T/JSAMIA 2-2017 农用植保无人机技术要求及测试方法

4.1 组成
植保无人机主要部件：机体、动力装置、航空电子电气设备以及任务设备如图像采集设备、中继设备、电子侦测设备、投送设备、救援和辅助设备等。
4.2 技术要求
4.2.1 外形尺寸
植保无人机需明确包含无人机的机长、机高尺寸等信息。多轴旋翼植保无人机需增加轴距及桨叶尺寸。固定翼植保无人机需增加翼展尺寸。
4.2.2 外部颜色、标牌与安全标志
4.2.2.1外部颜色
植保无人机外部主体颜色应在产品标牌及包装上标明。订购方如有特殊要求，可按订购方要求执行。
4.2.2.2标牌
标牌应标明产品的代号、名称、系列号、出厂日期、生产单位及地址。
4.2.2.3 安全标志
植保无人机在易发生人生伤亡事故的部位应设置安全标志。安全标志应符合GB 10396-2006和GB 10396的规定。
4.2.3 质量
植保无人机应在产品设计规范中明确以下质量指标。
4.2.3.1全机质量
全机重量包括任务质量、能源质量和空机质量。植保无人机因装载不同可分为最大起飞质量和空载起飞质量。
4.2.3.2任务质量
任务质量为执行任务所需的设备、以及为保证其正常工作所需的能源和可拆卸的辅助装置的质量。对不同任务所需的任务设备及其质量应在产品规范中给出。
4.2.3.3 能源质量
按产生动力的能源可分为燃油、电池、混合和其他。
燃油质量分为最大载油量（最大载油量系指机内油箱满载时的燃油质量）、不可用燃油量（不可用燃油量是指不能用于飞行的残余燃油）和任务燃 油量（任务燃油量是根据执行规定任务所需的油量）。在具有外挂副油箱条件下，还应给出带副油箱时的最大载油量。
电池质量分为最大起飞电池质量和正常起飞电池质量。
4.2.3.4空机质量
空机重量包括机体质量、动力装置和其它动力源质量、机载传感器、回收装置机载部分以及保证无人机飞行控制所需的机载设备的质量。
4.2.4 速度
4.2.4.1最大平飞速度
固定翼植保无人机、单轴旋翼植保无人机、多轴旋翼植保无人机最大平飞速度需满足下表1要求：
表1最大平飞速度
类型　固定翼
植保无人机　单轴旋翼
植保无人机　多轴旋翼
植保无人机
最大平飞速度（km/h）　≥60　≥40　≥30
4.2.4.2巡航速度
固定翼植保无人机、单轴旋翼植保无人机、多轴旋翼植保无人机采用程控巡航飞行，最大所能达到的最大速度需满足下表2要求：
表2 巡航速度
类型　固定翼
植保无人机　单轴旋翼
植保无人机　多轴旋翼
植保无人机
巡航速度（km/h）　≥40　≥30　≥20
4.2.5 最大飞行高度
植保无人机在相对高度下能爬升到的最大飞行高度应不小于50m。
4.2.6 最大续航时间
植保无人机保持滞空最大时间应不小于25min。
4.2.7 飞行半径
固定翼植保无人机、单轴旋翼植保无人机、多轴旋翼植保无人机在携带正常任务载荷，在不进行空中能源补充，自起飞点起飞，沿指定航线飞行，任务完成后，返回原起飞点能达到的最远单程距离需满足下表3要求：
表3最大飞行半径
类型　固定翼
植保无人机　单轴旋翼
植保无人机　多轴旋翼
植保无人机
最大飞行半径（km）　≥8　≥6　≥4
4.2.8 飞行姿态平稳度
植保无人机飞行姿态平稳度的俯仰角平稳度、倾斜角平稳度误差±3.5°、偏航角平稳度误差±3°。
4.2.9 悬停稳定性
植保无人机高度漂移应不大于0.5m；水平漂移应不大于2.0m。
4.2.10 航迹控制精度
植保无人机的水平航迹与预设航线误差均应不大于10m、垂直航迹与预设航线误差均应不大于10m。
4.2.11 地面站控制半径
地面控制站能遥控植保无人机的最远遥控距离均需满足不小于1km。
4.2.12 单点定位精度
植保无人机在卫星定位下单点定位水平精度应不大于5m(RMS)，垂直精度应不大于10m(RMS)。
4.2.13 RTK测量精度
植保无人机进行RTK测量的水平标称精度应优于±(20+1×D)mm，垂直标称精度应优于±(30+1×D)mm。D为基线长度，单位km。
4.2.14 抗风能力
植保无人机在地面风速不小于5.5m/s环境下能起飞及在相对高度150米空域保持正常飞行，所能承受最大风力。抗风等级最低不小于4级风。
4.2.15 气候环境适应性
植保无人机系统按表4规定进行气候环境适应性试验，试验过程中不应发生状态改变，试验后设备应能正常工作。盐雾试验后设备表面不应有锈蚀。淋雨试验中，无人机应能正常飞行。
表4 气候环境适应性试验要求
项目　额定值　试验时间　状态
高温　工作　（50±2）℃　2h　工作状态
存贮　（60±2）℃　48h　非工作状态
