Komponen UAV yang bekerja sempurna di permukaan laut belum terbukti dapat berfungsi pada ketinggian misi.
Perbedaan yang jelas adalah tekanan. Itu tidak selalu yang paling penting.
Pengendali penerbangan bertenaga masih menghasilkan panas karena udara di sekitarnya menjadi lebih ringan. Baterai tetap harus memberikan daya pada suhu yang ditentukan. Kamera atau sensor tetap harus memenuhi persyaratan performanya—bukan sekadar tetap menyala.
Di sinilah pengujian ketinggian UAV menjadi lebih menarik daripada memasukkan DUT ke ruang dan menarik vakum.
Untuk banyak komponen UAV, pertanyaan kualifikasi lebih mendekati ini:
Bisakah DUT beroperasi pada tekanan dan suhu yang dibutuhkan, selama durasi yang diinginkan, sementara fungsi yang penting bagi misi dipantau?
Pertanyaan itu mengubah bagaimana pengujian harus didefinisikan—dan bagaimana ruang uji ketinggian harus dipilih.
Apa sebenarnya yang diubah ketinggian untuk komponen UAV?
Altitude adalah singkatan yang praktis untuk lingkungan operasi. Namun, laboratorium membutuhkan kondisi yang terukur.
Yang pertama adalah tekanan atmosfer.
Dalam atmosfer standar, tekanan menurun seiring naiknya ketinggian. Model atmosfer NASA, misalnya, menggambarkan penurunan tekanan seiring ketinggian dan menyediakan persamaan untuk memperkirakan tekanan, suhu, dan densitas pada ketinggian yang berbeda.
Beberapa nilai referensi yang berguna adalah:
Ini adalah reference-atmosphere, bukan tingkat keparahan uji UAV siap pakai. Setpoint ruang harus berasal dari spesifikasi pengujian yang berlaku, persyaratan pelanggan, atau profil misi yang telah ditentukan.
Perbedaan itu penting.
"5.000 m ketinggian operasi" adalah informasi teknik yang berguna.
Namun sebelum pengujian dimulai, pengujian harus menjadi sesuatu yang lebih tepat:
Tekanan yang dibutuhkan + suhu + durasi + status operasi DUT + kriteria penerimaan
suhu adalah input terpisah
Tekanan memiliki hubungan yang dapat diprediksi dengan ketinggian di bawah atmosfer referensi. Suhu komponen UAV sebenarnya lebih rumit.
Kamera yang dipasang di luar, baterai yang tertutup di badan pesawat, dan pengontrol penerbangan bertenaga dapat mengalami kondisi termal yang berbeda pada pesawat yang sama.
Paparan matahari, aliran udara, desain penutup, elektronik di sekitar, beban listrik, dan durasi misi semuanya dapat memengaruhi suhu komponen.
Jadi insinyur uji harus menahan pintasan yang menggoda:
ketinggian misi → suhu atmosfer standar → suhu uji DUT
Persyaratan suhu seharusnya berasal dari dasar kualifikasi sebenarnya.
Lalu ada panas
Ini sangat penting untuk elektronik berdaya.
Seiring meningkatnya ketinggian, kepadatan udara menurun. Model atmosfer standar NASA menggambarkan perubahan densitas ini bersamaan dengan tekanan dan suhu.
Sekarang pertimbangkan pengontrol penerbangan bertenaga yang membuang puluhan watt di dalam sebuah enclosure.
Ruang dapat diatur pada -20°C, tetapi itu tidak berarti setiap komponen elektronik di dalam DUT berada pada -20°C. DUT menghasilkan panas, dan keseimbangan termalnya dapat berubah dalam kondisi tekanan rendah.
Itu memberi kita aturan berguna untuk pemilihan ruang:
Setpoint ruang ≠ suhu komponen.
Jika komponen UAV beroperasi selama uji ketinggian, beban panasnya seharusnya masuk dalam definisi pengujian dan RFQ peralatan.
Komponen UAV mana yang paling sensitif terhadap ketinggian?
Tidak ada satu pun "uji ketinggian UAV" yang sama masuk akal untuk setiap komponen di pesawat.
Mekanisme kegagalan sangat penting.
Paket Baterai
Untuk baterai, suhu biasanya tidak mungkin dipisahkan dari diskusi ketinggian.
Paket tetap harus memberikan performa listrik yang dibutuhkan saat terpapar ke lingkungan operasi yang ditentukan. Tergantung pada program kualifikasi, tekanan yang berkurang juga dapat menjadi bagian dari lingkungan tersebut.
