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嘉峪檢測網(wǎng) 2021-02-01 09:32
目前世界范圍內(nèi)無人機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展參差不齊,同時因應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,具體的適航性要求也不容易確定。本文對比總結(jié)了世界范圍內(nèi)主要組織機(jī)構(gòu)或適航當(dāng)局的無人機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)及環(huán)境適應(yīng)性要求,并提出了可供國內(nèi)無人機(jī)適航認(rèn)證和環(huán)境適應(yīng)性要求確定參考的方法和建議。
國內(nèi)現(xiàn)行無人機(jī)標(biāo)準(zhǔn)和文件
國內(nèi)現(xiàn)行的無人機(jī)標(biāo)準(zhǔn)有GJB 2347-1995 《無人機(jī)通用規(guī)范》、GB/T 35018-2018 《民用無人駕駛航空器系統(tǒng)分類及分級》、GJB 5433-2005《無人機(jī)系統(tǒng)通用要求》、GB/T 38058-2019 《民用多旋翼無人機(jī)系統(tǒng)試驗(yàn)方法》和CTSO-C213《無人機(jī)系統(tǒng)控制和其它安全關(guān)鍵通信空地鏈路無線電設(shè)備》等,近期提出了《民用無人機(jī)生產(chǎn)制造管理辦法(征求意見稿)》。國內(nèi)目前對輕型無人機(jī)適航性認(rèn)證還沒有明確的規(guī)定。中國民航總局頒布了《民用無人機(jī)空中交通管理辦法》,《民用無人機(jī)適航管理工作會議紀(jì)要》,《民用無人駕駛航空器系統(tǒng)駕駛員管理暫行規(guī)定》,《使用民用無人機(jī)駕駛航空器系統(tǒng)開展通用航空經(jīng)營活動管理暫行辦法》和《民用航空飛行標(biāo)準(zhǔn)管理?xiàng)l例》等多份適航性方面的文件,對于輕小型無人機(jī)系統(tǒng)的適航性具體要求和驗(yàn)證方法沒有提出明確的要求。
國外無人機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)
目前國外無人機(jī)無論是技術(shù)能力還是適航標(biāo)準(zhǔn)對比國內(nèi)都具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢。其中北大西洋公約組織是一個地區(qū)性的軍事性組織,它擔(dān)負(fù)著防御任務(wù),定期進(jìn)行武器裝備的應(yīng)用性研宄和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布,其于先后發(fā)布了NATOSTANAG 4671,NATO STANAG 4703《輕型無人機(jī)系統(tǒng)適航性要求》。
本文以NATO4671和NATO4703為主要分析對象,結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)如RTCA-DO160G等,介紹國外無人機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)的制定情況,以及在環(huán)境適應(yīng)性方面的要求和應(yīng)用。
01、NATO STANAG 4671
NATO STANAG 4671針對重量在150kg-20000kg之間的固定翼無人飛機(jī)系統(tǒng),綜合考慮北約無人機(jī)系統(tǒng)研發(fā)和使用等特點(diǎn),其廣泛參考了英國國防部國防標(biāo)準(zhǔn)00-970第9部《無人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計和適航要求》(DEFSRTAN0O-970 Part9), FAA的特殊技術(shù)條件以及載人航空器安全性的要求,意大利民航局的《無人機(jī)適航要求》,澳大利亞民航局的《無人機(jī)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(CASA UA 25),以及歐洲空中航行安全組織(EUROCONTROL)的特種無人機(jī)研究報告等,在北約成員國內(nèi)部廣泛征集意見,以歐洲航空安全局《正常類、實(shí)用類、特技類和通勤類飛機(jī)適航規(guī)定》(Certification Specification 23, CS-23)為基礎(chǔ)進(jìn)行裁剪和增補(bǔ),形成的北約首部無人機(jī)系統(tǒng)適航規(guī)范。
其結(jié)構(gòu)見下表。A-G部分直接來自CS-23。雖然H和I遵循CS-23的格式,但它們是USAR獨(dú)有的。X標(biāo)志的部分為不適用。
表1 NATO 4671結(jié)構(gòu)

