《低空產業聯盟：新能源新構型低空裝備安全技術體系報告（2024版）（40頁）.pdf》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《低空產業聯盟：新能源新構型低空裝備安全技術體系報告（2024版）（40頁）.pdf（40頁珍藏版）》請在三個皮匠報告上搜索。

1、低空產業聯盟2024 年 11 月主任張利國副主任劉法旺程文淵劉薇薇編委（按姓氏拼音排序）陳寶鄧文亮董耀聰馮振宇黃兵黃子健李藝李毅李悅立金偉劉棟良劉延利祁圣君權威邵書義宋磊田野王景霖吳敬濤吳欣龍徐冉閆淑輝楊黨團楊光葉宵宇張桐張旺旺張欣張澤京趙爽鄭德智北京理工大學工業和信息化部裝備工業發展中心中國民航科學技術研究院中國航空工業發展研究中心工業和信息化部電子第五研究所中國信息通信研究院北京航空航天大學西北工業大學南京航空航天大學中國飛機強度研究所中國飛行試驗研究院中國航空工業集團公司上海航空測控技術研究所中國航空工業集團公司西安飛機設計研究所中國航空工業集團氣動院中國航空綜合技術研究所中國民航大學

2、中國有研國聯汽車動力電池研究院臥龍電氣驅動集團股份有限公司北京普安信科技有限公司北京北航天宇長鷹無人機科技有限公司北京衛藍新能源科技股份有限公司航天時代飛鵬有限公司零重力飛機工業（合肥）有限公司上海峰飛航空科技有限公司上海時的科技有限公司上海沃蘭特航空技術有限責任公司上海御風未來航空科技有限公司沃飛長空科技（成都）有限公司中航（成都）無人機系統股份有限公司I目錄1 編制概要.11.1 編制說明.11.2 研究目的.11.3 研究范疇.41.3.1 新能源新構型低空裝備定義與分類.41.3.2 安全與驗證技術定義和分類.52 編制背景.72.1 低空裝備安全運行是低空經濟發展的重要前提72.2

3、低空裝備安全技術是民用航空體系變革的關鍵因素.72.3 低空裝備安全發展面臨機遇與挑戰并存的復雜局面.83 低空裝備安全性設計技術.93.1 低空裝備安全性氣動設計技術.93.2 材料、結構及強度的安全性設計技術.103.3 動力及能源系統的安全設計技術.123.4 低空裝備飛行控制系統的安全設計技術.133.5 低空裝備感知系統及執行機構的安全性設計技術.153.6 實時傳輸數據鏈路系統的安全性設計技術.164 低空裝備安全性的驗證技術.184.1 氣動布局和總體安全性驗證技術與驗證平臺 184.2 材料與結構的安全性驗證技術與驗證平臺.19II4.3 動力與能源系統的安全性驗證技術與驗證平

4、臺214.4 飛行控制系統安全性驗證技術與驗證平臺.234.5 感知系統安全性驗證技術與驗證平臺.254.6 實時傳輸數據鏈路系統的安全性驗證技術與驗證平臺.254.7 無人駕駛航空器系統的遙控站安全性驗證技術與驗證平臺.274.8 低空裝備安全性飛行驗證與評估技術.285 低空裝備運行的安全支持技術.315.1 低空裝備運行中的維修性與安全技術.315.2 低空裝備健康管理系統技術.325.3 低空裝備面向安全使用的支持技術.336 發展建議.3511 編制概要1.1本技術體系是根據我國低空產業發展的實際需要，由低空產業聯盟低空裝備安全技術委員會組織國內航空領域科研院所、高校、企業、民航機構

5、等單位專家共同研究撰寫，編制過程中得到了低空產業聯盟內 200 余家成員單位的指導與支持。（1）本報告以國內外學術研究、技術應用為基礎，科學、客觀地進行論證總結，旨在為行業提供技術支撐和發展建議；（2）本報告從低空裝備本體安全、人員安全、環境安全等維度，圍繞低空裝備全壽命周期分析論證安全技術體系架構；（3）本報告著重參考了現有的國內外適航審定技術標準規范，所論證的技術體系包含但不限于現有的適航審定技術內容；（4）本技術體系將根據新能源新構型低空裝備安全技術研究及應用的進展進行動態更新，此次發布的為 2024 版本。1.2為解決以新能源新構型為代表的低空裝備在發展過程中面臨的主要安全隱患，本報告

