ICS 49.020 V 04
HB 8732-2023
轻小型固定翼无人机系统地面滑行
试验方法
Test method for ground taxiing of lightweight and small fixed-wing UAS
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：海鹰航空通用装备有限责任公司、中国航空综合技术研究所、中国航天科工集团第三研究院第三一〇研究所、北京振兴计量测试研究所、北京星航机电装备有限公司、爱生无人机试验测试靖边有限公司、中国飞行试验研究院、中航贵州飞机有限责任公司、安徽羲禾航空科技有限公司。
本文件主要起草人：王文强、舒振杰、彭程、胡应东、陈晨、唐瑭、贺赟晨、周志刚、赵博、屈文卿、安然、潘计辉、张泽京、刘传超、王久元、王艳平。
轻小型固定翼无人机系统地面滑行试验方法
1 范围
本文件规定了轻小型固定翼无人机系统地面滑行试验试验目的、一般要求、试验项目与程序、试验暂停或中断、试验结果分析等内容。
本文件适用于最大起飞重量为0.25kg～150kg 采用轮式起降方式的无人机(以下简称“无人机”)地面滑行试验的设计及实施。其他无人机系统的地面滑行试验可参照执行。
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(包括所有的修订版)适用于本文件。
HB 7260 科研试飞场务保障要求
3 术语和定义
无
4 试验目的
滑行试验的目的是考核无人机系统地面操控的功能及性能是否满足首飞的要求，具体试验目的如下：
a) 验证无人机地面滑行中的加减速能力;
b) 验证无人机不同滑行速度下的纠偏控制能力和减摆性能，验证纠偏控制参数;
c) 验证无人机的停机刹车能力(动力装置工作条件下)、正常刹车、差动刹车和应急刹车能力， 验证刹车控制参数;
d) 验证无人机起落架地面滑行稳定性和缓冲性能;
e) 验证无人机在高速滑行时的抬前轮/尾轮操纵能力;
f) 验证无人机在滑行振动条件下的结构、电缆连接和设备安装的稳固性;
g) 检查滑行过程中无人机、通信数据链和地面控制站各分系统的工作正确性和协调性。
5 一般要求
5.1 参试产品技术准备
5.1.1 齐套性
地面滑行试验所需的无人机系统、陪试设备、试验设备、计量设备、工装、电缆等应配套齐全。
5.1.2 被试设备状态
被试设备在技术准备阶段应满足：
a) 无人机系统地面滑行试验的技术状态的要求;
b) 软件完成相应的测试要求;
c) 动力装置完成装机后工作测试;
d) 地面滑行试验前应完成无人机系统联调试验。
5.1.3 陪试设备状态
陪试设备应完好可用。
5.1.4 计量设备
计量设备在技术准备阶段应满足：
a) 精度需满足试验测量精度需求;
b) 经计量检定机构的检定合格，并在有效期内。
5.2 参试人员
参试人员应具备相应岗位的能力，分工明确，职责到位。
5.3 试验文件
5.3.1 试验大纲
应编制试验大纲，试验大纲应经评审并按规定批准后下发执行。滑行试验大纲一般包括但不限于的主要内容参见附录 A。
5.3.2 实施方案
根据确定的试验大纲内容和要求，制定详细的滑行试验实施方案，其一般包括但不限于的主要内容参见附录 B。
5.3.3 安全性分析及应急预案
根据确定的试验大纲内容和要求，开展试验安全性分析，并制定详细的滑行试验应急预案。本部分也可与试验大纲合并编制。其一般包括但不限于的主要内容参见附录 C。
上述应急情况应给出明确判据，并制定相应的应急处置程序。
5.4 试验场地及环境
5.4.1 测试场地
测试场地面积应满足无人机测试需求，同时应满足无人机用电、照明、接地等保障条件要求。
5.4.2 滑行道面
滑行道面应符合无人机设计规范使用要求。
5.4.3 场务保障
试验场地应符合 HB 7260 要求，具备必要的场务保障能力，试验期间保证道面条件、人员清场，消防就位等。
5.4.4 数据链系统环境
试验时，控制站与无人机之间应无明显遮挡物，数据链通讯畅通。
5.4.5 导航系统环境
采用卫星导航定位时，卫星信号应该满足设计规范要求，地面辅助定位设施定位精度应满足设计规范要求。
