해수면에서 완벽하게 작동하는 UAV 부품이 임무 고도에서 작동한다는 것을 반드시 증명한 것은 아닙니다.
명백한 차이는 압력입니다. 항상 가장 중요한 것은 아닙니다.
동력 비행 조종사는 주변 공기의 밀도가 낮아지면서 여전히 열을 발생시킵니다. 배터리는 여전히 지정된 온도에서 전력을 공급해야 합니다. 카메라나 센서는 단순히 켜져 있는 것이 아니라 성능 요구사항을 충족해야 합니다.
이 점에서 UAV 고도 시험이 DUT를 챔버에 넣고 진공을 끌어당기는 것보다 더 흥미로워집니다.
많은 UAV 부품의 자격 요건은 다음과 같다:
임무에 중요한 기능이 모니터링되는 동안 DUT가 요구된 압력과 온도에서 필요한 시간으로 작동할 수 있는가?
이 질문은 시험의 정의 방식과 고도 시험 챔버 선택을 바꿉니다.
UAV 부품의 고도는 실제로 무엇을 바꾸나요?
Altitude는 운영 환경에 편리한 약어입니다. 하지만 실험실은 측정 가능한 조건이 필요합니다.
첫 번째는 대기압입니다.
표준 대기에서는 고도가 상승할수록 압력이 감소합니다. 예를 들어, NASA의 대기 모델은 고도가 높아질수록 압력이 감소하는 과정을 설명하며, 다양한 고도에서의 압력, 온도, 밀도를 추정하는 방정식을 제공합니다.
유용한 참조 값은 다음과 같습니다:
| Approx Altitude | <번째 데이터-시작="1883" 데이터-끝="1924" 데이터-콜-크기="sm" 클래스="last:pe-10" 스타일="너비: 68.8891%; 높이: 36.6667px;">대기압 대략|
|---|---|
| 해수면 | 101.3 kPa |
| 2,000 m | 79.5 kPa |
| 5,000m | 54.0 kPa |
| 8,000m | 35.6 kPa |
| 10,000 m | 26.5 kPa |
| 15,000 m | 12.0 kPa |
| 20,000 m | 5.5 kPa |
이들은 참조 대기 값이며, 기존에 만들어진 UAV 시험 심각도가 아닙니다. 챔버 설정값은 해당 시험 사양, 고객 요구사항 또는 정의된 임무 프로필에서 가져와야 합니다.
이 구분이 중요합니다.
"5,000m 작전 고도"는 유용한 공학 정보입니다.
하지만 테스트를 시작하기 전에 좀 더 정확한 것으로 만들어야 합니다:
필요한 압력 + 온도 + 지속 시간 + DUT 작동 상태 + 수용 기준
Temperature는 별도의 입력입니다
기압은 기준 대기에서 고도와 예측 가능한 관계를 가집니다. 실제 UAV 부품의 온도는 더 복잡합니다.
외부 장착 카메라, 동체 내에 장착된 배터리, 전동 비행 제어기는 모두 동일한 항공기에서 서로 다른 열 조건을 경험할 수 있습니다.
태양 노출, 기류, 인클로저 설계, 인근 전자기기, 전기 부하, 임무 지속 시간 등이 모두 부품 온도에 영향을 줄 수 있습니다.
따라서 테스트 엔지니어는 유혹적인 지름길을 거부해야 합니다:
<강한 데이터-시작="3120" 데이터-종료="3198">임무 고도 → 표준 대기 온도 → DUT 시험 온도
온도 요구사항은 실제 자격에서 비롯되어야 합니다.
Then There is heat
이는 특히 전원 전자기기에서 중요합니다.
고도가 올라갈수록 공기 밀도가 감소합니다. NASA의 표준 대기 모델은 압력과 온도와 함께 이 밀도 변화를 설명합니다.
이제 인클로저 안에서 수십 와트의 전력을 소모하는 전동 비행 제어기를 생각해 봅시다.
챔버가 -20°C로 설정되어 있을 수는 있지만, DUT 내부의 모든 전자 부품이 -20°C라는 뜻은 아닙니다. DUT는 열을 발생시키며, 저압 조건에서 열적 균형이 변할 수 있습니다.
이것이 챔버 선택에 유용한 규칙을 제공합니다:
챔버 설정값 ≠ 구성 요소 온도.
만약 UAV 부품이 고도 시험 중 작동한다면, 그 열 부하는 시험 정의와 장비 RFQ에 포함되어야 합니다.
어떤 UAV 부품이 고도에 가장 민감한가요?