Itu dapat menimbulkan pertanyaan relevan:
Apakah baterai hanya bertahan dari paparan ketinggian, atau harus memberikan performa tertentu saat berada di sana?
Itu adalah tes yang berbeda.
Ada perbedaan lain yang patut dibuat. UN 38.3 T.1 Simulasi ketinggian adalah persyaratan keselamatan transportasi baterai lithium. Kualifikasi ketinggian operasional UAV mengajukan pertanyaan teknik yang berbeda: apakah baterai memenuhi persyaratan yang ditentukan pesawat dalam lingkungan yang dituju.
Baterai yang sama mungkin memenuhi kedua kebutuhan tersebut, tetapi tidak boleh secara otomatis menggantikan yang lain.
Pengendali Penerbangan dan Avionik
Untuk avionik, pengujian bertenaga dapat mengungkap lebih dari sekadar inspeksi pasca-pengujian.
Pengendali penerbangan mungkin perlu menjaga komunikasi, perilaku daya yang stabil, dan operasi tanpa gangguan sepanjang kondisi ketinggian.
Jika satu-satunya pemeriksaan penerimaan adalah "apakah menyala setelah pemulihan?", gangguan yang hanya terjadi pada tekanan rendah mungkin tidak pernah tertangkap.
Perilaku termal juga layak mendapat perhatian karena avionik terus menghasilkan panas selama operasi.
Sensor dan Modul Komunikasi
Untuk sensor, dinyalakan dan performing properly bukanlah sinonim.
Tergantung pada DUT, insinyur mungkin perlu memantau:
akurasi pengukuran, stabilitas sinyal, keluaran data, status komunikasi, atau pengukuran drift.
Sensor yang bertahan dari pengujian tetapi bergerak di luar pita akurasi yang ditentukan mungkin tetap gagal memenuhi persyaratan misinya.
Kamera dan Gimbal
Payload optik menimbulkan serangkaian perhatian lain.
Suhu dapat memengaruhi fokus, penyelarasan, dan perilaku mekanis. Muatan mungkin perlu mempertahankan kualitas gambar atau operasi gimbal selama kondisi ketinggian ada.
Transisi lingkungan juga dapat berpengaruh ketika kondensasi atau kabut menjadi perhatian.
Benang merahnya sederhana:
Tentukan apa arti "pass" sebelum Anda mendefinisikan siklus ruang peluru.
Mengapa pengujian hanya dengan tekanan dapat melewatkan kebutuhan sebenarnya
Misalkan modul avionik harus beroperasi pada 35 kPa dan -40°C.
Sebuah laboratorium dapat menjalankan dua pengujian terpisah.
Uji A — Suhu Rendah
-40°C
tekanan atmosfer sekitar normal
Dan kemudian:
Uji B — Tekanan Rendah
35 kPa
23°C
Kedua pengujian memberikan informasi yang berguna.
Keduanya secara otomatis menunjukkan bahwa DUT akan beroperasi di:
Test C — Suhu + Ketinggian
-40°C
35 kPa
powered
Itu tidak berarti kondisi gabungan akan selalu menghasilkan hasil yang berbeda.
Artinya interaksi belum didemonstrasikan.
Suhu dapat memengaruhi material, elektronik, baterai, dan segel. Tekanan yang berkurang mengubah lingkungan udara di sekitarnya dan dapat memengaruhi perilaku termal serta perbedaan tekanan.
Ketika persyaratan kualifikasi menentukan kondisi tersebut secara bersamaan, mereproduksinya secara terpisah menjawab pertanyaan yang berbeda.
Tekanan yang sama. Lingkungan termal yang berbeda. Pertanyaan kualifikasi yang berbeda.
Ini adalah titik di mana ruang tekanan rendah sederhana dan ruang suhu-ketinggian berhenti menjadi alat uji yang setara.
MIL-STD-810H Metode 500.6 atau IEC 60068-2-13?
Referensi ini sering disebutkan dalam diskusi uji ketinggian, tetapi tidak boleh diperlakukan sebagai label yang dapat dipertukarkan untuk "letakkan di bawah vakum."
IEC 60068-2-13:2021 adalah edisi kelima terbaru dari Pengujian lingkungan — Bagian 2-13: Pengujian — Uji M: Tekanan udara rendah. IEC menyatakan bahwa uji ini berlaku untuk spesimen yang dapat dikenakan tekanan udara rendah selama transportasi, penyimpanan, atau layanan. Revisi 2021 juga menyelaraskan tingkat keparahan dengan materi IEC 60721 yang relevan dan menambahkan panduan dalam pemilihan durasi paparan.
