张金涛

目前，航空装备维修领域中出现了一种新的支持技术和手段-利用无人机辅助航空维修，该技术属于无人机在航空装备维修领域的具体应用，被国内外航空装备供应商和使用商广泛关注。本文就该项技术的应用场景进行了分析，重点论述了军民领域中无人机在航空维修领域的应用现状。

随着军、民用航空装备规模的增加，全球航空维修产业维持持续增长。这不仅归因于众多新机型、新发动机和新部件的研制与生产，也得益于许多老旧飞机和发动机都在延寿运营。面对上述的巨大维修需求，军民用飞机平均每架要配备二三十个维修人员，并且对维修人员的技能需求还在不断增加。鉴于上述矛盾和无人机在远程遥测、续航时间、飞行品质上有了明显的突破，从而可以为无人机在航空维修领域的应用提供良好的发展前景。借助无人机，通过遥感测量等技术，采用多传感器集成的方法，可实现部分航空维修检查工作的全自动化开展。

技术应用

航空维修涉及的业务非常广泛。可能包含日常维护保养和一般保障勤务，检查和排除故障，调整和校正，机件的更换，小修，周期性工作，飞机及其设备、机件的中修、大修，部分零件的修配和制作，系统、设备的测量试和校验，改装和较大的周期性工作等。结合无人机的机动性、全方位探测和实时储存分析的特点，航空维修中的人工检查等业务比较适用于无人机检查来替代人员巡检。该项新技术通常在以下方面具有应用前景：

（1）雷击损坏检查

目前飞机库中无人机的最大用途是直接目视检查雷击损坏。国外部分供应商正在试验无人机，以便在已知或可疑损坏后检查机身。雷击后手动检查需要4～6h，而無人机的使用可以在30min内完成检查。

（2）定期维修

无人机可用于飞机的定期维护工作。在大量维护工作之间，无人机可以扫描机身并进行计划维修，或在租赁检查之前扫描机身，以确保零件处于正常状态。国外已成功开发了相关完整的系统，以帮助工程师进行机身检测，其无人机和板载传感器可以进行信息实时交互并查询数据库，因此工程师可以快速得到检查结果并据此进行深度维修决策。

（3）交付备件

在飞机维修部过程中，无人驾驶飞机可用于提供备件。这将减少机库的地面复杂程度并提升维修速度和效率。

（4）自动检测缺陷

无人机可以根据航空公司提供的缺陷数字图像库，对无人机收集的图像结果进行编目和比较，这些图像也可以存储在云端以进行视频识别，使工程师能够查明潜在的损坏情况，以便选择深度检查。

民航领域应用

目前，民用航空领域在技术的创新和应用上处于领先地位。以空中客车公司使用无人机30min完成整机外观检查为例。空中客车正研究使用小型无人机进行航班飞机的外观质量检查。此举主要是为了减少利用人工目视检查飞机外观划痕、凹陷或者喷漆瑕疵等所需的时间。

空中客车使用的小型无人机携带一个高分辨率相机，由自动飞行控制系统操纵按照预定航迹在飞机上表面周围飞行，全程由一名驾驶员监视。无人机拍摄的图像自动存储并被编译成一个三维的数字模型，用于和完好外观比对分析外观质量瑕疵。空中客车表示，这种方法有助于改善质量可追溯性，阻止和减少飞机损坏。

通常情况下，飞机质量检验员需要利用升降平台花费2h进行飞机表面质量检查，而采用小型无人机仅需10-15min，同时还提高了安全性和舒适性。空中客车目前正在一架A320上进行全尺寸的工业级测试，并将在其它项目上使用无人机进行检测。

和空中客车类似，国外的易捷航空也进行了相关的技术研发和测试。易捷在其分布于欧洲的10个工程基地使用小型无人机检查飞机损伤。数据显示预编程无人机可以将飞机遭受雷击或雹灾后所需的检查时间从超过24h减少到2h，并帮助后续的详细人工检查精确定位，减少停飞时间。

当前，如果飞机遭受了雷击或冰雹，工程师必须首先找到受损位置，然后测量和判定该区域是否为 关键区域，是否会对飞机产生安全影响。过去，人工的绕机检查机体损伤会持续6至8h，而且还需要穿插其他工作环节。为了缩短时间和提升效率，易捷航空和英国蓝熊系统公司联合开发的专用于检查的Riser四旋翼无人机。Riser能在室内操作，避免与人员和飞机的碰撞，自动构建三维图画，基于数据库，其扫描技术可以实现微米级别的损伤探测和识别。

军用领域应用

为了强调任务成功概率，考虑到维修任务工作量巨大，军用领域的维修要求并没有民航那么系统和严格。所以，使用更先进的检测手段，提高检测效率，降低检测人员的数量和技能要求，也是军方始终在探索的重点。

以美军为例，其412测试联队使用新兴技术，在Lewis-McCord基地使用了无人机（四轴飞行器）对C-17 运输机进行外部的维护检查。测试组首次在飞行线上使用了一个小型无人机系统，第二次应用了大型四轴飞行器，测试结果良好。根据测试情况，该无人机配备了摄像机，通过程序和人员的控制，无人机录制了相关实时视频，并由包含专业维护人员的团队进行评估，以确定质量问题是否存在和是否需要进行进一步检查。经过测试，从无人机的摄像机录制的视频足够清晰，可以看到货机外部的较小细节，如结构异常、裂缝等。

经过综合评估，该测试非常成功，维护人员使用这些数据签派了飞行，这是美国空军的第一次尝试。通过该技术的应用，可以节省维护者很多时间，通常需要45分钟到一个小时的检查只需几分钟就可以用无人机完成。特别是维护人员不需要使用电梯来检查C-17的尾部，也不需要在飞机顶部行走。

总结

随着无人机平台的日益成熟和三维扫描和探测技术的发展，无人机在航空维修领域中的应用越来越广泛。在这些应用中，无人机系统并不是要完全取代工程师，而是作为另外一种检查工具和手段，更为高效的辅助工程师开展维修工作。无人机在航空维修领域中的应用具备宽广的前景，但国内的研究与应用处于初级阶段，如何利用国内的无人机先进平台和技术，开拓出一条适合国内航空维修的创新之路是值得研究的新课题。