近期,有很多朋友通过微信平台表示希望了解当前国际上民用无人机系统适航标准现状,来更好的支持民用无人机取证工作。今天我们将简单梳理国际上几份民用无人机系统制定的适航性标准,希望能够解决各位的问题。
上图显示的是民用航空适航技术体系,最顶层的是国际民航组织(ICAO)颁布的标准和建议措施(SARP)、中间层是各个国家的民用航空当局制定的合格审定标准(如FAR、CS等),适航规章下面一层是支持适航规章的技术标准,无人机系统方面主要有有RCTA、EUROCAE等几个标准化组织的标准。本文将从适航规章和技术标准两个层面展开介绍:
1.无人机系统适航合格审定标准
目前FAA、EASA、CAAC等世界主要民航局方都没有颁布正式的民用无人机系统适航合格审定标准。但这并不意味着无人机系统适航合格审定标准当前是没有成果的。
1.1无人航空器系统规章制定联合局(JARUS)
无人航空器系统规章制定联合局(JARUS)是由包括美国的FAA、欧洲的EASA、英国的CAA等世界近30多个国家的民航局方组织形成的,专门研究无人机系统适航规章制定的组织。该组织的目标是协调制定轻型无人机系统合格审定规范、运行要求和限制的规章,在此基础上,制定出一套被多数主要国家民航局方接受的适航性、运行和空域管理要求规章,增强规章一致性并减少各国民航局方的重复性工作。
2009年6月,JARUS开始着手在EASA合格审定规范CS-VLR(甚轻型旋翼航空器合格审定规范)和CS-VLA (甚轻型航空器合格审定规范)基础上制定无人旋翼航空器适航性标准。JARUS于2012年11月颁布CS-LURS《轻型无人旋翼航空器合格审定规范》草案。JARUS于2013年10月正式颁布CS-LURS《轻型无人旋翼航空器合格审定规范》第1版。该标准是在CS-VLR的基础上通过裁剪、修订和增加新条款制定的,是专门针对轻型无人旋翼航空器的适航规章。
1.2 CS-LURS简介
CS-LURS适用于起飞重量不超过750kg的轻型无人旋翼航空器。且仅适用于常规构型的旋翼航空器(单旋翼带尾桨)。该标准适用于日间目视飞行规则/目视飞行任务,不适用于任何的载人航空器,不适用于结冰条件下飞行的无人航空器。
与EASA的合格审定标准一样,该标准共分为两册,第一册为轻型无人旋翼航空器的适航规章,第2册为可接受的符合性方法(AMC)。
轻型无人旋翼航空器规章主要内容包括:
CS-LURS章节结构 | |||
A分部 | 适用性 | H分部 | 空白 |
B分部 | 飞行 | G分部 | 任务限制和资料 |
C分部 | 强度要求 | I分部 | 控制站 |
D分部 | 设计和制造 | 附录A | 持续适航文件 |
E分部 | 动力系统 | 附录B | 内燃机 |
F分部 | 设备 |
A、B、C、D、E、F、G等分部针对无人机系统机体,考虑到机体结构与有人机在重量、速度任务特征等方面的相似性,该部分内容是从有人机的适航合格身边规范的基础上演化来的。而且很多规章是直接裁剪未经修改的,这使得无人机系统的机体结构与有人机在安全性水平、飞行载荷、稳定性和性能等方面是相似的。出于限制重量、任务和噪声的原因,很多无人机系统均配备电动发动机。因此该标准还增加了对电动发动机的要求。
2.无人机系统适航技术支撑标准
目前,欧美多个标准化组织都有针对无人机系统的标准颁布,本文仅讨论美国航空无线电协会(RTCA)、欧洲民航设备组织(EUROCAE)两个标准化组织的无人机系统适航标准。
2.1美国航空无线电协会(RTCA)
美国航空无线电协会(RTCA)特别委员会203(SC 203)与美国的工业界和许多其他组织一起开发最低无人机系统性能标准(MASPS),其目标是为无人机系统工业和政府在不影响其他国家空域使用者的前提下,对无人机系统的安全运行提供标准支持。RTCA SC203正在制定无人航空器MASPS包括:
DO-304:无人航空器系统指南;
UAS系统级描述和功能MASPS;
UAS指令、控制和通讯MASPS;
探测、感知和规避系统MASPS。
ASTM的F38委员会“无人机系统”主要专注于开发UAS适航性和合格审定、飞行运行、人员培训和资格鉴定、地面控制站、商载和支持设备共六个方面的技术出版物和标准。该委员会的成员包括局方、工业界、专业学会、商业协会和学术界等。该委员会已经出版了许多标准规范、实践和指南,仍在不断地提议和制定新的标准。其中包括:
WK5673 微型无人机系统适航性标准指南;
WK6782 FAR-21关于民用无人机系统要求的评审;
WK6783 FAR-27关于民用无人机系统要求的评审;
WK5796 无人航空器系统设计、制造和试验推荐实践;
WK6341 无人机系统数据链系统设计和性能标准规范。
以ASTM F 2411–07《机载感知和规避系统的设计和性能要求》为例,该标准提供了机载感知和规避系统(S&A)的设计和性能要求,其主要技术内容包括:
第4章性能要求 | 第5章设计与构造 | 第6章可靠性和维修性 |
感知 | 供电 | 可用性 |
规避 | 信息交换 | 环境要求 |
符合性方法 | 载荷 | 运行限制 |
设计与构造 | 分系统集成 | 故障率 |
数据输出 | 符合性方法 | |
人机接口 | ||
传感器构型 | ||
符合性方法 |
2.2 欧洲民航设备组织(EUROCAE)
EUROCAE为欧洲航空管理当局(欧洲航空安全组织(EUROCONTROL)和欧洲航空安全局(EASA))开发标准。
2006年4月,EUROCAE设立了WG-73工作组来评估现有的无人机系统适航规章和标准,制定必需的建议和技术标准,确保民用无人机系统在欧洲空域安全运行。
该工作的重点关注无人机系统的适航性、维修、运行(包括感知和规避)以及空中交通管理,该组织已经针对无人机系统颁布了大量的适航性合格审定、维修要求和在非限制空域运行相关的文件。
除了上述民用标准之外,有的军用标准也对民用无人机系统的适航工作能够提供很好的参考。北约军机适航性标准STANAG 4671《无人机系统适航性要求》是对军用无人机系统的适航性标准,但是该标准的特点是最大化利用CS23部的内容,在CS23部的基础上,增加了部分条款演化而来,对于民用无人机系统的适航性工作也有一定的参考意义,该标准的具体内容及其与CS-23部的关系如下:
综上所述,虽然当前世界各主要民航局方还没有颁布民用无人机系统的适航合格审定标准,但目前国际上已经有了很多民用无人机系统的适航标准,这些标准一方面可以对国内民用无人机系统适航合格审定规章的制定提供参考,另一方面,无论对申请人还是局方,这些标准对当前我国的民用无人机系统适航工作也可以提供一些参考和借鉴。
(注:本文由工信部民航局适航性技术研究与管理中心适航与安全微信团队(微信公众号:适航与安全)授权民航资源网刊登,作者:苗延青)
(供稿:工信部民航局适航性技术研究与管理中心, )
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