本文件规定了民用大中型无人直升机飞行控制系统的通用要求，验证试验，标识、包装、运输与贮存。本文件适用于起飞重量在150 kg以上民用大中型无人直升机飞行控制系统及其部件的设计与验证。其他无人驾驶航空器飞行控制系统参照执行。

ICS49.020
CCSV37
中华人民共和国国家标准國
GB/T42862—2023
民用大中型无人直升机飞行控制系统通用要求
General requirements for flight control systems of civil large and mediumunmannedhelicopter
2023-08-06发布
国家市场监督管理总局
国家标准花管理委员会
2024-03-01实施
规范性引用文件
术语和定义
通用要求
组成与用途
控制模式与控制模态
安全性·
可靠性
维修性
测试性
保障性
环境适应性
电磁兼容性
适航性
验证试验·
试验类型·
型式试验·
出厂检验…
6标识、包装、运输与贮存..
标识·
运输与贮存
参考文献
GB/T42862—2023
GB/T42862—2023
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由全国航空器标准化技术委员会（SAC/TC435)提出并归口。本文件起草单位：中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所、中国航空综合技术研究所、中国直升机设计研究所、西安爱生技术集团有限公司、西北工业大学、南京航空航天大学、北京理工大学、北京空间飞行器总体设计部。本文件主要起草人：梁颖茜、胡应东、李庆、王琳、舒振杰、赵建伟、唐塘、占正勇、刘基玉、张泽京、樊峪、刘建、段镖、吕品、李丽锦、张小林、李爱军、赖际舟、张福彪、王久元。1范围
民用大中型无人直升机飞行控制系统通用要求
GB/T42862—2023
本文件规定了民用大中型无人直升机飞行控制系统的通用要求，验证试验，标识、包装、运输与贮存。
本文件适用于起飞重量在150kg以上民用大中型无人直升机飞行控制系统及其部件的设计与验证。其他无人驾驶航空器飞行控制系统参照执行。规范性引用文件
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GB/T191包装储运图示标志
GB/T35018民用无人驾驶航空器系统分类及分级GB/T38152无人驾驶航空器系统术语3术语和定义
GB/T35018与GB/T38152界定的术语和定义适用于本文件。4通用要求
4.1组成与用途
民用大中型无人直升机飞行控制系统应由飞行控制计算机、伺服控制分系统、传感器分系统等组成，承担无人直升机的飞行控制、飞行管理、设备管理等功能，应安全、可靠控制无人直升机完成起飞、任务飞行、着陆等全过程。
4.2控制模式与控制模态
4.2.1控制模式
控制模式是飞行操纵方式，民用大中型无人直升机飞行控制系统根据用户需求和设计特点，应提供以下3种控制模式：
遥控模式：地面操作员通过手持式控制单元上的手柄控制无人直升机，手柄控制量对应浆距变化；
指令控制模式：通过地面站上传指令的方式实现对无人直升机的控制；b）
自主控制模式：按照预设航路或在线生成的航路，生成无人直升机的控制模态指令和控制律导c）
引指令，引导无人直升机自主飞行。1
GB/T42862—2023
4.2.2控制模态
控制模态是支撑控制模式实现的自动控制功能模块，实现对直升机姿态、航向、速度、位置、高度等的保持或调节
控制模态由控制模式按需进行调度和使用。4.3功能
4.3.1飞行控制功能
一般要求
飞行控制功能根据地面操作员的指令和传感器反馈的状态，进行控制律计算，实现对无人直升机平台的姿态、航向、速度、位置、高度等的控制飞行控制功能应包括：增稳、自动控制和自检测和余度管理（当飞行控制系统采用余度架构时）功能。