항공기의 모든 부품에 대해 동일한 의미를 가진 단일 "UAV 고도 시험"은 없습니다.
고장 메커니즘이 중요합니다.
Battery Packs
배터리의 경우, 온도는 고도 논의와 분리하기 어렵습니다.
팩은 지정된 작동 환경에 노출된 상태에서도 필요한 전기 성능을 제공해야 합니다. 자격 프로그램에 따라 압력 감소도 그 환경의 일부가 될 수 있습니다.
이 관련 질문을 만들 수 있습니다:
배터리가 고도 노출을 견디는 것만 가능한가요, 아니면 그곳에서 지정된 성능을 제공해야 하나요?
이 두 테스트는 다릅니다.
또 다른 구분이 있습니다. UN 38.3 T.1 고도 시뮬레이션은 리튬 배터리 운송 안전 요구사항입니다. UAV 작전 고도 자격은 다른 공학적 질문을 던집니다: 배터리가 항공기의 지정 요구사항을 충족하는지 여부입니다.
같은 배터리가 두 가지 요구사항을 모두 충족할 수 있지만, 어느 하나가 자동으로 다른 것을 대체해서는 안 됩니다.
비행 관제사 및 항공전자장비
항공전자장비의 경우, 동력 테스트는 시험 후 검사 이상의 것을 드러낼 수 있습니다.
비행 관제사는 고도 조건 내내 통신, 안정적인 전력 동작 및 무고장 운전을 유지해야 할 수 있습니다.
유일한 수용 체크가 "복구 후 켜지나요?"라면, 저압에서만 발생한 중단은 절대 포착되지 않을 수 있습니다.
열 거동도 주목할 만한데, 항공전자장비는 작동 중에도 계속 열을 발생시키기 때문입니다.
센서 및 통신 모듈
센서의 경우, 전원 켜기와 수행이 올바르게 동작하는 것은 동의어가 아닙니다.
DUT에 따라 엔지니어는 다음을 모니터링해야 할 수 있습니다:
측정 정확도, 신호 안정성, 데이터 출력, 통신 상태 또는 측정 드리프트.
테스트에서 살아남았지만 지정된 정확도 범위를 벗어난 센서도 임무 요구사항을 충족하지 못했을 수 있습니다.
카메라 및 짐벌
광학 페이로드는 또 다른 우려를 불러일으킵니다.
온도는 초점, 정렬 및 기계적 거동에 영향을 줄 수 있습니다. 페이로드는 고도 조건이 존재하는 동안 이미지 품질이나 짐벌 작동을 유지해야 할 수도 있습니다.
결로나 김이 우려되는 경우 환경 전이도 중요할 수 있습니다.
공통점은 간단합니다:
챔버 사이클을 정의하기 전에 "pass"가 무엇을 의미하는지 정의하세요.
왜 압력만 사용하는 테스트가 실제 요구사항을 놓칠 수 있는
가항공전자 모듈이 35 kPa, -40°C에서 작동해야 한다고 가정합니다.
실험실은 두 개의 별도 테스트를 수행할 수 있습니다.
Test A — 저온
-40°C
대략 정상 기압
그리고 다음에:
Test B — 저압
35 kPa
23°C
두 테스트 모두 유용한 정보를 제공합니다.
둘 다 DUT가 다음 조건에서 작동한다는 것을 자동으로 보여주지는 않습니다:
Test C — Temperature + Altitude
-40°C
35 kPa
powered
이것이 결합된 조건이 항상 다른 결과를 낸다는 뜻은 아닙니다.
이는 상호작용이 입증되지 않았다는 뜻입니다.
온도는 재료, 전자기기, 배터리, 씰에 영향을 줄 수 있습니다. 압력 감소는 주변 공기 환경을 변화시키고 열 거동과 압력 차이에 영향을 줄 수 있습니다.
자격 요건이 이 조건들을 동시에 명시할 때, 이를 개별적으로 재현하면 다른 질문에 답합니다.
같은 압력. 온도 환경이 다릅니다. 다른 자격 질문입니다.
이 시점부터 단순 저압 챔버와 온도-고도 챔버가 동등한 시험 도구로서 더 이상 사용되지 않습니다.
MIL-STD-810H 방법 500.6 아니면 IEC 60068-2-13?
이러한 참조들은 고도 시험 논의에서 자주 언급되지만, "진공 상태에 넣기"의 상호 교환 가능한 라벨로 취급해서는 안 됩니다.
