GBT 42856-2023 民用大中型无人直升机系统飞行性能飞行试验要求

CCSV37民用大中型无人直升机系统飞行性能飞行试验要求2023-08-06发布2024-03-01实施国家市场监督管理总局 I 2规范性引用文件 3术语和定义 4一般要求 4.1试飞条件 14.2试飞对象 4.3试飞测试和测试改装 24.4试飞数据处理 25详细要求 25.1静压和空速测量系统校准 25.2发动机装机功率损失 35.3起飞 5.4斜爬升 4 5.6悬停和垂直爬升 65.7着陆 85.9极限高度-速度包线 95.10不可超越速度 5.11续航 6试飞报告 I本文件按照GB/T1.1—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。本文件由全国航空器标准化技术委员会(SAC/TC435)提出并归口。本文件起草单位：中国飞行试验研究院、中国航空综合技术研究所、中国直升机设计研究所、西安爱生技术集团有限公司、国网山东省电力公司、国网智能科技股份有限公司。1民用大中型无人直升机系统飞行性能飞行试验要求1范围本文件规定了民用大中型无人直升机系统飞行性能飞行试验的内容、目的、条件、实施、数据处理和结果评定等要求。本文件适用于最大起飞重量不小于150kg,以燃油或电池作为动力能源的民用无人直升机系统飞行性能试飞，其他类型的无人直升机试飞可参考使用。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(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T38152无人驾驶航空器系统术语3术语和定义GB/T38152界定的术语和定义适用于本文件。4一般要求4.1试飞条件试飞的场地条件(海拔高度、跑道或起降区的尺寸和表面材质等)和大气条件(大气温度、大气压力、大气湿度和结冰等)应符合型号技术要求中的相关规定。4.2试飞对象试飞对象(被试无人直升机系统)的技术状态应符合型号技术要求。除非有特殊规定，试飞对象还应符合4.2.2和4.2.3的要求。装机发动机的性能应不低于该型发动机的最低保证性能，试飞期间应按照发动机使用维护要求进行保证功率检查。若采用关闭动力装置、置慢车或使用部分功率等方式模拟动力失效，则应证明模拟方式与真实动力2失效之间在输出功率和失效后动态响应方面的一致性。4.2.3飞行控制与管理系统试飞中采用的控制模式应满足具体科目要求，试飞不应超出速度、高度、爬升率等飞行参数的限制。4.3试飞测试和测试改装试飞测试和测试改装的要求包括：a)应根据飞行性能的试飞需求进行试飞测试设计，内容包括但不限于测试设备的种类、数量、精b)应进行测试设备的检验、维护和校准，测试设备的技术状态应受控；c)测试改装不应改变无人直升机系统的气动特性，不应影响无人直升机系统的正常工作，不应危及地面人员的安全；d)应对测试改装的有效性和安全性进行确认。4.4试飞数据处理试飞数据处理的要求包括：a)应根据型号技术要求中规定的飞行重量、旋翼转速、大气环境等条件对试飞数据进行标准状态换算，给出换算后的试飞结果；b)应通过在发动机最低保证性能的基础上扣除装机功率损失的方法来确定发动机不同功率状态下的可用功率；c)对于使用膜盒式静压和空速测量系统的无人直升机系统，应通过试飞校准确定气压高度和空速的位置误差修正量，并将其用于飞行性能试飞的数据处理；d)对于旋翼转速可调的无人直升机系统，应以相关技术要求中明确的旋翼转速作为标准旋翼转速进行数据处理，若无明确要求，可将实际使用值作为标准旋翼转速进行数据处理，应在试飞报告中予以说明。5详细要求5.1静压和空速测量系统校准5.1.1试飞目的验证静压和空速测量系统的位置误差修正量。本科目的试飞条件包括：a)应在稳定的风速、风向条件下实施；b)风速不宜大于3m/s。本科目试飞的测试参数应至少包括：a)飞行状态参数：气压高度和空速；b)飞行环境参数：大气温度、大气压力c)现场记录参数：起飞重量、起飞重心和试验机构型。