任務懸掛物電源適應性試驗方法研究

李文龍++羅湘婷++李選明++彭柏韜

摘 要：任務懸掛物作為飛機完成具體任務的裝置，有必要開展電源適應性試驗，以驗證與飛機供電系統的兼容性。本文根據任務懸掛物掛裝飛機特點，確定了電源適應性試驗要求，并對試驗電源、工作狀態、試驗項目和條件進行了分析，明確了電源適應性試驗方法。

關鍵詞：任務懸掛物；飛機供電系統；電源適應性試驗

中圖分類號：TN406 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）19-0057-02

1 引言

任務懸掛物是預定在飛機內部或外部懸掛和投放裝置上運載和安裝的裝置，通常用于支持飛機完成具體的任務。任務懸掛物通常采用飛機供電，隨著機載電子設備的增多，未經電源適應性驗證的設備接入飛機電網，其高功率脈沖可能污染飛機電網，降低飛機供電品質，嚴重時可能造成飛機電源系統的損壞。因此，對使用飛機電源的任務懸掛物，有必要開展電源適應性試驗，一方面，驗證任務懸掛物是否滿足飛機供電品質，另一方面，評估任務懸掛物造成的電源擾動是否在可接收范圍內。

2 電源適應性試驗要求

開展任務懸掛物電源適應性試驗必須明確兩點：（1）電源適應性試驗要求；（2）電源適應性試驗方法。

目前，現役的、在研的各類飛機適用不同版本的GJB181（GJB181-1986、GJB181A-2003、GJB181B-2012），其中GJB181B-2012規定的飛機供電特性能覆蓋GJB181A-2003規定的飛機供電特性，與GJB181-1986規定的飛機供電特性存在一定的差異。根據研制要求，不同的任務懸掛物掛裝的飛機存在差異，由此造成需適用不同版本的GJB181，電源適應性試驗要求也存在差異。

任務懸掛物電源適應性試驗要求不僅局限于GJB181規定的飛機供電特性，還包括GJB1188規定的飛機/懸掛物電氣連接系統接口要求，GJB1188明確了任務懸掛物電源的使用、接口中斷等要求，因此，任務懸掛物電源適應性試驗應包含GJB1188規定的項目。

3 電源適應性試驗方法

3.1 適應的飛機工作狀態

根據GJB181的規定，飛機供電系統工作狀態包括以下幾種：正常工作、非正常工作、轉換工作、應急工作、起動工作、供電故障。

其中，GJB181-1986將轉換工作納入正常工作范圍，為了與GJB181B-2012相統一，本文仍將轉換工作單獨列出。

任務懸掛物是飛機完成飛行任務所需的設備，按照GJB181-1986的分類方式，屬于B類用電設備，按照GJB181B-2012的分類方式，屬于重要用電設備。在這兩種分類方式下，任務懸掛物均不屬于關鍵用電設備。

飛機在應急工作時僅向關鍵用電設備供電，因此，任務懸掛物無需適應飛機應急工作狀態。

飛機起動工作是飛機起動主發動機（蓄電池、飛機直流電源或外部電源供電）等帶來的飛機供電系統變化，飛機供電穩定后才給任務懸掛物上電，因此，任務懸掛物無需適應飛機起動工作狀態。

在GJB1188中，對懸掛物明確規定了電源接口中斷的要求，因此，任務懸掛物需適應飛機電源接口中斷的工作狀態。

綜上，任務懸掛物需適應的飛機供電系統工作狀態包括：正常工作、非正常工作、轉換工作、供電故障、電源接口中斷。

3.2 電源適應性試驗項目的確定

3.2.1 飛機正常工作

在飛機供電系統正常工作時，GJB181規定了其正常穩態電壓范圍、正常電壓瞬變曲線、電壓畸變頻譜、負載特性、電源脈動、正常穩態頻率范圍、正常頻率瞬變曲線、電壓相位差、電壓調制、頻率調制、電壓畸變系數、直流分量等。

考慮正常電壓瞬變曲線是瞬變至正常穩態電壓上下限值，因此將正常穩態電壓范圍要求和正常電壓瞬變要求統一至同一個試驗項目進行考核；正常頻率瞬變曲線是瞬變至正常穩態頻率上下限值，因此將正常穩態頻率范圍要求和正常頻率瞬變要求統一至同一個試驗項目進行考核。

由此確定在飛機供電系統正常工作時，任務懸掛物電源適應性試驗項目包括：正常電壓瞬變試驗、電壓畸變頻譜試驗、負載特性試驗，同時適用于交直流供電；電源脈動試驗，僅適用于直流供電；正常頻率瞬變試驗、電壓畸變系數試驗、電壓相位差試驗、電壓調制試驗、頻率調制試驗、直流分量試驗，僅適用于交流供電。

3.2.2 飛機非正常工作

在飛機供電系統非正常工作時，GJB181規定了其非正常穩態電壓范圍、非正常電壓瞬變曲線、非正常穩態頻率范圍、非正常頻率瞬變曲線等。

考慮非正常電壓瞬變曲線是瞬變至非正常穩態電壓上下限值，因此將非正常穩態電壓范圍要求和非正常電壓瞬變要求統一至同一個試驗項目進行考核；非正常頻率瞬變曲線是瞬變至非正常穩態頻率上下限值，因此將非正常穩態頻率范圍要求和非正常頻率瞬變要求統一至同一個試驗項目進行考核。

