民航客機(jī)飛機(jī)級(jí)電磁兼容性適航驗(yàn)證技術(shù)研究

摘 要：飛機(jī)級(jí)電磁兼容性驗(yàn)證是新研民航客機(jī)適航審定的一部分。該文介紹了民航客機(jī)電磁兼容性相關(guān)的適航要求，符合性方法、飛機(jī)級(jí)地面試驗(yàn)方法和飛行試驗(yàn)方法。

關(guān)鍵詞：電磁兼容性 電磁干擾 適航審定 前門耦合

中圖分類號(hào)：V217文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-098X（2013）05（c）-0042-02

眾所周知，近些年來國內(nèi)已開展了多個(gè)型號(hào)民航客機(jī)的研制，使得無論在研制技術(shù)水平方面，還是在適航取證能力方面，都得到了快速的發(fā)展和提高。飛機(jī)級(jí)電磁兼容性驗(yàn)證是民航客機(jī)適航取證的重要組成部分，只有通過了飛機(jī)級(jí)的試驗(yàn)驗(yàn)證才能最終表明相關(guān)適航條款的符合性。

1 適航要求

中國民用航空管理局（CAAC）規(guī)定，大型運(yùn)輸類飛機(jī)應(yīng)當(dāng)按照適航規(guī)章CCAR第25部取證。在該適航規(guī)章中，條款25.1353a和25.1431c分別對(duì)電子電氣系統(tǒng)/設(shè)備提出了電磁兼容性要求，即機(jī)載系統(tǒng)/設(shè)備間能夠相互兼容正常工作，互不影響。

2 符合性方法

通常，新研民航客機(jī)在設(shè)計(jì)階段就需要確定電磁兼容性符合性方法，并得到適航審查方的認(rèn)可和批準(zhǔn)。表1示出了民航客機(jī)電磁兼容性條款的符合性方法。

從表1可以看出，可用飛機(jī)級(jí)地面試驗(yàn)和飛行試驗(yàn)來驗(yàn)證電磁兼容性條款的符合性。

3 飛機(jī)級(jí)地面試驗(yàn)

3.1 機(jī)載接收機(jī)干擾試驗(yàn)

為評(píng)估機(jī)載接收機(jī)干擾情況，通常需要先分析機(jī)載設(shè)備射頻能量發(fā)射[1]情況。盡管在飛機(jī)設(shè)計(jì)階段，已為用電設(shè)備定義了限值要求，但仍有可能因貨架產(chǎn)品和超出限值要求的設(shè)備而不得不在飛機(jī)上進(jìn)行檢驗(yàn)。對(duì)于功能等級(jí)低的非必需和非要求安裝的用電設(shè)備，如客艙娛樂系統(tǒng)和廚房用電設(shè)備等，也需要防止這些設(shè)備引起的前門耦合[2][3]。圖1示出了某設(shè)備在128 MHz頻率時(shí)的輻射發(fā)射超標(biāo)情況，該超標(biāo)頻率處于VHF通信工作頻段內(nèi)，可能導(dǎo)致VHF通信系統(tǒng)功能失效或降級(jí)。

當(dāng)設(shè)備及其連接電纜裝機(jī)后，大量而集中的設(shè)備和電纜引起的電磁輻射使得飛機(jī)內(nèi)部電磁環(huán)境異常復(fù)雜，即使每個(gè)設(shè)備和電纜輻射的電磁能量都得到了很好的控制，但這些能量經(jīng)過多次疊加、反射后，仍有可能引起機(jī)載接收機(jī)的干擾。圖2示出了機(jī)載接收機(jī)電磁干擾試驗(yàn)布置。

圖2中，電流探頭用于測(cè)量機(jī)上電纜的傳導(dǎo)發(fā)射，其作用在于對(duì)飛機(jī)各艙電磁環(huán)境進(jìn)行評(píng)估和干擾源的確定。被測(cè)接收機(jī)通常工作在190 kHz～340 MHz頻率范圍內(nèi)，如Marker、VOR、LOC、GS、HF-comm和VHF-comm等[4]。試驗(yàn)時(shí)，將機(jī)載天線饋線在接收機(jī)端斷開，在斷開位置將饋線連接至頻譜分析儀，測(cè)量由天線進(jìn)入的電磁能量。測(cè)量結(jié)果為接收機(jī)工作頻率范圍內(nèi)的功率值，當(dāng)該值超過接收機(jī)靈敏度時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致接收機(jī)被干擾或功能降級(jí)。

3.2 干擾源/敏感設(shè)備相互干擾檢查

干擾源/敏感設(shè)備相互干擾檢查是指通過分析建立干擾源/敏感設(shè)備矩陣，如表2所示，試驗(yàn)時(shí)，分別設(shè)置干擾源進(jìn)入干擾能量最強(qiáng)的工作模式，同時(shí)檢查敏感設(shè)備的工作情況[5]。

試驗(yàn)應(yīng)當(dāng)在開闊的場(chǎng)地進(jìn)行，周圍無高大建筑及金屬支架。試驗(yàn)前，應(yīng)當(dāng)確保機(jī)載電子電氣系統(tǒng)/設(shè)備功能正常。試驗(yàn)過程中盡量不要使用地面輔助設(shè)備，可使用飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)和APU為飛機(jī)電子電氣系統(tǒng)供電。試驗(yàn)時(shí)，艙門及口蓋等應(yīng)當(dāng)關(guān)閉；通信及導(dǎo)航收發(fā)機(jī)作為干擾源時(shí)，應(yīng)至少在其工作頻段內(nèi)選擇高、中、低三個(gè)頻率進(jìn)行試驗(yàn)。

4 飛行試驗(yàn)

飛機(jī)級(jí)電磁兼容性適航審定試飛是地面試驗(yàn)的補(bǔ)充部分，主要針對(duì)在地面狀態(tài)下無法實(shí)現(xiàn)的功能而進(jìn)行的定性檢查，并對(duì)地面試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的潛在干擾進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)證，以消除地面反射及環(huán)境電平對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響。通常，地面試驗(yàn)優(yōu)先于飛行試驗(yàn)，對(duì)于飛機(jī)級(jí)電磁兼容性驗(yàn)證應(yīng)盡可能的在地面試驗(yàn)中完成。

5 結(jié)語

該文僅闡述了民航客機(jī)飛機(jī)級(jí)電磁兼容性驗(yàn)證方法，對(duì)于符合性方法中提及的設(shè)計(jì)說明和設(shè)備鑒定不屬該范疇，在本文中不作介紹。

參考文獻(xiàn)

[1]RTCA DO-160， \"Environmental Conditions and Test Procedures for Airborne Equipment”， 2004.

[2]RTCA DO-313， “Certification Guidance For Installation Of Non-Essential， Non-Required Aircraft Cabin Systems Equipment”， 2008.

[3]AC20-168，“Certification Guidance for Installation of Non-Essential，Non-Required Aircraft Cabin Systems Equipment （CSE）”，2010.

[4]AC43.13-2B，“Acceptable Methods，Techniques，and Practices Aircraft Alterations”，2008.

[5]AC500-02，“Electromagnetic Compatibility Testing of Electrical and Electronic Equipment”， Canada，2008.