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無人機(jī)可靠性知識大全高低溫濕熱試驗(yàn)箱

發(fā)布時間: 2019-10-28  點(diǎn)擊次數(shù): 1381次

高低溫濕熱試驗(yàn)箱技術(shù)規(guī)格:

型號

SEH-150

SEH-225

SEH-408

SEH-800

SEH-1000

工作室尺寸(cm)

50×50×60

50×60×75

60×80×85

100×80×100

100×100×100

外形尺寸(cm

115×75×150

115×85×165

130×105×170

165×105×185

170×125×185

溫度范圍

0/-20/-40/-70+100/+150/+180

溫度均勻度

≤2

溫度偏差

±2

溫度波動度

≤±0.5,GB/T5170-1996表示

升溫時間

+20+150/45min (空載)

降溫時間

+20-20/30min/ +20-40/50min/ +20-70/60min/(空載)

濕度范圍

102098%RH

濕度偏差

±3%(75%RH), ±5%(≤75%R)

溫度控制器

中文彩色觸摸屏+ PLC控制器(控制軟件自行開發(fā))

低溫系統(tǒng)適應(yīng)性

*的設(shè)計(jì)滿足全溫度范圍內(nèi)壓縮機(jī)自動運(yùn)行

設(shè)備運(yùn)行方式

定值運(yùn)行、程序運(yùn)行

制冷系統(tǒng)

制冷壓縮機(jī)

進(jìn)口全封閉壓縮機(jī)

冷卻方式

風(fēng)冷(水冷選配)

加濕用水

蒸餾水或去離子水

安全保護(hù)措施

漏電、短路、超溫、缺水、電機(jī)過熱、壓縮機(jī)超壓、過載、過流

標(biāo)準(zhǔn)裝置

試品擱板(兩套)、觀察窗、照明燈、電纜孔(Ø50一個)、腳輪

電源

AC380V  50Hz 三相四線+接地線

材料

外殼材料

冷軋鋼板靜電噴塑(SETH標(biāo)準(zhǔn)色)

內(nèi)壁材料

SUS304不銹鋼板

保溫材料

硬質(zhì)聚氨脂泡沫

無人機(jī)是什么?

     無人機(jī)是無人駕駛飛機(jī)的簡稱(Unmanned Aerial Vehicle),是利用無線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置的不載人飛機(jī),包括無人直升機(jī)、固定翼機(jī)、多旋翼飛行器、無人飛艇、無人傘翼機(jī)。廣義地看也包括臨近空間飛行器(20-100公里空域),如平流層飛艇、高空氣球、太陽能無人機(jī)等。從某種角度來看,無人機(jī)可以在無人駕駛的條件下完成復(fù)雜空中飛行任務(wù)和各種負(fù)載任務(wù),可以被看做是“空中機(jī)器人”。

     按照不同平臺構(gòu)型來分類,無人機(jī)可主要有固定翼無人機(jī)、無人直升機(jī)和多旋翼無人機(jī)三大平臺,其它小種類無人機(jī)平臺還包括傘翼無人機(jī)、撲翼無人機(jī)和無人飛船等。固定翼無人機(jī)是軍用和多數(shù)民用無人機(jī)的主流平臺,大特點(diǎn)是飛行速度較快;無人直升機(jī)是靈活性Strongest的無人機(jī)平臺,可以原地垂直起飛和懸停;多旋翼(多軸)無人機(jī)是消費(fèi)級和部分民用用途的Be the first choice平臺,靈活性介于固定翼和直升機(jī)中間(起降需要推力),但操縱簡單、成本較低。

      按不同使用領(lǐng)域來劃分,無人機(jī)可分為軍用、民用和消費(fèi)級三大類,對于無人機(jī)的性能要求各有偏重:
 
     1)軍用無人機(jī)對于靈敏度、飛行高度速度、智能化等有著更高的要求,是技術(shù)水平Highest的無人機(jī),包括偵察、誘餌、電子對抗、通信中繼、靶機(jī)和無人戰(zhàn)斗機(jī)等機(jī)型;

