無人機系統維護方式研究

張韓濤　劉怡彪

摘 要：本文主要分析了無人機系統維護方式相對于有人機的一些特點，并提出無人機系統維護方式存在的一些問題，針對這些問題，提出改進方案，為維護人員學習無人機系統維護方式提供理論基礎，為后續型號設計提供建議。

關鍵詞：無人機系統；維護方式；改進建議

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.15.125

1 概述

隨著無人機的蓬勃發展，無人機在各個領域發揮著越來越重要的作用，無人機系統各項技術一直處于科技前沿，然而無人機系統的機務維修沒有完整的體系。

本文主要分析了無人機系統維護方式相對于有人機的一些特點，便于地勤人員更快掌握無人機系統機務維修的要點、減少人員培訓時間、加快應用進程、減少機務維修中的風險點；同時通過對比兩類機型可以優化無人機系統機務維修的方法，為后續型號設計提供建議。

2 無人機系統維護保障的特點

2.1 地面維護保障規模大

無人機系統分為無人機平臺、地面站、保障系統三個方面，無人機的地面維護保障不僅需要對無人機平臺進行地面維護，還需對地面站進行維護保障，地面站保障主要包括地面站的展開與撤收、定周期維護、飛行階段保障等，除此之外，面對特殊任務時，需將無人機地面站部署在野外隱蔽場地，因此需要考慮地面站的運輸、野外電力部署、地面站標定和檢查、環境隱蔽、人員生理需求等。

2.2 維修體制精簡

傳統的有人機為三級維修體制，即基層級、中繼級、基地級，由于無人機系統需要及時快速地進行維修保障，目前采用兩級維修體制，兩級維修體制的優點在于簡化了維修流程、有效利用資源、促進了維修技術的改革。

2.3 系統設計復雜

無人機取消了座艙和高空系統，但增加了飛管系統、鏈路系統、差分定位系統等，切無人機為實現自動飛行，增加了大量傳感器用來反饋系統狀態，使無人機系統更加復雜。地面站由多輛方艙車組成，各方艙車之間信息交互、信息采集、信息控制復雜。

2.4 人機交互方式差異大

人機交互主要包含兩個方面：一方面，維護人員了解飛機狀態；另一方面，維護人員向無人機發送控制指令。傳統的有人機人機交互依靠座艙內顯示器及各種儀器儀表，而無人機上沒有這些設備，現階段無人機系統人機交互方式主要由兩種：地面站和地面設備。地面站作為無人機系統重要的組成部分，擔任著對無人機遙控和遙測的職責；地面設備作為地勤人員人機交互的主要手段，合理利用這些設備可以進行所有的地面維護工作。

3 無人機系統維護面臨的問題

3.1 維修保障管理差異大

作為新興的航空設備，傳統有人機的機務維修保障管理模式已經不適用于無人機系統，針對目前無人機系統需大量的配備飛行資源以及飛行流程的特殊性，一項工作的開展往往無法達到預期的效果，整個機務維修保障工作沒有明確的指導性文件以及流程化管理，針對該問題，急需制定一套專門的機務維修保障管理程序用于指導無人機系統工作開展。

3.2 排故難度大

由于無人機系統的復雜性，對機務維修保障人員提出了更高的要求，特別是出現故障時，復雜的系統給維護人員帶來新的挑戰，往往單一系統故障需要從多個系統進行分析，有時還需隔離地面站和飛機平臺；且由于維修體質的簡化，對于基層級機務維修保障人員來說，不僅增加了機務人員的工作量，還需要機務人員在技術層面再做突破。

3.3 人機交互不便

目前無人機系統人機交互主要通過地面站和地面設備實現，使用地面站有兩個不便，首先地面站需要配備更多的人力物力；其次地面站人員無法及時、準確的感受飛機的實時狀況，當無人機出現意外情況時，地面站人員無法及時作出正確的處置。

地面設備體積大，不便運輸，展開不易，如進行某型無人機全面試車時，需用到大量的地面設備，經考核，這些設備的搬運、連接、撤收共需50-60分鐘，嚴重增加了工作量，降低工作效率。

4 對無人機系統維護的建議

4.1 維護保障綜合管理程序化

針對無人機系統維修保障管理不全面的問題，建議制定無人機系統維護保障管理文件，對無人機系統維修保障進行程序化管理，其中包含無人機交接管理、人員崗位職責等。

4.2 維修保障信息智能化

針對無人機系統排故難度大的問題，建議開發遠程信息維護支持系統，該系統功能包含：質量管理、排故引導、信息查詢、異地傳輸、維修策劃等功能，開發并使用該系統可以有效提高工作效率、綜合維修信息，對后續型號提供建議。該系統可以遠程與專家聯系，專家可以更加直觀的了解現場故障信息，對排故工作提出指導意見。

同時提高無人機系統維護人員整體素質，首先，在選拔無人機系統維護人員時充分考慮人員的學歷、維護經驗和能力；其次，加強人員培訓力度；最后，監督人員在保障過程中的能力提升。

4.3 優化人機交互方式

針對無人機系統人機交互方式不便的問題，建議使用綜合檢測車，該車將地面設備的功能集成在一輛車上，通過統一的接口連接飛機，且自身配備電源系統，可以向無人機提供地面電源。

綜合檢測車優點在于：

（1）綜合檢測車與飛機連接簡單、移動靈活，極大的減少了地勤人員準備地面設備的時間和體力消耗；

（2）綜合檢測車可以提供一個良好的工作環境。

5 結束語

本文系統地介紹了無人機系統與有人機在維護方式上的差異，總結了無人機系統地特點及面臨的問題，并提出更改建議。良好的維護性可以給機務維修工作帶來便利、提高工作效率、保障質量安全，相信以后的無人機系統會有更加簡單、方便的維護性。

參考文獻：

[1]王亮，康鳳舉，楊琰，陳懷民.變形無人機地面站一體化設計[J].飛行器測控學報，2013（01）.

[2]趙躍.無人機飛行數據管理與分析系統研究[D].南京航空航天大學，2013.

作者簡介：張韓濤（1992-），男，陜西禮泉人，本科，助理工程師，研究方向：飛機維修保障。