Deniz seviyesinde mükemmel çalışan bir İHA bileşeni, görev yüksekliğinde çalışacağını mutlaka kanıtlamamıştır.
Açık fark basınçtır. Her zaman en önemli olan değildir.
Elektrikli uçuş kontrolörü, çevredeki hava daha az yoğunlaştıkça hâlâ ısı üretir. Bir pil yine de belirtilen sıcaklıkta güç vermek zorunda. Bir kamera veya sensör yine de performans gereksinimlerini karşılamalıdır—sadece açık kalmak değil.
İşte burada İHA irtifa testi, bir DUT'u bir odaya koyup vakum çekmekten daha ilginç hale gelir.
Birçok İHA bileşeni için yeterlilik sorusu şuna daha yakındır:
DUT, görev için önemli fonksiyonlar izlenirken, gerekli basınç ve sıcaklıkta çalışabilir mi?
Bu soru, testin nasıl tanımlanması gerektiğini ve irtifa test odasının nasıl seçilmesi gerektiğini değiştirir.
İrtifa aslında bir İHA bileşeni için ne değişir?
Yükseklik, çalışma ortamı için kullanışlı bir kısaltmadır. Ancak bir laboratuvarın ölçülebilir koşullara ihtiyacı vardır.
İlki atmosfer basıncıdır.
Standart bir atmosferde, irtifa arttıkça basınç azalır. Örneğin, NASA'nın atmosferik modeli, yükseklikle birlikte basıncın azalmasını tanımlar ve farklı yüksekliklerde basınç, sıcaklık ve yoğunluğun tahmini için denklemler sunar.
Bazı faydalı referans değerleri şunlardır:
| Yaklaşık İtifa | 'Yaklaşık Standart Atmosfer Basıncı |
|---|---|
| Deniz seviyesi | 101.3 kPa |
| 2.000 m | 79.5 kPa |
| 5.000 m | 54.0 kPa |
| 8.000 m | 35.6 kPa |
| 10.000 m | 26.5 kPa |
| 15.000 m | 12.0 kPa |
| 20.000 m | 5.5 kPa |
Bunlar referans-atmosfer değerleridir, hazır UAV test şiddetleri değil. Oda ayar noktası geçerli test spesifikasyonu, müşteri gereksinimi veya tanımlanmış görev profilinden gelmelidir.
Bu ayrım önemlidir.
"5.000 m çalışma irtifasi" faydalı mühendislik bilgisidir.
Ancak test başlamadan önce daha kesin bir şey haline gelmesi gerekiyor:
Gerekli basınç + sıcaklık + süre + DUT çalışma durumu + kabul kriterleri
sıcaklık ayrı bir giriştir
Basınç, referans atmosferi altında irtifa ile öngörülebilir bir ilişkiye sahiptir. Gerçek bir İHA bileşeninin sıcaklığı daha karmaşıktır.
Dışarıya monte edilmiş bir kamera, gövdede kapalı bir batarya ve elektrikli uçuş kontrolörü, aynı uçakta farklı termal koşullar yaşayabilir.
Güneş ışığı, hava akışı, muhafaza tasarımı, yakındaki elektronikler, elektrik yükü ve görev süresi bileşen sıcaklığını etkileyebilir.
Bu yüzden test mühendisi cazip bir kısayola karşı koymalı:
görev irtifası→ standart atmosfer sıcaklığı → DUT test sıcaklığı
Sıcaklık gereksinimi ise gerçek nitelik temelinden gelmelidir.
O zaman ısı var
Bu özellikle elektrikli elektronikler için önemlidir.
İrtifa arttıkça hava yoğunluğu azalır. NASA'nın standart atmosfer modelleri, bu yoğunluk değişikliğini basınç ve sıcaklıkla birlikte tanımlar.
Şimdi, bir kutu içinde onlarca watt harcaması sağlayan bir motorlu uçuş kontrolörünü düşünün.
