

●任务设备功能。

1.3.3 飞行验收试验方法

●性能验收试验

性能验收试验要完成功能检查、飞行参数检查与调整、性能飞行试验，测试飞控系统动态特性，检查各项技术指标是否达到设计要求和用户要求的战术技术指标。

●安全飞行试验

测试无人机极限输入瞬态响应、故障响应、机动飞行响应和回收着陆故障。

1.3.4 验收试验测试记录参数

要测试记录鉴定系统性能指标、分析飞行结果和处理飞行数据所必需的参数。主要如下。

●俯仰角、滚转角、偏航角；

●俯仰角速度、滚转角速度、偏航角速度；

●法向过载、侧向过载；

●迎角、侧滑角；

●飞行高度；

●飞行速度、马赫数；

●升降速度；

●舵位置反馈

●发动机油门状态；

●指令信号。

1.3.5 验收飞行试验计划

●检验飞行

该阶段及时检查排除暴露出的飞行控制系统和飞行试验测试系统的问题。

●调整参试飞行

根据无人机系统飞行试验各种状态响应，综合考虑定量评价和定型评价，最终确定飞行参数。

●性能飞行试验

验证无人机系统是否能够完成预定的各项功能。

●安全飞行试验

●最终飞行试验

在最终确定无人机系统参数状态下，演示飞行无人机系统全部功能，进行验收。

1.3.6 参试兵力

●人员

人员包括组织部门、实施部门、保障部门和无人机设计部门。

●设备

无人机系统、测控设备、测试设备、地面配套设备、应急救援设备。

1.4 验收测试系统

根据需要验证的功能要求测试系统需要测试的参数如下。

●无人机模拟量参数

气压高度、表速、真速、过载、迎角、侧滑角、姿态角、发动机转速、排气温度等。

●无人机系统数字量参数

舵面角、舵位置反馈、速度反馈、角速度、指令等。

●数据处理与分析

1.5 飞行验收组织与实施

飞行验收组织与实施分3个阶段：飞行试验准备；飞行试验；飞行数据处理与总结报告。

1.5.1 飞行试验准备

本阶段总目标是按照验收试验大纲要求完成飞行前技术和保障准备。

●技术准备

研究确定正确的飞行方法，制定可靠的安全措施；参试人员消化技术资料，制定飞行试验验收大纲和任务书。

●人员培训

对参试人员进行岗位培训，尽快熟悉飞行试验对象，熟练掌握操作流程。

●机务保障准备

检查随机设备、随机工具、随机备件、随机资料齐套性，完成气象保障、空域保障、回收场保障、安全营救、特种车辆的保障。

●测试与数据处理技术准备

依据验收试验大纲完成《飞行测试任务书》、《实时处理任务书》、《数据处理任务书》和相关软件等技术文件编制，对测试仪器、传感器进行内场校准。

●地面试验

完成无人机飞行前的单元测试、综合测试、系统联调和机务检查等地面试验工作。

1.5.2 飞行试验

本阶段总目标是按照验收试验大纲要求，安全、优质、高效地完成飞行试验任务。

●飞行前技术状态鉴定与评审

邀请相关技术专家，对技术准备完成后的无人机系统技术状态进行鉴定与评审，确认无误后才能开始飞行试验。

●放飞前准备

根据飞行任务单对各参试部门和岗位进行具体细致的协调，提出具体要求，下达飞行任务。

●飞行实施

由飞行指挥员（组织者）对飞行试验实施现场指挥，各部门和岗位按要求完成所负责的工作。

●飞行结果初步分析

飞行组织部门及时收集掌握飞行结果信息，并提出下步飞行意见。

●飞行期间系统维护

系统维护包括无人机系统和测试系统两部分，各岗位要按照要求对所负责的部分进行维护，及时排除飞行中出现的故障和问题。

●飞行中重大技术问题处理

飞行中出现重大技术问题、重大技术故障，由飞行任务组织者组织相关人员经过充分讨论和必要的地面试验后作出决策，安排下一步飞行验证工作。

1.5.3 飞行试验数据处理和分析

本阶段的总目标是完成飞行数据事后处理和总结报告，给出验收结论。

●飞行数据处理

根据《数据处理任务书》要求，完成全部飞行试验数据处理任务。

●飞行试验工作评审

飞行组织部门根据数据处理结果和飞行信息综合，编写《飞行报告》初稿，召开飞行工作评审会，对报告中的结果数据和综合结论的正确性和协调性以及是否可结束飞行试验作出评估。若确认飞行试验可以结束，即可转入技术总结工作。若经过评审需要补飞，则提出其实施措施。

●编制飞行结果文件

经过评审确认飞行试验可以结束，即可编写《技术总结报告》、《验收结果报告》，并完善操作、使用、维护规程及手册。

2 规范应用中故障判定与处理

2.1 故障定义

飞行验收试验过程中出现的故障主要包括：无人机本身故障、操作者操作错误引起故障、参试设备导致故障。

2.2 故障判定

飞行验收试验过程中出现故障，由飞行试验有关单位组织相关部门研究确定，分析故障原因，提出排除故障措施和下步工作建议。

2.3 故障处理

在飞行验收试验过程中，出现危及安全或影响性能指标的重大技术问题和故障时，应终止飞行验收试验，并立即报告飞行验收试验主管部门和相关单位，经修改设计或排除故障，并通过地面试验验证问题确已解决，经飞行验收试验主管部门批准后，方可恢复或重新试验。

3 结束语

本文在参考有人机飞行验收试验规范的基础上，并结合无人机验收经验，探讨编写了无人机飞行验收试验规范，希望在无人机飞行验收试验中使用，并进一步完善。

[1] 王伟生，代冰等. 航空发动机验证机考核与评估标准研究[J]. 航空标准化与质量，2014年01期.

[2] 李学国. 国外主动控制飞机的飞行控制及试验技术[M]. 北京：国防工业出版社，1990.

[3] 张德发，叶胜利等. 飞行控制系统的地面与飞行试验[M]. 北京：国防工业出版社，2003.

（编辑：雨晴）

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C

1003–6660（2015）02–0007–04

10.13237/j.cnki.asq.2015.02.002

[收修订稿日期] 2014-11-24