使用其他导航设备，如视觉导航设备等，应满足相应设备使用设计规范要求。
5.4.6 电磁环境
滑行试验前应确认无人机系统能兼容试验场地及其配套设施的电磁环境。
5.4.7 气象环境条件
无人机滑行试验实施时环境条件应满足设计规范要求。
目视滑行时，试验场地能见度应满足系统使用设计规范要求。
5.5 安控边界确认与中断条件
安控边界主要包括纵向边界与侧向边界，纵向安控边界需针对不同试验工况进行计算调整，侧向边界一般不超过滑行道面宽度 80%。在无人机超过预设滑行距离或预设侧向偏差时，应采取动力装置关车或调小工况，刹车抱死或气动操纵面减速等紧急处理措施。
5.6 无人机系统进场前评审
无人机在进场前完成全系统联试，相应的系统性能、功能经测试合格后， 应进行技术状态确认，确认后方可开展滑行试验。
5.7 技术准备工作
5.7.1 系统测试
无人机进场后应开展状态恢复、内外观检查、各分系统单元测试、系统流程测试等工作。确认各项状态、参数正确后方可参加后续试验。
5.7.2 控制极性验证
对无人机上各传感器系统、操纵舵面、转弯和差动刹车等进行极性验证。在出现相应方位、姿态或位置信息情况下，无人机应能够输出正确控制量及输出反馈量。
5.7.3 制动装置测试
对无人机制动装置进行测试，获取制动控制量对应输出减速力/力矩等(或参考刹车动力矩试验结果)。
5.7.4 动力装置测试
无人机流程测试及制动装置测试正常后，开展动力装置测试工作。测试时动力装置工况验证至滑行试验所需的最大工况。若只进行无动力滑行试验，可不进行动力装置测试。
5.7.5 数据链通信测试
滑行试验前开展通视性检查。检查机-站数据链应能全程覆盖无人机最大滑行区域， 保证无人机动态情况下链路通畅。
5.7.6 滑行道面或导引设备标定
采用地面辅助导引设备或滑行道面识别系统的无人机，均应对选用的滑行道面进行标定，用于滑行试验时将无人机对滑行道面识别结果进行记录，并应用至无人机控制系统。参考基准发生变化时， 应重
新进行滑行道面或导引设备标定，并更改后续滑行试验中装订滑行道面识别结果。
差分卫星定位等着陆引导设备标定精度，应能满足无人机起降要求。
5.7.7 安控边界验证
正式滑行试验前，应对试验所设定的安控条件及边界进行动态验证，此验证应选用低速、低风险工况进行开展。当无人机触发速度、位置、姿态等安控条件后，应能自主进入应急流程。
5.7.8 各岗位应急预案演练
结合各岗位职责、试验口令表等进行全流程口令操作的演练。试验口令操作演练应包含滑行试验应急预案演练。
5.8 滑行试验安排
5.8.1 技术准备流程
滑行试验技术准备流程应满足如下要求：
a) 道面检查;
b) 无人机及地面设备布置;
c) 各设备用电检查;
d) 被试设备和陪试设备(不含无人机)内外观检查和自检;
e) 无人机内外观检查;
f) 无人机燃油、滑油加注(无动力滑行试验视需要选择加注燃油)。
5.8.2 试验前准备
滑行试验前准备包括：
a) 按照 6.3 规定试验工况及主要试验内容通报全试验队;
b) 无人机、控制站等被试设备就位;
c) 各地面设备加电自检;
d) 完成地面设备与无人机连接(电缆等);
e) 摄影、摄像准备。
6 试验项目与程序
6.1 滑行试验流程
按图 1 所示流程组织有动力/无动力滑行试验。
注 1：有动力滑行试验采用动力装置起动加速方式实现，简称为有动力。
注 2：无动力滑行试验动力装置不起动由人力或牵引车牵引加速方式实现，简称为无动力。
6.2 滑行试验过程
滑行试验过程应满足如下要求：
a) 无人机完成滑行前供电检查，完成滑行航迹数据及参数装订;
b) 对重点滑行参数进行动态显示并实时监控。一般监控参数包括：无人机工作流程时序参数、滑行过程无人机动态响应相关参数、动力装置工作状态相关参数、起落架刹车和转弯相关参数;
c) 动力装置完成起动(适用于有动力试验);
d) 无人机滑行起动：有动力滑行试验中，人员撤离后，无人机松刹车，滑行起动;无动力滑行试
验中，无人机松刹车，采用人力或牵引机构牵引至滑跑设定最大速度;
e) 执行规定试验工况：有动力滑行试验中无人机执行动力装置调小工况或关车;无动力滑行试验中无人机与人力或牵引车分离，无人机自主滑行;