MIL-STD-810H Metode 500.6 mengambil pendekatan lingkungan siklus hidup untuk paparan tekanan rendah/ketinggian dan memuat prosedur yang menangani berbagai situasi tekanan rendah.
Untuk pekerjaan UAV, perbedaan tingkat tinggi yang berguna adalah:
Tabel ini tidak dimaksudkan untuk memilih satu standar dibandingkan yang lain.
Program UAV pertahanan, spesifikasi komponen komersial, dan rencana kualifikasi khusus pelanggan dapat merujuk pada persyaratan yang berbeda.
Yang penting dalam pemilihan kamar adalah apa yang akhirnya menjadi persyaratan tersebut:
tekanan, suhu, durasi, transisi, keadaan DUT dan pemantauan.
Itu mengarah pada prinsip berguna lainnya:
Jangan pilih standar dari ruang peluru. Pilih ruang dari persyaratan tes.
Mengubah ketinggian misi menjadi profil uji laboratorium
frasa seperti "beroperasi hingga 8.000 m" belum merupakan program kamar.
Harus diterjemahkan.
mulai dengan persyaratan tekanan
ketinggian misi menyediakan titik awal.
Referensi atmosfer standar dapat membantu menerjemahkan ketinggian menjadi tekanan atmosfer perkiraan, tetapi nilai ruang akhir harus mengikuti spesifikasi atau dasar kualifikasi yang berlaku.
Di sinilah IMAGE 4 menjadi berguna.
tambahkan suhu
Selanjutnya tanyakan apakah DUT harus:
bertahan dari suhu,
beroperasi pada suhu,
atau memenuhi persyaratan kinerja yang ditentukan pada suhu.
Kriteria ini tidak selalu setara.
Definisikan bagaimana lingkungan dijangkau
Apakah pengujian mengharuskan DUT mencapai suhu terlebih dahulu lalu menurunkan tekanan?
Haruskah tekanan dan suhu berubah bersamaan?
Apakah diperlukan tingkat perubahan tekanan tertentu?
Bagaimana stabilisasi ditentukan?
Prosedur yang berlaku harus menjawab pertanyaan-pertanyaan ini. Ruang peluru harus dikonfigurasi untuk mereproduksi mereka.
Definisikan Eksposur
Mencapai 35 kPa tidak berarti pengujian sudah selesai.
Persyaratan ini juga membutuhkan durasi eksposur dan definisi yang jelas kapan durasi tersebut dimulai. IEC mencatat bahwa revisi tahun 2021 menambahkan panduan dalam pemilihan durasi paparan.
Putuskan apakah DUT beroperasi
Keputusan ini memengaruhi baik objektif uji maupun konfigurasi ruang uji.
DUT berdaya mungkin memerlukan:
kabel daya, koneksi sinyal, komunikasi data, termokopel dan feedthrough tambahan.
juga memperkenalkan panas ke dalam ruang kerja.
Tentukan apa yang dihitung sebagai pass
Untuk pengendali penerbangan, ini bisa mencakup komunikasi dan status kesalahan.
Untuk kamera, performa gambar atau gimbal mungkin penting.
Untuk sensor, akurasi mungkin penting.
Untuk baterai, kinerja listrik mungkin berpengaruh.
Profil ruang yang terdefinisi dengan baik tanpa kriteria penerimaan yang bermakna tetaplah merupakan uji kualifikasi yang belum lengkap.
Apa yang biasanya salah dalam pengujian ketinggian UAV?
Sebagian besar masalah uji ketinggian tidak disebabkan oleh ruang ruang yang tidak mampu menghasilkan tekanan rendah. Ujian dimulai lebih awal, ketika persyaratan diterjemahkan ke dalam ujian.
01 — ketinggian tanpa basis tekanan yang didefinisikan
"10.000 m" menggambarkan sebuah lingkungan. Laboratorium masih perlu mengetahui definisi tekanan atau spesifikasi yang mengatur uji tersebut.
02 — hanya tekanan, jika kebutuhan digabungkan
Uji tekanan rendah suhu ruangan tidak mereproduksi kondisi operasi suhu rendah/tekanan rendah yang ditentukan.
03 — Batas Ruang = Level Uji
Ini adalah kesalahan yang cukup mudah dibuat.