6、結合低空裝備全壽命周期中的各項研制維保流程，構建低空裝備安全技術體系并分析其2中涉及的關鍵技術，介紹相關技術在新能源新構型低空裝備上的應用情況及發展趨勢，最后針對我國低空裝備安全技術體系發展提出建議，旨在為相關領域的研究者提供參考與借鑒，研究架構如下圖所示。3圖 1 低空裝備安全技術體系研究報告架構示意圖41.31.3.1本報告中的低空裝備主要是指在低空空域（通常指真高 3000 米以下所包含的空域）飛行的航空器，按動力來源區分包括傳統燃油動力、純電動力、氫能源動力以及混合動力等類型；按構型區分包括固定翼、多旋翼、復合翼等構型。其中傳統能源及常規構型低空裝備的相關安全技術已相對成熟，不在本研究

7、內重復討論，因此本文后續中低空裝備的描述均特指除傳統能源及常規構型外的低空裝備，即新能源新構型低空裝備，如下圖所示。圖 2 低空裝備的主要構型分類及其定義示意圖對于新能源新構型低空裝備，本研究主要聚焦于具備如下能源及構型特征的低空裝備。其中主要包括：（1）純電動飛行器是指采用電力作為唯一動力來源的飛行器，這類飛行器通過電池儲存的電能驅動電5動機來產生推力或升力。（2）氫動力飛行器是指以氫能作為主要動力源，通過氫燃料電池或氫渦輪發動機等技術將氫氣的化學能轉化為機械能，從而驅動飛行器飛行的航空器。（3）混合動力飛行器是指結合了多種動力源（如燃油發動機和電動機）的飛行器，這類飛行器利用能源管理系統來

8、協同這些動力源以提供飛行所需的推力或升力。（1）多旋翼：指具有三個及以上分布式推進旋翼系統的無機翼飛行器。推進系統僅提供垂直升力，橫向推力通過推進系統俯仰軸上的總推力差產生。（2）復合翼：指具有三個及以上的分布式旋翼推進系統的有機翼飛行器，采用互相獨立的推進系統分別提供垂直升力和前向動力。1.3.2保障低空裝備在運行過程中本體安全、人員安全、環境安全等而采取的一系列技術手段和措施。此類技術的主要目標是確保低空裝備能夠安全、穩定、可靠地運行，減少或避免使用過程中可能發生的事故、故障及損失等風險。根據低空裝備的全壽命周期過程將低空裝備安全技術分為：研發設計、試驗驗證、生產制造、運行與保障四個部分。

9、其中生產制造過程中可能造成的安全風險主要依靠設計制造符合性規范及質量合規管理來控制，暫不列在本研究討論范圍內，具體分類及關鍵技術如下圖所示。6圖 3 低空裝備安全技術架構及分類示意圖72 編制背景2.1國家綜合立體交通網規劃綱要明確提出，將發展低空經濟視為國家戰略性新興產業之一。近年來，低空經濟市場規模迅速擴大，截至 2023 年底，國內現有實名登記的無人駕駛航空器 126.7 萬架，同比增加 32.2%。根據通用航空裝備創新應用實施方案（2024-2030 年）預測，到 2030年，我國通用航空裝備將全面融入人民生產生活各領域，形成萬億級市場規模。低空裝備的安全運行是保障低空經濟高質量可持續

10、發展的必要保障，低空裝備產業的高速發展對包括本體安全、人員安全、運行安全、通信安全以及環境安全等關鍵因素的低空裝備體系安全水平提出了較高的要求。為確保低空裝備產業發展和運行服務的安全有序，強化低空裝備安全技術能力，需重點研究低空裝備的研制、驗證、運行與維護保障等環節的安全性技術，建立健全的安全技術體系，提高低空裝備的整體安全性能。2.2近年來，作為世界航空業先進水平的代表，美國和歐洲均高度重視低空裝備安全技術的研究。美國國家航空航天局（NASA）聯合美國聯邦航空管理局（FAA）率先提出“先進空中交通”（AAM）以及“城市空中交通”（UAM）作為其民用航空領域的主要發展建設規劃，其關鍵要素之一便

