消防用电动多旋翼无人机系统通用技术条件DB50_T 1119-2021.pdf

ICS 49.020CCS V 53DB50重庆市地方标准DB 50/T 11192021消防用电动多旋翼无人机系统通用技术条件2021-09-01 发布2021-12-01 实施重庆市市场监督管理局发 布DB50/T 11192021I目次前言.III1范围.12规范性引用文件.13术语和定义.14一般要求.24.1标识.24.2基本功能.25飞行技术要求.25.1飞行模式.25.2飞行性能.26作业技术要求.36.1作业功能.36.2作业性能.37地面监控装置技术要求.47.1综合显示.47.2飞行和作业控制.47.3任务规划.48可靠性要求.49环境适应性要求.49.1抗风性能.49.2防护性能.49.3耐高、低温性能.59.4耐湿热性能.59.5抗跌落性能.59.6抗冲击性能.59.7抗振动性能.59.8辐射抗扰度.59.9静电放电抗扰度.59.10工频磁场抗扰度.510试验方法.510.1试验环境要求.510.2标识检验.610.3基本功能检验.6DB50/T 11192021II10.4飞行模式检验.610.5飞行性能检验.710.6作业功能检验.810.7作业性能检验.810.8地面监控装置检验.910.9可靠性检验.910.10环境适应性检验.10DB50/T 11192021III前言本文件按照GB/T 1.1-2020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则给出的规则起草。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。本文件由重庆市经济和信息化委员会提出并归口。本文件起草单位：重庆国飞通用航空设备制造有限公司、国网重庆市电力公司经济技术研究院、重庆市消防救援总队。本文件主要起草人：师林、范秀君、姚兴运、蔡茂知、王燕、李启路、唐清亮、姜又琪。DB50/T 111920211消防用电动多旋翼无人机系统通用技术条件1范围本文件规定了消防用电动多旋翼无人机系统的术语和定义、一般要求、飞行技术要求、作业技术要求、地面监控装置技术要求、可靠性要求、环境适应性要求和试验方法。本文件适用于消防用电动多旋翼无人机系统设计的通用技术。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，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 2423.1-2008电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验A：低温GB/T 2423.2-2008电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验A：高温GB/T 2423.3-2016电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验Cab：恒定湿热试验GB/T 2423.7-2018环境试验 第2部分：试验方法 试验Ec:粗率操作造成的冲击（主要用于设备型样品）GB/T 2423.10-2019环境试验 第2部分：试验方法 试验Fc:振动（正弦）GB/T 4208-2017外壳防护等级（IP代码）GB/T 5907.1-2014消防词汇 第一部分：通用术语GB/T 17626.2-2018电磁兼容 试验和测量技术 静电放电抗扰度试验GB/T 17626.3-2016电磁兼容 试验和测量技术 射频电磁场辐射抗扰度试验GB/T 17626.8-2006电磁兼容 试验和测量技术 工频磁场抗扰度试验GB/T 24677.2-2009喷杆喷雾机 试验方法3术语和定义GB/T 5907.1-2014界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1消防用电动多旋翼无人机系统Electric multi rotor UAV system for fire fighting以电力驱动，用于消防侦查、灭火、救援等作业，包括无人机飞行平台、地面监控装置、指令与控制数据链路等组成的具有三个及以上旋翼轴的无人驾驶飞行器，以下简称无人机。