GJB181-1986中明確規定了電壓尖峰要求，GJB181B-2012對電壓尖峰的規定參照GJB151執行，為統一考慮，將電壓尖峰試驗納任務懸掛物電源適應性試驗項目中。

由此確定在飛機供電系統非正常工作時，任務懸掛物電源適應性試驗項目包括：非正常電壓瞬變試驗、電壓尖峰試驗，同時適用于交直流供電；非正常頻率瞬變試驗，僅適用于交流供電。

3.2.3 飛機轉換工作

各個版本的GJB181對飛機轉換工作要求一致，即電壓、頻率應在零和正常工作極限之間變化，且持續時間應不大于50ms。因此，飛機供電系統轉換工作時，任務懸掛物電源適應性試驗項目包括：電源轉換工作試驗。

3.2.4 飛機供電故障

在GJB181-1986和GJB181A-2003中，對飛機供電故障描述為：直流或交流電源的斷電或交流電源一相或多相的斷電。該要求與非正常電壓瞬變曲線中欠壓極限（0V、7s）和非正常頻率瞬變曲線中欠頻極限（0Hz、7s）相一致，因此，在非正常電壓瞬變試驗和非正常頻率瞬變試驗中統一考核，不再單獨進行。endprint

在GJB181B-2012中，還補充了直流電反極性、三相交流電反相序的要求，同時也明確了：“為防止輸入極性或相序顛倒，可采用經驗證的物理方法達到這一要求”。任務懸掛物采用貫GJB1188標準的電連接器，對供電極性和相序有明確的規定，因此，可避免直流電反極性、三相交流電反相序的情況，在任務懸掛物電源適應性試驗項目不進行該項考核。

3.2.5 飛機電源接口中斷

在GJB1188中，對飛機電源接口中斷有明確要求：等于或小于200μs的電源中斷不應對懸掛物的功能產生影響。因此，任務懸掛物電源適應性試驗項目包括：電源接口中斷試驗。

3.3 試驗條件的確定

對于飛機供電特性，GJB181A-2003和GJB181B-2012的規定一致，與GJB181-1986的規定差異較大，因此，在確定試驗條件時，這兩類供電系統部分試驗項目存在兩種試驗條件。

3.3.1 電壓調制試驗

在GJB181-1986中，三相交流115V/400Hz供電系統電壓調制量不超過3.50Vp-v，頻率特性滿足GJB181-1986圖4的要求。其中Vp-v為峰-谷值，根據，確定電壓調制量有效值不超過1.25Vrms。

在GJB181B-2012中，僅規定了電壓調制幅度最大為2.5V（方均根值），半波電壓調制量有效值為2.5/2=1.25Vrms，其頻率特性可參照GJB181-1986的要求執行。

考慮到三相交流115V/400Hz供電系統正常電壓穩態范圍為108-118Vrms，疊加電壓調制量（1.25Vrms）后應不超過正常電壓穩態范圍，由此確定設置三種工作穩態電壓：109.25Vrms、115Vrms、116.75Vrms。

3.3.2 頻率調制試驗

在GJB181-1986中，三相交流115V/400Hz供電系統頻率調制幅值不超過±4Hz，頻率調制率不超過25Hz/s。考慮到三相交流115V/400Hz供電系統正常頻率穩態范圍為380-420Hz，疊加頻率調制量后應不超過正常頻率穩態范圍，由此確定設置三種工作穩態頻率：384Hz、400Hz、416Hz。

在GJB181B-2012中，三相交流115V/400Hz供電系統頻率調制幅值4Hz最大，確定試驗條件時，以穩態頻率為基準的±2Hz進行設定。考慮到三相交流115V/400Hz供電系統正常頻率穩態范圍為393-407Hz，疊加頻率調制量后應不超過正常頻率穩態范圍，由此確定設置三種工作穩態頻率：395Hz、400Hz、405Hz。

3.3.3 電壓尖峰試驗

GJB181-1986中2.4.4.1的要求，對電壓尖峰明確規定了其峰值電壓（±600V）、持續時間（>10μs）和源阻抗（50±5Ω）等。

在GJB181B-2012中，對電源尖峰的要求參照GJB151的要求，即按GJB151中CS106項目執行。

考慮到任務懸掛物的差異性，對于上述各項試驗，除個別需考核多個條件的試驗項目外，不規定其試驗時間，但通常要求能完成至少一個周期的任務懸掛物作流程。

4 結語

電源適應性試驗是驗證任務懸掛物是否滿足飛機供電特性，以及驗證與飛機供電系統的兼容性，有助于規范任務懸掛物的用電。通過對任務懸掛物工作狀態研究，確定了任務懸掛物電源適應性試驗方法，對指導開展任務懸掛物電源適應性試驗標準的制定和實施具有重要意義。

參考文獻

[1]GJB181-1986.飛機供電特性及對用電設備的要求[S].1986.

[2]GJB181B-2012.飛機供電特性[S].2012.

[3]GJB1188A-1999.飛機/懸掛物電氣連接系統接口要求[S].1999.

[4]HB20326.1～8-2016.機載用電設備的供電適應性試驗方法[S].2016.

[5]孫良，苗壯，王宏霞.機載用電設備的供電適應性試驗系列標準制定與實施[J].航空電子技術，2013，44（2）：48-55.endprint