یک قطعه پهپاد که در سطح دریا به خوبی کار می کند، لزوما ثابت نکرده که در ارتفاع مأموریت کار خواهد کرد.
تفاوت واضح فشار است. همیشه مهم ترین آن نیست.
یک کنترل کننده پرواز برقی همچنان با کاهش چگالی هوای اطراف، گرما تولید می کند. باتری همچنان باید برق را در دمای مشخص شده تأمین کند. دوربین یا حسگر هنوز باید شرایط عملکردی خود را برآورده کند—نه فقط روشن بماند.
اینجاست که آزمایش ارتفاع پهپاد جالب تر از قرار دادن یک DUT در محفظه و کشیدن جاروبرقی می شود.
برای بسیاری از قطعات پهپاد، سؤال صلاحیت به این نزدیک تر است:
آیا DUT می تواند در فشار و دمای مورد نیاز، برای مدت زمان مورد نیاز، در حالی که عملکردهای مهم برای مأموریت تحت نظارت هستند، فعالیت کند؟
این سؤال نحوه تعریف آزمون و نحوه انتخاب اتاق آزمایش ارتفاع را تغییر
می دهد.ارتفاع واقعا برای یک قطعه پهپاد چه تغییری ایجاد می کند؟
Altitude یک اختصار مناسب برای محیط عملیاتی است. با این حال، یک آزمایشگاه به شرایط قابل اندازه گیری نیاز دارد.
اولی فشار جو است.
در جو استاندارد، فشار با افزایش ارتفاع کاهش می یابد. برای مثال، مدل جوی ناسا کاهش فشار با ارتفاع را توصیف می کند و معادلاتی برای برآورد فشار، دما و چگالی در ارتفاعات مختلف ارائه می دهد.
برخی مقادیر مرجع مفید عبارتند از:
این ها
این تمایز مهم است.
"ارتفاع عملیاتی ۵۰۰۰ متر" اطلاعات مهندسی مفیدی است.
اما قبل از شروع تست، باید به چیزی دقیق تر تبدیل شود:
فشار مورد نیاز + دما + مدت + حالت عملیاتی DUT + معیارهای پذیرش
Temperature یک ورودی جداگانه است
فشار رابطه قابل پیش بینی با ارتفاع زیر جو مرجع دارد. دمای یک قطعه واقعی پهپاد پیچیده تر است.
یک دوربین نصب شده بیرونی، باتری محصور در بدنه و کنترل کننده پرواز موتوردار همگی می توانند شرایط حرارتی متفاوتی را روی یک هواپیما تجربه کنند.
قرار گرفتن در معرض خورشید، جریان هوا، طراحی محفظه، الکترونیک نزدیک، بار الکتریکی و مدت زمان مأموریت همگی می توانند دمای قطعه را تحت تأثیر قرار دهند.
پس مهندس تست باید در برابر یک میانبر وسوسه انگیز مقاومت کند:
ارتفاع مأموریت → دمای استاندارد جو → دمای آزمایش DUT
نیاز به دما باید از مبنای واقعی صلاحیت تأمین شود.
سپس گرما وجود دارد
این موضوع به ویژه برای الکترونیک موتوردار اهمیت دارد.
با افزایش ارتفاع، چگالی هوا کاهش می یابد. مدل های استاندارد جو ناسا این تغییر چگالی را همراه با فشار و دما توصیف می کنند.
حالا یک کنترل کننده پرواز برقی را در نظر بگیرید که ده ها وات را درون یک محفظه مصرف
می کند.ممکن است محفظه روی -20°C تنظیم شده باشد، اما این به این معنا نیست که هر قطعه الکترونیکی داخل DUT در دمای -20°C قرار دارد. DUT گرما تولید می کند و تعادل حرارتی آن می تواند تحت شرایط فشار کاهش یافته تغییر کند.
این یک قاعده مفید برای انتخاب اتاق به ما می دهد:
نقطه تنظیم اتاقک ≠ دمای قطعه.