      2)民用無人機(jī)一般對于速度、升限和航程等要求都較低,但對于人員操作培訓(xùn)、綜合成本有較高的要求,因此需要形成成熟的產(chǎn)業(yè)鏈提供盡可能低廉的零部件和支持服務(wù),目前來看民用無人機(jī)大的市場在于政府公共服務(wù)的提供,如for police use、消防、氣象等,占到總需求的約70%,而我們認(rèn)為未來無人機(jī)潛力大的市場可能就在民用,新增市場需求可能出現(xiàn)在農(nóng)業(yè)植保、貨物速度、空中無線網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)獲取等領(lǐng)域;

      3)消費(fèi)級無人機(jī)一般采用成本較低的多旋翼平臺,用于航拍、游戲等休閑用途。
無人機(jī)頻頻失事

  美軍雖然是當(dāng)今世界使用無人機(jī)多的troops,已記錄的飛行時間遠(yuǎn)超400萬飛行小時,但美國國防部對于無人機(jī)使用的詳情卻一直三緘其口。隨著伊拉克、阿富汗戰(zhàn)爭的爆發(fā),美軍無人機(jī)墜毀事故頻頻發(fā)生。在《華盛頓郵報》長達(dá)一年的調(diào)查中,一個觸目驚心的數(shù)字浮出水面:自2001年9月至2013年底,世界各地的美軍無人機(jī)共發(fā)生418起重大墜毀事故,幾乎相當(dāng)于美空軍同一時期戰(zhàn)機(jī)發(fā)生的重大事故數(shù)量。然而,與美空軍相比,無人機(jī)的飛行任務(wù)及飛行時間卻少得多。
  根據(jù)對無人機(jī)或其他財(cái)產(chǎn)造成的損失程度,Military將無人機(jī)重大事故分為兩類。在418起無人機(jī)重大事故中,194起屬于A類事故。A類事故定義為:造成無人機(jī)*摧毀,或根據(jù)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn),至少造成200萬美元損失。其中,A類事故一半以上發(fā)生在阿富汗和伊拉克,約四分之一發(fā)生在本土。這其中又有18起A類事故由于敏感程度高,Military將墜毀國的名稱、事故過程等列為軍事機(jī)密,一直未向外公開。224起屬于B類事故。B類事故定義為:根據(jù)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn),造成損失介于50萬至200萬美元間。美國*一直隱瞞這些事故的基本細(xì)節(jié),如日期和地點(diǎn)等,理由是造成的損失較小,不值得大張旗鼓調(diào)查。
  其實(shí),無人機(jī)墜毀的重大事故遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止418起,因?yàn)镸ilitary文件并不包括中情局暗中操作的無人機(jī)信息。中情局在海外擁有自己獨(dú)立的無人機(jī)機(jī)隊(duì),包括約30架察打一體的“捕食者”、“收割者”無人機(jī),以及非常先進(jìn)的RQ-170“哨兵”無人偵察機(jī),2011年12月被伊朗繳獲的那架RQ-170就隸屬中情局。
  美軍無人機(jī)墜毀地點(diǎn)也遍布各地,老百姓家中、農(nóng)場、機(jī)場跑道、公路、水上等等。盡管在這幾百起重大事故中,并沒有人員死亡的報告,但其實(shí)很多人都是僥幸死里逃生,有人離墜落地點(diǎn)只有幾米遠(yuǎn),有人在飛機(jī)墜落的幾秒鐘前離開。2008年11月,無人機(jī)操作員理查德·瓦格曼在事故后接受調(diào)查時,心有余悸地稱,“放眼望去,看見的全是帳篷,我擔(dān)心殺了人。整個人都麻木了!”當(dāng)時,他負(fù)責(zé)操作的一架“捕食者”突然失控,直直墜落在阿富汗一美軍基地。2009年9月,一架“收割者”失控后,在阿富汗上空漫無邊際地亂飛。在其快要接近塔吉克斯坦邊境時,美軍被迫采取后手段,出動戰(zhàn)機(jī)將其擊落。2011年8月20日,一架在高空飛行的“捕食者”突然急速下墜,結(jié)果撞毀了兩幢阿富汗民房,并引起大火。報告稱,在阿富汗東部,掛載了“地獄火”Missile的“捕食者”在6個月內(nèi),曾兩次撞向賈拉拉巴德市附近的居民區(qū)。
  美國政府一直宣稱,無人機(jī)可在居民區(qū)上空安全飛行,就像客機(jī)一樣安全。面對頻頻墜落的無人機(jī),這一觀點(diǎn)顯然站不住腳了。

