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无人机地面环境适应性试验探讨(五)-振动试验

嘉峪检测网        2020-09-29 16:29

无人机在飞行过程中,随着发动机或螺旋桨有规律的产生无人机所需的动力和升力,不可避免的会将振动传递到无人机的各个部件上。

 

振动环境对对无人机参数的主要影响有:

① 导线磨损;

② 紧固件/元器件松动;

③ 断续的电气接触;

④ 电气短路;

⑤ 密封或元器件失效;

⑥ 光学上或机械上的失调;

⑦ 过大的电气噪声;

⑧ 强烈而持续的振动会导致无人机的疲劳损坏;

⑨ 振动还会导致无人机动态特性欠佳和无人机总体性能下降。

 

因此,振动试验是无人机在进行地面环境适应性试验时一个非常重要、必不可少的试验项目。

 

无人机所经历的力学剖面主要有:

① 无人机带包装的运输振动环境;

② 无人机在工作过程中的振动。

 

无人机主要分类

 

按飞行平台构型,主要分为:固定翼无人机、旋翼无人机、无人飞艇、伞翼无人机、扑翼无人机等。

 

不同类型的无人机,所经受的振动环境是有所不同的,采用的振动条件也不一样。目前,国内、外运用最多、最成熟的无人机主要为固定翼和旋翼(包括多旋翼)无人机。因此,本文仅对上述三类无人机的振动试验进行分析和探讨。

 

1民用无人机图谱

 

目前,在制定的无人机地面环境试验标准中,民用无人机推荐的振动试验标准主要为中国(深圳)无人机产业联盟Q/T JYEV-2015、GB/T 2423.10-2008、GB/T2423.58-2008,选择的振动条件为随机振动或者正弦振动,如某公司选择的振动图谱为下图所示。

 

某民用无人机随机振动图谱

无人机地面环境适应性试验探讨(五)-振动试验

运输振动采用模拟运输振动台的方式,试验条件为:测试频率240rpm,测试时间1小时。

 

2军用无人机图谱

 

军用无人机由于其特殊性和不同的无人机类型,GJB150-16A、GJB1621.7A和RTCA/DO-160G一般推荐采用如下三种振动图谱,只是加速度谱密度和频率有所区别。

 

固定翼无人机振动图谱

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旋翼无人机振动图谱

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多旋翼无人机振动图谱

无人机地面环境适应性试验探讨(五)-振动试验

 

对于运输振动,RTCA/DO-160G未推荐相应的试验条件。GJB150-16A、GJB1621.7A推荐的运输振动为高速公路卡车振动环境,如下表所示。

无人机运输振动环境

无人机地面环境适应性试验探讨(五)-振动试验

通过对上述振动试验标准的分析可以看出,由于无人机不同于其他的电子设备,其参数振动的根源在于螺旋桨或者发动机周期反复运动,所以在民用无人机的振动试验中,笼统的选择GB/T 2423.10-2008、GB/T2423.58-2008不太适宜,而是应该根据无人机的类型,选择宽带随机背景加窄带随机的振动条件更为合适。

 

3实验室建议图谱

 

因此,实验室建议民用无人机企业的地面振动试验选择军用无人机的振动图谱,将试验量级根据自身产品的运用环境,适当进行剪裁,才能真正使无人机在经受过地面振动试验的考核后,能在时间飞行的过程中,确保无人机工作可靠,万无一失。军用无人机应对频率范围及窄带频率点进行实际飞行测量后,再参照GJB150.16的试验条件进行振动试验。

 

参考标准

 

① Q/T JYEV-2015       公共安全无人机系统通用标准

② GB/T 2423.10-2008 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验Fc:振动(正弦)

③ GB/T2423.58-2008  电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验Fi:振动 混合模式

④ GJB150.16-86        军用设备环境试验方法 振动试验

⑤ GJB 150.16A-2009  军用装备实验室环境试验方法 第16部分:振动试验

⑥ GJB 1621.7A-2006  技术侦察装备通用技术要求 第7部分:环境适应性要求和试验方法

⑦ RTCA/DO-160G      Environmental Conditions and Test Procedure for Airborne Equipment

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来源:MORLAB