اگر قطعه پهپاد در طول آزمایش ارتفاع کار کند، بار حرارتی آن باید در تعریف آزمایش و RFQ تجهیزات قرار گیرد.
کدام اجزای پهپاد نسبت به ارتفاع حساس تر هستند؟
هیچ «آزمون ارتفاع پهپاد» واحدی وجود ندارد که برای هر قطعه هواپیما به یک اندازه منطقی باشد.
مکانیزم خرابی اهمیت دارد.
Battery Packs
برای باتری، معمولا جدا کردن دما از بحث ارتفاع غیرممکن است.
پک همچنان باید عملکرد الکتریکی مورد نیاز را در معرض محیط عملیاتی مشخص شده ارائه دهد. بسته به برنامه صلاحیت، کاهش فشار ممکن است بخشی از آن محیط نیز باشد.
این می تواند سؤال مرتبط را مطرح کند:
آیا باتری فقط در معرض ارتفاع مقاومت می کند یا باید عملکرد مشخصی را در آنجا ارائه دهد؟
این ها آزمون های متفاوتی هستند.
تمایز دیگری هم هست که ارزش توجه دارد. <شروع داده قوی="5331" data-end="5592">UN 38.3 شبیه سازی ارتفاع T.1 یک الزام ایمنی حمل و نقل باتری لیتیوم است. صلاحیت ارتفاع عملیاتی پهپاد یک سؤال مهندسی متفاوت مطرح می کند: آیا باتری در محیط مورد نظر خود با الزامات مشخص شده هواپیما مطابقت دارد یا خیر.
یک باتری ممکن است هر دو نیاز را داشته باشد، اما یکی نباید به طور خودکار جایگزین دیگری شود.
Flight Controllers and Avionics
برای اویونیک، آزمایش های برقی می توانند بیش از یک بازرسی پس از آزمایش را آشکار کنند.
یک کنترل کننده پرواز ممکن است نیاز داشته باشد ارتباط، رفتار پایدار توان و عملکرد بدون خطا را در طول شرایط ارتفاع حفظ کند.
اگر تنها بررسی پذیرش این باشد که «آیا پس از بازیابی روشن می شود؟»، وقفه ای که فقط در فشار پایین رخ داده هرگز ثبت نشود.
رفتار حرارتی نیز شایسته توجه است زیرا اویونیک ها در حین کار همچنان گرما تولید می کنند.
Sensors and Communication Modules
برای حسگرها، powered on و عملکرد صحیح مترادف نیستند.
بسته به DUT، مهندسان ممکن است نیاز به نظارت داشته باشند:
دقت اندازه گیری، پایداری سیگنال، خروجی داده، وضعیت ارتباطی یا انحراف اندازه گیری.
حسگری که از آزمایش جان سالم به در ببرد اما از محدوده دقت مشخص شده خود خارج شود، ممکن است هنوز در انجام مأموریت مورد نیاز خود شکست خورده باشد.
Cameras and Gimbals
محموله های نوری مجموعه دیگری از نگرانی ها را ایجاد می کنند.
دما می تواند بر فوکوس، تراز و رفتار مکانیکی تأثیر بگذارد. محموله ممکن است نیاز داشته باشد کیفیت تصویر یا عملکرد گیمبال را در حالی که شرایط ارتفاع وجود دارد، حفظ کند.
گذارهای محیطی همچنین می توانند در مواردی که تراکم یا مه آلودگی اهمیت دارد، اهمیت داشته باشند.
رشته مشترک ساده است:
قبل از تعریف چرخه اتاق، معنای «pass» را تعریف کنید.
چرا تست فقط فشار می تواند نیاز واقعی را نادیده بگیرد
فرض کنید یک ماژول اویونیک باید در دمای 35 kPa و -40°C کار کند.
یک آزمایشگاه می تواند دو آزمایش جداگانه انجام دهد.
Test A — دمای پایین
-40°C
تقریبا فشار جوی نرمال
و سپس:
Test B — فشار پایین
35 kPa
23°C
هر دو آزمون اطلاعات مفیدی ارائه می دهند.
