NATO STANAG 4 70 3《轻型无人机系统适航性要求》解读与思考

祁圣君 刘朝君

（中国飞行试验研究院， 陕西 西安 710089）

NATO STANAG 4 70 3《轻型无人机系统适航性要求》解读与思考

祁圣君 刘朝君

（中国飞行试验研究院， 陕西 西安 710089）

主要介绍了NATO STANAG 4703《轻型无人机系统适航性要求》的适用范围、标准结构和主要内容，结合我国轻型无人机适航标准发展现状，从轻小型无人机系统特点，借鉴现有适航体系和如何突破无人机适航标准瓶颈3个方面提出了对我国轻型无人机适航发展的建议，对我国无人机适航标准的研究具有一定的借鉴意义。

轻型无人机系统；适航要求；思考

随着无人机系统技术的发展，经过半个多世纪的飞速发展，无人机已经由最初执行侦察任务发展到执行通信中继、电子对抗、对地打击等多种军事任务。同时无人机已广泛用于气象研究、灾害预防、边境巡逻、交通监控、渔业监测等民用领域，其重要性和优点已经得到广泛认可。而随着无人机系统应用的扩展，越来越多的无人机将进入国家空域从事航空活动。无人机产业作为全球快速增长的产业，涌现出一大批从事无人机研发与制造的公司。根据国际无人机系统协会的估算，全球大约有超过400家企业从事无人机生产和设计，且对民用和商用无人机市场增长的预期非常高，尤其是轻型无人机市场前景更加看好。美国Teal宇航与防务咨询公司对无人机视场的预测显示，到2021年全球无人机市场产值将达到210亿美元。目前美国、北约、国际民航组织、法国、英国、澳大利亚等国家和组织都公开发布了无人机适航相关标准，为无人机系统全面进入国家空域铺平道路，实现载人飞行器与无人机系统在同一空域飞行，确保航空安全。而北约作为无人机系统标准的探索者，在无人机系统适航性规范研究上走在前列，已经先后发布了无人机系统相关标准规范10余部，本文主要针对北约颁布的NATO STANAG 4703《轻型无人机系统适航性要求》进行简要介绍，并分析该标准对我国轻型无人机系统适航标准研究发展的意义。

1 标准简介

北大西洋公约组织作为地区性的军事性组织，不仅担负着防御任务，而且还定期进行武器装备的应用性研究和标准发布工作，暨2007年发布NATO STANAG 4703《无人机系统适航性要求》之后，2014年发布了NATO STANAG 4703《轻型无人机系统适航性要求》，标准主要针对最大起飞重量在150kg以下或撞击能量在66J以上的在非隔离空域活动的固定翼无人机系统，是对北约无人机系统适航性体系的补充和完善，从而使得北约在轻型和大中型无人机系统适航方面建立了较为完整的适航要求规范体系，以提升无人机系统安全性，促进无人机系统发展，为无人机制造设计商提供相应的验证条款和设计规范。

NATO STANAG 4703《轻型无人机系统适航性要求》沿袭FAR 23《正常类、实用类、特技类和通勤类飞机适航规定》的框架结构。综合考虑轻型无人机系统研发和使用操作等特点，参考并引用了包括NATO STANAG 4703《无人机系统适航性要求》，英国国防部发布的DEF STAN 00-56部《防御系统安全管理要求》，欧洲航空安全局颁布的CS-22部第一修正案《滑翔机和带动力滑翔机取证规范》和CS-VLA部《超轻飞行器取证规范》，美国材料与试验协会颁布的ASTM F2245-06《轻型运动飞机设计与性能标准规范》等规范中的相关条款。在系统结构完整性、组织管理、持续适航性、系统操作适航性等方面一定程度上沿袭了轻型有人驾驶飞行器适航规范中的部分条款，同时对无人机系统控制站/控制盒、任务载荷、系统软件、告警与应急程序、操作员、安全性等无人机系统的特殊方面进行了增补，最终形成了北约首部轻型无人机系统适航规范。在NATO STANAG 4703中仍未给出无人机系统感知与规避方面的要求，但明确提出感知与规避方面的适航要求一旦明确，相应的感知规避系统将作为机载设备进行适航性方面的考虑与讨论。标准的另一个特点是增加了无人机控制权限交接条款，作为可选项补充进适航规范中，为后续多个控制站之间对无人机权限的交接，单一控制站控制多架无人机提供了规范与指导，可以用于在非隔离空域内飞行的轻型无人机系统适航验证，为轻型无人机系统设计提供了指导依据。

