ICS49.060 CCS V 37 中华人民共和国国家标准 GB/T 43221—2023 无人飞艇飞行控制系统通用要求 General requirements for flight control system of unmanned airship 2024-01-01实施 2023-09-07发布 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会 GB/T43221—2023 目 次 前言 范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义 缩略语 5 技术要求 5.1 功能 5.2 性能 5.3 系统部件 5.4 接口 5.5 软件 5.6 通用质量特性 6验证试验 10 6.1 试验室试验 10 6.2 地面试验 10 6.3 飞行试验 10 标识 10 7.1 产品标识 10 7.2 包装标识 8包装、运输与贮存 GB/T 43221—2023 前言 本文件按照GB/T1.1—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：中国特种飞行器研究所、中国航空综合技术研究所、中国人民解放军海军装备部 驻武汉地区军事代表局 本文件主要起草人：陆鹏、陶威、郑彤、徐健、涂晋、何敬宇、李辉、李继雄、万蓉、刘丽丽、田红。 GB/T 43221—2023 无人飞艇飞行控制系统通用要求 1范围 本文件规定了无人飞艇飞行控制系统的技术要求、验证试验、标识、包装、运输与贮存。 本文件适用于在对流层飞行、体积为20000m以下或设计平衡重量为15000kg以下的无人飞艇 飞行控制系统的设计、验证、标识、包装、运输与贮存，在平流层飞行的无人飞艇可参照执行。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文 本文件。 GB/T 191 包装储运图示标志 GB/T9254.1信息技术设备、多媒体设备和接收机电磁兼容第1部分：发射要求 GB/T17626.2 电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验 GB/T17626.3 电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验 GB/T35018 民用无人驾驶航空器系统分类及分级 GB/T41885浮空器分类和分级 3 3术语和定义 3.1 压力调节 pressurecontrol 通过风机和阀门对气囊的压力进行调节，使飞艇气囊压力处于设计的安全工作压力范围。 4 缩略语 下列缩略语适用于本文件。 IFBIT 飞行中自检测（In-flightbuiltintest) MBIT 维修自检测（Maintenancebuiltintest) PBIT 飞行前自检测（Pre-flightbuiltintest） PUBIT 上电自检测（Powerupbuiltintest） 技术要求 5.1功能 5.1.1通则 无人飞艇飞行控制系统的控制方式和功能要求包括以下内容。 1 GB/T43221—2023 a）飞行控制系统应在无人飞艇的起飞、爬升、平飞、下降及着陆全过程为无人飞艇提供良好的稳 定性和操纵性。 b）飞行控制系统控制方式可分为人工遥控、遥驾控制和自动飞行控制，飞行控制系统应具备三种 模式地面站指令或遥控切换功能，切换过程不应影响飞行稳定。 c）飞行控制系统包括以下功能。 1）飞行控制功能，包括模态运算控制、包线保护与限制功能、控制重构功能等。 飞行管理功能，包括飞行计划管理、导航管理、制导计算、信息处理、应急处置、数据记录等 功能。 3） 设备控制与管理功能，包括舵面、动力、能源、推力矢量转向、电气、压力调节、压舱物、应急 绳、任务设备等的管理功能；其中，电气、压力调节、压舱物、应急绳以及任务设备管理为飞 艇飞行控制非必要设备，可按需设置其他设备或系统实现相应的管理功能 4) 监测与告警功能，包括对飞艇飞行状态、飞行控制系统及其他系统进行监测与告警。 5） 自检测功能，包括上电自检测、飞行前自检测、飞行中自检测和维护自检测等功能。 