事故原因五花八門

  造成無人機(jī)事故的原因多種多樣,機(jī)械故障、人為錯誤、惡劣天氣等不一而足。《華盛頓郵報》的事故報告分析認(rèn)為,除去自然因素,無人機(jī)高事故率緣于Military和無人機(jī)制造商在無人機(jī)操作和設(shè)計(jì)中存在的先天不足。
  首先是,無人機(jī)發(fā)現(xiàn)和避免故障的能力有限。盡管無人機(jī)都安裝有攝像頭和高科技傳感器,但這些儀器永遠(yuǎn)無法*取代坐在駕駛艙內(nèi)的飛行員的眼睛、耳朵和鼻子。而且,大多數(shù)無人機(jī)沒有配備雷達(dá)或?yàn)榱朔乐箍罩袨?zāi)難而設(shè)計(jì)的防撞擊系統(tǒng)。
  其次,無人機(jī)本身存在機(jī)械缺陷。一些常見的無人機(jī)機(jī)型,設(shè)計(jì)之初就缺乏安全方面的考慮,沒有經(jīng)過反復(fù)測試,就匆匆派上戰(zhàn)場。墜毀的無人機(jī)常見的是通用原子航空系統(tǒng)公司研制的“捕食者”,美空軍共采購了269架。其中,40%已在A類事故中墜毀,另有8%在B類事故中毀壞。這種機(jī)型特點(diǎn)是重量輕,價格低廉,每架不到400萬美元。“捕食者”沒有設(shè)計(jì)各種備用系統(tǒng),只有一個引擎、一臺交流發(fā)電機(jī)、一個推進(jìn)器,如果其中任何一部分發(fā)生故障,飛機(jī)都會掉下來。
  當(dāng)然,通用原子航空系統(tǒng)公司并不這么認(rèn)為。他們認(rèn)為飛機(jī)的可靠性和安全性超出了預(yù)期,涉及“捕食者”的墜毀事故沒有一次是致命性的,也沒有造成人員死亡,進(jìn)而他們將大多數(shù)事故歸咎于操作員著陸時操作失誤,稱公司已對飛機(jī)進(jìn)行了安全升級,但增配引擎或動力系統(tǒng)是不切實(shí)際的,因?yàn)檫@需要對飛機(jī)進(jìn)行大范圍的改裝。針對無人機(jī)發(fā)生故障,備份系統(tǒng)就會自動啟動這種說法,公司也予以否認(rèn)。

影響無人機(jī)可靠性的環(huán)境因素和外部因素

      盡管人們習(xí)慣性地將可靠性問題歸因于系統(tǒng)內(nèi)部因素(比如:零部件的可靠性),但外部因素對無人機(jī)的可靠性也產(chǎn)生相當(dāng)大的影響。這些環(huán)境和外部因素往往是影響整個系統(tǒng)的可靠性,惡化系統(tǒng)中的任何一個零部件。而且,不管系統(tǒng)的使用年限長否,這些因素自始至終地影響著裝備系統(tǒng)。這些外部因素因地域或季節(jié)的不同而不同,比如與氣候有關(guān)的因素等。但是,如果嚴(yán)格按照系統(tǒng)的使用規(guī)范進(jìn)行操作,可以大大減輕這些因素對可靠性的影響。
      1、降雨
     比起有人駕駛飛機(jī)來,多數(shù)無人機(jī)較易受降雨的影響。這主要有三個原因        (1)多數(shù)無人機(jī)尺寸相對較小
(2)它們多利用木制螺旋槳
(3)較少注意防水密封。