NATO STANAG 4671 包括總則、無人機(jī)飛行、無人機(jī)結(jié)構(gòu)、無人機(jī)的設(shè)計與建造、無人機(jī)動力系統(tǒng)、成品設(shè)備、使用限制和信息、無人機(jī)操縱工作站、指令及控制數(shù)據(jù)鏈通信系統(tǒng)。內(nèi)容上覆蓋了對無人機(jī)及無人機(jī)系統(tǒng)的功能要求,和部分性能要求。在USAR.45 General環(huán)境適應(yīng)性方面提及了溫度要求和濕度要求等,溫度要求不低于30℃,耐濕不能低于80%。也涉及了電磁兼容性、防火、耐燃等要求,但是相對分散,沒有做出完整性的系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)性要求。
02、NATO STANAG 4703
NATO STANAG 4703《輕型無人機(jī)系統(tǒng)適航性要求》沿用了FAR 23《正常類、實(shí)用類、特技類和通勤類飛機(jī)適航規(guī)定》的結(jié)構(gòu)框架??紤]到輕型無人機(jī)系統(tǒng)的研發(fā)以及使用操作等特點(diǎn),參考引用了英國國防部發(fā)布的DEF STAN 00-56部《防御系統(tǒng)安全管理要求》,NATO STANAG 4703《無人機(jī)系統(tǒng)適航性要求》,歐洲航空安全局頒布的CS-22部第一修正案《滑翔機(jī)和帶動力滑翔機(jī)取證規(guī)范》和CS-VLA部《超輕飛行器取證規(guī)范》,美國材料與試驗(yàn)協(xié)會頒布的ASTM F2245-06《輕型運(yùn)動飛機(jī)設(shè)計與性能標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范》等規(guī)范中的有關(guān)條例。
NATOSTANAG 4703主要面向最大起飛重量在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(jī)系統(tǒng),補(bǔ)充和完善了北約無人機(jī)系統(tǒng)適航性體系,使北約在輕型和大中型無人機(jī)系統(tǒng)適航方面建立了比較完整的規(guī)范體系,從而提升了無人機(jī)系統(tǒng)的安全性,促進(jìn)了無人機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展,為無人機(jī)制造設(shè)計商提供了相應(yīng)的驗(yàn)證條款和設(shè)計規(guī)范。
NATOSTANAG 4703審查表格包括:適航審查最低需求、詳細(xì)要求條款、取證方式。
審查內(nèi)容包括:系統(tǒng)完整性:結(jié)構(gòu)和材料、推進(jìn)系統(tǒng)、系統(tǒng)和設(shè)備、無人機(jī)持續(xù)適航性,系統(tǒng)運(yùn)行適航性、組織審查等。這對于國內(nèi)制定無人機(jī)適航性要求具有重要參考意義。
NATO STANAG 4703對于輕小型無人機(jī)系統(tǒng)的活動空域、空中交通管理、環(huán)境適應(yīng)性、飛行規(guī)則等方面并未做出固定要求。而這些也是無人機(jī)適航的重要組成部分。
03、無人機(jī)適航要求的借鑒意義
一般適航的要求會規(guī)定飛機(jī)的性能要求、功能要求、安全可靠性要求、噪聲要求等技術(shù)性要求。這里由于當(dāng)前國內(nèi)的無人機(jī)適航審査準(zhǔn)則還在編制中,所以本文建議在無人機(jī)適航審定要求確定時,可以借鑒這些些規(guī)章標(biāo)準(zhǔn),包括CCAR23, FAA 23部以及NATO STANAG 4671;尤其是NATO STANAG 4671、SAE ARP 4754A標(biāo)準(zhǔn),以及民航適航要求。
04、無人機(jī)系統(tǒng)安全性認(rèn)證流程
ARP4761對民航安全性評估提出了審查流程,下圖所示的流程設(shè)計有效的指導(dǎo)了民航飛機(jī)設(shè)備的研發(fā)。根據(jù)作者參與民航產(chǎn)品設(shè)計的經(jīng)驗(yàn),此流程可以合理裁剪,以對設(shè)備本身的安全性和對周圍環(huán)境人員安全性為目標(biāo),從NATO4761 4673中選擇推薦適航認(rèn)證的分設(shè)備或分系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用。

引用本文:
公杰,彭鵬. 無人機(jī)適航認(rèn)證與環(huán)境適應(yīng)性研究[J].環(huán)境技術(shù),2020,(S1):20-25.

來源:環(huán)境技術(shù)核心期刊