3.2任务载重Mission load无人机搭载的、完成特定任务的设备。3.3地面监控装置Ground control stationDB50/T 111920212用于实现任务规划、任务回放、飞行控制、载荷控制、链路控制、实时监测、以及通信数据的记录和处理等功能的设备。3.4实用升限无人机能稳定水平飞行并有一定剩余爬升率（不小于0.5 m/s）的高度。（参考的GA/T 1411.2-2017）4一般要求4.1标识4.1.1无人机的明显位置处应有清晰耐久的铭牌，如受结构限制，可放在便于接近和观察，且不易磨损的其它位置，并在产品说明书中予以说明。铭牌内容应包括但不限于生产厂名、产品名称、产品型号、生产日期、出厂编号等相关参数。4.1.2应在容易造成伤害的部位的明显位置粘贴安全警告标识。4.1.3无人机应有区分头尾的标志。4.2基本功能4.2.1地面监控装置应能显示遥控通道配置。4.2.2无人机上电时应有提示，且工作正常。4.2.3无人机应有自检功能，并提示状态。自检报错时，应有保护措施使无人机无法起飞。4.2.4无人机与监控系统能正常连接并显示飞行参数，能按照指令执行相关功能。4.2.5无人机应具备飞行高度、飞行速度的安全限值设置功能。4.2.6在无法接收飞行控制指令或电池组电压低于作业保障电压时,无人机应有应急保护功能。4.2.7无人机应能正常记录、下载、解析日志信息。5飞行技术要求5.1飞行模式无人机应具有卫星定位模式、姿态模式、手动模式等，且能在各模式之间进行切换。5.2飞行性能无人机飞行性能要求，见表1。表 1无人机飞行性能要求序号性能指标单位参数要求1实用升限m30002有效载荷kg103续航时间空载min20满载min10DB50/T 111920213表 1无人机飞行性能要求（续）6作业技术要求6.1作业功能6.1.1应具有对高层建筑进行干粉或水系灭火剂喷射的功能。6.1.2应具有对高层建筑进行破窗的功能。6.1.3应具有对高层建筑进行灭火剂投送的功能。6.1.4应具有对森林、地面等火焰进行投放灭火装置或直接向下喷射灭火剂的功能。6.1.5应具有投放应急救援物资的功能。6.1.6应具有拍照、录像等侦察功能。注：无人机可通过更换任务负载实现以上功能。6.2作业性能无人机作业性能要求，见表2。表 2无人机作业性能要求表 2无人机作业性能要求（续）序号性能指标单位参数要求4遥控距离m20005悬停精度空载水平mm150垂直mm150满载水平mm150垂直mm1506最大平飞速度空载m/s10满载m/s67最大上升速度空载m/s10满载m/s68最大下降速度空载m/s5满载m/s4序号性能指标技术要求1最大相对作业高度150 m2灭火剂罐耐压试验后无变形、无泄漏（压力值2.5 MPa，保压时间30 min）；工作最大压力2.0 MPa。（参考的 GB 150.4-2011）DB50/T 1119202147地面监控装置技术要求7.1综合显示7.1.1地面监控装置应能正常显示无人机的飞行参数和任务参数，包括速度、高度、飞行模式、飞行轨迹、卫星定位状态、电压、剩余电量等。7.1.2地面监控装置显示器应能在太阳直射条件下正常显示且清晰。7.2飞行和作业控制地面监控装置应具有遥控无人机飞行姿态、更改无人机飞行模式、控制任务负载作业等功能。7.3任务规划地面监控装置应能具备地图轨迹显示功能和导航控制功能，包括飞行轨迹在地图上实时显示、预定飞行轨迹与实时飞行轨迹同步显示、地图数据库管理、导航控制等。8可靠性要求8.1无人机正常起降架次应不小于 100 架次。8.2连续安全、稳定悬停时间应不小于 4 小时。9环境适应性要求9.1抗风性能无人机应能在风速不小于12 m/s的条件下能正常起降和悬停。9.2防护性能9.2.1无人机防护等级应符合 GB/T 4208-2017 中 IP43 的规定。完成试验后无人机能正常飞行。序号性能指标技术要求3喷射系统干粉、水系灭火剂喷射距离10 m喷射时间30 s密封要求在最高工作压力下运转，系统各连接处、密封部位应无渗漏现象。4破窗系统每台无人机至少配置 2 发破窗装置，有效射程10 m，并在有效射程内能击碎 6+6A+6 的双层中空钢化玻璃。