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航空工业强度所首创无人机碰撞安全试验

发布时间:2020-09-16 09:34:01

中国航空报讯:6月28日,航空工业强度所结构冲击动力学航空重点实验室结合无人机及其叶片运行场景,首创性地开展了无人机叶片对地面人员的刺伤割伤、无人机水平飞撞击地面人员、无人机跌落撞击地面人员试验,填补了国内在无人机对地面人员碰撞安全领域内的研究空白。

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该试验是强度所承担的重点研究项目“民用轻小型无人机碰撞安全特性研究”中最具代表性的里程碑式任务。作为无人机公共安全体系的重要研究部分,项目围绕碰撞环境下无人机被动安全设计、无人机被动安全验证和无人机被动安全规范和标准制定等开展研究工作。

该项目致力于建立基于损伤的无人机被动安全分级分类标准,形成无人机被动安全验证的能力和方法体系,提供无人机被动安全性设计的方法、工具和流程,制定碰撞安全特性的无人机设计、验证和运行的规范和标准,为提升民用轻小型无人机的公共安全特性提供技术支撑。

凝聚共识 组建“产学研”项目团队

本项目由强度所牵头,参研单位包括航空工业综合所、深圳市大疆创新科技有限公司、西安京东天鸿科技有限公司、西北工业大学等单位,涵盖“顶层需求论证、方法/理论攻关、权威标准制定、研究成果集成应用”等关键技术环节,建立了一支协同优势明显的产学研用联合研究团队。

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在项目研制过程中,融合了综合所在航空工业标准化技术的行业优势,西北工业大学在航空科学与技术的科学研究、知识创新方面的科技优势,以及京东天鸿在形成物流无人机研发体系的研发和应用优势,以及大疆创新科技全球领先的无人飞行器控制系统、无人机解决方案的研发生产优势。创新、领先、互补的项目团队将共同保障本项目预期目标、指标和成果的顺利实现。

搭建平台 构建无人机碰撞验证和评估体系

目前,被动安全领域内技术研究在一定程度上滞后于轻小型无人机行业的发展步伐,也正是由于缺少相关的数据支撑,使得无人机管理法规等的制定遇到不少困难。比如,会遇到轻小型无人机碰撞风险因素尚未充分识别、碰撞损伤判据和损伤等级的划分有待明确、碰撞安全验证与评估的能力不够完善等问题。

强度所应需求牵引,从2017年11月就开展了无人机撞击的摸底试验研究,初步掌握了典型无人机的动态建模方法、撞击试验方法和撞击人体/结构的动响应预计方法,识别了典型民用轻小型无人机运营和使用中的碰撞安全因素;先后完成了三款典型型号轻小型无人机的构建和验证,搭建了一套从材料—部件—组件—整机的无人机有限元模型构建和验证体系,丰富了无人机碰撞的试验能力;试验系统不仅涵盖了无人机地面撞击场景,同时也包括部分无人机的空中碰撞场景,形成一套集“试验—评估—反馈—优化—再验证”的无人机碰撞安全验证、评估、优化迭代体系,填补了我国在相关试验方面的能力空白。

着眼标准抢占国际无人机 碰撞安全研究话语权

就目前的国内外针对轻小型无人机碰撞安全研究的现状而言,国内与国外之间仍然具有一定差距,国外对于无人机碰撞安全性、重要性和复杂性有较早的认识,其管理当局和和工业部门能够更好地理解无人机在不同应用场景下的应用风险,无人机对不同碰撞对象的损伤情况。但从其发布的研究报告结果上来看,作为近几年刚兴起的研究项目,国外对于轻小型无人机碰撞安全研究并不是特别充分,各个研究机构之间的成果并未较好的融合,国际上无人机碰撞安全相关的实验、分析验证的国际标准也处于待定状态。

基于此,强度所项目团队通过不断地挖掘研究深度,加强研究基础,继续加大力度开展一系列体系化研究项目,目前已经成功立项了一项关于无人机叶片刺伤割伤相关的国际标准。在国内率先构建无人机碰撞安全设计与评价技术体系,为提升民用轻小型无人机运营的公共安全性提供技术支撑。随着项目进一步深入研究,通过抢占国际标准的制高点,突破国外可能对我国民用轻小型无人机的市场封锁。

“乘众人之智,则不任也;用众人之力,则无不胜也。”在航空报国使命的牵引下,强度所联合攻关团队将聚焦民用航空、公众、地面高价值目标,面向无人机公共安全,为国家轻小型无人机碰撞安全领域贡献磅礴的强度力量。

责任编辑:实习编辑

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