     由于無人機(jī)尺寸相對較小,所以它們更易受到降雨的不利影響。對 F-16 飛機(jī)造成輕微影響的降雨,對“先鋒”無人機(jī)可能就是中等程度的降雨。目前對無人機(jī)遭遇降雨還沒有很好的解決措施,只是遇到這種天氣情況時,避免起飛或著陸,或者降低飛行速度,以減少降雨的不利影響。

      尺寸較小的無人機(jī)多采用木制螺旋槳,以降低成本和減輕重量。“先鋒”無人機(jī)盡管采用推進(jìn)式發(fā)動機(jī),但其螺旋槳幾乎每次飛行都要更換。降雨尤其對木制螺旋槳造成危害,因?yàn)橛晁芎芸欤◣追昼妰?nèi))侵蝕槳葉前緣,惡化轉(zhuǎn)子的氣動性能。解決此問題的措施是
(1)采用復(fù)合材料螺旋槳
(2)采用金屬材料螺旋槳
(3)木制螺旋槳,但槳葉前緣采用復(fù)合材料或金屬材料。

選用復(fù)合材料螺旋槳成本較高,但重量較輕且堅(jiān)固耐用。采用金屬材料螺旋槳成本較高,重量較重,但持久耐用,尤其適用于替換易損壞的木制槳葉。“先鋒”無人機(jī)的木制螺旋槳成本為 275 美元,其復(fù)合材料螺旋槳為 600 美元,金屬制螺旋槳則為750 美元,是木制的三倍。盡管它們成本不同,但作為無人機(jī)飛行關(guān)鍵元件來說,都是可以接受的。
無人機(jī)與有人機(jī)不同,機(jī)身上設(shè)計(jì)了大量的艙口蓋以利于維修人員進(jìn)入機(jī)體內(nèi)維修。而且尺寸較小的無人機(jī)飛行速度較低,這也就意味著設(shè)計(jì)人員不太注重機(jī)身的空氣動力特性。由于以上兩個原因,導(dǎo)致無人機(jī)艙口蓋密封效果不佳。遭遇降雨時,雨水可能會進(jìn)入機(jī)體,對其內(nèi)部電子設(shè)備造成危害。解決措施是除使用密封圈外,還要提高設(shè)計(jì)精度。

     2、結(jié)冰
      另一個影響可靠性的環(huán)境因素就是結(jié)冰,這種危害即使在晴好天氣也可能發(fā)生。機(jī)翼結(jié)冰對飛機(jī)飛行危害大。一旦在機(jī)翼上形成結(jié)冰,隨后便會在控制面上結(jié)冰。積冰破壞了機(jī)翼流線外形,對飛機(jī)操縱性產(chǎn)生不利影響。當(dāng)較大的積冰脫落時,會對螺旋槳造成危害。積冰達(dá)到一定限度,就會超過飛行控制系統(tǒng)的調(diào)控極限,從而破壞控制面鉸鏈的運(yùn)動,極大地影響機(jī)翼外形和無人機(jī)操縱性。致使無人機(jī)進(jìn)入失速狀態(tài),直至墜毀。結(jié)冰除改變無人機(jī)空氣動力特性造成危害外,積冰的重量也能成為危害因素,特別是在小型無人機(jī)上,更是如此。比如,在“先鋒”無人機(jī)上 0.1 英寸的積冰造成的影響與波音 747 上 1 英寸積冰造成的危害相當(dāng)。
      在過去的 3 年里,由于結(jié)冰事故導(dǎo)致?lián)p失了 2 架“獵人”和 3 架“捕食者”無人機(jī),經(jīng)濟(jì)損失達(dá)千萬美元。這些事故都發(fā)生在 9 月到 4 月之間。這提醒人們尤其要注意無人機(jī)在寒冷天氣的操作,包括無人機(jī)的試驗(yàn)與評價、無人機(jī)操作人員在寒冷天氣中的培訓(xùn)。