Odası -20°C'ye ayarlanabilir, ancak bu, DUT içindeki her elektronik bileşenin -20°C olduğu anlamına gelmez. DUT ısı üretir ve ısıl dengesi düşük basınç koşullarında değişebilir.
Bu bize oda seçimi için faydalı bir kural verir:
Chamber ayar noktası ≠ bileşen sıcaklığı.
İHA bileşeni irtifa testi sırasında çalışıyorsa, ısı yükü test tanımında ve ekipman RFQ'sunda yer alır.
Hangi İHA bileşenleri irtifaya en duyarlıdır?
Uçaktaki her bileşen için eşit anlamlı tek bir "İHA irtifa testi" yok.
Arıza mekanizması önemlidir.
Battery Packs
Bir pil için genellikle sıcaklığı irtifa tartışmasından ayırmak imkansızdır.
Paket, belirlenen çalışma ortamına maruz kaldığında gereken elektrik performansını sağlamak zorundadır. Yeterlilik programına bağlı olarak, azaltılmış basınç da bu ortamın bir parçası olabilir.
Bu da ilgili soruyu sorabilir:
Pil sadece irtifaya maruz kalmaya mı dayanıyor, yoksa orada belirli performansı mı sunmalı mı?
Bunlar farklı testler.
Başka bir ayrım daha var. UN 38.3 T.1 irtifa simülasyonu, lityum-batarya taşıma güvenliği gereksinimidir. İHA operasyonel irtifa yeterliliği, farklı bir mühendislik sorusu soruyor: pil, uçağın belirlenen gereksinimini amaçlanan ortamda karşılayıp karşılamadığı.
Aynı pil her iki gereksinimle de karşılaşabilir, ancak biri otomatik olarak diğerinin yerine geçmemelidir.
Uçuş Kontrolörleri ve Avionik
Aviyonikte motorlu testler, test sonrası incelemeden daha fazlasını ortaya çıkarabilir.
Bir uçuş kontrolörü, irtifa koşulları boyunca iletişim, istikrarlı güç davranışı ve hatasız çalışma sürdürmesi gerekebilir.
Eğer tek kabul kontrolü "kurtarıldıktan sonra açılıyor mu?" ise, sadece düşük basınçta meydana gelen bir kesinti asla yakalanmayabilir.
Termal davranış da dikkat çekmeyi hak eder çünkü aviyonik çalışırken ısı üretmeye devam eder.
Sensörler ve İletişim Modülleri
Sensörler için, powered on ve doğru performans eşanlamlı değildir.
DUT'ye bağlı olarak mühendislerin şunları izlemesi gerekebilir:
ölçüm doğruluğu, sinyal kararlılığı, veri çıktısı, iletişim durumu veya ölçüm sapması.
Testten sağ çıkan ancak belirlenen doğruluk bandının dışına çıkan bir sensör yine de görev gereksinimini karşılamamış olabilir.
Kameralar ve Gimballar
Optik yükler başka bir endişe seti getirir.
Sıcaklık odak, hizalama ve mekanik davranışı etkileyebilir. Yük, irtifa koşulları mevcut olduğu sürece görüntü kalitesini veya gimbal çalışmasını koruması gerekebilir.
Çevresel geçişler, yoğuşma veya sislenme endişe duyulan yerlerde de önemli olabilir.
Ortak nokta basittir:
Chamber döngüsünü tanımlamadan önce "pass" sözünün ne anlama geldiğini tanımlayın.
Neden sadece basınçla yapılan testler gerçek gereksinimi kaçırabilir
?Diyelim ki bir aviyonik modülü 35 kPa ve -40°C koordinatlarında çalışmalı.
Bir laboratuvar iki ayrı test yapabilir.
Test A — Düşük Sıcaklık
-40°C
yaklaşık normal atmosfer basıncı
Ve sonra:
Test B — Düşük Basınç
35 kPa
23°C
Her iki test de faydalı bilgiler sağlar.