Jika sebuah ruang dapat mencapai 1 kPa, itu memberi tahu Anda sesuatu tentang kemampuan peralatan.
Melakukan tidak berarti DUT seharusnya berada di 1 kPa.
04 — beban panas DUT diabaikan
Modul avionik bertenaga menambah panas ke ruang dan mengembangkan distribusi suhu internalnya sendiri.
Itu penting saat mengevaluasi kinerja ruang dan perilaku DUT.
05 — Tanpa Pemantauan Langsung
Komponen dapat pulih setelah kembali ke tekanan normal.
Jika persyaratannya adalah operasi di ketinggian, pemeriksaan power-on pasca-uji saja mungkin melewatkan kejadian yang Anda coba deteksi.
06 — Transisi dan pemulihan diperlakukan sebagai setup
Pengurangan tekanan, transisi suhu, stabilisasi, dan pemulihan dapat menjadi bagian dari prosedur yang ditentukan.
Seharusnya tidak diimprovisasi hanya karena setpoint akhir sudah benar.
Memilih Ruang Suhu + Ketinggian
Setelah pengujian didefinisikan, pemilihan peralatan menjadi jauh lebih rumit.
Dan angka pertama yang harus dilihat tidak harus berupa tekanan minimum.
Rentang Tekanan—dan Kontrol Tekanan
Spesifikasi seperti tekanan minimum: 1 kPa memberi tahu Anda tekanan terendah yang dirancang sistem untuk dicapai dalam kondisi yang telah ditentukan.
pengujian UAV mungkin memerlukan operasi terkontrol pada kondisi menengah seperti 54 kPa, 35 kPa, atau 26,5 kPa.
Hal ini membuat kemampuan untuk mereproduksi profil tekanan yang dibutuhkan menjadi penting—bukan hanya batas tekanan rendah yang paling akhir.
Tekanan minimum adalah salah satu spesifikasi. Profil tes adalah persyaratan.
Suhu dan Tekanan Bersama
Jika pengujian membutuhkan suhu rendah dan tekanan rendah secara bersamaan, periksa kemampuan kondisi gabungan sistem yang relevan daripada membaca rentang suhu dan rentang tekanan sebagai dua spesifikasi yang sepenuhnya independen.
Ini sangat penting saat membandingkan ruang pemain.
Suhu maksimum, suhu minimum, dan tekanan minimum yang dicetak pada tiga garis terpisah tidak secara otomatis menggambarkan setiap kondisi operasi gabungan yang mungkin.
Ukuran DUT tidak sama dengan volume ruang
Komponen UAV, perangkat keras pemasangan, kabel, dan koneksi pemantauan semuanya harus muat di ruang kerja yang dapat digunakan.
Ruang juga membutuhkan celah yang cukup untuk konfigurasi pengujian yang dimaksudkan.
Jadi berikan aktual:
L × W × H
daripada sekadar mengatakan:
"Ini adalah pengendali penerbangan berukuran sedang."
DUT bertenaga perlu pertimbangan termal
Beritahu produsen peralatan apakah spesimen akan beroperasi selama pengujian dan berapa banyak panas yang dihasilkan.
Untuk komponen UAV elektronik, ini bisa sama pentingnya dengan massa DUT.
Feedthrough adalah bagian dari sistem pengujian
Daya, Ethernet, CAN, jalur sensor, termokopel atau sinyal lain mungkin perlu melintasi dinding ruang peluru.
Oleh karena itu, pengaturan feedthrough harus didefinisikan dengan rencana pemantauan—bukan setelah ruang tersebut dibangun.
Dari Persyaratan Pengujian hingga Konfigurasi GDJZ-535L-B
Pertimbangkan uji komponen UAV yang mengharuskan:
terkontrol suhu
tekanan berkurang
powered operation
pemantauan eksternal
Persyaratan tersebut mengarah pada ruang lingkungan suhu/tekanan rendah daripada ruang vakum dasar.
Salah satu konfigurasi ITM-LAB untuk jenis pekerjaan ini adalah GDJZ-535L-B Suhu / Iklim / Ruang Uji Tekanan Udara Rendah.
Kemampuan nominal utama meliputi:
Workspace: 535 L
Suhu: -40°C hingga +150°C
Tekanan rendah: turun hingga 1 kPa
Ruang kerja 535 L dapat menampung banyak pengaturan uji UAV tingkat komponen di mana DUT, pengaturan pemasangan yang diperlukan, dan koneksi sesuai dengan ruang uji yang dapat digunakan.
rentang suhu dan kemampuan tekanan rendah menyediakan ruang untuk berbagai profil ketinggian, tergantung pada kinerja kondisi gabungan yang sebenarnya dibutuhkan untuk proyek.