      3、風(fēng)
      相比較有人機(jī),風(fēng)在總體上對無人機(jī)、尤其是小型無人機(jī)造成的影響也較大。這主要是由于它們的設(shè)計(jì)(比如操縱面面積、作動器響應(yīng)頻率、飛行速度等)造成對環(huán)境(比如陣風(fēng)、翼載等)響應(yīng)不夠理想。這些影響因素中,一部分是小型無人機(jī)無法克服的,另一部分是設(shè)計(jì)者沒有將可靠性設(shè)計(jì)到系統(tǒng)中去。
      高的風(fēng)速不但影響無人機(jī)的起飛和著陸,而且在飛行過程中易形成紊流。多數(shù)無人機(jī),比起有人機(jī)來尺寸較小,飛行速度較低,更易受到紊流的影響。尺寸越小,受干擾程度就越大。對有人機(jī)影響輕微的天氣紊流,對無人機(jī)來說,甚至包括“捕食者”這樣的戰(zhàn)術(shù)無人機(jī),就有可能造成視頻不穩(wěn)、飛行不穩(wěn)定、數(shù)據(jù)鏈丟失、失去控制等事故。對于無人機(jī)視頻不穩(wěn),可以考慮安裝穩(wěn)定的成像傳感裝置。而對于不穩(wěn)定飛行,則通過采用變距螺旋槳來解決。由于紊流造成的數(shù)據(jù)鏈丟失,則應(yīng)用全向天線替代定向天線。利用回收降落傘系統(tǒng)可以減少由于失去控制所造成的無人機(jī)墜機(jī)事故。

      4、雷諾數(shù)
     注:
雷諾數(shù)是流體力學(xué)中表征粘性影響的相似準(zhǔn)則數(shù)。為紀(jì)念O.雷諾而命名,記作Re。雷諾數(shù),又稱雷諾準(zhǔn)數(shù),是用以判別粘性流體流動狀態(tài)的一個無因次數(shù)群。
1883年英國人雷諾(O.Reynolds)觀察了流體在圓管內(nèi)的流動,首先指出,流體的流動形態(tài)除了與流速(ω)有關(guān)外,還與管徑(d)、流體的粘度(μ)、流體的密度(ρ)這3個因素有關(guān)。
Re=ρvL/μ,ρ、μ為流體密度和動力粘性系數(shù),v、L為流場的特征速度和特征長度。雷諾數(shù)物理上表示慣性力和粘性力量級的比。對外流問題,v、L一般取遠(yuǎn)前方來流速度和物體主要尺寸(如機(jī)翼弦長或圓球直徑);內(nèi)流問題則取通道內(nèi)平均流速和通道直徑。兩個幾何相似流場的雷諾數(shù)相等,則對應(yīng)微團(tuán)的慣性力與粘性力之比相等。雷諾數(shù)較小時,粘滯力對流場的影響大于慣性,流場中流速的擾動會因粘滯力而衰減,流體流動穩(wěn)定,為層流;反之,若雷諾數(shù)較大時,慣性對流場的影響大于粘滯力,流體流動較不穩(wěn)定,流速的微小變化容易發(fā)展、增強(qiáng),形成紊亂、不規(guī)則的紊流流場。