هیچ کدام به طور خودکار نشان نمی دهند که DUT در موارد زیر عمل خواهد کرد:
Test C — دما + ارتفاع
-40°C
35 kPa
powered
این به این معنا نیست که شرایط ترکیبی همیشه نتیجه متفاوتی خواهد داشت.
این یعنی تعامل نشان داده نشده است.
دما می تواند بر مواد، لوازم الکترونیکی، باتری ها و واشرها تأثیر بگذارد. کاهش فشار محیط هوای اطراف را تغییر می دهد و می تواند رفتار حرارتی و اختلاف فشار را تحت تأثیر قرار دهد.
وقتی شرط صلاحیت آن شرایط را به طور همزمان مشخص می کند، بازتولید جداگانه آن ها به سؤال متفاوتی پاسخ می دهد.
همان فشار. محیط حرارتی متفاوت. سؤال متفاوت.
این نقطه ای است که یک محفظه ساده فشار پایین و یک محفظه دما-ارتفاع دیگر ابزارهای آزمایشی معادل نیستند.
MIL-STD-810H Method 500.6 یا IEC 60068-2-13?
این ارجاعات اغلب در بحث های آزمون ارتفاع ذکر می شوند، اما نباید به عنوان برچسب های قابل تعویض برای «در خلأ قرار دهید» تلقی شوند.
IEC 60068-2-13:2021 نسخه پنجم فعلی آزمایش محیطی — بخش ۲-۱۳: آزمایش ها — آزمایش M: فشار هوای پایین. IEC بیان می کند که این آزمایش برای نمونه هایی اعمال می شود که ممکن است در حین حمل، نگهداری یا سرویس تحت فشار هوای پایین قرار گیرند. بازنگری ۲۰۲۱ همچنین شدت ها را با مواد مرتبط IEC 60721 هماهنگ کرد و راهنمایی هایی برای انتخاب مدت زمان مواجهه اضافه نمود.
MIL-STD-810H روش 500.6 رویکردی زیست محیطی چرخه عمر برای قرار گرفتن در معرض فشار پایین/ارتفاع دارد و شامل روش هایی است که به موقعیت های مختلف فشار پایین می پردازند.
برای کارهای پهپادی، یک تمایز سطح بالا مفید این است:
جدول برای انتخاب یک استاندارد بر دیگری طراحی نشده است.
یک برنامه پهپاد دفاعی، مشخصات قطعات تجاری و طرح صلاحیت خاص مشتری ممکن است به الزامات متفاوتی اشاره کند.
آنچه برای انتخاب اتاق اهمیت دارد این است که آن الزامات در نهایت چه خواهند شد:
فشار، دما، مدت زمان، گذار، حالت DUT و پایش است.
این به اصل مفید دیگری منجر می شود:
استاندارد را از اتاق انتخاب نکنید. اتاقک مورد نیاز آزمون را انتخاب کنید.
تبدیل ارتفاع مأموریت به پروفایل آزمایشی آزمایشگاهی
عبارتی مانند "تا 8000 متر کار می کند" هنوز برنامه اتاقی محسوب نمی شود.
باید ترجمه شود.
start with the pressure requirements
ارتفاع مأموریت نقطه شروع را فراهم می کند.
مرجع استاندارد جو می تواند ارتفاع را به فشار تقریبی جو تبدیل کند، اما مقدار نهایی محفظه باید مطابق با مشخصات یا مبنای صلاحیت مربوطه باشد.
اینجاست که IMAGE 4 مفید می شود.
افزودن دما
بعدی بپرسید آیا DUT باید:
دما را تحمل کنید،
در دما کار می کند،
یا باید یک الزام عملکرد مشخص در دما را برآورده کنید.
این ها لزوما معیارهای پذیرش معادل نیستند.