11、是低空裝備安全設計與驗證技術，包括電推進系統、電池系統、8飛行控制系統以及自動化駕駛系統。歐洲航空安全局（EASA）也在推動低空裝備的安全驗證技術研發，提出了“安全性評估框架”，旨在為新型低空裝備的設計和運營提供系統性的安全標準，強調了對低空裝備進行全面的風險評估和測試，確保其能在各類復雜場景下安全運行?？偟膩碚f，在未來民用航空領域，低空裝備安全技術將在保障低空飛行安全、引領民用航空體系變革等方面發揮重要的作用。2.3低空裝備產業作為新質生產力的重要支撐載體，其安全發展正步入一個機遇與挑戰并存的復雜局面。隨著政策制定和市場需求的不斷增加，低空裝備產業的投入與研發力度同步增強，為其安全發展提供了

12、必要條件。然而，伴隨機遇而來的，是一系列亟待解決的安全挑戰。復雜的應用場景、龐大的設備數量對于低空裝備的本體安全、人員安全、運行安全、通信安全及環境安全等安全性提出了極高的要求。因此，低空裝備的結構與氣動、動力和能源、飛行控制系統、通信鏈路等領域關鍵技術均需進一步突破，以確保其在各種環境和緊急情況下都能安全運作。93 低空裝備安全性設計技術3.1低空裝備應用場景復雜，需要兼顧垂直起降、高速飛行等任務剖面，囊括了傳統旋翼、固定翼飛機和 eVTOL 等設計內容，亟需開展綜合考慮抗風性、復雜氣象環境適應性、綠色低噪聲特性的高安全性氣動（低噪）設計技術研究。具體路線圖如下：圖 4 低空裝備安全性氣動（

13、低噪）設計技術1針對低空裝備構型種類多、運行環境復雜、安全性要求高等特點，開展以高安全性為強約束的氣動布局設計及優化研究，突破過渡狀態氣動干擾分析、滿足多構型需求的氣動布局參數優化等關鍵技術。2針對低空裝備運行空域安全敏感性高、飛行任務復雜多樣、易受環境風擾動等特點，開展以高冗余度設計為要求的安全飛10行性能與抗風設計技術研究，建立復雜飛行環境下低空裝備性能體系。3開展典型應用場景復雜氣象環境特性研究、復雜氣象環境仿真模擬技術研究以及低空裝備復雜氣象環境適應性評估技術研究等工作，建立低空裝備復雜氣象環境適應性設計體系。4針對低空裝備旋翼系統氣動噪聲問題，開展低噪聲旋翼設計技術研究，基于低噪聲旋

14、翼設計方法，從動力系統源頭上改善低空裝備噪聲水平，開展有源噪聲主動控制技術研究，研制艙內噪聲主動控制系統。3.2現有材料、結構、強度設計技術對低空裝備的適用性不足，亟需相關設計標準與規范的擴充與更新，其相關關鍵技術路線圖如下：圖 5 材料、結構及強度的安全性設計技術111針對低空裝備復合材料應用需求，研發復合材料性能數據共享程序，建立基礎數據庫，降低研發成本。并開展復合材料結構承載儲能一體化技術研究，解決結構儲能復合材料儲能密度和承載性能難以兼顧的難題，提高飛行器結構效率。2針對低空裝備的復雜構型，開展顫振安全設計技術研究，包括顫振分析、結構優化以及顫振抑制與控制技術，確保飛行安全。此外，針對

15、飛行汽車等低空裝備，開展結構沖擊安全性設計與乘員防護技術研究，形成設計規范，為抗沖擊設計提供基礎支撐。同時，開展基于整機吸能策略的電動飛機適墜性設計，確保城市空中交通運行場景下載人低空無人駕駛裝備的適墜性安全。3通過采用主動噪聲控制、振動傳遞路徑優化、吸聲隔聲材料鋪設、聲振超材料及多功能一體化結構設計等多種方法，可顯著降低低空裝備的噪聲與振動水平，提高低空裝備的使用安全性和乘坐舒適性。4針對低空裝備結構系統的腐蝕、磨損和疲勞等問題，開展長壽命高可靠性設計技術研究，確保飛行器的長期穩定運行。此外，針對旋翼飛機等低空裝備，開展輕量化/智能化/自適應起落架設計技術研究，建立起落架輕量化設計技術體系，