35.1.4试飞实施要求本科目试飞的实施要求包括：a)应按照型号技术要求中规定的条件确定重量-重心组合；b)静压测量系统校准试飞的高度范围应涵盖试飞对象的高度包线；c)空速测量系统校准试飞的速度范围应涵盖试飞对象的前飞速度包线；d)空速测量系统校准试飞应在平飞、斜爬升、动力下降和自转下滑等不同飞行状态下开展。本科目试飞应给出以下结果：气压高度和空速的位置误差修正量，评定其是否符合型号技术要求。5.2发动机装机功率损失5.2.1试飞目的验证发动机装机后的功率损失量值。本科目的试飞条件包括：a)应在稳定的风速、风向条件下实施；b)大气条件应符合型号相关技术要求。本科目试飞的测试参数应至少包括：b)动力装置参数：发动机工作状态参数；d)现场记录参数：起飞重量、起飞重心和试验机构型。5.2.4试飞实施要求本科目试飞的实施要求包括：a)应涵盖被试对象典型的稳态飞行状态；b)应涵盖发动机最大连续功率和起飞功率等典型功率状态；c)应涵盖高度包线和速度包线等飞行包线。本科目试飞应给出以下结果：发动机装机功率损失的量值及其随飞行状态、功率状态的变化结果，评定其是否符合型号技术要求。5.3起飞验证无人直升机系统不同控制模式和动力装置不同工作状态下的起飞性能。本科目试飞的条件包括：4a)应在稳定的风速、风向条件下实施；b)风速不宜大于3m/s;c)试飞场地条件和大气条件应符合型号技术要求。本科目试飞的测试参数应至少包括：b)动力装置参数：发动机或电池的工作状态参数、发动机油耗；c)飞行控制参数：操纵量或变距量、飞行控制与管理系统工作状态参数；5.3.4试飞实施要求本科目试飞的实施包括以下要求。a)应按照以下步骤实施：1)全部动力工作状态起飞：按照设定的起飞轨迹进行全部动力工作状态的正常起飞；2)动力失效状态起飞：在正常起飞轨迹上选择某一点作为模拟动力失效点，在该点模拟部分动力或全部动力失效，达到动作要求后改出模拟状态，改变模拟动力失效点重复试飞直至达到规定限制。b)应按照型号技术要求确定动力装置的工作状态(全部动力工作、部分动力失效或全部动力失效)开展试飞。c)应涵盖型号技术要求中规定的重量-高度-温度包线，并按照相关要求确定重量-重心组合。d)当有明确的高海拔场地使用要求时，应进行高海拔场地的试飞。e)应涵盖起飞阶段所有适用的控制模式，对于人工遥控控制模式，试飞应涵盖地面操控员的最大目视作用距离。f)进行部分动力失效或全部动力失效的试飞时，模拟动力失效点应覆盖正常起飞轨迹。g)模拟部分动力失效时，剩余动力装置的功率状态应符合型号相关技术要求。h)应遵循循序渐进的原则，逐步向边界推进。本科目试飞应给出以下结果：a)受动力装置、传动系统、旋翼系统、起落装置和飞行控制与管理系统等因素限制的重量-高度-温度包线、起飞距离等结果，评定其是否符合型号技术要求；b)无人直升机系统飞行状态参数、动力装置参数、飞行控制参数等测试参数的时间历程结果，评定其是否符合型号相关技术要求或是否满足安全飞行的要求。5.4.1试飞目的验证无人直升机系统的最大斜爬升率、有利爬升速度和使用升限。本科目的试飞条件包括：5a)应在稳定的风速、风向条件下实施；b)大气条件应符合型号相关技术要求。本科目试飞的测试参数应至少包括：b)动力装置参数：发动机或电池的工作状态参数、发动机油耗；c)飞行控制参数：操纵量或变距量、飞行控制与管理系统工作状态参数；5.4.4试飞实施要求本科目试飞的实施包括以下要求。a)应按照以下步骤实施：1)最大斜爬升率和有利爬升速度试飞：在设定的高度范围内，以不同的速度-爬升率(或速度-功率)组合进行稳定斜爬升直至达到规定限制；2)使用升限试飞：以不同高度对应的有利爬升速度-最大斜爬升率(或有利爬升速度-功率)组合进行连续爬升直至达到规定限制。b)应按照型号技术要求中规定的条件确定重量-重心组合。c)应涵盖型号技术要求中规定的高度范围和爬升速度。d)动力装置功率状态应符合型号相关技术要求。e)应涵盖型号技术要求中规定的控制模式。本科目试飞应给出以下结果：a)斜爬升率随速度、高度、飞行重量、功率等的变化结果；b)受动力装置、传动系统和飞行控制与管理系统等因素限制的最大斜爬升率和使用升限，评定其是否符合型号相关技术要求。5.5.1试飞目的验证无人直升机系统自转进入、自转下滑和自转着陆的性能。