摘要：ISO 24354：2023《民用无人机系统有效载荷接口通用要求》国际标准已于2023年8月由ISO/TC 20/SC 16正式发布，该项国际标准规定了民用无人机系统（UAS）有效载荷接口的组成、功能和性能要求。该标准适用于将外部有效载荷连接到无人机（UA）的物理独立有效载荷接口的设计和制造。本文介绍了ISO 24354：2023国际标准的总体框架，旨在使我国组织更好地理解ISO 24354：2023国际标准的核心思想与技术要旨，推动民用轻小型无人机系统任务载荷接口领域的规范化和标准化。

关键词：轻小型；无人机系统；任务载荷；接口

1.背景

随着无人机技术发展，无人机的载荷接口逐渐成为无人机研发和应用中的瓶颈。通过统一载荷接口标准，能够实现不同品牌、型号和规格的载荷互换和通用，提高无人机载荷的应用灵活性和兼容性，降低无人机载荷的开发、制造、使用和维护的成本，促进无人机产业的快速发展和推广应用。

在本标准发布之前， IEEE 1937.1-2020定义了无人机有效载荷设备的接口、性能指标、配置、操作控制和管理，规定了无人机与载荷之间接口的通用要求，从机械、电器和数据传输三个角度对无人机载荷接口要求进行了分析，明确了接口的性能指标、操作控制和管理、环境适应性、电磁兼容性等要求；SAE AS 50881涵盖了电气布线互连系统（EWIS）的所有方面。本标准进一步增加无人机系统与任务载荷之间的互联互通性，统一规定的接口对于无人机行业的产业链分工以及研发资源的合理配置具有十分重要的促进作用。

2.标准总体架构

无人机任务载荷接口分为两部分：一部分安装于无人机端，另一部分安装于任务载荷端，其通过特定的机构实现机械及电气连接。标准对民用无人机系统任务载荷的机械接口、电气接口和通讯协议做出了规定，同时提出了任务载荷的数据类型、通讯接口类型，具体要求如下：

（1）总体功能：任务载荷接口的基本功能是为无人机的任务载荷提供可靠的机械、电气以及软件功能方面的支持。

（2）机械连接：主要分为两部分，保持机构和安装机构；保持机构用于固定锁紧连接防止脱落，安装机构用于实现快速便捷连接，通常也起到一定的固定保持作用。

（3）电气连接：通常通过特定的连接器实现无人机与任务载荷的连接。

（4）通讯方式：使用相应的通讯方式对无人机任务载荷的各项功能提供支持。

3.技术创新点

本标准的产品原型基于实践。主要的关键技术是设计集成化的通用的载荷系统接口，能够在作业现场快速拆装，分析各类型无人机载荷的通信数据，机械强度要求，供电系统的输出功率，通信带宽等要求，借鉴电子产品以及计算机系统的接口规则，实现了机械电子，软件相组合的通用挂载接口平台。结合现有标准图谱，解决无人系统集成化的机械、电子、通信协议接口问题。推动无人机通用的载荷系统接口最大的难点在于各个地区各种无人机载荷系统的差异性和复杂性。不同类型的无人机载荷具有不同的通信协议、数据格式、机械接口等要求，设计一个通用的接口需要考虑到这些差异，并且保证接口的可靠性和稳定性。

轻小型多旋翼无人机的通用载荷接口主要的创新点在于集成了轻量化的机械和电子、通信系统接口。在常规的电气接口基础上加装了更强有力的机械保持装置，实现了机械电气接口的集成化设计。而相比军用的航空接口，本标准的设计理念更突出轻量化和小型化，针对民用轻小型无人机的常见负载，做了机械接口的优化，并且降低加工、制造的要求，使用标准化的通讯协议，为无人机厂家和挂载厂家提供了方便。

4.结论

国际上先前没有针对民用轻小型无人机载荷系统的通用要求标准，只能参考现行的其他相关载荷系统的要求，比如国内现行的国军标和航标均是针对载人飞机制定，因此直接用于民用轻小型无人机，存在接口制造成本高、开放性与拓展性不足等问题，很多核心功能和性能和无法在载荷接口上实现。本标准的制定可以推动民用轻小型无人机载荷接口系统的研制，真正意义上实现无人机厂商与载荷厂商的分工，解决国际范围内无人机的载荷支持问题，为民用轻小型无人机载荷系统的研制、鉴定和交付试验提供依据，为研制企业提供全面的技术指导。因此，可产生明显的经济效益和社会效益。同时，该标准也是将行业标准上升为国际标准的一个典型范例。

参考文献：

[1]IEEE 1937.1：2020 IEEE Standard Interface Requirements and Performance Characteristics of Payload Devices in Drones[S].

[2]SAE AS 50881：1998 Aerospace Standard - Interface Standard for Aerospace Electrical and Electronic Systems[S].

[3]ISO 24354：2023 General requirements for the payload interface of civil unmanned aircraft systems[S].

基金资助： 国家重点研发计划“国家质量基础设施体系”重点专项资助（项目/课题编号：2021YFF0601301）。