高清可复制 HB 8759-2023 有人驾驶飞机(固定翼)无人化改装通用要求

　　ICS 49.020 CCS V 36

　　HB 8759-2023

　　有人驾驶飞机(固定翼)无人化改装

　　通用要求

　　General requirements for unmanned refit of manned aircraft

　　2023-12-29 发布 2024-07-01 实施

　　中华人民共和国工业和信息化部 发 布

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第 1 部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

　　本文件由中国航空工业集团有限公司提出。

　　本文件由中国航空综合技术研究所归口。

　　本文件起草单位：中国科学院工程热物理研究所、中国航空综合技术研究所、西安爱生技术集团有限公司、 中航(成都)无人机系统股份有限公司、中国航空工业集团公司第一飞机设计研究院、中国飞机强度研究所、航天时代飞鹏有限公司。

　　本文件主要起草人：赵大林、王久元、张子健、舒振杰、曹华振、张泽京、沈思颖、张剑锋、胡应东、李荣强、唐 瑭、李梓衡、杨申林、白春玉、马舒凡、杨 怡、关 珊、杨 大、龚 晶。

　　有人驾驶飞机(固定翼)无人化改装通用要求

　　1 范围

　　本文件规定了有人驾驶飞机(固定翼)进行无人化改装的设计要求、实施要求和验证要求。

　　本文件适用于有人驾驶飞机(固定翼)的无人化改装。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

　　仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有修改单)适用于本文件。 GB/T 38152 无人驾驶航空器系统术语

　　GJB 2023 飞控计算机通用规范

　　HB 6490-1991 飞机航行灯和防撞灯通用规范

　　HB 7672 飞机试飞改装通用要求

　　3 术语和定义

　　GB/T 38152 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　无人化改装 unmanned modification refit

　　将有人驾驶的装置改造为无人驾驶装置的行为过程。

　　4 一般要求

　　4.1 改装原则

　　改装应至少满足以下原则性要求：

　　a) 不改动有人驾驶飞机(下文简称原型机)的气动布局、主要机体结构;

　　b) 改装后的无人机，应至少具备一定自主飞行能力;

　　c) 改装后的无人机应满足相关可靠性、维修性、保障性、测试性、安全性和环境适应性要求;

　　d) 满足 HB 7672 中 3.1 列项的第一项至第四项要求。

　　4.2 改装方案

　　改装方案应遵循 4.1 改装原则并至少包含以下内容：

　　a) 原型机参数，包括气动外形参数、质量惯量特性参数、结构模态参数、飞行使用限制参数等;

　　b) 改装后无人机系统组成及功能性能;

　　c) 应明确保留、改装、加装和需拆除的设备或系统;

　　d) 加装、改装以及原型机设备相互之间接口关系和交联情况;

　　e) 对原型机电路的更改情况以及电气接口处理方式;

　　f) 改动和加装部件的安装位置、安装方式及特殊的安装要求;

　　g) 改动和加装部件的软件更改情况;

　　h) 应提出需开展的试验项目。

　　5 详细要求

　　5.1 总体布置

　　总体布置至少满足下列要求：

　　a) 保证各系统兼容协调，正常工作，互不干扰;

　　b) 全机重心范围应保证改装后无人机安全稳定飞行。

　　5.2 机体结构

　　机体结构改装至少满足下列要求：

　　a) 机舱进行相应改装，按需拆除与有人驾驶操作相关的设备，以适应加装设备安装;

　　b) 在满足功能要求和气动、强度、振动及其他动力学要求的前提下， 尽量减少零件数量和中间环节，尽可能减轻结构重量;

　　c) 改装后运动结构部件应开闭灵活，密封性好，开启角度应满足系统使用、检查和维护要求;

　　d) 应采取有效措施，避免或降低磨损、腐蚀及复合材料老化等不利影响;

　　e) 设计载荷作用下，结构不应有残余的破坏;

　　f) 整流罩、设备舱口盖、锁扣、紧固件都应保证使用和安全要求;

　　g) 设备舱结构设计中应具备防雨排水能力;

　　h) 按需在无人机机身或机翼设计合适的任务设备挂点，以满足加装任务设备需求。

　　5.3 飞行控制与管理系统

　　5.3.1 飞行控制与管理系统的组成

　　飞行控制与管理系统应至少包含：

　　a) 飞行控制与管理计算机;

　　b) 飞行控制类传感器，如大气数据传感器、速率陀螺等;

　　c) 伺服作动器。

　　5.3.2 飞行控制与管理系统功能

　　飞行控制与管理系统的功能应至少包含：

　　a) 飞行控制，如姿态、航迹等控制;