     無人機(jī)越小,其操縱面就相對較大,因?yàn)樵诓焕麎木诚乱訌?qiáng)它們的操縱性。由于操縱面的操控要求隨雷諾數(shù)的不同而不同,所以,雷諾數(shù)是另一個值得考慮的外部因素。通過研究顯示,對于小型無人機(jī),但卻在傳統(tǒng)上屬于大型飛機(jī)的飛行剖面(飛行高度或飛行速度)中飛行,那么它的可靠性較低。研究表明,系統(tǒng)工程技術(shù)和零部件的可靠性是造成無人機(jī)故障的主要因素,而與雷諾數(shù)相關(guān)的故障處于第二位。
      目前對無人機(jī)低雷諾數(shù)飛行狀態(tài)開展的研究不多。正如無人機(jī)有許多類別一樣,它們飛行時的飛行環(huán)境也各不相同。因此,必須對雷諾數(shù)的影響有更好的理解以便更深入地把握下列問題:
(1)穩(wěn)定和非穩(wěn)定流的影響;
(2)三維層流/湍流的轉(zhuǎn)換;
(3)在包括無人機(jī)飛行剖面范圍內(nèi)的雷諾數(shù)和馬赫數(shù)下的理想的翼型和機(jī)翼幾何尺寸。加大對低雷諾數(shù)發(fā)動機(jī)部件的投入也十分關(guān)鍵。低速或高空無人機(jī)的渦輪機(jī)面對的飛行環(huán)境不同于現(xiàn)代推進(jìn)器傳統(tǒng)上所準(zhǔn)備的環(huán)境。排熱、渦輪和壓縮機(jī)葉尖損失以及低動壓只是在這種低雷諾數(shù)條件下使小型推進(jìn)系統(tǒng)性能降級的少數(shù)幾個因素。

無人機(jī)的可靠性設(shè)計(jì)

      無人機(jī)開發(fā)商,一般比較注重產(chǎn)品壽命周期的采辦階段。實(shí)際上,對于無人機(jī)的可靠性,應(yīng)貫穿于其壽命周期的各個階段。從確定無人機(jī)的需求開始,經(jīng)過概念設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)階段,一直到無人機(jī)的使用和退役,都與可靠性密切相關(guān)。大量的實(shí)踐說明,一個可靠的無人機(jī)系統(tǒng)不但要注重其系統(tǒng)性能,而且在概念設(shè)計(jì)階段就要注意可靠性、維修性的設(shè)計(jì)。
      如果在無人機(jī)設(shè)計(jì)階段,以犧牲其可靠性為代價,片面追求性能要求,就會導(dǎo)致無人機(jī)在外場使用中的許多問題,如任務(wù)成功率低、維修資源利用率高等。盡管一些方法(如失效模式與影響分析、概率風(fēng)險評估、質(zhì)量功能展開等)可用來解決這些問題,但如果在無人機(jī)壽命周期的早期運(yùn)用這些工具,效果會更好。從飛行控制軟件的開發(fā)上可清楚地印證這一點(diǎn)。在壽命周期內(nèi),軟件錯誤出現(xiàn)的越早,糾正措施所需的代價就越低。
      為在控制成本的同時達(dá)到提高可靠性目的,以下原則在設(shè)計(jì)所有無人機(jī)子系統(tǒng)時必須予以考慮:
l 運(yùn)用系統(tǒng)工程與設(shè)計(jì)實(shí)踐標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì) l 設(shè)計(jì)力求簡單 l 加強(qiáng)預(yù)先診斷能力設(shè)計(jì)
l 確保材料和零件的可互換性 l 考慮人為因素(在制造、操作和維護(hù)中)對無人機(jī)的敏感性
l 基于故障模式與影響分析,運(yùn)用冗余設(shè)計(jì)和故障安全保護(hù)設(shè)計(jì)手段
l 可生產(chǎn)性設(shè)計(jì)
 l 優(yōu)先使用已得到驗(yàn)證的材料和零件   l 對材料和零件質(zhì)量的維持和控制

      在無人機(jī)可靠性設(shè)計(jì)中,零部件的質(zhì)量必須保證。對于一些復(fù)雜的零部件,開發(fā)商必須調(diào)查更多的因素和后勤問題,比如:零部件制造商的聲譽(yù)、零部件在其它領(lǐng)域的使用及性能狀況等。有時即使是個別零件的可靠性符合要求,但整個系統(tǒng)的可靠性卻達(dá)不到要求。
     可靠性的設(shè)計(jì)也必須考慮子系統(tǒng)和零部件的冗余問題。這對于飛行關(guān)鍵系統(tǒng)、可靠性低的零件更是如此。當(dāng)然,這有可能增加產(chǎn)品成本,但是成本利益分析顯示,它可以減輕風(fēng)險。如果現(xiàn)有的貨架產(chǎn)品技術(shù)達(dá)不到客戶要求,開發(fā)商就要尋求用于可行解決方案的新的零件技術(shù)。

