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国内外无人机适航标准对比总结

嘉峪检测网        2021-02-01 09:32

目前世界范围内无人机适航标准的发展参差不齐,同时因应用领域广泛,具体的适航性要求也不容易确定。本文对比总结了世界范围内主要组织机构或适航当局的无人机适航标准及环境适应性要求,并提出了可供国内无人机适航认证和环境适应性要求确定参考的方法和建议。

 

国内现行无人机标准和文件

 

国内现行的无人机标准有GJB 2347-1995 《无人机通用规范》、GB/T 35018-2018 《民用无人驾驶航空器系统分类及分级》、GJB 5433-2005《无人机系统通用要求》、GB/T 38058-2019 《民用多旋翼无人机系统试验方法》和CTSO-C213《无人机系统控制和其它安全关键通信空地链路无线电设备》等,近期提出了《民用无人机生产制造管理办法(征求意见稿)》。国内目前对轻型无人机适航性认证还没有明确的规定。中国民航总局颁布了《民用无人机空中交通管理办法》,《民用无人机适航管理工作会议纪要》,《民用无人驾驶航空器系统驾驶员管理暂行规定》,《使用民用无人机驾驶航空器系统开展通用航空经营活动管理暂行办法》和《民用航空飞行标准管理条例》等多份适航性方面的文件,对于轻小型无人机系统的适航性具体要求和验证方法没有提出明确的要求。

 

国外无人机适航标准

 

目前国外无人机无论是技术能力还是适航标准对比国内都具有相当的优势。其中北大西洋公约组织是一个地区性的军事性组织,它担负着防御任务,定期进行武器装备的应用性研宄和有关标准的发布,其于先后发布了NATOSTANAG 4671,NATO STANAG 4703《轻型无人机系统适航性要求》。

 

本文以NATO4671和NATO4703为主要分析对象,结合相关标准如RTCA-DO160G等,介绍国外无人机适航标准的制定情况,以及在环境适应性方面的要求和应用。

 

01、NATO STANAG 4671

 

NATO STANAG 4671针对重量在150kg-20000kg之间的固定翼无人飞机系统,综合考虑北约无人机系统研发和使用等特点,其广泛参考了英国国防部国防标准00-970第9部《无人机系统设计和适航要求》(DEFSRTAN0O-970 Part9), FAA的特殊技术条件以及载人航空器安全性的要求,意大利民航局的《无人机适航要求》,澳大利亚民航局的《无人机设计标准》(CASA UA 25),以及欧洲空中航行安全组织(EUROCONTROL)的特种无人机研究报告等,在北约成员国内部广泛征集意见,以欧洲航空安全局《正常类、实用类、特技类和通勤类飞机适航规定》(Certification Specification 23, CS-23)为基础进行裁剪和增补,形成的北约首部无人机系统适航规范。

 

其结构见下表。A-G部分直接来自CS-23。虽然H和I遵循CS-23的格式,但它们是USAR独有的。X标志的部分为不适用。

 

表1 NATO 4671结构

国内外无人机适航标准对比总结

NATO STANAG 4671 包括总则、无人机飞行、无人机结构、无人机的设计与建造、无人机动力系统、成品设备、使用限制和信息、无人机操纵工作站、指令及控制数据链通信系统。内容上覆盖了对无人机及无人机系统的功能要求,和部分性能要求。在USAR.45 General环境适应性方面提及了温度要求和湿度要求等,温度要求不低于30℃,耐湿不能低于80%。也涉及了电磁兼容性、防火、耐燃等要求,但是相对分散,没有做出完整性的系统的环境适应性要求。

 

02、NATO STANAG 4703

 

NATO STANAG 4703《轻型无人机系统适航性要求》沿用了FAR 23《正常类、实用类、特技类和通勤类飞机适航规定》的结构框架。考虑到轻型无人机系统的研发以及使用操作等特点,参考引用了英国国防部发布的DEF STAN 00-56部《防御系统安全管理要求》,NATO STANAG 4703《无人机系统适航性要求》,欧洲航空安全局颁布的CS-22部第一修正案《滑翔机和带动力滑翔机取证规范》和CS-VLA部《超轻飞行器取证规范》,美国材料与试验协会颁布的ASTM F2245-06《轻型运动飞机设计与性能标准规范》等规范中的有关条例。

 

NATOSTANAG 4703主要面向最大起飞重量在150kg以下或撞击能量在66J以上的在非隔离空域活动的固定翼无人机系统,补充和完善了北约无人机系统适航性体系,使北约在轻型和大中型无人机系统适航方面建立了比较完整的规范体系,从而提升了无人机系统的安全性,促进了无人机系统的发展,为无人机制造设计商提供了相应的验证条款和设计规范。

 

NATOSTANAG 4703审查表格包括:适航审查最低需求、详细要求条款、取证方式。

 

审查内容包括:系统完整性:结构和材料、推进系统、系统和设备、无人机持续适航性,系统运行适航性、组织审查等。这对于国内制定无人机适航性要求具有重要参考意义。

 

NATO STANAG 4703对于轻小型无人机系统的活动空域、空中交通管理、环境适应性、飞行规则等方面并未做出固定要求。而这些也是无人机适航的重要组成部分。

 

03、无人机适航要求的借鉴意义

 

一般适航的要求会规定飞机的性能要求、功能要求、安全可靠性要求、噪声要求等技术性要求。这里由于当前国内的无人机适航审査准则还在编制中,所以本文建议在无人机适航审定要求确定时,可以借鉴这些些规章标准,包括CCAR23, FAA 23部以及NATO STANAG 4671;尤其是NATO STANAG 4671、SAE ARP 4754A标准,以及民航适航要求。

 

04、无人机系统安全性认证流程

 

ARP4761对民航安全性评估提出了审查流程,下图所示的流程设计有效的指导了民航飞机设备的研发。根据作者参与民航产品设计的经验,此流程可以合理裁剪,以对设备本身的安全性和对周围环境人员安全性为目标,从NATO4761 4673中选择推荐适航认证的分设备或分系统进行应用。

国内外无人机适航标准对比总结

引用本文:

公杰,彭鹏. 无人机适航认证与环境适应性研究[J].环境技术,2020,(S1):20-25.

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来源:环境技术核心期刊