无人机可靠性测试项目分析

无人机是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，包括无人直升机、固定翼机、多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机。无人机按不同使用领域来划分，无人机可分为军用、民用和消费级三大类。

　　无人机是一种自身携带传感器少，本身不能排除故障，自主控制能力较差的一种无人驾驶飞行器，其控制在很大程度上要比有人作战飞机复杂得多，一旦发生故障无人机的生存概率比较低。

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