Hiçbiri otomatik olarak DUT'un şu şekilde çalışacağını göstermez:
Test C — Sıcaklık + İirtifa
-40°C
35 kPa
powered
Bu, birleşik koşulun her zaman farklı bir sonuç vereceği anlamına gelmez.
Bu, etkileşimin gösterilmediği anlamına gelir.
Sıcaklık malzemeleri, elektronikleri, pilleri ve contaları etkileyebilir. Azalan basınç çevredeki hava ortamını değiştirir ve termal davranış ile basınç farklarını etkileyebilir.
Yeterlilik şartı bu koşulları aynı anda belirttiğinde, ayrı ayrı tekrar üretildiğinde farklı bir soruya cevap verilir.
Aynı basınç. Farklı termal ortamlar. Farklı bir nitelik sorusu.
İşte bu noktada basit bir düşük basınç odası ile sıcaklık-irtifa odası eşdeğer test araçları olmaktan çıkar.
MIL-STD-810H Method 500.6 veya IEC 60068-2-13 mü?
Bu referanslar irtifa testi tartışmalarında sıkça bahsedilir, ancak "boşluğa koymak" için değiştirilebilir etiketler olarak ele alınmamalıdır.
IEC 60068-2-13:2021, Çevresel testler — Bölüm 2-13: Testler — Test M: Düşük hava basıncı. IEC, testin nakolin, depolama veya hizmet sırasında düşük hava basıncına maruz kalabilen örnekler için geçerli olduğunu belirtir. 2021 revizyonu ayrıca şiddet derecelerini ilgili IEC 60721 materyaliyle uyumlu hale getirdi ve maruz kalma süresi seçimi konusunda rehberlik ekledi.
MIL-STD-810H Yöntemi 500.6, düşük basınç/irtifa maruziyetine yaşam döngüsü çevresel yaklaşımı benimser ve farklı düşük basınç durumlarına yönelik prosedürler içerir.
İHA çalışmaları için faydalı yüksek düzey bir ayrım şudur:
| MIL-STD-810H Yöntem 500.6 | IEC 60068-2-13:2021 | |
|---|---|---|
| Environment | Düşük basınç / irtifa | Düşük hava basıncı |
| Genel yaklaşım | Yaşam döngüsü çevresel özelleştirme | Tanımlanmış çevresel test yöntemi |
| Ortak bağlam | Havacılık, savunma, dayanıklı ekipman | Bileşenler ve ekipman |
| Test seçimi | Uygulanabilir prosedür ve yaşam döngüsü gereksinimi | İlgili spesifikasyon ve şiddet |
| UAV kullanımı | Görev odaklı nitelik, belirtildiğinde | Bileşen/ekipman düşük basınç testi belirtildiğinde |
Tablo, bir standardı diğerine tercih etmek için tasarlanmamıştır.
Bir savunma İHA programı, ticari bileşen spesifikasyonu ve müşteriye özgü yeterlilik planı farklı gereksinimlere referans verebilir.
Odası seçiminde önemli olan, bu gereksinimlerin sonunda ne olduğudur:
basınç, sıcaklık, süre, geçiş, DUT durumu ve izleme.
Bu da başka bir faydalı prensibe yol açar:
Standart odadan seçilmeyin. Test gereksiniminden odayı seçin.
Görev irtifası laboratuvar test profiline dönüştürülüyor
"8.000 m'ye kadar çalışır" gibi bir ifade henüz bir odada programı değildir.
Çevirilmesi gerekiyor.
Basınç gereksinimiyle başla
Görev irtifası başlangıç noktasını sağlar.
Standart atmosfer referansı, irtifayı yaklaşık atmosfer basıncına çevirmeye yardımcı olabilir, ancak nihai oda değeri geçerli spesifikasyon veya yeterlilik temelini takip etmelidir.