16、提高起落架的品質和性能。5針對當前低空裝備新型高效結構發展需求，開展超輕分布式變形的高效低空裝備新12型結構設計技術研究，突破關鍵技術，建立可變體結構設計技術體系，為低空裝備的創新設計提供有力支撐。3.3動力及能源技術是決定低空無人駕駛裝備載荷、航程和安全性的關鍵因素，涉及電機、舵機等驅動器，電能、氫能等能源系統以及螺旋槳、旋翼等動力構件，其關鍵技術路線圖如下：圖 6 低空裝備動力及能源系統的安全設計技術發展路線圖1在電機設計方面，采用高絕緣耐壓、高可靠性材料及高效冷卻系統，結合電磁兼容與容錯設計，確保電機在復雜環境中安全穩定。驅動器設計強調冗余、故障檢測與隔離、全面自檢、熱管理及電磁兼容，保

17、障飛行器可靠運行。2電池系統同樣采用冗余設計，配備故障檢測與隔離、熱管理、電磁兼容、軟件安全驗證及緊急供電系統等，確保安全運營。氫能源系統則13關注高壓儲氫容器的設計與安全性評估，建立面向氫能源低空裝備的儲氫容器設計方法、建模分析工具及安全性評估方法，并形成工藝驗證樣件，為氫能源低空裝備的安全儲氫提供技術基礎。3/針對新能源新構型低空裝備，開展螺旋槳/旋翼動力裝置的氣動聲學優化設計，形成高效率、低噪聲動力裝置氣動方案，結合復合材料結構優化設計，形成高安全性輕質動力裝置結構方案，滿足總體性能對動力裝置的要求。4電氣連接組件的安全性設計涵蓋冗余設計、絕緣保護、屏蔽設計、防水防塵、熱管理、應力消除及

18、快速故障檢測與隔離等技術，確保電氣連接組件在嚴苛條件下的可靠性和安全性。3.4飛行控制系統是低空裝備關鍵的組成部分，能夠確保低空狀態在各種飛行狀態下的安全性和可靠性，低空裝備的飛行控制系統的設計是確保飛行安全與性能的基礎。下圖為低空裝備飛行控制系統的安全設計技術發展路線圖。14圖 7 低空裝備飛行控制系統的安全設計技術發展路線圖1結合智能容錯控制策略，深入分析低空裝備在復雜動態環境下的飛行特性，利用智能飛行控制算法動態調整飛行姿態和動力分配輸出，實現安全、高效、精準的飛行控制。2針對復雜動態環境下的低空裝備，需要設計高精度智能飛行控制算法，動態調整飛行姿態和動力分配，確保低空裝備按照指定航跡飛

19、行。此外，結合智能容錯控制策略，以應對部分飛行控制系統失效情況下的安全飛行需求。3深入探究內部干擾/外部風、復雜氣象以及電磁干擾的影響，集成高精度傳感器和先進的干擾抑制/補償算法，提高飛行控制系統的適應性和魯棒性，并研發具有強抗電磁干擾能力的控制系統，以保證飛行指令的準確執行。4加密處理飛15行過程中的關鍵數據，并設計數據備份與恢復機制，確保飛行數據的連續性和可用性，實時監測飛行數據，提升飛行控制系統的安全性和可靠性。3.5針對低空裝備的主動式、被動式、外部環境與數據安全，亟需對低空裝備感知系統及執行機構安全性設計技術開展體系性布局。具體路線圖如下：圖 8 低空裝備感知系統及執行機構安全性設計

20、技術路線圖1在軟件和硬件層面共同設計故障檢測預案，并針對不同故障類型設計安全保障機制；開展障礙物感知技術、靈敏避障技術研究；設計應急預案和保護機制，例如配備降落傘。2針對非法、未授權或“黑飛”等低空空域的安全和有序管理問題帶來的重大隱患，地面端低空感知系統需承擔全天候的監測、識別、16跟蹤和預警任務，確保低空空域的安全與有序管理。3低空氣象條件的短時驟變易引發安全事故，需開展氣象感知和預測保障裝備等技術研究，實現低空氣象的精準感知，確保低空裝備在復雜的低空氣象環境下穩定工作。4低空裝備采集的涉及個人隱私的數據應采取技術措施進行保護；使用聲掩蔽技術發射人耳可聽頻段內的干擾信號，保護語音隱私。此外