本科目试飞的条件包括：a)应在稳定的风速、风向条件下实施；b)试飞场地条件和大气条件应符合型号相关技术要求。本科目试飞的测试参数应至少包括：b)动力装置参数：发动机或电池的工作状态参数、发动机油耗；6c)飞行控制参数：操纵量或变距量、飞行控制与管理系统工作状态参数；5.5.4试飞实施要求本科目试飞的实施包括以下要求。a)应按照以下步骤实施：1)自转进入试飞：选择某一飞行状态作为模拟动力失效点，在该点模拟全部动力失效进入自转，达到动作要求后改出模拟状态，改变模拟动力失效点的飞行状态重复试飞直至达到规定限制；2)自转下滑试飞：选择某一初始飞行状态进入自转，以设定的速度-旋翼转速组合进行稳定自转下滑，达到动作要求后改出模拟状态，改变速度-旋翼转速组合重复试飞直至达到规3)自转着陆试飞：选择某一初始飞行状态进入自转，以设定的速度-旋翼转速组合(宜采用自转下滑试飞中确定的最小下降率或最大下滑距离对应的速度-旋翼转速组合)进行稳定自转下滑，使用规定的控制模式进行消速、拉平并实施自转着陆。b)应按照型号技术要求中规定的条件确定重量-重心组合。c)应按照型号技术要求选择自转进入、自转下滑和自转着陆的全部或部分内容开展试飞。d)自转进入试飞应在不同初始飞行状态下开展。e)自转下滑试飞的速度-旋翼转速组合应涵盖型号技术要求中规定的速度或旋翼转速。f)应涵盖型号技术要求中规定的控制模式。本科目试飞应给出以下结果：a)飞行状态参数、飞行控制参数等测试参数的时间历程结果，评定其是否符合型号相关技术要求或是否满足安全飞行的要求；b)自转下降率、下滑距离、下滑角随速度、旋翼转速、高度和飞行重量的变化结果，评定最小下降率、最佳下滑角是否符合型号技术要求。5.6悬停和垂直爬升5.6.1试飞目的验证无人直升机系统的悬停性能和垂直爬升性能。本科目试飞的条件包括：a)应在稳定的风速、风向条件下实施；b)风速不宜大于3m/s;c)试飞场地条件和大气条件应符合型号技术要求。本科目试飞的测试参数应至少包括：7b)动力装置参数：发动机或电池的工作状态参数和发动机油耗；c)飞行控制参数：操纵量或变距量和飞行控制与管理系统工作状态参数；e)现场记录参数：起飞重量、起飞重心和试验机构型。5.6.4试飞实施要求本科目试飞的实施要求包括：a)应按照型号技术要求中规定的条件确定重量-重心组合，应涵盖最大起飞重量；b)应在不同的飞行重量、大气温度条件下进行悬停和垂直爬升性能试飞；c)当有明确的高海拔场地使用要求时，应进行高海拔场地的试飞；d)悬停性能试飞的离地高度范围应涵盖起降轨迹上设定的悬停高度，垂直爬升性能试飞的垂直爬升率范围应涵盖起飞轨迹上设定的垂直爬升率；e)动力装置功率状态应符合型号技术要求；f)应涵盖型号技术要求中规定的控制模式。本科目试飞应给出以下结果：a)悬停性能和垂直爬升性能随飞行重量、大气温度和气压高度等的变化结果；b)受动力装置、传动系统和飞行控制与管理系统等因素限制的静升限和最大垂直爬升率，评定其是否符合型号技术要求或是否满足安全飞行的要求。验证无人直升机系统不同控制模式和动力装置不同工作状态下的着陆性能。本科目试飞的条件包括：a)应在稳定的风速、风向条件下实施；b)风速不宜大于3m/s;c)试飞场地条件和大气条件应符合型号技术要求。本科目试飞的测试参数应至少包括：b)动力装置参数：发动机或电池的工作状态参数和发动机油耗；c)飞行控制参数：操纵量或变距量、飞行控制与管理系统工作状态参数：e)现场记录参数：起飞重量、起飞重心和试验机构型。5.7.4试飞实施要求本科目试飞的实施包括以下要求。a)应按照以下步骤实施：81)全部动力工作状态着陆：按照设定的着陆轨迹进行全部动力工作状态的正常着陆；2)动力失效状态着陆：在正常着陆轨迹上选择某一点作为模拟动力失效点，在该点模拟部分动力或全部动力失效，达到动作要求后改出模拟状态，改变模拟动力失效点重复试飞直至达到规定限制。b)应按照型号技术要求确定动力装置的工作状态(全部动力工作、部分动力失效或全部动力失效)开展试飞。c)应涵盖型号技术要求中规定的重量-高度-温度包线，并按照相关要求确定重量-重心组合。d)当有明确的高海拔场地使用要求时，应进行高海拔场地的试飞。