İşte IMAGE 4 burada işe yarar.
Sıcaklığı ekle
Sonra DUT'un şunları yapması gerekip gerekmediğini sor:
sıcaklığa dayan,
sıcaklıkta çalış,
veya sıcaklıkta tanımlanmış bir performans gereksinimini karşılamak.
Bunlar mutlaka eşdeğer kabul kriterleri değildir.
Ortamın nasıl ulaşıldığını tanımlayın
Test önce DUT'un sıcaklığa ulaşmasını ve ardından basıncı azaltmasını mı gerektiriyor?
Basınç ve sıcaklık birlikte değişmeli mi?
Belirli bir basınç değişim oranı gerekli mi?
Stabilizasyon nasıl belirlenir?
Uygulanabilir prosedür bu soruları yanıtlamalıdır. Oda, bunları yeniden üretecek şekilde yapılandırılmalıdır.
Exposure Tanımla
.35 kPa'ya ulaşmak testin bittiği anlamına gelmez.
Gereksinim ayrıca bir maruz kalma süresi ve bu sürenin ne zaman başladığına dair net bir tanım gerektirir. IEC, 2021 revizyonunun maruz kalma süresi seçimi konusunda rehberlik eklediğini belirtiyor.
DUT'nin çalışıp çalışmadığına karar
verBu karar hem test hedefini hem de odanın konfigürasyonunu etkiler.
Bir powered DUT şunları gerektirebilir:
güç kabloları, sinyal bağlantıları, veri iletişimi, termokuplular ve ek besleme bağlantıları.
Ayrıca çalışma alanına ısı da girer.
Neyin geçiş sayılır diye karar
verBir uçuş kontrolörü için bu, iletişim ve arıza durumunu içerebilir.
Bir kamera için görüntü veya gimbal performansı önemli olabilir.
Bir sensör için doğruluk önemli olabilir.
Bir pil için elektrik performansı önemli olabilir.
Anlamlı bir kabul kriteri olmadan iyi tanımlanmış bir oda profili yine de eksik bir yeterlilik testidir.
UAV irtifa testlerinde genellikle ne ters gider?
Irtifa testi sorunlarının çoğu, bir odanın düşük basınç oluşturamamasından kaynaklanmaz. Gereksinim teste çevrildiğinde daha erken başlarlar.
01 — tanımlanmış basınç temeli olmayan irtifa
"10.000 m" bir ortamı tanımlar. Laboratuvarın hâlâ testi hangi basınç tanımı veya spesifikasyonu yöneteceğini bilmesi gerekir.
02 — Gereksinim birleştirildiğinde sadece basınçta
Oda sıcaklığında düşük basınç testi, belirli bir düşük sıcaklık/düşük basınç çalışma koşullarını tekrarlamaz.
03 — Chamber limit = Test seviyesi
Bu şaşırtıcı derecede kolay bir hata.
Bir oda 1 kPa'ya ulaşabiliyorsa, bu ekipman yeteneği hakkında bir şeyler anlatır.
Bu DUT'un 1 kPa'da olması gerektiği anlamına gelmez.
04 — DUT ısı yükü göz ardı edildi
Bir motorlu aviyonik modülü, odaya ısı ekler ve kendi iç sıcaklık dağılımını geliştirir.
Bu, hem odanın performansını hem de DUT davranışını değerlendirirken önemlidir.
05 — Canlı İzleme Yok
Bir bileşen normal basınca döndükten sonra toparlanabilir.
Eğer gereksinim irtifada çalışmaksa, test sonrası güç açma kontrolü bile tespit etmeye çalıştığınız olayı kaçırabilir.
06 — geçiş ve kurtarma kurulum olarak kabul
edilirBasınç düşürme, sıcaklık geçişi, stabilizasyon ve kurtarma tanımlanmış prosedürün bir parçası olabilir.
Sadece son ayar noktası doğru olduğu için doğaçlama yapılmamalıdır.