21、需要通過設置訪問權限、進行數據追蹤等對數據的訪問和使用進行控制和管理。3.6低空裝備通過無線電（4G、5G 等）、衛星通信等方式建立實時通信鏈路傳輸數據，完成飛行調度、飛行控制、起降落等核心動作，其安全性對于低空無人機駕駛裝備的飛行安全和任務執行至關重要。下圖為實時傳輸數據鏈路系統的安全性設計技術發展路線圖。圖 9 實時傳輸數據鏈路系統的安全性設計技術路線圖171低空裝備在運行時有大量數據在通信網中流轉，應采用安全的通信協議保障其數據鏈路的安全性。通過信道加密、完整性檢查等方式，防止數據在傳輸過程中被竊聽、篡改和偽造。2低空裝備內存在大量數據，其中可能存在個人隱私、重要地理、飛行控制信息等敏感

22、數據，需采用加密技術實現增強性保護，以確保敏感數據在傳輸過程中的安全。3通信鏈路安全性設計技術包括可靠性和冗余性設計技術?？煽啃栽O計技術保障通信鏈路的穩定運行，避免低空裝備飛行過程中的信號或數據丟失。單一通信鏈路遭到干擾和破壞時，冗余性設計技術可以保障低空裝備安全飛行和飛行調度。4低空裝備未來勢必與互聯網逐步連接，其網絡邊界也將變得越來越模糊，應增加身份鑒別與訪問控制機制，確保通信鏈路的建立是真實、可信、合法的，從而有效防范非法訪問和攻擊。184 低空裝備安全性的驗證技術4.1探究大型實驗裝備前沿基礎交叉學科實驗理論，發展氣動-環境、氣動-噪聲、氣動-自由飛、整機-電磁環境等多學科交叉的實驗驗

23、證技術，圍繞復雜環境綜合模擬大型風洞、砂塵模擬環境風洞、噪聲測試與航跡優化試驗場以及電磁環境效應等綜合試驗條件擴展進行基礎設備能力建設，提升低空裝備氣動布局和總體安全性驗證技術水平，支撐科技創新和低空裝備研發，總體路線如下圖：圖 10 氣動布局和總體安全性驗證技術與驗證平臺發展路線圖1對多旋翼、傾轉旋翼、復合翼等新構型低空裝備氣動布局的基本氣動特性、飛行性能等進行試驗驗證，獲取氣動力特性、舵效、載荷等試驗數據，驗證飛行速度、重量、高度、航程、操縱性等性能。驗證平臺主要包括風洞、自由飛試驗場及配套試驗系統19等。2針對低空裝備抗風、抗結冰特性驗證需求，開展氣候適應性評估與驗證技術研究；針對低空裝

24、備電磁兼容需求，開展低空裝備復雜電磁環境驗證技術研究。建立低空裝備地面復雜環境試驗方法和驗證平臺。主要包括：側風和突風環境適應性評估驗證、地面凍雨結冰試驗技術、電磁環境效應驗證技術等。驗證平臺：風洞、全機氣候實驗室、電磁環境測評實驗室。3對多旋翼、傾轉旋翼、復合翼等新構型低空裝備環境噪聲、艙內噪聲水平進行試驗驗證，獲取城市應用場景下環境噪聲、艙內噪聲等試驗數據，驗證降噪設計、環境噪聲等性能。驗證平臺主要包括航空聲學風洞、飛行試驗場及配套試驗系統等。4.2針對低空裝備結構安全性、乘員舒適性、低空域環境友好性的高要求，開展面向人機安全與環境友好考核的結構安全性、耐久性驗證評價體系構建。開展面向結構

25、/儲能系統抗沖擊墜撞性能、乘員沖擊保護性能、環境適應性、振動/噪聲舒適性的評價測試平臺研制，形成不同運營場景下針對不同考核指標的測試標準和試驗規范，支撐低空裝備人機安全性與舒適性綜合評價。20圖 11 材料與結構的安全性驗證技術與驗證平臺發展路線圖1針對快速低成本的多功能復合材料結構大量應用給強度評估與驗證帶來挑戰，建立面向快速成型復合材料復雜結構強度評估與驗證方法，主要包括:低成本工藝下材料力學性能表征、材料靜強度/損傷容限分析與評價、低成本快速修復與評估、復雜結構部件強度分析與驗證。驗證平臺：復合材料結構強度試驗平臺。2/針對未來電動飛機結構、儲能結構一體化的安全性評估需求，開展一體化結構

