民用多旋翼無人機系統(tǒng)的抗風測試標準風速并非單一固定值,而是根據(jù)無人機的類型、起飛重量及應(yīng)用場景,由多項國家標準和行業(yè)規(guī)范共同確定。以下是核心標準體系及具體風速要求的詳細解析:
一、國家標準 GB/T 38930-2020 的分級要求
作為我國首ge專門針對無人機抗風性能的國家標準,GB/T 38930-2020 將輕小型旋翼類無人機(起飛重量 0.25-150kg)分為Ⅲ 級(4-15kg)和Ⅳ 級(15-116kg),并規(guī)定了持續(xù)風、陣風、切向風三種風型的測試條件:

測試需在可控風場中進行,風速調(diào)節(jié)范圍為 0-25m/s,精度達 ±1m/s,并同步采集無人機姿態(tài)、軌跡、動力系統(tǒng)參數(shù)等數(shù)據(jù)。例如,某物流無人機通過該標準測試后,在 6 級風環(huán)境下的懸停水平偏移可控制在 0.5 米以內(nèi),姿態(tài)波動≤0.3°。
二、min航局適航認證的針對性要求
中國min航局在《城市場景物流電動多旋翼無人駕駛航空器系統(tǒng)技術(shù)要求》中,對輕型無人機(空機≤4kg,最大起飛≤7kg)提出更具體的抗風指標中國民用航空局:
起降階段:需抵抗5.4m/s(約 3 級風)的持續(xù)風,確保著陸水平精度 ±0.5 米;
飛行階段:需抵抗7.9m/s(約 4 級風)的持續(xù)風,同時保持航向控制精度 ±5°,航跡水平偏差 ±10 米。
對于Ⅲ 類無人機(4-15kg),CCAR-92 部要求必須通過10m/s 側(cè)風測試,并提供連續(xù) 30 分鐘的風洞測試視頻記錄,以驗證動力冗余和姿態(tài)穩(wěn)定性。
三、測試方法與ji端工況模擬
抗風測試不僅需滿足標準風速,還需復(fù)現(xiàn)復(fù)雜風場特性:
持續(xù)風測試:穩(wěn)定輸出目標風速 30 分鐘,評估無人機長時間保持航線的能力。例如,工業(yè)級機型在垂直風切變環(huán)境下需將軌跡偏差控制在 1 米以內(nèi)。
陣風測試:模擬 5 秒內(nèi)風速驟升 15m/s(如從 5m/s 躍升至 20m/s),要求飛控系統(tǒng)在 0.3 秒內(nèi)恢復(fù)穩(wěn)定,電機溫度增幅≤20℃。
極duan風測試:專業(yè)機型需通過12 級臺風(32.7-36.9m/s)驗證結(jié)構(gòu)強度,確保自動返航落點誤差≤5 米。
四、測試設(shè)備與精度保障
抗風測試通常使用智能風墻系統(tǒng),其核心參數(shù)需滿足:
風速范圍:基礎(chǔ)測試 0-16m/s(0-7 級風),專業(yè)設(shè)備可擴展至 0-24.5m/s(0-10 級風),wu差 ±0.5m/s;
風向調(diào)節(jié):0°-360° 任意切換,均勻度誤差≤±5%,湍流強度≤3%;
數(shù)據(jù)采集:風速傳感器精度 ±0.1m/s,姿態(tài)記錄儀角度wu差≤0.3°,高速相機采樣頻率≥200 幀 / 秒。
例如,Delta 德爾塔儀器研發(fā)的可移動風墻系統(tǒng),通過獨立控制的風機矩陣,可精準復(fù)現(xiàn)山區(qū)亂流、城市峽谷風等復(fù)雜氣流,誤差控制在 ±0.5m/s 以內(nèi)。
由Delta德爾塔儀器聯(lián)合電子科技大學(xué)(深圳)高等研究院——深思實驗室團隊、工信部電子五所賽寶低空通航實驗室研發(fā)制造的無人機抗風試驗風墻\可移動風場模擬裝置\風墻裝置,正成為解決無人機行業(yè)抗風性能測試難題的突破性技術(shù)。


無人機風墻測試系統(tǒng)\無人機抗風試驗風墻\可移動風場模擬裝置\風墻裝置
五、應(yīng)用場景與性能差異
不同場景對無人機抗風能力要求差異顯著:
消費級航拍:通常需滿足 4 級風(5.5-7.9m/s)下的穩(wěn)定懸停,水平偏移≤1.5 米;
農(nóng)業(yè)植保:需在 5 級風(8.0-10.7m/s)中保持噴幅均勻性,同時應(yīng)對田間垂直風切變;
電力巡檢:需通過 6 級風(10.8-13.8m/s)測試,確保在高山峽谷等復(fù)雜地形中安全作業(yè)。
六、標準協(xié)同與未來趨勢
GB/T 38058-2019《民用多旋翼無人機系統(tǒng)試驗方法》雖未直接規(guī)定風速數(shù)值,但明確要求測試需在可控風場中進行,并采集姿態(tài)角偏差、電機功率等核心數(shù)據(jù)。當前,抗風測試標準正與國際接軌,如 ISO 21384-1:2021《無人機系統(tǒng)設(shè)計與生產(chǎn)要求》亦強調(diào)動態(tài)風場模擬的重要性。
新一代測試技術(shù)已實現(xiàn)AI 驅(qū)動風場適配,通過機器學(xué)習(xí)預(yù)測無人機響應(yīng),將動態(tài)風譜調(diào)整時間縮短至 0.2 秒以內(nèi)。同時,集成溫濕度、沙塵模擬功能的風墻,可測試 - 20℃~50℃極duan環(huán)境下的綜合抗風性能。
總結(jié)
民用多旋翼無人機的抗風測試風速需根據(jù)具體標準和場景綜合判定:Ⅲ 級無人機需在 6 級風(10.8-13.8m/s)下穩(wěn)定飛行,而輕型物流無人機起降階段僅需抵抗 3 級風(5.4m/s)。測試的核心是通過標準化流程驗證無人機在不同風況下的穩(wěn)定性、動力冗余及應(yīng)急能力,最終確保其在復(fù)雜環(huán)境中的安全應(yīng)用。