破窗系统瞄准器采用高精度激光瞄准装置，定位精度半径10 cm。5投送式救援装置装载物资重量每台无人机至少配置 2 枚救援装置，单发救援装置装载物资重量8 kg。有效射程15 mDB50/T 1119202159.2.2地面监控装置防护等级应符合 GB/T 4208-2017 中 IP55 的规定。完成试验后地面监控装置能正常控制无人机。9.3耐高、低温性能9.3.1无人机应能在试验室模拟（-202）的环境中正常怠速运行，持续时间 2 h，完成试验后能正常飞行。9.3.2无人机应能在试验室模拟（552）的环境中正常怠速运行，持续时间 2 h，完成试验后能正常飞行。9.4耐湿热性能无人机应能在试验室模拟温度（402），相对湿度（933）%的环境中正常怠速运行，持续时间2 h，完成试验后能正常飞行。9.5抗跌落性能无人机在承受垂直方向，从 0.5 m 高度自由跌落到硬质地面 1 次后，无外观损坏且能正常飞行。9.6抗冲击性能无人机应能在峰值加速度5 g，脉冲持续时间30 ms，半正弦波脉冲波形，冲击方向（X、Y、Z）轴，每轴方向冲击10次的试验后，能正常飞行。9.7抗振动性能无人机在频率范围（10-50）Hz，加速度幅值1 g，扫描速率1 otc/min，振动方向（X、Y、Z）轴，每轴线扫频循环10次的试验后，能正常飞行。9.8辐射抗扰度无人机应能承受GB/T 17626.3-2016中第5章中的试验等级为3级的辐射抗扰度试验，试验结果的评定应满足GB/T 17626.3-2016中第9章c的要求。9.9静电放电抗扰度无人机应能承受GB/T 17626.2-2018中第5章中的试验等级为4级的空气放电抗扰度试验，试验结果的评定应满足GB/T 17626.2-2018中第9章b的要求。9.10工频磁场抗扰度无人机应能承受GB/T 17626.7-2018中第5章中的试验等级为5级的工频磁场抗扰度试验，试验结果评定应满足GB/T 17626.7-2018中第9章b的要求。10试验方法10.1试验环境要求试验前，样机应按使用说明书的规定进行安装和调试，使无人机达到正常状态后方可进行试验。其它的试验条件见GB/T 24677.2-2009。10.2标识检验DB50/T 111920216采用感官检测的方法进行检测，并记录。10.3基本功能检验10.3.1遥控通道配置检验地面监控装置上电，进入遥控通道监控界面，操作各拨杆或按钮，检查各通道配置是否正确，并记录。10.3.2上电提示功能检验无人机上电，观察无人机是否有提示功能（例如声、光提示），并记录。10.3.3自检功能检验无人机自检功能检验按以下方法进行：a)无人机上电后，观察无人机是否执行自检功能，是否有自检结果提示，记录自检项目和自检结果。b)断开自检项目中的某个信号或模拟自检报错，执行起飞命令，观察无人机是否能起飞，并记录。10.3.4数据链接功能检验无人机和地面监控装置上电，观察地面监控装置是否能够显示无人机状态和飞行参数，如卫星定位状态、飞行模式、电压、高度、速度等。无人机地面空转，操作地面监控装置，观察无人机是否执行相应指令，并记录。10.3.5安全限值功能检验地面监控装置上电，进入安全限值设置界面，设置飞行高度和飞行速度限值。无人机起飞，观察无人机最大上升高度和最大飞行速度是否超过设定的限值，并记录。10.3.6应急保护功能检验无人机应急保护功能检验按以下方法进行：a)地面监控装置上电，进入应急保护设置界面，设置低电压保护值。无人机起飞，观察无人机在电压到达设定限值时，是否有应急保护功能，并记录。b)地面监控装置上电，进入应急保护设置界面，打开通讯中断保护功能。无人机起飞，关闭地面监控装置，观察无人机是否有应急保护功能，并记录。10.3.7日志存储功能检验观察无人机是否能够正常下载、读取和解析日志信息，并记录。10.4飞行模式检验10.4.1卫星定位模式检验无人机卫星定位模式检验按以下方法进行：a)无人机飞行高度分别为 10 m、20 m、50 m，悬停 60 s，观察卫星定位是否精确稳定、信号强度是否能够保持，并记录定点精度；b)无人机飞行高度 5 m，分别执行前倾、后倾、左倾、右倾操作，观察无人机动作是否流畅，行程角度是否合理安全，并记录；DB50/T 111920217c)无人机飞行高度 5 m，按“8”字航线飞行，观察无人机转向是否流畅、机身是否稳定，并记录；d)无人机飞行高度 5 m，原地顺时针和逆时针旋转 360，观察无人机转向是否流畅、机身是否平稳，并记录。