26、的動力學問題和振動強度評估與驗證技術研究，為飛機一體化結構設計和驗證提供重要支撐。主要包括：一體化結構振動阻尼變化規律，振動傳遞特性規律及模型，一體化結構振動疲勞壽命分析試驗方法等。驗證平臺主要為振動試驗平臺。3/針對21無人機碰撞安全性問題，構建面向無人機運營場景的碰撞安全評價方法，建立無人機碰撞安全性驗證、分析、優化設計及評價體系。針對低空新能源飛行器適墜性與乘員保護安全評定需求，建立適墜性試驗標準規范，構建整機垂直-水平耦合墜撞試驗技術、座椅乘員及約束系統沖擊試驗技術、虛實融合整機適墜性與乘員保護綜合評定等。驗證平臺：水平沖擊試驗臺、整機墜撞試驗平臺。4圍繞低空裝備研制與適航取證的結構系

27、統疲勞可靠性評估與驗證技術需求，開展飛行載荷環境數據統計分析、載荷/環境譜編制、新材料/新結構疲勞可靠性評估、復雜載荷環境疲勞可靠性驗證等關鍵技術研究，形成相關技術標準規范，為低空裝備安全性與高可靠性提供技術支撐。4.3無人機動力與能源系統的安全性驗證工作主要圍繞提升系統在復雜飛行條件下的穩定性和可靠性展開，重點針對動力系統的故障檢測、能量管理以及電池熱失控防護等方面。主要可以劃分為傳統發動機系統安全性驗證技術裝備、電推進系統安全性驗證技術裝備與氫能源安全性驗證技術裝備三方面，技術路線圖如下所示：22圖 12 動力與能源系統的安全性驗證技術與驗證平臺發展路線圖1中型無人機系統可依據 中型民用無

28、人駕駛航空器系統適航標準（試行）進行規范，電推進系統通過試驗室臺架驗證性能。大型無人機適用電推進系統專用條件編制指南，測試內容包括功率、溫度、防火等。需進一步構建電推進系統的可靠性驗證技術、動力冗余及故障診斷機制，完善地面測試平臺建設，提升系統安全性。2針對高壓氣罐和液態貯箱強度評估驗證需求，相關結構強度評估與驗證技術主要包括：纖維纏繞復合材料儲氫容器跨尺度建模分析方法、復合材料儲氫容器力學性能及安全性試驗評估方法、液氫貯箱綜合性能快速評估系統開發等。驗證平臺：氫能復合材料結構強度試驗平臺。3混和動力系統安全性驗證技術主要包括：儲能系統結構抗沖擊仿真技術、儲23能系統抗沖擊結構設計、典型儲能結

29、構抗沖擊試驗技術等。驗證平臺：沖擊試驗臺。4.4飛控系統是低空裝備的核心控制系統，負責實現飛行器的航跡規劃、姿態控制和飛行增穩等關鍵功能。針對低空裝備飛行控制系統，開展飛控系統安全性分析方法、電子軟硬件適航驗證技術、執行機構的功能可靠性、安全性驗證技術與智能飛控系統安全性驗證技術與平臺研究。圖 13 飛行控制系統安全性驗證技術與驗證平臺發展路線圖1飛控系統安全性分析與驗證遵循 SAEARP 4761 方法，通過雙 V 流程實現安全性需求的分解與驗證。主要步驟包括功能危險分析、初步系統安全性評估、共模分析等。由于飛控系統狀態復雜，容錯機制多樣，需進一步研究現有設計與測試流程中的安全性試驗需求與方

30、法，確保各階段設計驗證的有效性，提升安全性并降低研制成本。242飛控系統電子硬件驗證包括代碼驗證、邏輯等效性測試、板級集成測試、覆蓋率分析及時序驗證，可依據 DO-254 標準進行分析和測試。飛控系統軟件功能涵蓋硬件資源管理、操作系統、任務與接口管理、傳感器數據處理、余度管理、控制模態與率計算、故障告警等。軟件安全性驗證依據 DO-178 及 ASTMF3153-15 標準進行分析和測試。3隨著新構型低空裝備的發展，飛控系統朝著高算力、智能化和高度集成化方向發展，集成傳感器融合、路徑規劃、故障診斷、智能控制及AI 算法模塊，實現實時分析和決策。需建設高保真仿真建模能力，模擬復雜環境、氣象、動態