Sıcaklık + İirtifa odası seçimi
Test tanımlandıktan sonra ekipman seçimi çok daha az gizemli hale gelir.
Ve bakılması gereken ilk sayı mutlaka minimum basınç olmamalıdır.
Basınç Aralığı—ve Basınç Kontrolü
minimum basınç: 1 kPa, sistemin belirli koşullarda ulaşmak üzere tasarlandığı en düşük basıncı gösterir.
İHA testi bunun yerine 54 kPa, 35 kPa veya 26,5 kPa gibi ara koşullarda kontrollü çalışma gerektirebilir.
Bu da gerekli basınç profilini yeniden üretebilme yeteneğini önemli kılar—sadece nihai düşük basınç sınırı değil.
Minimum basınç bir spesifikasyondur. Test profili gereksinimdir.
Sıcaklık ve basınç birlikte
Test aynı anda düşük sıcaklık ve düşük basınç gerektiriyorsa, sistemin ilgili birleşik koşullu kapasitesini kontrol edin, sıcaklık aralığı ve basınç aralığını tamamen bağımsız iki spesifikasyon olarak okumak yerine.
Bu özellikle odaları karşılaştırırken önemlidir.
Üç ayrı satırda basılı olan maksimum sıcaklık, minimum sıcaklık ve minimum basınç tek başına her olası birleşik çalışma koşullarını tanımlamaz.
DUT boyutu chamber hacmiyle aynı değildir
İHA bileşeni, montaj donanımı, kablolar ve izleme bağlantılarının hepsi kullanılabilir çalışma alanına sığmalıdır.
Odanın ayrıca amaçlanan test konfigürasyonu için yeterli boşluk gerekmektedir.
Yani gerçek şunları sağla:
L × W × H
sadece şu demekten ziyade:
"Orta boyutlu bir uçuş kontrolörü."
Powered DUT'lar Termal Dikkate Alınmalıdır
Ekipman üreticisine numunenin test sırasında çalışıp çalışmayacağını ve ne kadar ısı ürettiğini belirtin.
elektronik İHA bileşenleri için bu, DUT kütlesi kadar önemli olabilir.
Feedthrough'lar test sisteminin bir parçasıdır
Power, Ethernet, CAN, sensör hatları, termokupllar veya diğer sinyaller odanın duvarından geçmesi gerekebilir.
Bu nedenle besleme düzeni, odanın inşa edildikten sonra değil, izleme planıyla tanımlanmalıdır.
Test Gereksiniminden GDJZ-535L-B Yapılandırmasına
Bir UAV bileşen testini ele alalım:
controlled temperature
azaltılmış basınç
powered operation
external izleme
Bu gereksinim, temel vakum odası yerine sıcaklık/düşük basınçlı çevresel odaya işaret eder.
Bu tür işler için bir ITM-LAB konfigürasyonu şunlardır GDJZ-535L-B Sıcaklık / İklim / Düşük Hava Basıncı Test Odası.
Anahtar nominal yetenekleri şunlardır:
Workspace: 535 L
Sıcaklık: -40°C ile +150°C
arasındaDüşük basınç: 1 kPa'ya kadar
535 L çalışma alanı, DUT'nin, gerekli montaj düzeni ve bağlantıların kullanılabilir test alanı içinde sığdığı birçok bileşen düzeyinde UAV test kurulumunu barındırabilir.
Sıcaklık aralığı ve düşük basınç kapasitesi, proje için gereken gerçek birleşik koşul performansına bağlı olarak çeşitli irtifa profillerine alan sağlar.
Ve en önemli sayı mutlaka 1 kPa değildir.
1 kPa odası yeteneğidir—İHA test şiddeti değil.
35 kPa'da bir uçuş kontrolör testi, 35 kPa civarında yapılandırılmalıdır çünkü bu gerekliliktir—1 kPa'da çalışarak "daha titiz" hale getirilmez.
