摘要：為提高無人機(jī)回收系統(tǒng)可靠性，運(yùn)用故障模式及影響分析的方法分析無人機(jī)回收系統(tǒng)所有可能的故障模式、故障原因及其影響，確定了不同故障模式的嚴(yán)酷度等級(jí)、故障檢測(cè)方法和預(yù)防措施，找到了無人機(jī)回收系統(tǒng)失效的原因和潛在的薄弱環(huán)節(jié)，為無人機(jī)回收系統(tǒng)的設(shè)計(jì)改進(jìn)和使用維護(hù)提供了依據(jù)。

關(guān)鍵詞：無人機(jī)；回收系統(tǒng)；可靠性；故障模式及影響分析

回收系統(tǒng)是無人機(jī)系統(tǒng)的重要組成部分。無人機(jī)在執(zhí)行任務(wù)過程中，如果其回收系統(tǒng)出現(xiàn)故障，輕則造成無人機(jī)回收損傷，重則造成無人機(jī)回收失敗墜毀。為提高無人機(jī)回收系統(tǒng)的可靠性，找到其失效的可能原因和潛在的薄弱環(huán)節(jié)，對(duì)無人機(jī)回收系統(tǒng)進(jìn)行故障模式及影響分析（FMEA）。

1 FMEA方法簡(jiǎn)介

故障模式及影響分析是一種自下而上的定性分析方法，20世紀(jì)50年代，美國(guó)格魯曼飛機(jī)公司最早把FMEA 應(yīng)用于戰(zhàn)斗機(jī)操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析中；60年代，美國(guó)NASA將FMEA用于航天飛行器；從70年代起，F(xiàn)MEA 被廣泛地應(yīng)用于軍事領(lǐng)域中。[1]

2 系統(tǒng)定義

無人機(jī)的回收方式主要有：跑道降落、傘降回收、攔阻網(wǎng)回收、空中回收、氣囊回收和垂直著陸等方式。其中傘降回收和氣囊回收相結(jié)合的回收方式是無人機(jī)采用最多的一種回收方式，采用這種回收方式的無人機(jī)回收系統(tǒng)，其主要功能是：在回收階段，按照無人機(jī)回收時(shí)序，逐步對(duì)無人機(jī)進(jìn)行飛行減速、高度下降和著陸緩沖，實(shí)現(xiàn)無人機(jī)的回收。

3 故障模式及影響分析

3.1 故障模式及原因分析

在對(duì)傘降回收和氣囊回收相結(jié)合的無人機(jī)回收系統(tǒng)的故障模式進(jìn)行分析時(shí)，采用統(tǒng)計(jì)、試驗(yàn)、分析和預(yù)測(cè)的方法獲取其故障模式。在列舉故障模式的過程中，應(yīng)盡可能多的列舉故障模式，否則可能漏掉關(guān)鍵的故障模式。在進(jìn)行相應(yīng)的故障原因分析時(shí)，應(yīng)該根據(jù)無人機(jī)回收系統(tǒng)的功能和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)具體問題具體分析，找到其故障模式發(fā)生的直接原因或間接原因。

3.2 確定故障影響及嚴(yán)酷度

采用國(guó)軍標(biāo)GJB/Z1391A和美軍標(biāo)MILSTD1629A推薦的“三級(jí)故障影響”，即局部影響、高一層次影響和最終影響[2，3]。

根據(jù)國(guó)軍標(biāo)GJB/Z 13912006中武器裝備常用的嚴(yán)酷度類別及定義，結(jié)合無人機(jī)自身特點(diǎn)，對(duì)其回收系統(tǒng)發(fā)生故障后的嚴(yán)酷度類別進(jìn)行定義。

3.3 確定故障檢測(cè)方法和改進(jìn)、使用補(bǔ)償措施

針對(duì)傘降回收和氣囊回收相結(jié)合的無人機(jī)回收系統(tǒng)，應(yīng)確定其每一個(gè)故障模式的故障檢測(cè)方法，以便發(fā)現(xiàn)故障。無人機(jī)回收系統(tǒng)采用的故障檢測(cè)方法有目視檢查、儀器檢查、試驗(yàn)檢查等。

針對(duì)傘降回收和氣囊回收相結(jié)合的無人機(jī)回收系統(tǒng)的每一個(gè)故障模式，都應(yīng)確定其相應(yīng)的改進(jìn)、使用補(bǔ)償措施，以消除或減輕其故障影響，提高無人機(jī)回收系統(tǒng)可靠性。無人機(jī)回收系統(tǒng)采用的改進(jìn)、使用補(bǔ)償措施有加強(qiáng)質(zhì)量管理、拍照確認(rèn)、加強(qiáng)包傘工藝管理、選用高強(qiáng)度材料、更換備件等。

3.4 建立FMEA表格

建立傘降回收和氣囊回收相結(jié)合的無人機(jī)回收系統(tǒng)FMEA表格，并將以上內(nèi)容填入表格，如下表所示。

從上表中可以看出，無人機(jī)回收系統(tǒng)的任一組成部件發(fā)生故障都將造成嚴(yán)重后果。其中，有些故障屬于設(shè)計(jì)缺陷，有些故障屬于質(zhì)量問題，有些故障屬于人為失誤。因此，要想提高無人機(jī)回收系統(tǒng)的可靠性，必須從上述三個(gè)方面采取相應(yīng)的補(bǔ)償措施。

4 結(jié)論

本文通過對(duì)傘降回收和氣囊回收相結(jié)合的無人機(jī)回收系統(tǒng)進(jìn)行故障模式及影響分析，得到了該型無人機(jī)回收系統(tǒng)的主要故障模式及其故障原因，分析了故障模式可能造成的影響及其嚴(yán)酷度等級(jí)，針對(duì)故障模式提出了相應(yīng)的故障檢測(cè)方法及其改進(jìn)、使用補(bǔ)償措施，為提高該型無人機(jī)回收系統(tǒng)的可靠性提供了依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]成云，趙曉利，仲偉君，楊巖峰.某型手榴彈故障模式及影響分析研究[J].系統(tǒng)仿真技術(shù)，2016，12（3）：208211.

[2]GJB/Z 13912006.故障模式、影響及危害性分析指南[S].

[3]靳樹昌，胡俊.遠(yuǎn)程火箭炮通信控制機(jī)故障模式及影響分析[J].火炮發(fā)射與控制學(xué)報(bào)，2014，35（2）：6064.

作者簡(jiǎn)介：魏昌全（1981），男，山東煙臺(tái)人，博士，工程師，研究方向?yàn)闊o人機(jī)應(yīng)用。