淺談航空線纜選型設(shè)計

盛竟茹

【摘 要】本文以航空線纜為研究對象，對線纜類型及特點進(jìn)行分析研究，并據(jù)此對飛機(jī)線纜選型設(shè)計提出了參考建議。

【關(guān)鍵詞】航空線纜;選型設(shè)計;電氣互聯(lián)系統(tǒng)

中圖分類號： V442 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）06-0034-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.06.011

【Abstract】This paper takes the aviation cable as the research object，carries on the analysis and research to the cable type and the characteristic，and accordingly puts forward the reference suggestion to the aircraft cable type selection design.

【Key words】Aviation cable type selection design electrical interconnection system

0 引言

航空線纜作為電氣互聯(lián)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，是飛機(jī)必不可少的組成部分，主要用于機(jī)上各電子電氣設(shè)備之間的連接和信號傳輸，保證各設(shè)備工作安全可靠。隨著航空用電設(shè)備的用電需求和用電環(huán)境的不斷變化，航空線纜的品種也不斷豐富，線纜設(shè)計的合理性對于用電設(shè)備能否實現(xiàn)其功能和性能顯得至關(guān)重要。

1 線纜分類

在設(shè)計時通常按照傳輸信號格式的不同將線纜分為不同類別，見表1。

2 線纜設(shè)計

2.1 設(shè)計原則

2.2 導(dǎo)線

選擇輸送電能的導(dǎo)線時，應(yīng)重點考慮電氣負(fù)載、環(huán)境溫度以及成捆的線束、導(dǎo)線管和其它纏包物的熱影響以及氣壓和高度的降額率，使導(dǎo)體不超過最高額定溫度。在選擇中考慮的典型因素是電壓降、電流、環(huán)境溫度、機(jī)械強(qiáng)度、磨損、柔韌性和極端的環(huán)境等。輸送信號或數(shù)據(jù)的導(dǎo)線應(yīng)優(yōu)選航空航天輕質(zhì)的扭絞、屏蔽線纜或?qū)Ｓ镁€纜。

a）485、422、429、離散量、模擬量信號

電線線纜及接插件的選擇應(yīng)綜合權(quán)衡載流量、絕緣性能、拉伸強(qiáng)度、使用溫度、導(dǎo)線體積、導(dǎo)線重量及柔軟程度等。常溫使用條件下，優(yōu)先選用鍍銀及鍍銀高強(qiáng)度銅合金導(dǎo)體，盡量選用輻照交聯(lián)ETFF絕緣層及線纜護(hù)套;高溫使用條件下，優(yōu)先選用鍍鎳及鍍鎳高強(qiáng)度銅合金導(dǎo)體，盡量選用無縫繞包PI/PTFE復(fù)合材料絕緣層及線纜護(hù)套;所有屏蔽線纜、扭絞線纜、扭絞屏蔽線纜均應(yīng)帶護(hù)套，除非有特殊規(guī)定，護(hù)套顏色默認(rèn)為白色;電線優(yōu)選顏色為白、藍(lán)、橙、綠、紅、黑，扭絞護(hù)套線纜及扭絞屏蔽護(hù)套線纜最多可選用到6芯，低頻線纜可選用符合GJB773A-2009等規(guī)定的線纜。

b）DVI信號

在DVI總線設(shè)計時，考慮到每個連接器的差損約為0.2dB，當(dāng)線束長度較長時（大于10m以上），設(shè)備之間互連時不建議打斷，機(jī)上可選用航空領(lǐng)域的ABS1503KD24線纜。該線纜具有重量輕、屏蔽效果好、傳輸信號質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點。

c）射頻同軸

射頻同軸線纜雖允許打斷，但考慮到安裝空間和輕量化要求，機(jī)上線纜也盡量采用不打斷處理。當(dāng)頻率不超過3GHz時，可采用柔性線纜SFF-50/RG系列線纜;當(dāng)頻率超過3GHz時，擬采用半柔線纜670-086SXE或670-141SXE;需保證相位穩(wěn)定性等特殊要求時，擬采用戈爾線纜GORE CXN3506/GORE CXN3507/GORE CXN3449等型號。考慮隨傳輸距離和使用頻率的增大而使插入損耗增大，一般線纜使用長度不超過3m。需超出較多時，擬采用插損較小的型號，如GORE CXN3508/GORE CXN3449線纜，長度20m以內(nèi)能保證傳輸性能。

d）1553B數(shù)據(jù)總線

1553B總線作為設(shè)備間互連使用時，一般不做打斷處理，隨整機(jī)敷設(shè)。可選用Harhour公司M17/176-00002電纜、Raychem公司10612或國內(nèi)專業(yè)電纜公司相關(guān)規(guī)格電纜。

e）光纖光纜

根據(jù)“信息技術(shù)的光纖通道—物理接口（FC-PI-2）”標(biāo)準(zhǔn)，常用光纖類型可以是單模光纖（芯徑9微米）、多模62.5/125光纖（芯徑62.5微米）或多模50/125光纖（芯徑50微米），考慮到高密度的多通道光電轉(zhuǎn)換模塊采用多模光纖，同時飛機(jī)工作環(huán)境的嚴(yán)酷性及高可靠性要求，應(yīng)盡可能選用芯徑大的光纖，以利于連接部位的對準(zhǔn)，降低損耗，故可選擇多模62.5/125或50/125光纖為傳輸載體。

按照表2，OM1、OM2、OM3光纖在2.125G速率下的有效傳輸距離均大于150米，這三種光纖目前都比較成熟，成本相差不大。如果考慮到今后系統(tǒng)速率提升的擴(kuò)展性，應(yīng)選用OM3光纖。

2.3 捆扎件

捆扎件的選擇需滿足航電設(shè)備光電互連組件性能要求，線束集束時可選用捆扎繩（如：Breyden公司203-3 Black型）;安裝時，線束全長上均用卡箍固定在飛機(jī)結(jié)構(gòu)上，如線束兩固定點之間的距離大于400mm時，還可用尼龍扎帶（如：PLT2.5S-C）扎緊。

2.4 熱縮標(biāo)識套管

熱縮標(biāo)識套管具有收縮快、柔軟、絕緣、有彈性、收縮溫度低等特點，廣泛用于電線的終端絕緣、標(biāo)識和接插件的防護(hù)等，一般由耐用的具有優(yōu)異性能的高阻燃聚烯烴材料制成，通常在線纜設(shè)計時選用K-2系列等熱縮管。

2.5 其他材料

保險絲、端子等材料的選型依據(jù)公司選材（通常為標(biāo)準(zhǔn)件）目錄選擇滿足產(chǎn)品使用環(huán)境和性能的材料。

3 結(jié)論

電纜在飛機(jī)上就如同神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和血管在人體中，既可以向用電設(shè)備提供電源，又可以傳輸各類信息，對機(jī)載設(shè)備乃至飛機(jī)功能性能的發(fā)揮起到舉足輕重的作用，其設(shè)計的優(yōu)劣甚至直接影響飛行安全。因此，在做電子電氣系統(tǒng)設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)飛機(jī)性能需求和使用環(huán)境情況，重點分析并選擇合適的線纜，以求達(dá)到設(shè)計目的。