4.3.1.2增稳
增稳是通过角速率、姿态等信号的反馈，实现内回路稳定增强，应包括俯仰轴增稳、横滚轴增稳及航向轴增稳功能。
自动控制
自动控制应包括以下功能
俯仰、滚转姿态保持：保持接入该功能时刻的俯仰、滚转姿态；航向给定与保持：保持接人该功能时刻的航向或调整至目标航向；一速度给定与保持：保持接人该功能时刻的速度或调整至目标速度；高度给定与保持：保持接人该功能时刻的高度或调整至目标高度；一位置给定与保持：保持接入该功能时刻的位置或调整至目标位置：一航线纠偏控制：跟踪并保持预设航线，调整与航线的侧偏角和侧偏距。必要时，指令控制应提供以下功能：垂直速度给定与保持：保持接人该功能时刻的垂直速度或调整至目标垂直速度；一自动起飞：保持无人直升机的位置、航向，并调整高度至目标高度；一一自动着陆：保持无人直升机的位置、航向，并调整高度下降至接地。1自检测
自检测功能实现飞行控制系统自身及交联设备故障诊断，应包括：a）上电自检测；
周期自检测（飞行前和飞行中）；c）
维护自检测。
余度管理
在提高无人直升机使用可靠性和容错能力的要求下，飞行控制系统应设计余度管理功能，应包括：输人信号余度管理功能；
b）飞行控制系统部件余度管理功能；c）
输出信号余度管理功能；
d）交联设备余度管理功能；
信息重构功能。
4.3.2飞行管理功能
4.3.2.1一般要求
GB/T42862—2023
为满足大中型无人直升机多任务模式安全飞行，飞行管理功能应包括：接收/发送信息管理、模式，模态管理、导航制导、航路重规划、安全保护、性能管理等功能。接收/发送信息管理
4.3.2.2.1
遥控指令处理
遥控指令处理功能应包括：
接收并处理与飞行控制、飞行管理、设备管理相关的各种遥控指令数据；a）
对遥控指令进行有效性监控、校验判断、合理性判断和边界约束：接收飞行计划、场高等信息的装订或修改、删除、插人等操作；c）
根据预装航线及在线编辑的航线航点信息，生成相应的航路信息。d）
4.3.2.2.2遥测/飞行数据记录器信息处理遥测/飞行数据记录器信息处理功能应将无人直升机系统的状态信息、告警信息等内容进行组顿并按照约定格式，通过数据链接口下传/发送，并进行飞行参数记录。数据发送和记录的顿周期应包含北京时间等时标，并满足试飞调整和故障判定的要求。必要时，进行加密处理，飞行数据信息应包括：
无人直升机及交联机载设备的参数与状态；a）
可说明飞行控制系统工作情况的参数；b）
控制站上行的遥控指令的回报信息；c）
故障设备的故障信息及相关告警信息，如低高告警、超转告警、超温告警等。4.3.2.3
模式/模态管理
模式/模态管理功能应包括：
根据地面操作员的指令或飞行状态，进行遥控、指令控制、自主控制等控制模式之间的转换；b）
向用户提供简单便捷的指令模态，各指令模态设计相应的投入、退出条件及连锁和兼容逻辑，并进行调度与管理；
控制模式及指令模态在转换过程中设计有对输出信号的淡化（平滑）处理环节，以降低转换c）
瞬态。
导航制导
导航制导功能应包括：
计算侧偏距、侧偏距变化率、待飞距离、待飞时间等引导信息；a）
根据飞行状态判断是否满足航段交接条件，满足时进行航段交接；b）
根据地面操作员的指令或应急处置要求，进行航线切换、飞行状态（速度、高度等）指令控制、自c）
主返航等；
d）计算并输出控制导引指令和指令模态，可通过手持式控制单元上的相应按键或手柄进行无人直升机速度、高度等参数的修正，但应设置响应条件及调节范围3
GB/T42862—2023
航路重规划
必要时，提供航路重规划功能，应包括：基于无人机的飞行性能约束，生成所需的重规划航线；a）
b）飞行任务在线变更时，生成所需的重规划航线；c）