      零件質(zhì)量
      平均失效間隔時間(MTBF)是描述可靠性的一個重要參數(shù)。這是由于系統(tǒng)、子系統(tǒng)的MTBF 以及單個零件的 MTBF 對整個無人機(jī)的可靠性有著巨大的影響。這種影響可通過下圖看出,它反映了不同 MTBF 值的可靠性狀況??煽啃砸彩侨蝿?wù)持續(xù)時間的函數(shù),任務(wù)持續(xù)時間越長,可靠性就越低。MTBF 提高,就意味著失效率減小。下圖表示了失效率與任務(wù)持續(xù)時間的關(guān)系。
    在一個具體的子系統(tǒng)內(nèi),元件一般集成使用。一個元件的失效會誘發(fā)整個系列的失效。因此元件的可靠性會影響到子系統(tǒng)的可靠性,進(jìn)而影響無人機(jī)系統(tǒng)可靠性。下表表示了元件可靠性與系統(tǒng)可靠性的關(guān)系??煽啃缘臄?shù)值大小用“9”的個數(shù)表示。例如,一個系統(tǒng)可靠性為 99.99%,就是說可靠性為 4 個 9。
     如果一個零部件具有 99.999%的可靠性,一個子系統(tǒng)由 100 個此種零件組成,那么此系統(tǒng)的可靠性只有 99.9%。因此,有時即使是個別零件的可靠性符合要求,但整個系統(tǒng)的可靠性卻達(dá)不到要求。
  如果零部件可靠性不夠充分,則一般會采用冗余設(shè)計(jì)方法來提高整個系統(tǒng)的可靠性,但以增加系統(tǒng)復(fù)雜性、重量、體積、動力消耗和成本為代價。冗余方法在提高任務(wù)可靠性的同時,也會對后勤可靠性帶來不利影響。這是由于該方法要求有更多的備件儲備。冗余分工作冗余和備用冗余兩種。工作冗余是指所有冗余同時處于工作狀態(tài);而備用冗余是指原來工作的冗余發(fā)生故障后,替代冗余才開始工作的情況。比如電傳操縱飛機(jī)的多余度飛行控制系統(tǒng)就是典型的工作冗余。下圖表示了冗余與失效率的關(guān)系。
      對于一個具體的系統(tǒng),其 MTBF 在設(shè)計(jì)上雖然固定不變,但采用冗余方法后,失效率將發(fā)生變化。例如,對于一個無人機(jī)飛行控制系統(tǒng),設(shè)計(jì)的 MTBF 為 50 小時,研發(fā)機(jī)構(gòu)平均的任務(wù)持續(xù)時間為 11 小時,也就是說,每執(zhí)行 5 個任務(wù)就會出現(xiàn)失效。如果采用雙余度設(shè)計(jì),失效率降為 1/20。如果采用三余度設(shè)計(jì),例 MQ-9 的飛行控制系統(tǒng),失效率將大大降低,低于 1%。
 新技術(shù)
      如果現(xiàn)有零件質(zhì)量和冗余方法不能滿足系統(tǒng)任務(wù)可靠性問題,設(shè)計(jì)人員必須尋求新的零件技術(shù)來解決可靠性問題。例如:
l 形狀記憶合金的使用將較少或取消伺服和激勵裝置。
l 生物高分子材料將帶來抗疲勞、重量輕和強(qiáng)度高的機(jī)體結(jié)構(gòu)。
l 自行修補(bǔ)復(fù)合材料將減少飛機(jī)在執(zhí)行任務(wù)中出現(xiàn)的材料結(jié)構(gòu)問題。