IEC 60068-2-13:2021은 현재 5판입니다. 환경 시험 — 2-13부: 시험 — 시험 M: 저기압. IEC는 이 시험이 운송, 보관 또는 서비스 중 낮은 기압에 노출될 수 있는 시료에 적용된다고 명시합니다. 2021년 개정판은 또한 심각도를 관련 IEC 60721 자료와 일치시키고 노출 시간 선택에 관한 지침을 추가했습니다.
MIL-STD-810H 방법 500.6은 저기압/고도 노출에 대해 생애주기 환경적 접근법을 취하며, 다양한 저기압 상황을 다루는 절차를 포함하고 있습니다.
UAV 작업의 경우 유용한 고수준 구분은 다음과 같습니다:
| MIL-STD-810H Method 500.6 | IEC 60068-2-13:2021 | |
|---|---|---|
| Environment | Low pressure / altitude | Low air pressure |
| General approach | 라이프사이클 환경 맞춤 | 정의된 환경 시험 방법 |
| Common context | 항공우주, 방위, 견고한 장비 | 구성 요소 및 장비 |
| Test selection | 적용 절차 및 수명 주기 요구사항 | 관련 명세와 심각도 |
| UAV use | 지정된 임무 기반 자격 | 증명명시된 경우 부품/장비 저압 시험 |
이 표는 한 표준을 다른 표준을 선택하도록 의도된 것이 아닙니다.
방위 UAV 프로그램, 상업용 부품 사양, 고객 맞춤형 자격 계획은 서로 다른 요구사항을 참조할 수 있습니다.
챔버 선택에 중요한 것은 그 요구사항이 결국 무엇이 되는가입니다:
압력, 온도, 지속 시간, 전이, DUT 상태 및 모니터링.
이것은 또 다른 유용한 원칙으로 이어집니다:
챔버에서 표준을 선택하지 마십시오. 시험 요구사항 중에서 챔버를 선택하세요.
임무 고도를 실험실 테스트 프로필로 전환
"까지 8,000m까지 운용"과 같은 표현은 아직 챔버 프로그램이 아닙니다.
번역해야 해.
Start With the pressure requirement
임무 고도가 출발점을 제공합니다.
표준 대기 기준은 고도를 대략적인 대기압으로 변환하는 데 도움을 줄 수 있지만, 최종 챔버 값은 해당 사양이나 자격 기준을 따라야 합니다.
여기서 IMAGE 4가 유용합니다.
Add the Temperature
다음으로 DUT가 다음을 요구하는지 물어보세요:
온도에 견딜 수 있다,
온도에서 작동,
또는 해당 온도에서 정의된 성능 요구사항을 충족합니다.
이들은 반드시 동등한 수용 기준은 아닙니다.
환경 접근 방법 정의
테스트에서 DUT가 먼저 온도에 도달한 후 압력을 낮춰야 하나요?
압력과 온도가 함께 변해야 하나요?
특정 압력 변화율이 필요한가요?
안정화는 어떻게 결정하나요?
적용 절차가 이러한 질문에 답할 것입니다. 챔버는 이런 식으로 구성되어야 합니다.
Define the Exposure
35 kPa에 도달한다고 해서 테스트가 종료된 것은 아닙니다.
요구사항은 노출 지속 시간과 그 노출 시간이 언제 시작되는지에 대한 명확한 정의도 필요합니다. IEC는 2021년 개정판에서 노출 시간 선택에 관한 지침을 추가했다고 언급했습니다.
Decide If the DUT Operates
이 결정은 시험 목적물과 챔버 구성 모두에 영향을 미
칩니다.전원 공급 DUT는 다음을 요구할 수 있습니다:
전원 배선, 신호 연결, 데이터 통신, 열전대 및 추가 피드루.
이 또한 작업 공간에 열을 도입합니다.
Decide What counts a pass(합격으로 간주
)비행 관제사의 경우, 여기에는 통신과 고장 상태가 포함될 수 있습니다.
카메라의 경우 이미지나 짐벌 성능이 중요할 수 있습니다.
센서의 경우, 정확도가 중요할 수 있습니다.
배터리의 경우 전기 성능이 중요할 수 있습니다.
의미 있는 수용 기준이 없는 명확한 챔버 프로파일은 여전히 불완전한 자격 시험입니다.
UAV 고도 시험에서 보통 어떤 문제가 발생하나요?
대부분의 고도 시험 문제는 챔버가 저압을 생성하지 못해 발생하는 것이 아닙니다. 요구 사항이 시험으로 전환될 때 더 일찍 시작됩니다.