2 标准内容

NATO STANAG 4703《轻型无人机系统适航性要求》全文共112页，分标准正文和附录两大部分，共包含6节42项适航条款，10个附录。该标准结构清晰，层次分明，适航要求共分系统结构完整性，系统操作的适航性，组织管理3个方面，覆盖了结构、材料、推进系统、燃油系统、数据链、设备、控制站/控制盒、任务载荷、系统软件、基本操作特性、告警与应急程序、无人机系统操作员、安全性、申请人、持续适航等所有与轻型无人机相关的适航性验证内容。对比其他北约无人机适航标准可以发现，增加了控制权限交接，申请人管理等方面的条款，同时在安全性方面要求的更加细致。由于篇幅所限，本文对于具体条款描述不进行赘述，仅对该标准中区别于其他无人机标准的方面进行简要介绍。表1为标准的主要章节内容。

2.1 控制权限交接

无人机控制权限交接作为无人机控制中的一项重要功能，是实现连续操作、异地操作、多机协同的基础功能，无人机权限交接作为可选条款被纳入到NATO STANAG 4703《轻型无人机适航性要求》中，该项条款在NATO STANAG 4671相应条款的基础上进行了扩充，从多个角度对控制权限进行规定，包括两个控制站对单架无人机的控制权限交接，单个控制站对多架无人机进行控制，控制站内多个控制席位对无人机的控制，控制站监视多架无人机共4项要求。权限交接条款是一项复杂的综合性条款，该条款不仅对控制交接过程中的安全性，可控性，功能性做出清晰定义，同时要求控制站的功能必须满足紧急情况下对系统的控制要求。而在单一控制站控制多架无人机要求中对告警，最小机组，信息显示，防止误操作方面做出详细规定。可以看出，该标准不仅仅从基本功能要求方面对轻型无人机做出规定，同时考虑到无人机系统的后续发展，为未来新增功能的适航取证奠定基础。

表1 NATO STANAG 4703《轻型无人机系统适航性要求》内容

2.2 安全性

安全性作为无人机适航性的一个重要方面，在NATO STANAG 4703协定得到充分体现。该标准中的安全性目标是不能对飞行区域内的人员造成严重伤害，保证地面人员和空中其他飞行器的安全。在操作方面明确规定轻型无人机从发射，控制到回收的全过程必须达到一定的安全水平等级，在所有可预期的操作条件下都能够安全操纵，无人机具备从飞行包线边界安全返航的能力，具备在极端环境条件下应急回收的能力。尤其对极端操纵条件下，飞行操作员在人工直连控制模式下可能诱发的飞机振荡进行了阐述。同时规定飞行手册中必须清晰地给出正常操作程序，故障程序，应急处置程序和操作限制条件。在系统方面，规定系统的功能不能对安全产生影响，系统的操作应简单，系统的告警提示清晰易懂，不能让操作人员产生误解或误操作。相比于NATO STANAG 4671协定，该标准还增加了系统安全性评估和软件安全性分析等要求，更体现出对无人机安全性的重视。

2.3 组织管理

在有人驾驶飞行器适航体系中，设计机构、生产机构的适航批准要求是独立于飞机适航要求的，但NATO STANAG 4703参考了民用飞机适航设计组织批准的结构，针对轻型无人机系统的特点，提出申请人组织方面的适航性要求。标准中规定组织包括申请适航认证的自然人和承担设计、试验、制造和维护的组织机构，这也是无人机适航性发展的一个有益的尝试。其中规定了申请人的能力要求，必须从组织机构、人员职责、程序、资源等几大方面对设计组织的能力进行详细说明，以证明申请人具备申请适航认证的资格。同时规定申请的组织机构必须建立安全管理系统和事件报告机制，提升系统的安全性并确保系统持续改进，以确保系统安全。

