飛機電氣系統(tǒng)技術的分析與解讀

周興

摘 要：文章首先對飛機的電氣系統(tǒng)進行了概括性介紹，在此基礎上對飛機電氣系統(tǒng)中的電磁兼容技術進行分析。期望通過本文的研究能夠對飛機電氣系統(tǒng)運行穩(wěn)定性的提升有所幫助，在現(xiàn)代飛機電子設備類型，數(shù)量和工作方式眾多，頻率覆蓋范圍廣，發(fā)射功率大，靈敏度高，飛機電磁兼容性問題是飛機設計與實驗工作的重點之一，提出了一種飛機電磁兼容預測與分析系統(tǒng)的設計方案，通過獲取的飛機各設備設計數(shù)據和積累的經驗數(shù)據，運用預測分析算法和電磁計算工具，預測飛機潛在的干擾問題，起到事半功倍的效果。

關鍵詞：飛機 電氣系統(tǒng) 電磁兼容

中圖分類號：V242 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）09（c）-0018-02

1 飛機電氣系統(tǒng)概述

飛機是由美國萊特兄弟發(fā)明的一種航空器，經過不斷地改進和完善，現(xiàn)在的飛機已經成為不可或缺的交通工具，對人們的生活產生了深遠影響。電氣系統(tǒng)是飛機上不可或缺的重要組成部分之一，它是供電系統(tǒng)與各類用電設備的總稱，前者包括電源及配電系統(tǒng)，后者包括飛行操縱系統(tǒng)、航空電子系統(tǒng)、環(huán)控系統(tǒng)、照明信號系統(tǒng)、發(fā)動機控制系統(tǒng)等。對于飛機而言，供電系統(tǒng)的主要作用是為用電設備提供穩(wěn)定的電能，為此，對它的可靠性要求較高。由于早期的飛機僅限于日間、低空和短距離飛行，裝載的用電設備較為簡單，僅憑借蓄電池便可滿足電能的供給需要。隨著飛機的不斷發(fā)展，用電設備越來越多，蓄電池所提供的電能很難滿足需要，交流電源系統(tǒng)在飛機上得到廣泛的應用。飛機各方面的性能依靠的是各類電子電氣設備，一些特殊功能的實現(xiàn)，需要使用到精密敏感的設備，因飛機自身的體積有限，可以容納電氣設備的空間并不是很大，加之設備用電功率的增大，使得飛機上電氣系統(tǒng)和設備間的干擾愈發(fā)嚴重，為了確保電氣系統(tǒng)的運行安全性、穩(wěn)定性，應做好電磁兼容設計。

2 飛機電氣系統(tǒng)中的電磁兼容技術分析

2.1 飛機電氣系統(tǒng)電磁兼容的設計思路

相關研究結果表明，電磁干擾的產生需要有特定的干擾源，還要有傳輸通道及被干擾的敏感設備對干擾源進行響應，基于上述前提，在進行電磁兼容設計時，應重點考慮以下幾個方面的內容：最大限度地降低干擾源對敏感設備的影響，或通過有效的措施消除干擾；將干擾源的傳輸路徑切斷；提升被干擾設備的抗干擾能力。

2.2 電磁兼容的設計要點

2.2.1 設計中應用接地技術

所謂的接地具體是指電子設備或電氣系統(tǒng)與某個電位基準面建立起一條阻抗較低的導電通路。在飛機電氣系統(tǒng)電磁兼容設計中，接地具有如下作用：可建立包含模擬量和數(shù)字量信號在內的零電位，為電源電流的返回提供通路，可防雷擊，對天線的性能可以起到有效的保護。不僅如此，接地還能防止電磁干擾，在飛機電氣系統(tǒng)的電磁兼容設計中應用接地技術時，可以采取單點接地或是多點接地，也可混合接地，具體可根據實際需要進行確定。

2.2.2 設計中采用屏蔽方式

這是抑制電磁干擾較為有效的途徑之一，主要是對兩個空間區(qū)域進行隔離，以此來對電磁場及電磁波進行控制，防止其從一個區(qū)域向另外一個區(qū)域輻射，從而達到抑制電磁干擾的目的。在飛機電氣系統(tǒng)電磁兼容設計中，可采取以下屏蔽措施：

（1）殼體屏蔽。飛機上，絕大多數(shù)的電子設備和電氣系統(tǒng)都有金屬材質的外殼，其通常都是以搭接的方式與機體中的某個結構進行連接。對殼體進行屏蔽后，電磁干擾的強度會進一步下降。

（2）電纜屏蔽。在飛機上，電子設備和電氣系統(tǒng)一般都是用電纜進行連接，以此來實現(xiàn)各種各樣的功能，其中電纜主要負責電能的傳輸和電磁能及信號的轉換，它是電磁干擾傳輸?shù)穆窂剑ㄟ^對電纜進行屏蔽，可以將電磁干擾的路徑切斷，進而達到消除電磁干擾的目的。可以采用的電纜屏蔽措施有端接、屏蔽層接地、多層屏蔽。

2.2.3 設計中進行合理搭接

這里所指的搭接是導體之間的低阻抗連接方式，一條電路能否完成其設計功能，搭接是關鍵，良好的搭接也是電磁干擾抑制措施發(fā)揮作用的前提和基礎。根據搭接形式的不同，可將之細分為直接式和間接式兩類，前者不需要通過中間過渡導體，直接與導電金屬進行連接；后者則是借助中間的過渡導體將兩者進行導通連接。實踐表明，前者的性能要優(yōu)于后者，但是在某些特殊的情況下，必須通過后者進行連接，如設備安裝位置受限或是要求設備能夠自由移動等。

2.2.4 設計中采取濾波措施

濾波是抑制和防止電磁干擾最為重要的措施之一，具體是指將電源或信號中某些特定波段的頻率濾除掉，其工作原理如下：濾波是在電磁波的傳輸路徑上，生成特性阻抗，只允許某些特定的頻率通過，其他頻率則會被濾除掉或反射回去，由此便可達到抑制和消除電磁干擾的目的。按照不同的使用條件，可將濾波分為以下兩種，即信號濾波和電源濾波。在對飛機電氣系統(tǒng)進行電磁兼容設計時，可根據實際需要選擇濾波方式。

2.2.5 設計中應用緩沖電路

該電路可對電氣系統(tǒng)的設備起到一定的保護作用，并且能夠有效減少電磁干擾的發(fā)射。對感性負載通斷電過程中產生的感應電壓具有良好的抑制效果。

2.3 應用實例

在飛機的電氣系統(tǒng)中，環(huán)控系統(tǒng)尤為重要，該系統(tǒng)包含大量的電子電氣設備，如控制器、電動機、傳感器、螺線管、離散量開關、電阻加熱器等。其中控制器和傳感器是敏感元器件，容易受到電磁干擾，對此可采取如下技術措施：對控制器進行屏蔽隔離?？刹捎媒饘偻鈿刂破鬟M行屏蔽；控制器的外殼可以采用直接搭接的方式進行接地；可在控制器的骯臟區(qū)域內布設緩沖電路，在提供保護的同時，減少電磁干擾的發(fā)射；可采用濾波器對數(shù)字和模擬信號進行處理。

3 結語

綜上所述，飛機是現(xiàn)代社會中不可或缺的交通工具之一，電氣系統(tǒng)作為飛機的重要組成部分，其運行穩(wěn)定與否關系重大。由于飛機上的電子電氣設備及系統(tǒng)較多，不可避免地會產生電磁干擾，為此，應當對電氣系統(tǒng)進行電磁兼容設計，以此來提高其運行的可靠性。

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