تعریف کنید که چگونه به محیط دسترسی پیدا می شود
آیا تست نیاز دارد که ابتدا DUT به دما برسد و سپس فشار را کاهش دهد؟
آیا فشار و دما باید با هم تغییر کنند؟
آیا نرخ تغییر فشار خاصی لازم است؟
تثبیت چگونه تعیین می شود؟
رویه مربوطه باید به این سوالات پاسخ دهد. اتاق باید طوری تنظیم شود که آن ها را بازتولید کند.
تعریف نوردهی
رسیدن به ۳۵ کیلوپاسکال به معنای پایان تست نیست.
این نیاز همچنین به مدت زمان نوردهی و تعریف روشنی از زمان شروع آن نیاز دارد. IEC اشاره می کند که بازنگری ۲۰۲۱ راهنمایی هایی درباره انتخاب مدت زمان مواجهه اضافه کرده است.
تصمیم بگیرید که آیا DUT فعال است یا نه
این تصمیم هم هدف آزمایش و هم پیکربندی محفظه را تحت تأثیر قرار
می دهد.A powered DUT may requied:
سیم کشی برق، اتصالات سیگنال، ارتباط داده، ترموکوپل ها و فیدتروهای اضافی.
همچنین گرما را وارد فضای کاری می کند.
تصمیم بگیرید چه چیزی به عنوان پاس محسوب می شود
برای کنترل کننده پرواز، این می تواند شامل وضعیت ارتباطات و خطا باشد.
برای دوربین، عملکرد تصویر یا گیمبال ممکن است اهمیت داشته باشد.
برای یک حسگر، دقت ممکن است اهمیت داشته باشد.
برای یک باتری، عملکرد الکتریکی ممکن است اهمیت داشته باشد.
یک پروفایل محفظه به خوبی تعریف شده بدون معیار پذیرش معنادار، همچنان یک آزمون صلاحیت ناقص محسوب می شود.
معمولا در آزمایش ارتفاع پهپاد چه مشکلی پیش می آید؟
اکثر مشکلات آزمون ارتفاع ناشی از ناتوانی محفظه در ایجاد فشار پایین نیستند. آن ها زودتر شروع می شوند، زمانی که نیاز به آزمون تبدیل می شود.
01 — ارتفاع بدون پایه فشار تعریف
شده"10,000 متر" یک محیط را توصیف می کند. آزمایشگاه همچنان باید بداند کدام تعریف یا مشخصات فشار بر آزمایش حاکم است.
02 — فقط فشار، زمانی که نیاز ترکیب شده باشد
یک تست فشار پایین در دمای اتاق، شرایط عملیاتی مشخصی برای دمای پایین/فشار پایین را بازتولید نمی کند.
03 — Chamber limit = سطح آزمون
این اشتباه به طرز شگفت آوری آسان است.
اگر یک اتاق بتواند به
این به این معنا نیست که DUT باید روی 1 kPa باشد.
04 — بار حرارتی DUT نادیده گرفته می شود
یک ماژول اویونیک موتوردار به محفظه گرما اضافه می کند و توزیع دمای داخلی خود را توسعه
می دهد.این هنگام ارزیابی عملکرد اتاق و رفتار DUT اهمیت دارد.
05 — No Live Monitoring
یک مؤلفه پس از بازگشت به فشار عادی می تواند بازیابی شود.
اگر نیاز به کار در ارتفاع باشد، فقط یک بررسی روشن شدن پس از آزمایش ممکن است رویدادی را که می خواستید شناسایی کنید، از دست بدهد.
06 — انتقال و بازیابی به عنوان تنظیم در نظر گرفته می شوند
کاهش فشار، تغییر دما، تثبیت و بازیابی می تواند بخشی از فرایند تعریف شده باشد.
نباید صرفا به خاطر درست بودن نقطه تنظیم نهایی بداهه پردازی شوند.
انتخاب اتاقک دما + ارتفاع
پس از تعریف آزمایش، انتخاب تجهیزات بسیار کمتر مرموز می شود.
و اولین عددی که باید نگاه کنید لزوما نباید حداقل فشار باشد.