　　b) 飞行管理，如飞行过程管理、控制方式切换等;

　　c) 设备管理，如动力装置、数据链、供配电、任务载荷等设备管理。

　　5.3.3 飞行控制与管理计算机

　　飞行控制与管理计算机应满足 GJB 2023 相关的要求。

　　5.3.4 飞行控制类传感器

　　飞行控制类传感器的改装应至少满足以下要求：

　　a) 飞行控制类传感器应明确供电方式、功耗、测量范围、测量精度、分辨率、阀值、灵敏度、零位漂移、线性度、启动时间、安装标定、输出信号形式要求等;

　　b) 传感器的选择和配置应根据测量参数和飞行控制与管理的实际需要来确定;

　　c) 所选用的传感器尺寸、重量应符合无人机的总体要求;

　　d) 机载传感器的余度配置应使系统满足任务可靠度要求;

　　e) 传感器接口需与原机或加装的相应设备接口匹配，并且满足全机电磁兼容要求。

　　5.3.5 伺服作动器

　　伺服作动器至少满足以下要求：

　　a) 满足无人机飞行控制的功能与性能要求;

　　b) 与原型机上设备或新增设备机械及电气接口匹配;

　　c) 最大行程应和最大舵面偏度相对应;

　　d) 输出应能够克服最大铰链力矩;

　　e) 控制精度、通道数、采样精度要求等性能指标应满足无人机设计要求。

　　5.4 数据链系统

　　5.4.1 组成

　　数据链系统组成应至少包含：

　　a) 机载设备;

　　b) 地面设备;

　　c) 天线和馈线。

　　5.4.2 功能

　　数据链系统的功能应至少包含：

　　a) 遥控指令传输功能;

　　b) 图像、遥测参数等信息的传输;

　　c) 测距和测角(需无线电自主定位时)。

　　5.4.3 性能指标(民用无人机数据链标准)

　　数据链系统的性能指标应至少包含：

　　a) 作用距离;

　　b) 工作频率;

　　c) 误码率;

　　d) 数据速率;

　　e) 跟踪精度、测距精度、测角精度(需无线电自主定位时)。

　　5.4.4 接口

　　数据链系统的接口至少满足以下要求：

　　a) 机载设备安装应注意与机上其他设备电气接口和机械接口匹配;

　　b) 机载天线机械设计与安装时，应在无人机的阻力、气动性能和重量等方面进行综合考虑;

　　c) 处于同一个载体的天线应注意其相互影响与隔离度，选择最佳安装位置;

　　d) 馈线应保证输入、输出端子阻抗匹配，布线应满足电磁兼容性设计;

　　e) 若在同一空域内要求几套系统同时工作，应考虑电磁兼容性。

　　5.5 地面站

　　5.5.1 功能

　　地面站功能应至少包括：

　　a) 任务规划与管理;

　　b) 链路监视与控制;

　　c) 无人机航迹的处理和显示。

　　5.5.2 性能

　　地面站性能应至少包括：

　　a) 监控至少 1 架无人机;

　　b) 同时通过多种连接方式接入地面数据链的链路接入能力;

　　c) 管理至少 1 种任务载荷以及处理载荷信息的能力;

　　d) 存储并回放不少于 1 个飞行架次或 50h 飞行时长数据的能力。

　　5.6 操纵机构

　　5.6.1 舵面操纵系统改装

　　拆除驾驶舱舵面操纵机构，如脚蹬、拉杆等。并做如下改装处理：

　　a) 若原型机操纵系统为钢索线系传动，需在线系内选取合适位置加装伺服作动舵机，并匹配伺服作动舵机作动量与舵面面偏转关系;

　　b) 若原型机操纵系统为电传操纵系统或硬式机械操纵系统，按需拆除原型机全套传动系统和舵面的作动机构，安装机械连杆和伺服做动器，通过飞行控制系统控制舵面偏转。匹配新增的飞行控制系统与原型机伺服作动器通信协议，实现用新装飞行控制系统控制原型机伺服作动器以控制舵面偏转。