10.4.2姿态模式检验无人机姿态模式检验按以下方法进行：a)无人机起飞后，按“8”字航线飞行，观察无人机转向是否流畅、机身是否稳定，并记录；b)无人机起飞后，按一定的油门量上升和下降 50 m，分别设置 3 个不同的油门量（例如 50%、60%、70%油门量），观察无人机飞行是否流畅、机身是否稳定、加速度是否符合逻辑，并记录无人机通过终点时的速度。10.4.3手动模式检验无人机切换到手动模式，断开卫星定位，按10.4.2规定的方法进行检验，并记录。10.4.4模式之间切换检验无人机起飞后，在卫星定位模式、姿态模式和手动模式之间任意切换，观察切换是否顺畅，无人机姿态是否平稳，地面监控装置显示的模式是否一致，并记录。10.5飞行性能检验10.5.1实用升限检验选择合适的试验地点，控制无人机起飞，爬升至指定飞行海拔高度，无人机能够在该高度保持平飞不少于3 min，并能安全返航，记录该海拔高度。10.5.2有效载荷检验按照使用说明书，无人机挂载有效载荷，测试无人机起飞、悬停、下降功能。观察无人机飞行是否顺畅，机身是否平稳，并记录。10.5.3续航时间检验无人机续航时间检验按以下方法进行：a)无人机电池满电状态下，不挂载任何作业设备；按照使用说明书，设置标称低电压报警值；无人机起飞，上升至离地 5 m 以上，悬停至低电压报警。用秒表记录其从离地到低电压报警所用时间，即为无人机空载续航时间；b)无人机电池满电状态下，按照使用说明书，挂载最大任务载重，设置标称低电压报警值；无人机起飞，上升至离地 5 m 以上，悬停至低电压报警。用秒表记录其从离地到低电压报警所用时间，即为无人机满载续航时间。10.5.4遥控距离检验准备一套备用接管无人机控制权的地面监控装置。无人机悬停高度505 m，主地面监控装置沿直线逐渐远离无人机，直到无人机无法接收遥控信号，记录无人机能接收到遥控信号的最大遥控距离。10.5.5悬停精度检验DB50/T 111920218无人机悬停精度检验按以下方法进行：a)无人机空载状态，设置好无人机终点目标，按照规划线路飞抵目标上方 5 m，悬停 3 min。使用飞行轨迹测试仪器测量目标点与无人机水平距离和垂直距离，记录悬停期间最大水平和垂直漂移点，即为无人机的空载悬停精度；b)无人机满载状态，设置好无人机终点目标，按照规划线路飞抵目标上方 5 m，悬停 3 min。使用飞行轨迹测试仪器测量目标点与无人机水平距离和垂直距离，记录悬停期间最大水平和垂直漂移点，即为无人机的满载悬停精度。10.5.6最大水平飞行速度检验无人机最大平飞速度检验按以下方法进行：a)无人机空载状态，在水平距离 100 m 的测区中水平飞行，使用测量设备测量并记录其最大平飞速度，重复测量 3 次取最大值，即为无人机的空载最大平飞速度；b)无人机满载状态，在水平距离 100 m 的测区中水平飞行，使用测量设备测量并记录其最大平飞速度，重复测量 3 次取最大值，即为无人机的满载最大平飞速度。10.5.7最大上升速度检验无人机最大上升速度检验按以下方法进行：a)无人机空载状态，在垂直距离 100 m 的测区中垂直上升，使用测量设备测量并记录其最大上升速度，重复测量 3 次取最大值，即为无人机的空载最大上升速度；b)无人机满载状态，在垂直距离 100 m 的测区中垂直上升，使用测量设备测量并记录其最大上升速度，重复测量 3 次取最大值，即为无人机的满载最大上升速度。10.5.8最大下降速度检验无人机最大下降速度检验按以下方法进行：a)无人机空载状态，在垂直距离 100 m 的测区中垂直下降，使用测量设备测量并记录其最大下降速度，重复测量 3 次取最大值，即为无人机的空载最大下降速度；b)无人机满载状态，在垂直距离 100 m 的测区中垂直下降，使用测量设备测量并记录其最大下降速度，重复测量 3 次取最大值，即为无人机的满载最大下降速度。10.6作业功能检验观察无人机自身或通过更换负载设备是否具有以下功能，并记录检验结果。