Aynı şekilde, -40°C oda kapasitesi, her UAV bileşeninin -40°C'ye maruz kalması gerektiği anlamına gelmez.
Doğru yapılandırma görev ve yeterlilik gereksiniminden gelir.
Pratik ekipman değerlendirmesi için ITM-LAB'e gönderilebilecek en faydalı bilgiler şunlardır:
DUT boyutları ve kütlesi, görev irtifası veya gerekli basınç, sıcaklık profili, güç durumu, ısı yükü, maruz kalma süresi, basınç/sıcaklık geçiş gereksinimleri, besleme ve izleme ihtiyaçları.
Bu, tartışmayı şu noktadan taşımak için yeterlidir:
"Bir irtifa odası satıyor musunuz?"
to:
"Bu sistem testimi tekrar üretebilir mi?"
Sıklıkla cevaplamamız gereken üç soru
Vakum odası ile İHA irtifa test odası aynı mı?
Mutlaka değil.
Eğer gereksinim sadece tanımlanmış bir düşük basınçlı maruziyetse, uygun bir alçak basınçlı sistem yeterli olabilir.
İHA bileşeni aynı anda kontrollü sıcaklık ve düşük basınç deneyimlemek zorundaysa—veya güç, sinyaller ve sıcaklık izlenirken çalışmalıysa—test sisteminin bu gereksinimleri de desteklemesi gerekir.
Doğru karşılaştırma bu nedenle sadece vakum odası ile irtifa odası değildir. Bu
UAV yüksekliğini oda basıncına nasıl dönüştürebilirim?
Standart atmosfer modeli, irtifa ile atmosfer basıncı arasındaki ilişkiyi sağlar. NASA bu amaçla atmosferik denklemler ve referans verileri yayımlamaktadır.
Ancak hesaplanan standart atmosfer basıncı otomatik olarak geçerli test spesifikasyonunu geçersiz kılmamalıdır.
Görev yüksekliğini mühendislik başlangıç noktası olarak kullanın, ardından gerekli oda basıncını yeterlilik temelinden doğrulayın.
İrtifa testi sırasında İHA bileşeni çalışmalı mı?
Amaç irtifada çalışmayı göstermekse, güçlü test ve fonksiyonel izleme gerekebilir.
Gereksinim depolama, taşıma veya hayatta kalma maruziyetiyse, örnek durumu farklı olabilir.
Önce hedefi tanımlayın. Sonra ilgili prosedürü takip edin.
Yükseklik vakum seviyesinden daha fazladır
İHA irtifa testlerinde faydalı soru şu değildir:
Chamber ne kadar alçak olabilir?
Şöyle:
Bu bileşenin yeniden üretmesi gereken ortam nedir?
Birçok İHA bileşeni için bu cevap sadece baskıdan fazlasını içerir:
MISSION IRTITUDE
↓
GEREKLI BASIÇ
↓
TEMPERATURE
↓
DUT ÇALIŞMA DURUMU
↓
HEAT LOAD
↓
SÜRE + GEÇIŞ
↓
FONKSIYONEL İZLEME
↓
CHAMBER CONFIGURATION
Bu dizi iki zıt hatayı önler.
Bir tane yeterli test edilmiyor: düşük basıncı üretirken yeterlilik gereksiniminin gerektirdiği bir sıcaklık veya çalışma koşullarını dışarıda bırakıyor.
Diğeri ise aşırı test yapma: odanın en uç yeteneğini sadece mevcut olduğu için kullanmak.
hiçbiri testi daha temsilci yapmaz.
İHA bataryaları, uçuş kontrolörleri, aviyonikler, sensörler ve kameralar için amaç, belirtilen ortamı yeniden üretmek ve bileşenin görevin gerektirdiği şeyi hâlâ yapıp yapmadığını belirlemektir.
Önce irtifa profilini tanımlayın. Sonra odayı seçin.