航路重规划满足地理围栏、电子围栏或其他限制飞行区域（恶劣天气区、电磁干扰区等)的限制要求，并满足飞行性能包线要求。安全保护
4.3.2.6.1一般要求
安全保护功能应包括：应急处置、包线保护、威胁规避等功能。4.3.2.6.2
应急处置
应急处置功能应包括：
应急返航（包括不同约束，如最短时间、最短路径等）；应急悬停；bZxz.net
应急着陆；
迫降；
若高度、速度、位置等关键信息异常，可采用遥控操纵方式进行应急着陆或迫降；必要时，具备发动机空中重启及自转下滑过程中的飞行控制功能。4.3.2.6.3
包线保护
应根据无人直升机的飞行性能进行飞行包线保护，应包括：a)
俯仰角限制；
滚转角限制；
过载限制；
最大飞行高度限制；
低高度触地防撞保护；
低高度保安拉起；
最大飞行速度限制；
最大上升速度限制（必要时）；最大下降速度限制（必要时）；着陆过程中的位置漂移、触地过载（或下降率）、抬头姿态等限制发动机保护（转速、功率等）。4.3.2.6.4
威胁规避
威胁规避功能应包括：
根据威胁状态或障碍信息，进行在线航路重规划，并根据生成的航线控制飞行；a）
根据地形信息和当前飞行状态，在线生成地形跟随/地形回避飞行航路（必要时）。4.3.2.7
性能管理
性能管理功能应包括：
GB/T42862—2023
根据飞机的高度、速度、重量、构型、发动机等药束条件，设计各项飞行性能参数；b）
面向不同性能需求（如最经济、最快时间、最短路径等），进行最优性能管理。3设备管理功能
4.3.3.1一般要求
根据无人直升机设备配置情况，设备管理功能应包括：动力、旋翼、电气、任务载荷、机外照明等系统的设备管理。
动力管理
动力管理应包括：地面启动、停车、空中重启动、功率控制、状态监测与告警等。4.3.3.3
旋翼系统管理
旋翼系统管理应包括：
旋翼刹车控制与状态监控；
旋翼转速状态检测与告警信息下传；旋翼系统其他管理功能。
电气管理
电气管理应包括：
电气参数与状态监测；
相关用电设备接通与断开控制；余度电源切换控制；
电池余量计算与余电不足告警。任务载荷管理
任务载荷管理应包括：
任务载荷控制命令转发；
任务载荷控制；
任务载荷状态监视。
机外照明系统管理
机外照明系统管理应包括：
航行灯管理；
防撞灯管理；
探照灯管理。
4.4性能
一般要求
除另有规定外，飞行控制系统性能要求应包含测量误差。对于考虑结构弹性的飞行控制模态响应，系统应满足规定的稳定性要求。控制模态进人和改出过程的瞬态和超调量，应满足飞行安全或任务执行的要求，5
GB/T42862—2023
控制模态性能
俯仰、滚转姿态性能
俯仰、滚转姿态保持性能要求应包括：俯仰姿态相对于基准的精度；
滚转姿态相对于基准的精度；
在规定的紊流强度中俯仰姿态的均方根偏差允许范围；d)
在规定的素流强度中滚转姿态的均方根偏差充许范围：e)
受到姿态扰动时，调节时间和超调量。航向性能
航向性能要求应包括：
航向保持相对基准的精度；
在规定的紊流强度中航向保持的均方根偏差允许范围；c）
持续、稳定的偏航角速率；
具备协调转弯功能
高度性能
高度性能要求应包括：
明确所保持的高度是绝对高度还是相对高度，以及高度信号源是无线电高度、卫星高度、还是a）
气压高度等；
前飞稳态盘旋时的高度保持精度；c)
绝对高度保持和相对高度保持模态切换及信号源切换的瞬态不影响飞行器的安全或任务执行。
速度性能
速度性能要求应包括：
明确所保持的速度是地速、真空速还是指示空速；b）
速度保持的精度；
地速保持和空速保持模态切换的瞬态不影响飞行器的安全或任务执行位置性能
位置给定（含纵向、侧向）性能要求应包括：a)
位置保持的精度；
位置调整过程中的速度控制精度：在规定的紊流强度中位置保持的圆概率误差允许范围；c）