　　5.6.2 发动机操纵系统改装

　　发动机操纵系统改装一般包括：

　　a) 加装发动机油门操纵、进气混合比操纵等舵机， 使得发动机启停、油门调节、进气混合比控制、燃油增压泵控制、磁电机控制、离合器控制、起动控制以及其他部件控制等原型机上需人工操作的步骤改为在地面控制站遥控操作或由飞控指令进行控制;

　　b) 按需加装发动机转速、进气压力等传感器。

　　5.6.3 起落架操纵系统改装

　　起落架操纵系统改装一般包括：

　　a) 拆除机舱内脚蹬、踏板等原型机控制前轮转向与刹车的机构;

　　b) 新增伺服作动器连接原型机前轮转向、刹车作动终端或机械传动起始处， 通过飞行控制系统完成前轮转向、刹车操作;

　　c) 伺服作动器作动量需匹配前轮转向角度、刹车力;

　　d) 若起落架收放与起落架舱门联动，则增加伺服作动器，通过飞行控制系统控制起落架收放;

　　e) 若起落架收放与起落架舱门不联动，则分别增加伺服作动器，通过飞行控制系统完成起落架收放和舱门开闭动作。

　　5.7 电气系统

　　5.7.1 基本要求

　　电气系统一般满足如下要求：

　　a) 系统供电特性应符合 HB 7745-2004 相关要求;

　　b) 电气系统安装应符合无人机总体布局要求、图样或设备手册的规定;

　　c) 在要求的工作条件下，电气系统应能将电能传输到用电设备，并满足供电品质要求;

　　d) 在个别部件发生故障、局部线路断开或短路时， 电气系统的其他部分应不受影响，仍能保持正常工作;

　　e) 在应急状态下应保证应急用电设备的供电品质，应急供电时间应满足用户要求。

　　5.7.2 电源

　　改装后电源应至少满足如下要求：

　　a) 电源品质及最大功率需与负载匹配;

　　b) 备用电源应采用独立蓄电池;

　　c) 为方便调试试验，宜增加地面电源接口;

　　d) 若需更换发电机，需注意与发动机功率提取相匹配。

　　5.7.3 电能变换器

　　电能变换器应满足设备用电需要。

　　5.7.4 电缆与布线

　　电缆选择应满足系统电磁兼容性要求，布线应符合 HB 8465-2014 的要求。

　　5.7.5 接地、搭接和屏蔽

　　接地、搭接和屏蔽设计应符合 HB 8412-2014 的规定。

　　5.7.6 调试电源接口

　　应能为外部调试电源提供输入接口，供起飞前机载电气电子设备的检查和预热。

　　5.7.7 检测接口

　　应能提供与地面站或专用检测设备有线通信的接口，供起飞前检测。

　　5.7.8 保护

　　电气系统应考虑过压、欠压、差动、短路、过流、反流、多余度等保护设计。

　　5.7.9 照明

　　对于夜航无人机，机上应有航行灯，并符合 HB 6490-1991 的规定。

　　5.8 发动机

　　5.8.1 发动机安装

　　发动机安装至少满足如下要求：

　　a) 发动机的安装、固定应符合总体设计要求;

　　b) 为便于外场的检查、维修、安装、拆卸和更换， 外场可更换单元和外场检查维护位置应具备可达性;

　　c) 发动机及附件安装部件应保证具有良好拆装维护性，与结构等固定部件间距合理，与运动部件间距合理;

　　d) 如有需要，在地面开车或空中飞行中，向发动机舱提供冷却空气，冷却发动机结构和舱内附件，防止过热。

　　5.8.2 附件改装

　　若对附件进行改装，则至少满足以下要求：

　　a) 发动机的附件改装应符合总体设计要求，便于检查、维修、安装、拆卸和更换，应具备可达性;

　　b) 当存在单独的滑油箱并需改装时，宜尽可能避免放置于高温部位。滑油箱的底部高度应高于滑油泵的平面，否则应采取增压措施。滑油箱和安装支架要安装缓冲垫。

　　5.8.3 进气系统改装

　　若对发动机进气系统进行改装，则至少满足以下要求：

　　a) 进气系统应使发动机的进气损失减到最小，并有足够的强度和刚度;

　　b) 防止金属零件或紧固件松脱，并能防止脱落零件进入发动机;

　　c) 进气口尽可能安装在较高位置，必要时加装防沙尘装置，以减少外来物吸入的危险;

　　d) 必要时应考虑防冰。

　　5.8.4 排气系统改装

　　若对发动机排气系统进行改装，则至少满足以下要求：

　　a) 排气装置结构更改满足发动机性能要求;

　　b) 排气装置的连接和支承应在热膨胀时不损坏发动机和排气系统;

　　c) 排气装置四周应有适当的间隙，考虑隔热和风冷却，以减少对附近结构的热影响;

　　d) 排气管喷口的安装位置需保证排气不能喷在无人机机体上。如果不能避免，应采取必要措施;

　　e) 应避免因管路封闭不严密或其他原因使燃油或滑油落入排气管表面而造成的着火隐患。

　　5.9 着陆装置

　　不建议改动，若确实需要，需评估改装后着陆装置的承载能力、刚度、强度， 评估刹车和防滑性能，完成相关动力实验。针对收放机构的改装还需分析改装后机构的可靠性并完成相关实验。