f) 无人机滑停，或刹车停机;
g) 根据情况重复上述 b)～f)过程;
h) 无人机断电。
图 1 滑行试验流程图
6.3 滑行试验工况
技术准备、环境状况等满足规定的试验条件要求后， 按照本标准 6.4 小节选取速度阶段，按照本标准 6.5 小节选取无人机状态，开展本标准 6.6 小节规定的试验科目。
滑行试验速度应由小到大逐级开展。每一阶段完成不同状态、不同速度所有试验后进入下一阶段。各速度阶段各无人机状态一般推荐开展的试验科目用★来表示，具体见表 1，其中无人机状态 1 应全面开展，无人机状态 2、3 等后续状态的低、中速阶段允许简化开展。
不同工况滑行长度(跑道长度使用需求)应在滑行试验前完成计算，并保留 1.2 倍及以上安全余量。中高速或复杂工况可滑行两次或两次以上，验证试验结果的一致性。
6.4 滑行试验速度
滑行试验按速度划分为低速、中速、高速三个阶段。低速滑行试验阶段可采用有动力加速和无动力牵引加速(动力装置不工作)两种方式实现。中速、高速滑行试验阶段宜有动力方式实现。
各速度阶段均可使用差动刹车纠偏;低、中速阶段使用转弯，高速阶段退出转弯控制，防止侧翻。
注：低速滑行一般取 10%～40%起飞离地速度;中速滑行一般取 40%～70%起飞离地速度;高速滑行一般取 70%~ 95%起飞离地速度。具体阶段划分速度区间，可按实际情况要求或特点调整。
表 1 滑行试验工况组合表
6.5 试验状态
根据试验需求进行无人机状态选择，无人机状态一般包括重量(最小着陆重量、最大起飞重量)、构型(按设计起飞和降落时使用要求的各种构型，无外挂、指定外挂)、动力装置状态(功率、油门等)、刹车量(设计值、调整值)等。
6.6 滑行试验科目
6.6.1 直线自由滑行试验
直线自由滑行试验通常采用的方法为：无人机加速后自由滑行减速，只进行纠偏控制，不进行刹车减速。低速阶段在开展直线自由滑行试验后再进行其他基准滑行科目。中速、高速滑行试验阶段中直线
自由滑行由于滑行道面长度限制，自由滑行一段距离后需进行刹车减速。
直线滑行试验中验证内容、无人机状态、数据分析内容和试验条件与方法见表 2。
表 2 直线滑行试验验证内容及方法
6.6.2 刹车减速滑行试验
刹车减速滑行试验一般方法：无人机加速后刹车减速滑行，刹车同时进行纠偏控制。中速、高速阶段在开展刹车减速滑行试验后再进行其他基准滑行科目。
刹车减速滑行试验中验证内容、无人机状态、数据分析内容和试验条件与方法见表 3。
表 3 刹车减速滑行试验验证内容及方法
表 3 刹车减速滑行试验验证内容及方法(续)
6.6.3 置偏纠偏滑行试验
置偏纠偏滑行试验一般方法：无人机加速后，指定无人机纠正一定量的侧向偏差。为验证无人机地面纠偏性能的验证科目，在低速阶段置偏纠偏滑行试验与自由滑行试验组合，在中速、高速阶段置偏纠偏滑行试验与刹车减速滑行试验结合。
置偏纠偏滑行试验中验证内容、无人机状态、数据分析内容和试验条件与方法见表 4。
表 4 置偏纠偏滑行试验验证内容及方法
6.6.4 抬前轮/尾轮滑行试验
抬前轮/尾轮滑行试验一般方法：加速至一定速度后，无人机偏转升降舵抬起前轮/尾轮滑行。为首飞前开展的高风险滑行科目，可辅助校核气动数据准确性，验证控制律设计合理性。抬前轮/尾轮时刻可选择在自由滑行段(无推力加速)或加速段开展。若选择在加速段开展抬前轮/尾轮应重点做好对应退出条件和安控策略，加速段开展时不宜开展持久两轮滑行试验。
抬前轮/尾轮滑行试验中验证内容、无人机状态、数据分析内容和试验条件与方法见表 5。
表 5 抬前轮/尾轮滑行试验验证内容及方法
抬前轮/尾轮速度如果偏离预测速度较大(即大于或小于预测速度较多)或升降舵偏与预测量差异较多，需根据滑行道面长度状况，调整气动构型、推力作用点和作用线、控制律参数或无人机重心等敏感参数，查明原因，确保无人机首飞的起飞安全。
6.7 试验重复验证要求
当无人机在某次试验中，因出现纠偏异常或超偏过大，需调整控制参数时，应降低滑行速度后重复试验(所选取无人机状态、工况可适当删减)。
抬前轮/尾轮滑行试验中，需按速度大小、升降舵偏大小循序渐进， 直至实现抬前轮/尾轮。实现抬前轮/尾轮或两轮稳定滑行后至少应重复一至两次，确认现象稳定可重复。