3 对中国轻型无人机适航发展的思考

目前，尽管中国适航当局已经具备很高的适航审查能力，但在无人机适航方面与欧美适航当局仍存在很大的差距。中国暂时还未颁布轻小型无人机适航类规范和标准，现行GJB 2347-1995《无人机通用规范》和GJB 5433-2005《无人机系统通用要求》中并未对轻型无人机适航性做出明确规定。而中国民航总局先后颁布的《民用无人机空中交通管理办法》，《民用无人机适航管理工作会议纪要》，《民用无人驾驶航空器系统驾驶员管理暂行规定》，《使用民用无人机驾驶航空器系统开展通用航空经营活动管理暂行办法》和《民用航空飞行标准管理条例》等多份适航方面的文件，对于小轻型无人机系统适航的具体要求和适航性验证方法未提出明确的标准要求。因此，NATO STANAG 4703《轻型无人机系统适航性要求》对我国轻小型无人机系统适航的发展具有一定的借鉴意义。

3.1 突破标准瓶颈

适航标准是长期积累的经验总结，是经过反复验证的规范准则。纵观无人机适航发展，北约、美国联邦航空管理局和欧洲航空安全局之所以在无人机适航标准方面处于领先地位，主要源于其具有丰富、完善的有人航空器适航标准，并具有高度的国际化理念，同时吸收各个国家适航文件的精华，结合无人机系统特点进行研究与标准编制。因此，中国要想发展无人机适航标准，就要注重吸收国外无人机适航发展的先进经验，积极开展与欧美等适航当局的交流与合作，跟踪并掌握国际无人机适航法规和无人机技术发展的最新动态，从而制定出适合我国轻小型无人机系统适航标准。

3.2 研究轻小型无人机系统特点

NATO STANAG 4703《轻型无人机系统适航性要求》最大起飞重量在150kg以下或撞击能量在66J以上在非隔离空域活动的固定翼无人机系统，而对于轻小型旋翼无人机系统未做出任何规定，对于轻小型无人机系统的活动空域、操作员资质认证与培训、数据链安全性、环境适应性、空中交通管理、飞行规则、风险管理、无人机操作等方面并未做出固定。而这些都是无人机适航的重要组成部分，研究轻小型无人机的飞行特点，使用环境特点和操作特点，对于制定适航性要求具有重要意义。因此，在借鉴北约和欧洲轻小型无人机适航性要求的基础上，还需要继续开展各项研究工作，形成专门的有针对性的适航文件，从而发展适合于我国轻小型无人机发展的适航规范。

3.3 借鉴现有载人飞行器适航体系

经过半个多世纪的发展，载人飞行器适航规章体系已日趋完善。以美国民用航空适航标准体系中的联邦航空条例为例，其内容包括航空器、发动机、螺旋桨以及各种机载设备，从设计、制造到使用、维护等全过程的各种技术要求和管理规则，还包括航运公司、航空人员、机场、空中交通管制及维修等各个方面，按2014年最新版本共有13篇计70余部航空条例。同时还有众多的咨询通告，专用条件、指令、使用问题报告等文件。无人机系统虽有其自身的技术特点，但和载人航空器相比仍具有共同之处，完全可以利用现有的载人航空器适航规章进行裁剪，建立系统完善的标准体系框架，依据无人机系统的特点对无人机系统的特有部分（如感知与规避、数据链和地面站）进行补充，同时结合实际飞行活动和应用，制定一系列专用条件、咨询通告和使用报告。我国轻小型无人机系统适航发展起步较晚，完全可以学习北约的先进经验，根据无人机类型特点，对民航CCAR-23《正常类、实用类、特技类和通勤类飞机适航规定》，CCAR-25《运输类飞机适航标准》，国军标中载人航空器标准进行裁剪，对缺项进行补充，加速轻小型无人机系统适航标准的制定与验证。

4 结束语

轻小型无人机航空活动的增加和无人机系统技术的发展，使得制定轻小型无人机系统适航标准成为当前适航当局的一个紧要任务。本文主要介绍了NATO STANAG 4703《轻型无人机系统适航性要求》的主要内容和使用范围，并对我国轻小型无人机系统适航发展提出几点建议，对我国轻小型无人机系统适航规章的发展和完善具有一定的参考价值。

[1] Lucintel. Growth Opportunity in Global UAV Market [OL]. http://www.lucintel .com/lucintelbrief / UAVmarketOpportunity.pdf.

V279；T65 [文献标识码] C [文章编号] 1003-6660（2017）04-0048-04

10.13237/j.cnki.asq.2017.04.012

[收修订稿日期] 2017-05-05

（编辑：雨晴）