无人机辅助民航飞机外观检查的应用

官剑文

1 传统检查方法

民航飞机做完定检维修，在飞机离场前，维修人员需要环绕飞机一圈，对飞机的外部做一次完整的检查，确保飞机的状态适合飞行。由于飞机高度的原因，检查飞机的上表面区域，包括机身顶部、机翼和水平尾翼上表面、垂直尾翼等区域，维修人员驾驶升降平台车环绕飞机一圈进行目视检查是普遍做法，如图1所示。

2 存在的问题

采用人工驾驶升降平台车对飞机上表面进行目视检查的方式，存在以下几个问题。

1） 目视检查效果差

由于飞机上表面区域面积很大，维修人员检查时距离部分位置太远，如垂直尾翼顶部，维修人员距离被检查的表面较远，导致目视检查的效果不佳，可能会发生漏检。

2） 驾驶升降平台车有撞到飞机的风险

维修人员驾驶升降平台车靠近飞机进行目视检查，一旦操作不当，可能会发生升降平台车碰撞到飞机机体的情况，对飞机造成损伤。

3） 高空坠落隐患

驾驶升降平台车属于高空作业，检查人员在执行绕机检查的过程中可能存在高空坠落的安全隐患。

3 无人机辅助检查方案

通过采用无人机绕飞机飞行，利用无人机上搭载的云台相机拍摄飞机上表面的高清影像，维修人员通过查看实时回传到显示终端上的高清影像，检查飞机上表面的区域，即可避免上述问题。

通常无人机辅助绕机检查需由两名工作人员相互配合完成，如图2所示。其中一名为无人机操作员，该操作员持有民航局颁发的无人机飞行执照，为无人机飞行安全提供保障；另一名为云台操作员，该操作员持有飞机维修执照，其职责为操纵云台进行转动、变焦等动作，通过回传到显示终端上的高清影像检查飞机外观是否有缺陷。

4 设备选型和安全保障措施

民航飞机离场前的检查是在停机坪进行，环境空旷，风力较大。为了保证无人机飞行的安全，需要选用飞行稳定性好且抗风能力强的无人机。经过对比不同型号的无人机，廈门太古方案选用大疆的工业级别无人机经纬M200，M200不仅有很好的抗风能力（最大可承受12m/s的风速），而且自带防撞系统。

同时，无人机辅助绕机检查过程中，为了保障飞机的安全，要求无人机与飞机之间的水平距离保持在10米左右。要实现在10米左右的距离，无人机可以拍摄到飞机上表面的清晰影像，需要选用变焦能力强的云台相机。经过测试，厦门太古最终选用大疆云台相机禅思Z30，禅思Z30具有30倍光学变焦能力，可以很清晰地拍摄十几米以外的物体的影像，为高质量地检查提供了高水准的前提条件。如图3所示。

由于厦门太古厂区靠近厦门机场，为了确保无人机飞行不会影响到机场的运作，在无人机系统中设置了电子围栏，确保无人机只能在限定的区域内飞行。如图4所示，电子围栏限制无人机只能在指定的飞行区域1和飞行区域2内飞行，且飞行高度不超过40米，从而保证了无人机的飞行不会影响到机场的正常运营。

5 无人机辅助绕机检查流程设计

无人机辅助绕机检查的飞行路线为环绕飞机一圈，且在垂直方向上与飞机没有任何重叠。无人机的飞行高度一般在10～20米之间，检查人员可以按实际检查需要调整无人机的飞行高度。无人机飞行路线在飞机的两侧各设置了数个固定的检查点位，无人机辅助绕机检查过程中，无人机操作员操控无人机依次飞至固定的检查点位悬停，云台操作员调整云台相机至不同角度进行检查。典型的四发飞机的飞行路线如图5所示，双发飞机如图6所示。

执行绕机检查过程中，云台操作员将对缺陷或疑似缺陷进行记录，并在飞行结束后将缺陷信息，包括缺陷的类型、位置和照片，汇总到无人机绕机检查报告中，用于后续跟进。无人机辅助绕机检查所拍摄的影像、缺陷照片和绕机检查报告一般会保存两年，这样有助于提高飞机检查维修的可追溯性。

6 效果验证与总结

基于厦门太古超过250次的无人机辅助绕机检查的结果，典型的缺陷包括螺丝缺失、漆层剥落和外来物等，如图7所示。

采用传统的驾驶升降平台车的绕机检查方式，完成一架飞机的上表面区域的检查需要4小时，而采用无人机辅助绕机检查只需要2小时就可以完成，效率提高了50%。同时，采用无人机辅助绕机检查，维修人员在地面上就可以对飞机上表面区域的每个位置进行详细的检查，避免了传统检查方式高空作业的人员安全隐患。另外，绕机检查过程中，无人机与飞机之间的水平距离保持在10米左右，减少了传统检查方式中升降平台车碰撞飞机事故发生的可能性。

将无人机技术应用到民航飞机外观的检查维修中，可以大大提高飞机离场检查的效率，同时消除安全隐患，减少事故的发生，更好地提高了飞机交付的质量。A519E82C-1B87-49C6-BFAC-477663B4CB42