越南战争后，美国开（kāi）始在军用（yòng）飞机的概念（niàn）设计（jì）中研究作战生存力问题，并（bìng）在多种（zhǒng）型号的飞机（jī）生产中全面贯穿了生（shēng）存力设计思想。生（shēng）存力设计的好坏将直接（jiē）影（yǐng）响整（zhěng）个飞机系统的（de）效能和费用。虽然我国对生存力问题的研究尚处（chù）于初步研究阶（jiē）段，但飞（fēi）机的生存力问（wèn）题已经越来越（yuè）引起（qǐ）我们的注意，在无人（rén）机领域亦是如此。无（wú）人（rén）机主要执行战略侦察、监（jiān）视（shì）、空中预警、通（tōng）信中继和（hé）电子干扰等任务。目前国际上先进（jìn）的（de）无人机大多是续航（háng）时间长、飞行高度高、作（zuò）战半径大、装备精良和功能先进的大中型（xíng）无人（rén）机，采用数字计算机控制系统，可实（shí）现全过程自（zì）主飞行。此类大中型无人机（jī）多搭载大型侦察或攻击设备，造成全机造价大幅飙升。以美国RQ-4“全球鹰（yīng）”为例，其第Block20批（pī）次的单（dān）价已经（jīng）达到（dào）5800 万美元，此价（jià）格已接近F16。对于大中型（xíng）无人机而言，低（dī）成本的形象已经彻底颠（diān）覆（fù），此（cǐ）时提高无人机的生存能力便显得格外（wài）有意义。因此（cǐ）要求无人机（jī）的飞行管理与（yǔ）控制系（xì）统具（jù）有全（quán）程、全自主、全（quán）任务的工作能力，同时（shí）还必须有很（hěn）高（gāo）的生存力。
无人机在完成高度、长航时飞（fēi）行任务（wù）时，随着飞（fēi）行（háng）时间（jiān）的增（zēng）加，飞行控制系（xì）统出现故障的概率也在不断增加，具体表现如飞行控制计（jì）算机故（gù）障、舵机故障、舵面（miàn）损伤以及机载传感器故障等。为了使（shǐ）无人机在受到非致命（mìng）性损伤和故障（zhàng）情况时仍能够（gòu）完成（chéng）侦察任务或安全返（fǎn）回，需要研制一种高可靠性、高生存力的飞行控制系统。
解决办法 保证无人机高（gāo）生存力的核心是要（yào）构成一个可重构飞行控制系统（tǒng）（Restructurable Flight ControlSystem，RFCS）[2]，以（yǐ）及采用余度（dù）技术。一般说来， 实现故障安全的（de）方法有（yǒu）：
（1）把（bǎ）故障（zhàng）影响（xiǎng）减小到最（zuì）低限度（dù），即设计一个无人机（jī）鲁（lǔ）棒飞控系统，当故障产生后使其对整体性能不产生显著影响；
（2）增（zēng）加余度设备（bèi）和机构；
（3）改变故障隔离后剩余系统的运行规则，进（jìn）行补偿。
方法1 主要针对系统出现（xiàn）不严重的故障。
方法2 适用于成本较低、易（yì）于维护且余（yú）度（dù）设备在（zài）无人机承载能力范（fàn）围内的情况。
方法3 应（yīng）用情（qíng）况较全（quán）面。
RFCS 方案 RFCS 方案的基本组成（chéng）：
（1）故障的检（jiǎn）测与识（shí）别（bié）（F a u l tDe t e c t i o n a n d I d e n t i f i c a t i o n ,FDI）。确定故障（zhàng）性质、地点和（hé）程度。
（2）飞行控制系统的再设（shè）计。在所得到的信（xìn）息基础上，使用剩（shèng）余的部件和元（yuán）件，补偿故（gù）障元部件功能，改变反馈增益，进一（yī）步（bù）附加新（xīn）的（de）控（kòng）制回路进行控（kòng）制律的修（xiū）正。
（3）构（gòu）成（chéng）能够（gòu）承受轻微故障和（hé）环境改变的鲁棒飞行控制系统（tǒng）。
当舵面损坏（huài）或（huò）出现故障时，通过（guò）重组(Reconfiguration) 提（tí）供余度舵面。舵面重（chóng）组是指当飞机的操（cāo）纵面发生故障时（shí），重新组织飞机构造（zào）形式的一种技术措（cuò）施。采用控制工程的概念，重组是指通过（guò）控制器（qì）结构和参数的变化来改（gǎi）变控制器与被控对象之间的输入- 输出关系。
余度技术
余度技术的基本思想是增加余度（dù）资源、提高（gāo）可靠性。余度资源包括：飞控计算（suàn）机硬件和软件余度、时（shí）间重复（fù）、信（xìn）息余度（dù）（传感（gǎn）器余度）以及设置余度逻辑状态等。从（cóng）相反的一面来看，增加余度资源的同（tóng）时也增加了系统的复（fù）杂（zá）程（chéng）度，增加了系统的出错率。如果设计（jì）不当，系（xì）统可（kě）靠性反而会下降（jiàng）。所以方案设计（jì）上就需要在（zài）资源和可靠性指标之间进行折（shé）中。
通（tōng）常飞（fēi）机的生存（cún）力还包括战伤抢（qiǎng）修性，即遭到损伤（shāng）后能以应急手段和维修（xiū）方（fāng）法使得飞机恢（huī）复到（dào）完成某种（zhǒng）任务所需的功能或自救的能力。由于无人机系统在执行侦查作（zuò）战任务期（qī）间一（yī）旦发（fā）生故障，不可能像普通（tōng）飞机那样实时排除并修（xiū）复故（gù）障。所以在进行无人机可重构飞行（háng）控（kòng）制系统可（kě）靠性预计（jì）和分（fèn）配时，必须考（kǎo）虑无人机的特殊性。
以某型（xíng）飞控系统为例，该（gāi）飞（fēi）控系统（tǒng）设计为三余度飞控系统[3]，它（tā）具（jù）有余度管理功能。在飞机（jī）飞控（kòng）系统发生故（gù）障（zhàng）（包括飞机的（de）舵面、机载传感器、飞行控制计算（suàn）机等（děng）故障）时，能够继续完成无人机的侦查（chá）作（zuò）战任务（wù）（一次故障（zhàng）工（gōng）作）；在飞机飞控系统发（fā）生二次故障时，应（yīng）至（zhì）少（shǎo）保持（chí）稳定和安全（quán）（二次故障安全（quán））。此（cǐ）时，可控制飞机返（fǎn）回（huí）机场（chǎng）。
无人机采用了硬件余度和软件余度相（xiàng）结合的方式。硬件余度包括：操纵面的余度配置、三余度飞控（kòng）计算（suàn）机和多余度传（chuán）感器等；软件余度包括（kuò）相似余度计算机（jī）软件和解析余度（dù）传（chuán）感器。
咨询航拍服务可加（jiā）昆明（míng）劲鹰无人机飞控手老鹰的微（wēi）信laoyingfly |