低温　工作　（-40±2）℃　2h　工作状态
存贮　（-40±2）℃　4h　非工作状态
湿热　在低温高湿（温度30℃，湿度95%）和高温高湿（温度60℃，湿度 95%）间在24h循环方式：
低温高湿2h升到高温高湿-高温高湿保持6h-高温高湿8h降至低温高 湿-低温高湿保持8h　5个循环　工作状态
恒定极值温度冲击　最低温度（-10±2）℃ 最高温度（30±2）℃　暴露时间：24h
转换时间：1min 循环次数：3次　工作状态
盐雾　参照GJB150.11规定，符合产品设计规范要求　96h　非工作状态
淋雨　参照GJB150.8规定，符合产品设计规范要求　30min　工作状态
注：淋雨实验项目针对具备雨中飞行能力的植保无人机。
4.2.16 机械环境适应性
4.2.16.1振动试验
试验时试件应通电工作。若不能通电，则试前试后均应做满功率功能检查，包括机械功能和电气功能检查，各项性能均应达到设计文件规定的技术指标。
振动功率谱形和加速度谱均方根值见图1。
图1 振动功率谱形和加速度谱均方根值
方向：X，Y，Z三向；
时间：对三轴进行振动，每轴振动5min。
安装要求：试件一律与振动台面刚性连接。
4.2.16.2冲击试验
植保无人机系统的冲击能力需在规范中明确，冲击能力需按GJB150.18A-2009标准制订对应频率、量级、冲击方向和冲击次数等要求。
4.2.16.3 包装跌落试验
包装跌落要求按下表5进行。表中的跌落高度为推荐的跌落高度。
表5包装跌落试验
包装质量（kg）　类型　跌落高度（cm）　最大试件速度变化量（cm/s）
0～9.1　人工装卸　76　772
9.2～18.2　人工装卸　66　769
18.3～27.2　人工装卸　61　691
27.3～36.3　人工装卸　46　600
36.4～45.4　人工装卸　38　546
45.5～68.1　机械装卸　31　488
68.2～113.5　机械装卸　26　447
≥113.　机械装卸　20　399
4.2.17 电磁兼容性
植保无人机系统的设备在其电磁环境中能正常工作且不会对环境中的其他设备产生不能承受的电磁干扰的能力。
4.2.17.1静电放电抗扰度
静电放电抗扰度试验应符合GB/T 17626.2-2006中等级3的规定；接触放电，试验电压6kV；空气放电，试验电压8kV。试验期间，通用多轴无人机系统的设备不应产生不可恢复的功能或性能丧失或降低，试验后设备应能正常工作，设备内贮存的数据不应丢失。
4.2.17.2射频电磁场辐射抗扰度
射频电磁场辐射抗扰度试验应符合GB/T 17626.3-2006中等级3的要求：试验场强10V/m，频率范围80MHz～1000MHz。试验期间，通用多轴无人机系统的设备不应发生状态改变；试验后设备应能正常工作，设备内贮存的数据不应丢失。
4.2.18 安全性
植保无人机在作业中应能具有如下功能：一键返航、失控保护、启动和关机保护、告警提示和机体标识、抗干扰性。
4.2.18.1一键返航
地面控制站或遥控器启动一键返航按键，无人机中止当前任务，按预先设定的航线返航并降落。
4.2.18.2失控保护
植保无人机接收不到遥感信号，遥感信号出现中断超过预设时间，植保无人机沿原航线自动返航或按预设模式着陆。
4.2.18.3启动和关机保护
植保无人机要通过发射机上特定的安全组合动作进行启动；飞机降落后的预设时间内应具有自动锁定启动功能。
4.2.18.4告警提示和机体标识
植保无人机应综合显示系统符合产品设计应用规范，应设有报警装置。对于飞行故障状态、任务设备故障状态、超过规定作业距离、高度、速度、航线，燃油（或动力电池）即将耗尽、药液耗尽前要以声、光或红颜色特别提示。
4.2.19 保障性
保障性包括可靠性、耐久性、维修性。
4.2.19.1可靠性
可靠性参照GJB 899A的指标方法，符合产品设计规范要求。
可靠性试验时间包括地面联试和空中飞行时间，不得小于试验总时间的一半。实验过程中出现不可排除的故障r≤2。
4.2.19.2 耐久性
保无人机主要部件和耐久性要求应符合表的规定见表6。
表6植保无人机主要部件和耐久性要求
主要部件　耐久性
电机和浆叶旋转　1000000转
电源开关　3000次
液晶显示及开关　2000次
可动部件　3000次
模式选择开关　5000次
4.2.19.3维修性
维修性需在规范中对产品在规定的条件和规定的时间内，按规定的程序和方法进行维修时,保持和恢复到规范的状态进行要求。需在规范中对无人机分系统和任务设备分系统可更换单元明确，（LRU单元）维修指标为：MTTR≤30min。