如有悬停回转的要求，位置保持的控制与航向保持协调，不引起不期望的往复调节。4.4.2.6
垂直速度给定与保持性能
垂直速度给定与保持性能要求应包括：垂直速度的控制精度；
以给定值作为基准速度；
动态过程平稳，考虑超调量和最大法向过载转为高度保持模态时不产生大的超调。航线性能
航线性能要求应包括：
自动航线控制精度；
在规定的紊流强度或侧风中自动航线控制的均方根偏差允许范围；GB/T42862—2023
有时间控制精度要求时，满足无人直升机到达指定点的时间误差范围要求。自动起飞性能
自动起飞性能要求应包括：
起飞过程中的位置保持精度；
起飞过程中的航向保持精度；
起飞过程持续时间。
自动着陆性能
自动着陆性能要求应包括：
着陆过程中的位置保持精度；
着陆过程中的航向保持精度；
差陆过程持续时间；
着陆过程中的最大下降率；
着陆姿态及法向过载。
其他设备控制性能
应根据设备的使用要求，提出飞行控制系统对设备的控制性能要求当动力系统控制是系统的一项功能时，应实现动力系统的档位控制，并将转速稳定在期望的范围内。
稳定性能
稳定性应满足下列要求：
将增益放大至1.5倍时，系统保持稳定：a）
将不大于45°的延迟引人时，系统保持稳定。4.4.5
带宽性能
带宽性能应包括：
幅值带宽性能；
相位带宽性能。
解耦性能
解耦性能应包括：
悬停状态下的俯仰-滚转、滚转-俯仰、总距-偏航解耦性能；a）
前飞时的俯仰-滚转、滚转-俯仰、总距-俯仰解耦性能7
GB/T42862—2023
4.4.7抗风性能
大中型无人直升机在起降阶段和飞行阶段应能抵抗风的影响。根据平台能力，飞行控制系统应能满足型号规范要求的性能指标。4.5硬件
4.5.1飞行控制计算机
飞行控制计算机设计应包括以下要求a）
根据系统可靠性、安全性、容错要求与余度要求确定飞控计算机的余度数多余度飞控计算机能使得通道间在机械和电气等方面相互隔离，防止单点故障和故障蔓延。b）
飞控计算机接口，包括接口类型、接口数量和接口特性要求，输入、输出信号具有可测试性。c）
具有存储保护功能，以避免无意地改变存储内容；在规定范围内的电源瞬态和电磁干扰影响下，不会引起程序存储丢失、存储错乱、指令错误或者丧失连续工作的能力。e）
软件运行的时间余量和空间余量满足技术规范要求，在满足软件安全性要求情况下不低于20%。
伺服作动分系统
一般要求
伺服作动分系统应包括伺服控制器以及伺服作动器，设计要求应包括：根据系统可靠性、安全性、容错要求与余度要求确定伺服作动系统的余度数a）
具备伺服控制、系统监控等功能，包括作动器驱动线路、指令滤波线路、各种反馈和自检测信号b）
的处理与综合线路、监控及监控逻辑线路、机内自检测线路以及电源等；c）
控制形式选用数字式或模拟式；d)
根据机上能源特性、输出力特性、安全性等的具体要求，伺服作动器类型包含液压作动器和电动舵机两类；
机械接口要求：外廓尺寸、安装结构与安装尺寸、执行部件满足安装空间要求，运动过程中不产生干涉；
机械特性指标满足使用要求，如中立位置、极性、输出力/力矩、工作行程、机械行程、额定速度、重量等；
伺服控制性能指标满足使用要求，如位置精度、频带、动态响应、灵敏度等；在作动器直接与旋翼或尾奖连接的情况下，包含高周疲劳载荷影响。h）
液压伺服系统
若伺服作动分系统为液压伺服系统，设计要求应包括：在采用多余度液压伺服作动系统的情况下，具备机械/液压/电气故障容错能力，余度间完全a）
隔离；
液压作动器满足液压接口要求，包括油液牌号、油液污染度、油液压力及温度范围、所需流b）
量等；
液压作动器满足泄漏量要求。
3电动伺服系统
若伺服作动分系统为电动伺服系统，设计要求应包括：8
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