无人机可靠性测试必要性分析和主要测试项目-讯科检测
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影响无人机可靠性的环境因素
1、降雨
比起有人驾驶飞机来,多数无人机较易受降雨的影响。这主要有三个原因
(1)多数无人机尺寸相对较小
(2)它们多利用木制螺旋桨
(3)较少注意防水密封。
2、结冰
另一个影响可靠性的环境因素就是结冰,这种危害即使在晴好天气也可能发生。机翼结冰对飞机飞行危害*大。一旦在机翼上形成结冰,随后便会在控制面上结冰。积冰破坏了机翼流线外形,对飞机操纵性产生不利影响。当较大的积冰脱落时,会对螺旋桨造成危害。积冰达到一定限度,就会超过飞行控制系统的调控极限,从而破坏控制面铰链的运动,极大地影响机翼外形和无人机操纵性。致使无人机进入失速状态,直至坠毁。
3、风
相比较有人机,风在总体上对无人机、尤其是小型无人机造成的影响也较大。这主要是由于它们的设计(比如操纵面面积、作动器响应频率、飞行速度等)造成对环境(比如阵风、翼载等)响应不够理想。这些影响因素中,一部分是小型无人机无法克服的,另一部分是设计者没有将可靠性设计到系统中去。
高的风速不但影响无人机的起飞和着陆,而且在飞行过程中易形成紊流。多数无人机,比起有人机来尺寸较小,飞行速度较低,更易受到紊流的影响。尺寸越小,受干扰程度就越大。
4、雷诺数
雷诺数是流体力学中表征粘性影响的相似准则数。 无人机越小,其操纵面就相对较大,因为在不利坏境下要加强它们的操纵性。由于操纵面的操控要求随雷诺数的不同而不同,所以,雷诺数是另一个值得考虑的外部因素。
无人机的可靠性设计
无人机开发商,一般比较注重产品寿命周期的采办阶段。实际上,对于无人机的可靠性,应贯穿于其寿命周期的各个阶段。从确定无人机的需求开始,经过概念设计、初步设计和详细设计阶段,一直到无人机的使用和退役,都与可靠性密切相关。大量的实践说明,一个可靠的无人机系统不但要注重其系统性能,而且在概念设计阶段就要注意可靠性、维修性的设计。
如果在无人机设计阶段,以牺牲其可靠性为代价,片面追求性能要求,就会导致无人机在外场使用中的许多问题,如任务成功率低、维修资源利用率高等。尽管一些方法(如失效模式与影响分析、概率风险评估、质量功能展开等)可用来解决这些问题,但如果在无人机寿命周期的早期运用这些工具,效果会更好。从飞行控制软件的开发上可清楚地印证这一点。在寿命周期内,软件错误出现的越早,纠正措施所需的代价就越低。
为在控制成本的同时达到提高可靠性目的,以下原则在设计所有无人机子系统时必须予以考虑:
1.运用系统工程与设计实践标准进行设计
2.设计力求简单
3.加强预先诊断能力设计
4.确保材料和零件的可互换性
5.考虑人为因素(在制造、操作和维护中)对无人机的敏感性
6.基于故障模式与影响分析,运用冗余设计和故障安全保护设计手段
7.可生产性设计
8.优先使用已得到验证的材料和零件
9.对材料和零件质量的维持和控制