01 — 정의된 압력 기저 없는 고도
"10,000 m"는 환경을 설명합니다. 실험실은 여전히 어떤 압력 정의나 규격이 시험을 지배하는지 알아야 합니다.
02 — 압력만 적용, 요구사항이 결합될 때
상온 저압 시험은 지정된 저온/저압 작동 조건을 재현하지 않습니다.
03 — 챔버 제한 = 테스트 레벨
이것은 의외로 쉽게 할 수 있는 실수입니다.
만약 챔버가 1 kPa까지 도달할 수 있다면, 이는 장비 성능에 대해 알 수 있는 정보를 줍니다.
DUT가 1 kPa에 속한다는 뜻은 아닙니다.
04 — DUT 열 부하가 무시됩니다
동력 항공전자 모듈은 챔버에 열을 더하고 자체 내부 온도 분포를 형성합니다.
챔버 성능과 DUT 동작 평가 시 중요합니다.
05 — No Live Monitoring
부품은 정상 압력으로 돌아간 후 복구할 수 있습니다.
만약 요구 사항이 고도에서의 작동이라면, 테스트 후 전원 켜기만으로는 감지하려는 사건을 놓칠 수 있습니다.
06 — 전환과 복구는 설정으로 간주됩니다
압력 감소, 온도 변화, 안정화 및 회복은 정의된 절차의 일부가 될 수 있습니다.
최종 설정값이 정확하다고 해서 즉흥적으로 만들어서는 안 됩니다.
Selecting a Temperature + Altitude Chamber
시험이 정의되면 장비 선정은 훨씬 덜 미스터리해집니다.
그리고 가장 먼저 볼 수치가 반드시 최소 압력일 필요는 없습니다.
압력 범위—및 압력 제어
와 같은 명세는 최소 압력: 1 kPa는 정의된 조건에서 시스템이 도달하도록 설계된 최저 압력을 나타냅니다.
UAV 시험은 54 kPa, 35 kPa, 26.5 kPa와 같은 중간 조건에서 제어된 운용이 필요할 수 있습니다.
이는 단순히 궁극적인 저압 한계가 아니라 필요한 압력 프로파일을 재현하는 능력이 중요함을 의미합니다.
최소 압력은 하나의 사양입니다. 테스트 프로필이 요구사항입니다.
Temperature와 Pressure 함께
시험이 동시에 저온과 저압을 요구한다면, 온도 범위와 압력 범위를 완전히 독립된 사양으로 읽지 말고 시스템의 관련 복합 조건 능력을 확인하세요.
이는 특히 챔버 비교 시 중요합니다.
세 개의 별도 선에 표시된 최대 온도, 최저 온도, 최소 압력만으로는 모든 가능한 복합 작동 조건을 설명하지 못합니다.
DUT 크기는 챔버 부피와 같지 않습니다
UAV 부품, 장착 하드웨어, 케이블, 모니터링 연결 모두 사용 가능한 작업 공간에 맞춰야 합니다.
챔버는 의도된 시험 구성을 위한 충분한 간극이 필요합니다.
그래서 실제로:
L × W × H
단순히 이렇게 말하는 것이 아닙니다:
""중간 크기의 비행 관제기입니다."
Powered DUTs Need Thermal Consideration
장비 제조사에 시험 중 시료가 작동하는지 여부와 발생하는 열량을 알려줍니다.
전자 UAV 부품의 경우, 이는 DUT 질량만큼 중요할 수 있습니다.
Feedthrough는 테스트 시스템의 일부
입니다전력, 이더넷, CAN, 센서 라인, 열전대 또는 기타 신호가 챔버 벽을 통과해야 할 수 있습니다.
따라서 공급 장치는 챔버가 완성된 후가 아니라 모니터링 계획과 함께 정의되어야 합니다.
From Test Requirement to GDJZ-535L-B Configuration
다음을 요구하는 UAV 부품 테스트를 고려해 보십시오:
온도 제어
감압
powered operation
external monitoring
이 요구사항은 기본 진공 챔버보다는 온도/저압 환경 챔버를 가리킵니다.
이 유형의 작업에 대한 ITM-LAB 구성 중 하나는 GDJZ-535L-B 온도/기후 / 저압 시험 챔버입니다.
주요 명목 기능은 다음과 같습니다:
Workspace: 535 L
온도: -40°C에서 +150°C
저압: 1 kPa까지 감소
535L 작업 공간은 DUT와 필요한 장착 장치 및 연결이 사용 가능한 시험 공간 내에 맞는 다양한 부품 수준의 UAV 시험 세팅을 수용할 수 있습니다.