無人機(jī)常用的六大可靠性測試

01. 高 低 溫 濕 熱 測 試   
     由于無人器作業(yè)的環(huán)境條件往往多變且復(fù)雜,而且每一款機(jī)器對于內(nèi)部功耗發(fā)熱的控制能力有所區(qū)別,終導(dǎo)致飛行器自身的硬件對于溫度的適應(yīng)能有所不同,所以為了滿足更多或者特定條件下的作業(yè)需求,高低溫條件下的飛行測試是必須的。不能說,飛行器在南方飛沒有問題,但是帶到北方竟無法起飛,又或是無人機(jī)在溫度高或者溫度低的條件下儲存,飛行器竟出現(xiàn)了未知的故障等等,對于普通消費(fèi)者來說,這樣的結(jié)果都是無法接受的。

02.跌 落 測 試   
      跌落測試是目前絕大多數(shù)產(chǎn)品都需要做的一項(xiàng)常規(guī)測試,一方面是為了檢驗(yàn)無人機(jī)產(chǎn)品的包裝是否能很好地保護(hù)好產(chǎn)品本身以確保運(yùn)輸安全;另一方面其實(shí)就是飛行器的硬件可靠性,畢竟飛行器像常用的智能手機(jī)一樣,無法避免地會出現(xiàn)一些小磕小碰,或者甚至出現(xiàn)意外摔機(jī)的情況,良好且牢靠的硬件性能可以大大提升飛行器對于外界的抵御能力,將機(jī)器損壞降到低,減少維護(hù)的時間和成本。
03.GPS 搜 星 測 試
   
      對于一款無人機(jī)飛行器來說, GPS模塊是一個非?;镜挠布枨?,屬于飛行器控制系統(tǒng)的重要傳感器單元之一。不僅可以提供位置坐標(biāo)及飛行速度等數(shù)據(jù)信息,同時,在功能上可以輔助實(shí)現(xiàn)懸停,航線規(guī)劃和自動返航等等眾多智能功能。所以,飛行器搜星的速度和數(shù)量對于無人機(jī)來說是非常重要的,速度太慢,你可能需要等很長的時間才敢起飛,星數(shù)太少或者不穩(wěn)定,在飛行的過程中丟星其實(shí)也會影響到飛行操控和安全。

04.振 動 測 試   
      無人機(jī)內(nèi)部有很多的傳感器,比如IMU慣性測量單元,這些感知的數(shù)據(jù)如果因?yàn)檎駝邮苡绊?,終的結(jié)果就是飛行器可能會“瘋”掉,*不受控制;其次,內(nèi)部硬件結(jié)構(gòu)復(fù)雜,機(jī)身的一體化強(qiáng)度要求較高,如果振動導(dǎo)致硬件連接異常,螺絲或者模塊松懈等等,其實(shí)都是不能容忍的。同時,飛行器自身的振動會影響到飛行的穩(wěn)定和航拍的效果。要知道,如果你經(jīng)常外出,路上會受車輛顛簸振動的影響,起飛和降落不流暢或者經(jīng)常磕磕碰碰也會受到振動的影響,所以飛行器對于振動的抵御能力不可忽略。

05.按 鍵 測 試   
      無人機(jī)的遙控器上有控制搖桿和很多的功能按鍵,機(jī)身上也有對頻鍵,電池扣等等,這些按鍵隨著長期地頻繁使用都會出現(xiàn)老化和磨損,按鍵測試其實(shí)就是在大使用強(qiáng)度下,測試這些按鍵是否能持續(xù)正常工作,抗老化的能力有多強(qiáng),畢竟按鍵壞了,飛行控制和功能使用都會受到影響,客戶體驗(yàn)不佳。

06.線 路 彎 折 測試   
       隨著無人機(jī)一體化的發(fā)展,很多的連線都被商場絞盡腦汁盡可能地設(shè)計(jì)減少了,但還是會不可避免地有一些模塊之間的連線,而這些線路會出現(xiàn)長期的彎折,所以必要的彎折測試以檢測模塊之間的連接可靠性非常重要,比如云臺一般在機(jī)身的下方,云臺的FPC排線一般肉眼可以看到,如果該排線損壞云臺將與機(jī)身斷連,無法工作;還有,一旦這些排線破損或者短路,也不能影響到無人機(jī)其它模塊的正常運(yùn)作。

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