　　5.10 燃油系统

　　不建议改动，若换装发动机，注意与原型机燃油系统接口匹配。

　　5.11 滑油冷却系统

　　不建议改动，若对冷却系统进行改装设计，则应保证发动机在各种使用状态能正常工作。

　　5.12 液压系统

　　不建议改动，若确实需要，需评估改装后系统性能和安全性。

　　6 改装实施

　　6.1 基本操作

　　改装实施的基本操作至少满足以下要求：

　　a) 改装件的加工和安装应按照改装生产图样及相关文件进行;

　　b) 在机上工作，应及时清扫金属屑等杂物，做好多余物控制工作;

　　c) 系统部件装配与机体结构有铰制孔要求的，应在机上装配时进行;

　　d) 零件、组件机上装配前应先比试、协调，排除结构干涉等故障后，再进行装配;

　　e) 拧紧力矩应符合图样与技术文件的要求，有锁紧要求的按相关标准进行保险丝或其他方式锁紧。

　　6.2 成品装配

　　改装实施的成品装配至少满足以下要求：

　　a) 成品应按相关产品规范要求进行复验;

　　b) 成品装配要求具有计量特性的成品安装前应经过计量检定机构的检定合格，并在有效期内;

　　c) 成品安装按相关图样文件，并依据成品安装技术要求进行减振、搭接处理。

　　6.3 管路连接

　　改装实施的管路连接至少满足以下要求：

　　a) 按相关系统的安装图样及文件要求进行;

　　b) 管路拐弯半径、管路的固定点设置等应符合相关要求;

　　c) 若管路经过锐边处或热源处，应按要求使用防磨毡或耐高温套管包扎固定。

　　6.4 电气装配

　　6.4.1 电缆制作

　　电缆制作作至少满足以下要求：

　　a) 各规格线号的线头端子压接均要求抽样检查压接拉脱力及压接电阻;

　　b) 按线缆支架走向制作电缆束三维模型及电缆分叉图，在地面完成电缆制作后上机装配。

　　6.4.2 电缆铺设

　　电缆铺设至少满足以下要求：

　　a) 宜尽量将电源线束、电气控制线束、信号线束分开布置， 如无法分开，则考虑单独屏蔽隔离并做好屏蔽接地;

　　b) 小规格线缆应考虑做好外套防护;

　　c) 电缆与结构动部件保持足够距离，避免与螺钉头等转动件接触;

　　d) 电缆经过结构锐边处或热源处应进行保护;

　　e) 电缆应可靠固定;

　　f) 电缆布置完成后需经导通绝缘检查、搭接测量检查。

　　6.5 检查测试

　　6.5.1 常规结构检查测量

　　常规结构检查测量应至少包含：

　　a) 动部件传动、转动灵活性检查及运动干涉性检查;

　　b) 气密性试验应符合大气数据系统检查技术条件的要求;

　　c) 水平测量结果应符合水平测量技术条件的要求;

　　d) 全机拧紧力矩检查应符合相关图样要求并做拧紧标识;

　　e) 全机称重应符合全机称重技术要求。

　　6.5.2 常规电气检查测试

　　常规电气检查测试应至少包含：

　　a) 全机导通、绝缘检查应符合全机绝缘电阻测量和耐压试验的技术条件要求;

　　b) 全机搭铁测量检查应全机搭接技术条件的要求;

　　c) 全机通电检查应符合各系统通电检查技术条件的要求。

　　7 改装验证

　　7.1 验证目的

　　改装验证的目的主要包括：

　　a) 验证无人化改装后无人机性能是否满足技术指标和任务使用要求;

　　b) 验证改装后无人机所达到的极限与设计限制是否一致，以确认其是否可以安全使用;

　　c) 验证改装后无人机各系统之间的匹配性、适应性、可靠性、维修性、安全性是否满足设计要求。

　　7.2 试验内容

　　7.2.1 地面试验

　　地面试验至少包含以下项目：

　　a) 全系统地面联试;

　　b) 全机电磁兼容检查试验;

　　c) 全机地面结构模态测试测试;

　　d) 质量、质心惯量称量;

　　e) 飞行控制与管理系统半物理仿真实验;

　　f) 全机地面开车试验;

　　g) 地面滑行试验;

　　h) 其他试验。

　　7.2.2 飞行试验

　　飞行试验至少包含以下项目：

　　a) 首飞试验：验证改装无人机起飞、空中飞行和着陆过程;

　　b) 调试飞行试验：对改装无人机各系统参数进行调试;

　　c) 系统与分系统功能与性能飞行试验。