온도 범위와 저압 능력은 프로젝트에 요구되는 실제 복합 조건 성능에 따라 다양한 고도 프로파일을 수용할 수 있는 공간을 제공합니다.
그리고 가장 중요한 숫자가 반드시 1 kPa일 필요는 없습니다.
1 kPa는 챔버 용량이지 UAV 시험 심각도가 아닙니다.
35 kPa에서의 비행 관제사 시험은 35 kPa 정도로 구성되어야 하며, 1 kPa로 실행해서 '더 엄격해지기' 하는 것이 아닙니다.
마찬가지로, -40°C 챔버 용량이 있다고 해서 모든 UAV 부품이 -40°C에 노출되어야 한다는 뜻은 아닙니다.
올바른 구성은 임무와 자격 요건에서 나옵니다.
실용적인 장비 평가를 위해 ITM-LAB에 보내는 가장 유용한 정보는 다음과 같습니다:
DUT 치수와 질량, 임무 고도 또는 요구 압력, 온도 프로파일, 전원 상태, 열 부하, 노출 시간, 압력/온도 전이 요구사항, 피드루 및 모니터링 요구사항.
이 정도면 논의를 다음에서 전환하기에 충분합니다:
"고도 챔버를 판매하나요?"
to:
"이 시스템이 내 테스트를 재현할 수 있나요?"
자주 답해야 하는 세 가지 질문
진공 챔버가 UAV 고도 시험 챔버와 같은가요?
반드시 그렇지는 않습니다.
만약 요구사항이 정의된 저압 노출이라면, 적절한 저압 시스템이면 충분할 수 있습니다.
UAV 부품이 동시에 제어된 온도와 저압을 경험해야 하거나, 전력, 신호, 온도가 모니터링되는 상태에서 작동해야 한다면, 시험 시스템도 이러한 요구사항을 지원해야 합니다.
따라서 올바른 비교는 단순히 진공 챔버 대 고도 챔버가 아닙니다. 장비 능력 대 테스트 프로파일입니다.
UAV 고도를 챔버 압력으로 변환하는 방법은?
표준 대기 모델은 고도와 대기압 간의 관계를 제공합니다. NASA는 이를 위해 대기 방정식과 참조 데이터를 발표합니다.
하지만 계산된 표준 대기압이 해당 시험 명세를 자동으로 덮어서는 안 됩니다.
임무 고도를 공학적 출발점으로 삼고, 자격 기준에서 필요한 챔버 압력을 확인하세요.
고도 시험 중에 UAV 부품이 작동해야 할까요?
만약 <강한 data-start="21465" data-end="21490">고도에서의 작동을 입증하는 것이라면, 동력 테스트와 기능 모니터링이 필요할 수 있습니다.
만약 요구사항이 저장, 운송 또는 생존 노출이라면 시료 상태가 다를 수 있습니다.
먼저 목적을 정의하세요. 그 다음 해당 절차를 따르세요.
고도가 진공 수준보다 큽니다
UAV 고도 시험에서 유용한 질문은 다음과 같지 않습니다:
챔버는 얼마나 낮게 내려갈 수 있을까요?
It: is:
이 컴포넌트를 재현하려면 어떤 환경이 필요한가요?
많은 UAV 부품에서 이 답변은 압력 이상의 의미를 담고 있습니다:
MISSION ALTITUDE
↓
REQUIRED PRESSURE
↓
TEMPERATURE
↓
DUT 운영 상태
↓
<강한 데이터-시작="22087" 데이터-엔드="22100">HEAT LOAD
↓
DURATION + TRANSITION
↓
FUNCTIONAL MONITORING
↓
CHAMBER 구성
이 순서는 두 가지 반대되는 실수를 피합니다.
하나는 과소 시험입니다: 자격 요건에서 실제로 요구하는 온도나 작동 조건을 생략한 채 저압을 재현하는 것입니다.
다른 하나는 과잉 테스트입니다: 단순히 사용 가능하다는 이유만으로 챔버의 가장 극단적인 기능을 사용하는 것입니다.
둘 다 테스트를 더 대표적으로 만들지는 않습니다.
UAV 배터리, 비행 제어장치, 항공전자장비, 센서, 카메라의 목표는 지정된 환경을 재현하고 해당 부품이 임무에 요구되는 기능을 수행하는지 확인하는 것입니다.
먼저 고도 프로파일을 정의하세요. 두 번째로 챔버를 선택하세요.