محدوده فشار—و کنترل فشار
مشخصاتی مانند حداقل فشار: 1 kPa کمترین فشاری را که سیستم تحت شرایط تعریف شده برای رسیدن به آن طراحی شده است، نشان می دهد.
آزمایش پهپاد ممکن است به جای آن نیازمند عملیات کنترل شده در شرایط میانی مانند ۵۴ کیلوپاسکال، ۳۵ کیلوپاسکال یا ۲۶.۵ کیلوپاسکال باشد.
این باعث می شود توانایی بازتولید پروفایل فشار مورد نیاز اهمیت داشته باشد—نه فقط حد نهایی فشار پایین.
حداقل فشار یک مشخصات است. پروفایل آزمون همان مورد نیاز است.
دما و فشار با هم
اگر آزمایش نیاز به دمای پایین و فشار کاهش همزمان دارد، قابلیت شرایط ترکیبی مرتبط سیستم را بررسی کنید و بازه دما و فشار را به عنوان دو مشخصات کاملا مستقل بخوانید.
این موضوع به ویژه هنگام مقایسه اتاق ها اهمیت دارد.
دمای بیشینه، حداقل دما و حداقل فشار که روی سه خط جداگانه چاپ شده اند، به تنهایی همه شرایط عملیاتی ترکیبی ممکن را توصیف نمی کنند.
اندازه DUT با حجم اتاق یکسان نیست
بخش پهپاد، سخت افزار نصب، کابل ها و اتصالات مانیتورینگ همگی باید در فضای کاری قابل استفاده جای بگیرند.
محفظه همچنین نیاز به فضای کافی برای پیکربندی آزمایشی مورد نظر دارد.
پس ارائه واقعی:
L × W × H
به جای اینکه صرفا بگوید:
"این یک کنترل کننده پرواز متوسط است."
DUTهای موتوردار نیاز به بررسی حرارتی
دارندبه سازنده تجهیزات اطلاع دهید که آیا نمونه در طول آزمایش کار خواهد کرد و چه مقدار گرما تولید می کند.
برای قطعات الکترونیکی پهپاد، این می تواند به اندازه جرم DUT اهمیت داشته باشد.
فیدتروها بخشی از سیستم تست هستند
برق، اترنت، CAN، خطوط حسگر، ترموکوپل یا سیگنال های دیگر ممکن است نیاز به عبور از دیواره محفظه داشته باشند.
بنابراین آرایش فیدترو باید با طرح پایش تعریف شود—نه پس از ساخت اتاقک.
From test requirements to GDJZ-535L-B Configuration
یک آزمایش قطعاتی UAV را در نظر بگیرید که نیازمند موارد زیر است:
controlled temperature
pressure reduced
powered operation
external monitoring
این الزام به سمت یک محفظه محیطی با دما/فشار پایین اشاره دارد نه یک محفظه خلأ ساده.
یکی از پیکربندی های ITM-LAB برای این نوع کار GDJZ-535L-B اتاق آزمایش دما/اقلیم / فشار هوای پایین.
قابلیت های اسمی کلیدی شامل:
Workspace: 535 L
دما: -40°C تا +150°C
فشار پایین: تا 1 kPa کاهش
می یابدفضای کاری 535 L می تواند بسیاری از تنظیمات آزمایشی پهپاد در سطح قطعه را در جایی که DUT، آرایش نصب و اتصالات مورد نیاز در فضای تست قابل استفاده جای می گیرد، پشتیبانی کند.
دامنه دمایی و قابلیت فشار پایین فضای کافی برای انواع پروفایل های ارتفاع فراهم می کند، مشروط به عملکرد واقعی شرایط ترکیبی مورد نیاز برای پروژه.
و مهم ترین عدد لزوما 1 kPa نیست.
1 kPa قابلیت محفظه است—نه شدت آزمایش پهپاد.
یک تست کنترل پرواز در ۳۵ kPa باید حول ۳۵ kPa پیکربندی شود چون این الزام است—نه اینکه با اجرا در ۱ kPa «سخت تر» شود.