a)对高层建筑进行干粉或水系灭火剂喷射的功能；b)对高层建筑进行破窗的功能；c)对高层建筑进行灭火剂投送的功能；d)对森林、地面等火焰进行投放灭火装置或直接向下喷射灭火剂的功能；e)投放应急救援物资的功能；f)拍照、录像等侦察功能。10.7作业性能检验10.7.1最大相对作业高度检验无人机满载状态，悬停至相对地面高度不小于150 m处，模拟作业，观察无人机是否能正常执行作业指令、飞行是否顺畅、机身是否平稳，并记录。DB50/T 11192021910.7.2灭火剂罐检验将灭火剂罐打压至不小于2.5 MPa，记录此时的压力值。在常温下密封静置24 h，观察灭火剂罐是否有泄压、变形，并记录。10.7.3喷射系统检验无人机起飞至与定点位置水平距离不小于10 m处，对定点位置进行干粉/水系灭火剂喷射，观察灭火剂是否能有效的喷射到定点位置，喷射系统在最高工作压力下运转，系统各连接处、密封部位是否有渗漏现象，并记录喷射时间。10.7.4破窗系统检验准备一块尺寸为800 mm*1200 mm的18 mm（6+6A+6）双层中空钢化玻璃，在钢化玻璃中心设置靶标，将钢化玻璃垂直放置于合适的位置。无人机悬停在指定高度，与钢化玻璃的水平距离不小于10 m，向靶标位置发射破窗装置。观察破窗效果，记录破窗位置与靶标的距离。10.7.5投送式救援装置检验在合适位置设置靶标。无人机悬停在指定高度，与靶标的水平距离不小于15 m，向靶标位置投送单发重量不小于8 kg的救援装置，观察投送式救援装置工作是否正常，记录投送位置与靶标的距离。10.8地面监控装置检验10.8.1综合显示检验无人机综合显示检验按以下方法进行：a)地面监控装置上电，观察是否具有显示包括速度、高度、飞行模式、飞行轨迹、卫星定位状态、电压、剩余电量等信息的功能，并记录；b)在阳光直射条件下，观察地面监控装置显示器是否能正常显示且清晰，记录观察结果。10.8.2飞行和作业控制检验在10.3、10.4、10.5、10.6、10.7的检验中，观察地面监控装置是否能完全、顺畅的控制无人机的飞行和作业，并记录观察结果。10.8.3任务规划检验在地面监控装置中预设航线，观察无人机是否能按照规划好的航线飞行，观察地面监控装置是否有飞行轨迹在地图上实时显示、预定飞行轨迹与实时飞行轨迹同步显示、地图数据库管理、导航控制等功能，并记录。10.9可靠性检验10.9.1无人机采用外接持续供电或更换电池的方法连续起飞和降落（更换电池的时间不得超过 2min），无人机每次起飞高度应不小于 5 m，观察试验期间无人机是否有异常，并记录起降次数。10.9.2无人机采用外接持续供电或更换电池的方法连续飞行（更换电池的时间不得超过 2 min），观察试验期间无人机是否有异常，并记录连续飞行时间。10.10环境适应性检验10.10.1抗风能力检验DB50/T 1119202110选择一个风速为10.8 m/s13.8 m/s的场地，无人机距离地面10 m，观察无人机在各飞行模式下是否能正常起降和悬停，并记录。10.10.2防护性能检验无人机和地面监控装置防护等级按 GB/T 4208-2017 的规定进行试验。10.10.3耐低温、高温检验耐低温试验按GB/T 2423.1-2008进行，其中，温度为-20，持续时间2 h。耐高温试验按GB/T 2423.2-2008进行，其中，温度为55，持续时间2 h。10.10.4耐湿热检验按GB/T 2423.3-2016进行，试验温度为40 2，相对湿度为（933）%，持续时间2 h。10.10.5抗跌落检验无人机与地面保持平行，从0.5 m高度自由跌落到硬质地面，试验进行1次。10.10.6抗冲击检验按GB/T 2423.7-2018规定的方法进行。试验条件为峰值加速度5 g，脉冲持续时间30 ms，半正弦波脉冲波形，冲击方向（X、Y、Z）轴，每轴方向冲击10次。10.10.7抗振动检验按GB/T 2423.10-2019规定的方法进行。试验条件为频率范围（10-50）Hz，加速度幅值1g，扫描速率1 otc/min，振动方向（X、Y、Z）轴，每轴线扫频循环10次。10.10.8辐射抗扰度检验按GB/T 17626.3-2016进行。10.10.9静电放电抗扰度检验按GB/T 17626.2-2018进行。10.10.10工频磁场抗扰度检验按GB/T 17626.8-2006进行。_