6) 余度管理功能，包括对飞行安全相关的关键部件或模块配置足够的安全余度，与自检测共 同实现故障的诊断、隔离、恢复、重构等功能，实现余度间的无缝切换。 5.1.2飞行控制功能 5.1.2.1模态运算控制功能 飞行控制应实现以下模态的运算控制： a） 俯仰姿态给定与保持； b) 航向给定与保持； c) 高度给定与保持； d) 垂直速率给定与保持； e) 速度给定与保持； f) 自动航线保持：按预设航线自动飞行； g) 定点悬停：飞艇在一定范围内保持相对地面静止； h) 盘旋飞行：飞艇在一定范围内自动盘旋。 5.1.2.2 包线保护与限制功能 在飞艇达到或超过规定的边界限制时，对飞艇包线保护与限制，应包括： a) 俯仰角限制； b) 航向角速率限制； c) 最大飞行高度限制； d) 最大飞行速度限制； e） 最大上升率限制； f) 最大下降率限制； g) 空域边界限制。 5.1.2.3 控制重构功能 控制分配与重构功能应包括： a） 降级的要求； 2 GB/T 43221—2023 b）重构管理由系统的软件和硬件来实现； c）系统重构不会引起飞艇产生不可接受的瞬态。 5.1.3 飞行管理功能 5.1.3.1飞行计划管理功能 飞行计划管理功能应包括以下内容 a） 飞行计划可以预先装订或由地面控制站定制或在线更改，对航路点进行插入、删除和修改。 b) 具备一定数量预装航线和航路点数据的存储能力。 c） 航线规划： 1）根据返航或应急处置要求，在线生成返航航线； 2）飞行航路规划满足飞行性能包线的要求。 5.1.3.2 2导航管理功能 导航管理功能应包括： a) 对多导航源的传感器组合管理； b) 手动和自动选择可用的传感器组合； c) 运用传感器精度数据，传感器原始数据以及当前条件信息，选出各类传感器最佳组合以减少测 定误差； d) 具备导航传感器信息余度管理功能； e） 关键传感信息失效时的导航信息重构功能。 5.1.3.3 制导计算功能 制导计算功能应包括以下内容。 a) 具备必要的导航功能计算能力，根据航路信息和飞艇位置计算侧偏距、侧偏变化率、待飞距离、 待飞时间等导引信息。 b) 航线切换：能够根据预设程序或地面指令进行航线切换 c） 航段切换：能够根据航段交接条件切换航段。 d) 模态切换：能够依据飞行状态和阶段切换飞行模态；当模态选定后，能启动与之相配合的其他 模态；在优先级较高的模态出现故障时，能够自动接通下一级工作模态或可替换的模态。 5.1.3.4信息处理功能 信息处理功能应包括： a) 处理与飞行控制相关的各种指令数据； b) 发送飞控系统状态参数、导航数据和获取的艇上设备状态数据； c） 数据传输的有效性判断及容错功能； d) 根据剩余能源实时获取或估算剩余续航程 5.1.3.5 5应急处置功能 应急处置功能应包括： 应急返航； a） b） 悬停等待； c）J 应急着陆； 3 GB/T 43221—2023 (P 应急放气； e) 应急关车。 5.1.3.6 数据记录功能 数据记录功能应包括以下内容。 艇载端与地面端数据记录采用统一时标信息 a) b) 以不低于2Hz的频率记录系统如下信息： 1) 导航数据； 2) 飞行控制模式； 3) 控制指令信息； 4) 通信链路信息； 5) 飞行状态信息； 6) 系统工作状态； 7) 系统故障信息； 8) 系统告警信息； (6 其他要求的信息。 c) 至少满足单次最大飞行时间的存储能力。 5.1.4设备控制与管理功能 5.1.4.1 舵面控制与管理功能 面控制与管理功能应包括： a) 舵面运动控制功能； b) 舵面运动状态监测及告警。 5.1.4.2 动力装置控制与管理功能 动力装置控制与管理功能应包括： a）动力装置的起动控制； b) 动力装置关车控制； c) 动力装置输出功率控制； d) 动力装置状态监测及告警。 5.1.4.3 能源控制与管理功能 能源控制与监测功能应包括： a） 对动力能源供应的开关控制； b) 动力能源余量监测及告警。 5.1.4.4 推力矢量转向装置控制与管理功能 在配备推力矢量转向装置时，飞行控制系统应具备对该装置的管理功能，包括： a) 推力矢量转向装置控制功能； b）推力矢量转向装置状态监测及告警。 5.1.4.5 电气控制与管理功能 在需要通过飞行控制系统实现电气控制与管理时，功能应包括： 4