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【摩尔测试】无人机地面环境适应性试验探讨(四)-低气压试验

无人机在飞行过程中,在经受温度、湿度、振动等环境影响的同时,必然也会受到大气压力变化的影响。而大气压力只要取决于海拔高度,随着高度增加,大气压力逐渐降低,大气逐渐变得稀薄,高度接近5500m处时,大气压降低到海平面标准大气压的一半。目前,民用无人机的飞行高度大约在500m~6000m,而军用无人机飞行高度大约为12000m以上,因此,气压的降低势必对无人机产生影响。

低气压环境对无人机参数的主要影响有:

① 无人机因热传导降低而发生过热;

② 无人机内的密封电子元器件变形、破损或破裂、漏液;

③ 无人机转子的润滑剂蒸发;

④ 无人机内部电路发生电弧或电晕放电现象造成无人机失灵或工作不稳定。

因此,无人机在进行地面环境适应性试验时,低气压(高度)试验也是必不可少的一个试验项目。

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图1  咖啡条在高原发生“涨袋”现象

无人机所经历的气压变化剖面主要有:

① 在高原地区贮存所经历的低气压环境;

② 在运输和执行任务时,经历的气压变化。

1、各种试验标准及程序

目前,在制定的无人机地面环境试验标准中,民用无人机推荐的低气压(高度)试验标准主要为GB/T2423.21、25~27,民用无人机企业可以根据自身产品的特点,选择上述适合的标准进行低气压试验。

军用无人机推荐的低气压(高度)试验参考标准为GJB150.2A-2009、GJB150.2-1986和GJB 1621.7A-2006,其中,GJB150.2的低气压试验程序有4个,分别为:程序I-贮存/空运、程序II-工作/机外挂飞、程序III-贮存快速减压、程序IV-爆炸减压,根据军用无人机的寿命剖面,适合军用无人机的低气压(高度)试验为程序I和程序II。

在GJB 1621.7A中,共有三种试验程序,分别为:低气压(贮存/工作)、快速减压和温度/低气压,同理,适合军用无人机的试验程序为低气压(贮存/工作)和温度/低气压。

而在RTCA/DO-160G中,推荐的机载设备进行低气压试验共有三个:高度试验、减压试验和过压试验,其中RTCA/DO-160G减压试验与GJB150.2的程序III-贮存快速减压类似(只是试验条件不同而已)。

2、缺陷分析

根据上述标准分析可知,上述标准存在如下的缺陷:

① GB/T2423.21、25~27这4个标准中,其推荐低气压(高度)试验的温度、气压和持续时间的优选组合不能全面覆盖民用无人机所经历的低气压环境;

② GJB150.2和GJB 1621.7A,只是单纯的进行了低气压(高度)试验,而根据实际情况,低气压环境通常是伴随着温度变化;

③ RTCA/DO-160G推荐的高度试验也要求在环境温度下进行高度试验,这也与实际无人机所经历的低气压环境不一致。

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图2  无人机执行飞行任务

3、摩尔实验室推荐剖面

因此,我国无人机环境适应性试验中,低气压(高度)试验也应在充分考虑无人机的寿命剖面下重新制定,以便能真正考核无人机对低气压(高度)的耐受能力。摩尔实验室根据多年对行业标准的理解,建议无人机制造厂家采用如下图所示的低气压(高度)试验剖面。

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图3  摩尔实验室推荐无人机低气压(高度)-低温试验剖面

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图4  摩尔实验室推荐无人机低气压(高度)-高温试验剖面

备注:

① 在整个试验过程中,无人机应最大负荷工作;

② T0~T1和T6~T7为升/降温过程,升降温速率≤3℃/min;

③ T1~T2为温度稳定时间,用户可以选择在此时间内进行性能测试;

④ T2~T3和T5~T6为升/降压过程,升/降压速率为10kPa/min;

⑤ T3~T4为气压稳定时间;

⑥ T4~T5为无人机性能测试时间。

(未完待续)

参考标准:

① GB/T 2423.21-2008 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验M:低气压试验方法

② GB/T 2423.25-2008 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验Z/AM:低温/低气压综合试验

③ GB/T 2423.26-2008 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验Z/BM:高温/低气压综合试验

④ GB/T2423.27-2005 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验Z/AMD:低温/低气压/湿热连续综合试验

⑤ GJB150.2-86  军用设备环境试验方法 低气压(高度)试验

⑥ GJB 150.2A-2009 军用装备实验室环境试验方法 第2部分:低气压(高度)试验

⑦ GJB 1621.7A-2006 技术侦察装备通用技术要求 第7部分:环境适应性要求和试验方法

⑧ RTCA/DO-160G Environmental Conditions and Test Procedure for Airborne Equipment

 

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