31、障礙物和地形影響，采用硬件在環仿真驗證核心算法的安全性與可靠性，包括智能控制、模態轉換、多源數據融合、路徑規劃和深度學習，確保飛控系統的可靠性和安全性。4無人機執行機構包括電機、舵機和傳動機構，影響飛行姿態與任務執行效果。安全性驗證通過長時間、高強度測試評估其疲勞極限、壽命及在極端環境（高溫、低溫、沙塵等）下的性能。通過容錯控制與冗余設計，搭建驗證平臺，模擬多種任務與環境，分析故障并驗證容錯策略，確保執行機構的穩定性與可靠性。254.5感知系統通過多傳感器融合、抗干擾測試及容錯機制，確保無人機在復雜環境中的感知與響應能力。驗證平臺包括復雜環境仿真平臺、傳感器測試系統。圖 14 感知系統與執行機

32、構安全性驗證技術與驗證平臺發展路線圖1低空裝備機載感知系統由傳感器、算法和數據組成，功能可靠性驗證包括三方面：硬件可靠性、數據質量和算法可靠性。驗證采用實景測試與仿真結合，并通過故障注入評估系統性能與安全性。2為確保地面端低空裝備感知系統的安全可靠，需開展系統測試，包括場景模擬與實地測試。首先，進行 TDOA（差分定位）系統標準校準，驗證測量精度。通過仿真測試驗證算法的準確性和故障處理能力。在城市環境實地測試，評估復雜干擾下的定位精度，并優化算法，減少誤報漏報，提升性能與安全性。4.6低空無人駕駛設備數據鏈路是完成任務的關鍵，包含上26行、下行和中繼鏈路，傳輸過程涉及編碼、調制、發射和接收。目

33、前，數據鏈路頻繁遭受攻擊，帶來重大安全風險。需開展認證、加密、抗干擾、訪問控制及協議安全性驗證技術，并配備相應驗證平臺。具體路線圖如下：圖15 實時傳輸數據鏈路系統的安全性驗證技術與驗證平臺發展路線圖1低空無人駕駛裝備的實時傳輸數據鏈涵蓋指揮與控制、空中交通管制、感知規避鏈路，使用 UHF、L、C 波段及蜂窩、衛星和 Ad hoc 網絡。無線傳輸易遭監聽和攻擊，導致信息泄露。為保障安全，采用對稱、非對稱、混合加密和量子密鑰技術。目前加密驗證方法包括機密性、完整性、密鑰管理和攻擊檢查，需針對無人設備實時數據鏈特點制定系統化標準，構建專門的加密驗證方法與平臺。2抗干擾技術至關重要包括跳頻通信、擴頻

34、通信、MIMO 系統、抗干擾天線、智能干擾抑制和協作通信等，保27障通信安全并提升任務成功率。同時，反無人機技術也不斷發展，主要采用聲波干擾、信號干擾、黑客攻擊、激光武器和無線電控制等手段應對非法無人機威脅。3低空無人駕駛裝備面臨黑客攻擊風險，數據鏈訪問控制需確保授權用戶訪問，防止 DoS 攻擊、數據篡改與注入攻擊，保障指令合法性。訪問控制與加密、認證協同提升通信安全性，同時適應無人機的計算和能源限制，確保高可用性與可靠性。4.7無人駕駛航空器遙控臺（站）在控制、顯示及互聯中扮演重要角色。為確保系統安全性與可靠性，遙控臺設計需符合嚴格標準，如數據顯示刷新率、數據記錄完整性及硬件環境適應性。同時

35、，遙控臺作為地面節點，與監管平臺互通，實現飛行數據實時傳輸，需開展網絡安全、基線安全、安全保障和數據安全的評估與驗證。具體路線圖如下：圖 16 無人駕駛航空器系統的遙控站安全性驗證技術與驗證平臺發展路線圖281無人駕駛航空器系統的遙控站作為核心控制節點，若遭受黑客攻擊，可能導致飛行控制喪失、數據泄露或無人機被劫持。其面臨軟件漏洞、病毒等威脅。為保障安全，需采用信息安全評估方法，如風險評估、合規性評估、滲透測試、漏洞掃描、安全審計和應急響應評估，識別潛在威脅、發現漏洞、模擬攻擊，提升安全性與應急能力。2無人駕駛航空器系統遙控站的基線安全評估對于保障飛行安全、風險識別與緩解、符合法規及提高系統可靠

