跳转至

飞行试验计划、包线扩展与现场控制

飞行试验不是把未关闭的问题带到空中寻找答案。进入飞行前,低风险环境可以覆盖的配置、接口、状态机、动力和故障场景必须先关闭。

飞行试验包线渐进扩展

入口

飞行试验至少需要:

文档完成、仿真通过或台架通过都不自动签发飞行授权。

飞行试验计划

计划至少包含:

  • 目的和需求;
  • 受测构型;
  • 前级证据;
  • 场地和空域;
  • 人员与职责;
  • 天气限制;
  • 通信和频谱;
  • 测试点;
  • 包线;
  • 通过判据;
  • 中止和恢复;
  • 应急和事故报告;
  • 数据计划;
  • 当日授权。

计划说明整个活动,测试卡说明一次飞行或一个测试点。两者不能只保留其中一个。

角色

角色 职责
飞行测试负责人 目标、顺序、测试点和总体决策
遥控操作者 安全操纵飞行器,优先于采集数据
安全观察员 空域、人员、边界和异常
测试工程师 下达测试点、记录条件和状态
地面站/数据人员 监控链路、记录和数据质量
合规负责人 空域、人员、任务和地方要求
应急负责人 失控、坠机、起火和现场响应

同一人承担多角色时要证明工作量可兼容。操作者不应在关键动作中同时操作复杂记录界面。

现场布置

标出:

  • 起降区;
  • 飞行区;
  • 人员区;
  • 公众隔离边界;
  • 应急降落区;
  • 电池和消防区;
  • 地面站;
  • 通信盲区;
  • 障碍和敏感设施;
  • 风向与撤离路线。

地图只是计划。起飞前还要巡视实际人员、车辆、动物、临时设施和电磁环境。

通信与口令

统一口令:

  • 开始准备;
  • 允许上电;
  • 允许解锁;
  • 开始测试点;
  • 保持;
  • 中止测试点;
  • 立即降落;
  • 紧急停止;
  • 解除现场。

任何指定安全角色都可以下达中止。只有飞行测试负责人在条件重新满足后可以恢复。

测试点

一个测试点包含:

编号:
唯一目标:
起始状态:
进入条件:
动作:
目标幅值和持续时间:
批准包线:
监控量:
通过判据:
中止条件:
恢复动作:
数据标记:

测试点不要同时改变模式、速度、载荷和参数,否则无法归因。

渐进包线

包线维度可能包括:

  • 高度;
  • 水平速度;
  • 升降速度;
  • 角速度;
  • 姿态;
  • 风和阵风;
  • 温度;
  • 载荷;
  • 电池状态;
  • 飞行时间;
  • 距离;
  • 自动化程度;
  • 模式和任务复杂度。

一次扩展一个主要维度:

已通过核心点
→ 相邻低风险点
→ 落地检查与数据评审
→ 更新可用包线
→ 批准下一点

从悬停直接进入高速、低电量、强风和最大载荷的组合,不属于渐进扩展。

核心点与回归点

每次飞行前后执行少量稳定核心点,用于发现:

  • 配置漂移;
  • 机械变化;
  • 电池差异;
  • 传感器异常;
  • 控制性能退化;
  • 数据链变化。

核心点失败时,不继续新包线。

首次飞行的边界

首次飞行只验证最小正常包线:

  • 最小必要离地;
  • 基本姿态可控;
  • 动力对称;
  • 日志正常;
  • 安全降落;
  • 降落后检查。

不在首次飞行:

  • 主动关闭遥控;
  • 关闭定位;
  • 制造低电量;
  • 模拟电机故障;
  • 尝试未知模式;
  • 同时改变多个参数;
  • 飞向包线边界。

故障场景优先使用SITL、HITL或专用试验环境。

天气

记录:

  • 平均风;
  • 阵风;
  • 风向;
  • 温度;
  • 降水;
  • 能见度;
  • 云和光照;
  • 地面状态;
  • 环境变化趋势。

天气值必须与测量位置和时间对应。远处气象站数据不能完全代表低空局地环境。

飞行中数据质量

监控:

  • 日志是否正在记录;
  • 时间同步;
  • 关键消息新鲜度;
  • 遥控和遥测链路;
  • 电池;
  • 位置和Home;
  • 估计器健康;
  • 执行器或转速;
  • 温度;
  • 数据存储空间。

数据链中断不一定要求继续飞行以“把测试做完”。若数据是判定必需项,应中止并安全降落。

中止

中止条件一旦触发:

  1. 操作者执行预先批准的安全动作;
  2. 不再继续测试动作;
  3. 测试工程师记录触发时刻;
  4. 飞行器在安全区域落地;
  5. 上锁、断能并建立边界;
  6. 保存日志和现场状态;
  7. 不在现场临时修改后立即复飞。

紧急情况下以人员安全优先,不为保持试验轨迹或保存飞行器而延误处置。

降落后检查

  • 螺旋桨和电机;
  • 紧固和机架;
  • 电池、连接器和线束;
  • 电机、电调和飞控温度;
  • 异味、变色和磨损;
  • 传感器和日志;
  • 参数和模式;
  • 异常时间点;
  • 现场事件。

只有快速检查和初步日志质量通过,才可申请下一测试点。

飞行结论

测试点:
当日授权:
实际构型:
场地和天气:
计划动作:
实际动作:
包线最大值:
中止或偏差:
原始数据:
判据:
结果:未测试/阻断/通过/不通过/无效/不适用
新增可用包线:
保持限制:
下一步:

“成功飞回”不能代替测试点判定。

检查理解

  1. 飞行计划和单次测试卡有什么区别?
  2. 为什么包线一次只扩展一个主要维度?
  3. 首飞为什么不能主动注入失联?
  4. 数据链异常为何可能要求中止?
  5. 安全降落后为什么不能立即改参数复飞?

主要参考