6.8 试验后工作
试验后工作主要包括：
a) 无人机外观检查;
b) 数据现场判读;
c) 检查无人机外观、滑行刹车痕迹、燃油及滑油消耗量等，检查正常后根据需要转入下次试验;
d) 完成当日所有科目后，无人机返回技术阵地;
e) 地面设备撤收;
f) 机组讲评。
7 试验暂停或中断
当发生下列情况时，应暂停或中断试验：
a) 危及试验人员或试验设施安全;
b) 试验产品出现影响试验的质量问题;
c) 不能按试验大纲要求完成试验的其他情况。
8 结果分析
8.1 数据测量
8.1.1 试验结束后应进行试验数据处理。
8.1.2 每次滑行试验数据应能由飞参数据、遥测数据获得或外部测量等方法获得，并进行数据记录用于开展试验结果评定。
8.1.3 主要测量项目包括最大速度、滑行距离、刹车距离、俯仰角、舵偏量、耗油量、最大侧偏量、最大偏航角、发动机档位或转速、刹车控制量等。
8.2 试验记录
对每架次滑行试验，试验后均应填写试验记录，内容主要包括：
a) 试验项目名称、编号(编号中应体现类别、速度、工况、日期、次数等);
b) 试验时间、地点;
c) 气象条件(包括天气、温度、相对湿度、风向、风速);
d) 被试无人机编号及技术状态;
e) 任务规划导航点;
f) 控制参数设置;
g) 安控条件;
h) 滑行试验完成结果;
i) 试验过程中出现的主要问题及解决措施;
j) 主要参试人员姓名、岗位;
k) 试验数据、影像记录等。
8.3 试验报告
滑行试验完成后，承担试验单位应编制试验总结报告。
无人机地面滑行性能结论应能符合试验大纲规定的评定标准要求。试验报告一般包括但不限于的主要内容见附录 D。
附录 A (资料性)
滑行试验大纲
滑行试验大纲的内容主要包括：
a) 试验大纲编制依据;
b) 试验目的;
c) 试验产品状态及要求;
d) 被试、陪试设备和计量设备;
e) 试验项目和方法;
f) 试验计划、工况架次;
g) 试验环境条件要求;
h) 场地保障要求;
i) 试验方案和步骤;
j) 配套设备名称、数量与技术状态;
k) 试验数据测量方法和测量要求;
l) 试验过程中的检查、修理和更改要求;
m) 试验评定标准;
n) 试验组织与分工;
o) 安全保障措施;
p) 质量保障措施;
q) 其他要求。
附录 B
(资料性)
滑行试验实施方案
滑行试验实施方案的内容主要包括：
a) 滑行试验的性质;
b) 滑行试验的组成或产品清单;
c) 试验准备;
d) 其他准备;
e) 滑行试验架次计划;
f) 架次滑行试验的内容与方法;
g) 试验数据获取、处理方法;
h) 试验的安全预案与应急措施;
i) 试验实施的职责与分工;
j) 附表(检查表、记录表、参数装订表、口令表、申请表等)。
附录 C
(资料性)
滑行试验安全性分析及应急预案执行表
C.1 滑行试验安全性分析及应急预案
滑行试验安全性分析及应急预案的内容主要包括：
a) 概述;
b) 安全性评价准则;
c) 滑行安全性分析;
d) 环境安全性分析;
e) 应急岗位职责;
f) 保证措施及应急预案;
g) 试验安全性综合评价;
h) 附表(危险等级划分表、应急预案执行表等)。
C.2 应急预案执行表
应急预案执行表主要分为以下三部分：
a) 动力装置起动前应急预案：主要包括无人机流程工作异常或外部紧急情况处理;
b) 动力装置起动过程中应急预案：重点考虑动力装置工作异常或外部紧急情况处理，异常情况下保护人员及产品安全;
c) 无人机滑行过程中应急预案：一般重点关注正常刹车失效、无人机滑行侧偏过大、无人机滑行航向角偏差过大、起落架出现摆振、动力装置工作异常等内容。
附录 D (资料性)试验报告
试验报告内容主要包括：
a) 试验概况;
b) 试验项目、步骤和方法;
c) 试验中出现的主要技术问题和处理情况汇总;
d) 试验数据与分析;
e) 试验结论;
f) 遗留问题和改进建议;
g) 试验过程影像记录等;
h) 试验数据记录分析表，见下表 D.1。
表 D.1 试验数据记录分析表(示例)
注：试验完成的评定依据为完成试验大纲规定的所有试验科目，且试验数据及其处理结果满足试验大纲要求。