Dan angka terpenting tidak selalu 1 kPa.
1 kPa adalah kemampuan ruang peluru—bukan tingkat keparahan uji UAV.
Uji flight-controller pada 35 kPa harus dikonfigurasi sekitar 35 kPa karena itu adalah persyaratannya—bukan dibuat "lebih ketat" dengan berjalan pada 1 kPa.
demikian pula, kemampuan ruang -40°C tidak berarti setiap komponen UAV harus terpapar -40°C.
Konfigurasi yang benar berasal dari misi dan persyaratan kualifikasi.
Untuk evaluasi peralatan praktis, informasi paling berguna yang harus dikirim ke ITM-LAB adalah:
DUT dimensi dan massa, ketinggian misi atau tekanan yang dibutuhkan, profil suhu, keadaan daya, beban panas, durasi paparan, persyaratan transisi tekanan/suhu, feedthrough, dan kebutuhan pemantauan.
Itu sudah cukup untuk memindahkan diskusi dari:
"Apakah Anda menjual ruang ketinggian?"
ke:
"Bisakah sistem ini mereproduksi tes saya?"
Tiga pertanyaan yang sering perlu kami jawab
Apakah ruang vakum sama dengan ruang uji ketinggian UAV?
Tidak selalu.
Jika persyaratannya hanya paparan tekanan rendah yang terdefinisi, sistem tekanan rendah yang sesuai mungkin sudah cukup.
Jika komponen UAV harus mengalami suhu terkontrol dan tekanan rendah secara bersamaan—atau beroperasi saat daya, sinyal, dan suhu dipantau—sistem pengujian juga harus mendukung persyaratan tersebut.
Perbandingan yang benar bukan sekadar ruang vakum vs ruang ketinggian. Ini adalah kemampuan peralatan vs profil uji.
Bagaimana cara mengubah ketinggian UAV menjadi tekanan ruang penonton?
Model atmosfer standar menyediakan hubungan antara ketinggian dan tekanan atmosfer. NASA menerbitkan persamaan atmosfer dan data referensi untuk tujuan ini.
Namun tekanan atmosfer standar yang dihitung tidak boleh secara otomatis mengesampingkan spesifikasi pengujian yang berlaku.
Gunakan ketinggian misi sebagai titik awal teknik, lalu konfirmasi tekanan ruang yang dibutuhkan berdasarkan kualifikasi.
Apakah komponen UAV harus beroperasi selama pengujian ketinggian?
Jika tujuannya adalah untuk menunjukkan operasi di ketinggian, pengujian bertenaga dan pemantauan fungsional mungkin diperlukan.
Jika persyaratannya adalah penyimpanan, transportasi, atau paparan kelangsungan hidup, keadaan spesimen mungkin berbeda.
Definisikan tujuan terlebih dahulu. Kemudian ikuti prosedur yang berlaku.
Ketinggian lebih dari sekadar tingkat vakum
Pertanyaan berguna dalam pengujian ketinggian UAV bukan:
Seberapa rendah ruang peluru bisa turun?
Adalah:
Lingkungan apa yang perlu diproduksi oleh komponen ini?
Untuk banyak komponen UAV, jawaban itu mengandung lebih dari sekadar tekanan:
MISSION ALTITUDE
↓
TEKANAN YANG DIPERLUKAN
↓
SUHU
↓
DUT STATUS OPERASI
↓
HEAT LOAD
↓
DURASI + TRANSISI
↓
PEMANTAUAN FUNGSIONAL
↓
KONFIGURASI RUANG
Urutan tersebut menghindari dua kesalahan yang berlawanan.
Salah satunya sedang dalam tahap pengujian: mereproduksi tekanan rendah sambil menghilangkan suhu atau kondisi operasi yang sebenarnya diperlukan oleh persyaratan kualifikasi.
Yang lainnya adalah pengujian berlebihan: menggunakan kemampuan paling ekstrem dari ruang tersebut hanya karena tersedia.
Keduanya tidak membuat pengujian lebih representatif.
Untuk baterai UAV, pengendali penerbangan, avionik, sensor, dan kamera, tujuannya adalah mereproduksi lingkungan yang ditentukan dan menentukan apakah komponen tersebut masih melakukan apa yang dibutuhkan misi.
Tentukan profil ketinggian terlebih dahulu. Pilih ruang kedua.
