HB 8594－2021 民用轻小型无人机系统安全性设计要求 Safety design requirements of small and light civil unmanned aircraft system 2021－04－19发布 2021－07－01实施 中华人民共和国工业和信息化部 发 布 ICS 49.020 V 36 HB 8594－2021 I 目 次 前言…………………………………………………………………………………………………………… II 1 范围…………………………………………………………………………………………………………1 2 规范性引用文件……………………………………………………………………………………………1 3 术语和定义…………………………………………………………………………………………………1 4 一般要求……………………………………………………………………………………………………1 5 详细要求……………………………………………………………………………………………………2 5.1 设计依据………………………………………………………………………………………………2 5.2 设计内容………………………………………………………………………………………………2 6 设计程序……………………………………………………………………………………………………4 6.1 设计方法………………………………………………………………………………………………4 6.2 设计验证………………………………………………………………………………………………6 HB 8594－2021 II 前 言 本标准按照 GB/T 1.1－2009《标准化工作导则 第1 部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。 本标准由中国航空综合技术研究所归口。 本标准起草单位：中国航空综合技术研究所、西北工业大学、中国直升机设计研究所、北京航空航天大学、北京空间飞行器总体设计部、深圳大疆创新科技有限公司。 本标准主要起草人：舒振杰、胡应东、王 亮、曹国杰、刘 建、郝宗敏、贾 伟、汪定杰、孙 毅、 何志凯、杨 旸。 HB 8594－2021 1 民用轻小型无人机系统安全性设计要求 1 范围 本标准规定了民用轻小型无人机系统的安全性设计依据、设计程序、设计内容和设计验证。 本标准适用于最大起飞重量不超过 150 kg的民用无人机系统(以下简称“无人机”)的安全性设计和 验证。其他民用无人机系统可参考使用。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注日期的引用文件， 仅注日期的版本适用于本文件。 凡是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。 GJB 900A－2012 装备安全性工作通用要求 3 术语和定义 GJB 900A－2012 界定的及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 危险 hazard 可能导致事故的状态。 3.2 安全性 safety 产品所具有的不导致人员伤亡、系统毁坏、重大财产损失或不危及人员健康和环境的能力。 3.3 故障 fault 产品不能完成要求功能的状态。 3.4 无人机系统危急情况 critical situation of UAS 无人机系统出现故障，如不具有某功能或不迅速触发某设备、某程序或进行某种操作，势必造成某种程度的飞行事故的状态。 3.5 无人机系统紧急情况 emergency situation of UAS 无人机系统出现故障，如不具有某功能或不在一段时间内触发某设备、某程序或进行某种操作，则 有可能造成某种危险的状态。 4 一般要求 无人机系统安全性设计应与系统研制同步开展，同步设计，同步验证，一般包括： a) 无人机系统安全性设计应与产品功能、性能、预期使用环境等要素进行综合权衡，通过安全性 分析，确定安全性设计方案，并进行相关设计验证； HB 8594－2021 2 b) 无人机系统应设计相关的设备、程序或人机界面以应对可能出现的危急情况与紧急情况； c) 为将不能消除的危险所形成的风险减少到最低程度，应考虑采取补偿措施，如：联锁、冗余、 故障－安全设计、系统保护、防护设备、防护规程等； d) 应进行区域安全性分析或检查，对邻近系统、设备或部件的故障影响采取相应措施； e) 应对影响无人机系统安全的部位进行标识； f) 应按使用要求配置必要的检测和声光警告装置； g) 与安全有关的事项，应在使用维护相关技术资料中作出明显标识。 5 详细要求 5.1 设计依据 无人机系统安全性设计应依据相关标准和用户要求。 5.2 设计内容 5.2.1 机体结构 无人机机体结构设计一般包括： a) 应满足强度和刚度相关要求； b) 应合理选材，如不易助燃、耐腐蚀等； c) 应考虑疲劳和耐久性设计； d) 应充分考虑维护过程中的要求； e) 应考虑局部结构损坏对无人机系统安全的影响； f) 起降装置应根据产品自身特性进行相关安全性设计。 5.2.2 动力系统 5.2.2.1 一般要求 无人机动力系统设计一般包括： a) 动力系统应考虑散热要求； b) 动力装置安装应有减震功能； c) 动力负载装置应可靠连接； d) 动力装置应能够紧急制动； e) 动力装置与无人机系统功率需求应合理匹配。 5.2.2.2 发动机 无人机发动机一般包括： a) 应进行有效的抑制和屏蔽，减少对外部的电磁干扰。 b) 发动机与其负载应合理匹配。 c) 发动机进气道设计应采取相应防护措施： 1) 防止金属零件或紧固件松脱，并能防止脱落零件进入发动机； 2) 尽量减少外来物吸入的危险。 d) 发动机排气管排出的废气必须避开发动机进气道、燃油系统部件及放油嘴。 e) 发动机舱内的导管和接头必须是耐火的。 f) 发动机的燃油及滑油导管连接处应有防漏措施，避免火灾危险。 g) 发动机应设置超转、超温等超负荷保护装置。 HB 8594－2021 35.2.2.3 燃油装置 无人机燃油装置一般包括： a) 油箱及管路的强度和刚度由无人机系统总体设计统一考虑； b) 燃油消耗所引起的飞机重心变化，不应超过飞机允许范围； c) 燃油箱必须密封性好，不得渗漏； d) 油箱应考虑低油位告警； e) 应考虑燃油管路通过高温区的耐热措施； f) 应尽可能减少燃油管路的连接数量； g) 燃油装置的设计应考虑防止燃油中静电积聚放电而导致的失火和爆炸危险； h) 燃油装置的设计应尽可能考虑雷电和结冰； i) 应考虑加速装置(如弹射器)与发动机工作特性的匹配； j) 应有措施确保油箱通气，在起飞、飞行、着陆时不应发生虹吸、溢出，能防止外来物进入。 5.2.2.4 电机 无人机电机一般包括： a) 应进行有效的抑制和屏蔽，减少对外部的电磁干扰； b) 根据需求考虑防水设计； c) 电机与机体应可靠连接。 5.2.2.5 电调 无人机电调一般包括： a) 应进行有效的抑制和屏蔽，减少对外部的电磁干扰； b) 应考虑电调的大功率散热状况处理方式； c) 应考虑过流过压保护。 5.2.2.6 电池 无人机电池一般包括： a) 应具有过充保护功能； b) 应具有过放保护功能； c) 应具有低电量告警功能； d) 应采取相应措施减少跌落、冲击状态下的自燃与爆炸。 5.2.3 飞行控制与导航系统 飞行控制与导航系统一般包括： a) 飞控应具备链路中断保护策略； b) 飞控应考虑动力失效应急工作方式； c) 飞控应考虑对数据链传输导致的误码具有一定的容错能力； d) 飞控应考虑伺服机构失效情况下的安全飞行能力； e) 飞控应考虑导航装置失效下的安全处置能力； f) 对飞行安全和完成任务极为重要的电子设备应采用余度设计； g) 应具备自主冲突规避功能； h) 应采取措施使电子设备具有防电磁干扰能力； i) 应对静电放电敏感的元器件、部件和组件进行保护； j) 设备应具有由自身故障使交联设备受损的防护措施。 HB 8594－2021 4 5.2.4 电气系统 电气系统一般包括： a) 用电设备不得因正常过载、过流或瞬变影响系统正常工作； b) 多路电源应具备相互隔离功能； c) 集成电路应设置输入保护网络，以防静电放电