e)应涵盖着陆阶段所有适用的控制模式，对于人工遥控控制模式，试飞应涵盖地面操控员的最大目视作用距离。f)进行部分动力失效或全部动力失效的试飞时，模拟动力失效点应覆盖正常着陆轨迹。g)模拟部分动力失效时，剩余动力装置的功率状态应符合型号相关技术要求。h)应遵循循序渐进的原则，逐步向边界推进。本科目试飞应给出以下结果：a)受动力装置、传动系统、旋翼系统、起落装置和飞行控制与管理系统等因素限制的重量-高度-温度包线、着陆距离等结果，评定其是否符合型号相关技术要求；b)无人直升机系统飞行状态参数、动力装置参数、飞行控制参数等测试参数的时间历程结果，评定其是否符合型号相关技术要求或是否满足安全飞行的要求。5.8.1试飞目的验证无人直升机系统在指定重量、高度和大气条件下的平飞性能。本科目的试飞条件包括：a)应在稳定的风速、风向条件下实施；b)大气条件应符合型号技术要求。5.8.3测试参数本科目试飞的测试参数应至少包括：b)动力装置参数：发动机或电池的工作状态参数和发动机油耗；c)飞行控制参数：操纵量或变距量、飞行控制与管理系统工作状态参数；e)现场记录参数：起飞重量、起飞重心和试验机构型。5.8.4试飞实施要求本科目试飞的实施要求包括：a)应按照以下步骤实施：以设定的试验高度-速度组合进行稳定平飞，改变高度-速度组合重复试飞直至达到规定限制；9b)应按照型号技术要求中规定的条件确定重量-重心组合；c)应涵盖型号技术要求中规定的重量、高度、大气温度和旋翼转速等条件；d)动力装置功率状态应符合型号相关技术要求；e)应涵盖型号技术要求中规定的控制模式；f)应遵循循序渐进的原则，逐步向边界推进。本科目试飞应给出以下结果：a)平飞性能随飞行重量、高度和大气条件等的变化结果；b)受无人直升机系统平台结构、气动特性、动力装置、传动系统和飞行控制与管理系统等因素限制的最大平飞速度、最大巡航速度等结果，评定其是否符合型号相关技术要求。5.9极限高度-速度包线5.9.1试飞目的验证无人直升机系统的极限高度-速度包线。本科目试飞的条件包括：a)应在稳定的风速、风向条件下实施；b)风速不宜大于3m/s;c)试飞场地条件和大气条件应符合型号技术要求。本科目试飞的测试参数应至少包括：b)动力装置参数：发动机或电池的工作状态参数和发动机油耗；c)飞行控制参数：操纵量或变距量、飞行控制与管理系统工作状态参数；e)现场记录参数：起飞重量、起飞重心和试验机构型。5.9.4试飞实施要求本科目试飞的实施包括以下要求。a)应按照以下步骤实施：1)根据理论预估结果选择某一初始的高度-速度组合状态作为模拟动力失效点，在该点模拟全部动力或部分动力失效，达到动作要求后改出模拟状态；2)交替改变模拟动力失效点的高度或速度重复试飞直至达到规定限制。b)应按照型号技术要求确定动力装置的工作状态(部分动力失效或全部动力失效)开展试飞。c)应涵盖型号技术要求中规定的重量-高度-温度包线范围，并按照相关要求确定重量-重心组合。d)当有明确的高海拔场地使用要求时，应进行高海拔场地的试飞。e)应涵盖无人直升机系统起降飞行阶段所有适用的控制模式。f)模拟部分动力失效时，剩余动力装置的功率状态应符合型号技术要求。g)应遵循循序渐进的原则，逐步向边界推进。本科目试飞应给出以下结果：受动力装置、传动系统、旋翼系统、起落装置和飞行控制与管理系统等因素限制的极限高度-速度包线，评定其是否符合型号相关技术要求或是否满足安全飞行的要求。5.10不可超越速度5.10.1试飞目的验证无人直升机系统的有动力和无动力不可超越速度。本科目试飞的条件包括：a)应在稳定的风速、风向条件下实施；b)大气条件应符合型号技术要求。本科目试飞的测试参数应至少包括：b)动力装置参数：发动机或电池的工作状态参数和发动机油耗；c)飞行控制参数：操纵量或变距量、飞行控制与管理系统工作状态参数；e)现场记录参数：起飞重量、起飞重心和试验机构型。5.10.4试飞实施要求本科目试飞的实施要求包括：a)应按照以下步骤实施：设定目标状态的速度、高度、旋翼转速、功率等组合参数，无人直升机系统从初始配平状态开始机动飞行直至达到目标状态，改变目标状态组合中的一个或多个参数重复试飞直至达到规定限制；b)应按照型号技术