همچنین، قابلیت محفظه -40 درجه سانتی گراد به این معنا نیست که هر قطعه پهپاد باید در معرض -40 درجه سانتی گراد قرار گیرد.
پیکربندی صحیح از الزامات مأموریت و صلاحیت به دست می آید.
برای ارزیابی عملی تجهیزات، مفیدترین اطلاعاتی که باید به ITM-LAB ارسال شود عبارت است از:
DUT ابعاد و جرم، ارتفاع مأموریت یا فشار مورد نیاز، پروفایل دما، حالت توان دار، بار حرارتی، مدت زمان مواجهه، الزامات انتقال فشار/دما، فیدتروها و نیازهای پایش است.
این کافی است تا بحث را از:
"آیا اتاق ارتفاع می فروشید؟"
to:
"آیا این سیستم می تواند تست من را بازتولید کند؟"
سه سوالی که اغلب باید به آن ها پاسخ دهیم
آیا محفظه خلأ همان اتاق آزمایش ارتفاع پهپاد است؟
نه لزوما.
اگر نیاز فقط یک مواجهه با فشار پایین تعریف شده باشد، یک سیستم مناسب با فشار پایین ممکن است کافی باشد.
اگر قطعه پهپاد باید همزمان دمای کنترل شده و فشار کاهش یافته را تجربه کند—یا در حالی که برق، سیگنال و دما پایش می شوند کار کند—سیستم آزمایش باید از این نیازها نیز پشتیبانی کند.
مقایسه صحیح صرفا
چگونه ارتفاع پهپاد را به فشار محفظه تبدیل کنم؟
مدل استاندارد جو رابطه بین ارتفاع و فشار جو را ارائه می دهد. ناسا معادلات جوی و داده های مرجع را برای این منظور منتشر می کند.
اما فشار جو استاندارد محاسبه شده نباید به طور خودکار مشخصات آزمایش مربوطه را لغو کند.
ارتفاع مأموریت را به عنوان نقطه شروع مهندسی در نظر بگیرید، سپس فشار مورد نیاز اتاقک را از اساس صلاحیت تأیید کنید.
آیا قطعه پهپاد باید در طول آزمایش ارتفاع کار کند؟
اگر هدف نشان دادن
اگر نیاز ذخیره سازی، انتقال یا مواجهه با بقا باشد، حالت نمونه ممکن است متفاوت باشد.
ابتدا هدف را تعریف کنید. سپس روند مربوطه را دنبال کنید.
ارتفاع بیش از یک سطح خلأ است
سؤال مفید در آزمایش ارتفاع پهپاد این نیست:
اتاق تا کجا می تواند پایین بیاید؟
It:
این مؤلفه باید چه محیطی را بازتولید کند؟
برای بسیاری از اجزای پهپاد، این پاسخ بیش از فشار است:
MISSION ALTITUDE
↓
فشار مورد نیاز
↓
TEMPERATURE
↓
DUT OPERATING STATE
↓
HEAT LOAD
↓
DURATION + TRANSITION
↓
FUNCTIONAL MONITORING
↓
CHAMBER CONFIGURATION
این توالی از دو اشتباه متضاد جلوگیری می کند.
یکی در حال آزمایش است: بازتولید فشار پایین در حالی که دما یا شرایط عملیاتی که شرایط صلاحیت واقعا ایجاب می کند را حذف می کند.
دیگری آزمایش بیش از حد است: استفاده از شدیدترین قابلیت اتاقک صرفا به این دلیل که در دسترس است.
هیچ کدام باعث نمی شود تست نماینده تر باشد.
برای باتری های پهپاد، کنترل کننده های پرواز، اویونیک ها، حسگرها و دوربین ها، هدف بازتولید محیط مشخص شده و تعیین این است که آیا قطعه همچنان وظایف مورد نیاز مأموریت را انجام می دهد یا خیر.
ابتدا پروفایل ارتفاع را تعریف کنید. اتاق دوم را انتخاب کن.