36、性至關重要?；€評估包括風險評估、合規檢查、安全措施實施和持續改進。目前，遙控站系統主要借用通用應用系統的方法，缺乏針對無人駕駛業務特點的評估技術。因此，需構建面向遙控站的基線評估技術與平臺。3無人駕駛航空器系統遙控站的安全保障依賴多層防護，包括防火墻、IDS/IPS、SIEM、NAC 和 Web 應用防火墻等網絡安全技術，輔以物理安全措施如門禁和監控，構建綜合防護體系。需構建基于 AI 的實時威脅檢測、自適應響應機制和持續監控的應用層安全技術。4.8低空裝備安全性飛行驗證技術可分為低空裝備飛行平臺安全性飛行驗證、低空裝備數據鏈路安全性飛行驗證、低29空裝備遙控站安全性飛行驗證、低空裝備綜合能

37、力驗證、復雜環境下低空裝備安全性飛行驗證。具體路線圖如下：圖 17 低空裝備安全性飛行驗證與評估技術發展路線圖1基于適航符合性驗證條款開展影響低空裝備飛行平臺安全性的飛行性能、操穩特性、飛控系統、導航系統、機電系統等系統的飛行驗證方法研究，同時對典型場景下低空裝備失效模式與保護策略進行分析，提出對應的飛行試驗方法及評價準則，編制低空裝備飛行平臺安全性飛行驗證指南與標準。2分析數據鏈路在典型應用場景中的安全風險因素，開展低空裝備數據鏈路安全性飛行驗證技術研究，重點突破數據鏈路抵御干擾、防止數據泄露、確保數據傳輸的完整性和準確性的驗證技術，評估數據鏈路的抗干擾能力、驗證數據加密技術、驗證數據鏈路的

38、完整性保護機制。模擬各種可能的飛行條件和干擾場景，全面評估數據鏈路的安全性能和可靠性。3分析國內外遙30控站適航符合性驗證相關條款，開展遙控站功能性能驗證方法研究，包括遙控站響應特性、控制精度、穩定性、電磁兼容性、隱私保護等相關驗證內容。尤其要針對遙控站在長時間使用和復雜環境下的穩定性的驗證方法，突破一控多機、一機多控、控制權轉移、遙控站失效、控制站完整性等驗證方法。4主要通過對低空裝備在不同環境條件下的綜合表現，包括風速、風向、溫度、濕度等天氣條件以及地形和電磁環境等條件下的功能性能，從而確定低空裝備的適用范圍和限制條件。包括在復雜飛行條件下的導航能力、避障能力以及飛行穩定性、動力系統的性能

39、和可靠性、通信系統的抗干擾能力、信號強度和穩定性、結構的完整性等綜合性能。315 低空裝備運行的安全支持技術5.1低空裝備在運行階段面臨諸多安全隱患，為提升低空裝備的安全性能，亟需加強實時狀態監測、故障預警以及維修保障能力，從系統工程角度出發，形成安全運行支持技術圖譜，引導相關技術研究。具體路線圖如下：圖 18 低空裝備安全檢測與評估技術發展路線圖1分析關聯參數及獲取方式，開發機載獨立監測裝置，實現安全監測數據的獲取與發送，并結合地空數據鏈實現運行過程的安全監測。2收集、篩選故障事件，識別安全風險，構建安全評估方法模型，形成安全評估指標體系，并制定高風險故障的原因調查和改正措施，以準確評估低空

40、裝備的當前安全狀態。3開展結構損傷的快速檢測、高效評估與低成本維修技術研究，建立相應的維修保障技術體系，確保低空裝備的安全與經濟性。325.2低空裝備健康管理系統集成了感知、監控、預警、分析及大數據管理等技術，通過機載監測裝置全域監測數據，經空地數據鏈實時下傳至地面數據中心。具體路線圖如下：圖 19 低空裝備健康管理系統技術發展路線圖1通過機載自測試和傳感器信息，實現對裝備狀態和使用工況的全面感知，確保安全監測數據的準確性與可靠性。2利用數據預處理和模式識別，對低空裝備的運行狀態進行實時監測，能夠準確定位和識別飛行安全相關故障，支持預警機制的觸發，提升飛行安全保障。3通過建立低空裝備的大數據中心和數據共享網絡，應用深度學習與機器學習，持續生成健康管理核心功能模型，增強對裝備故障和潛在風險的識別與預測能力。334