基于飛機(jī)定檢HIRF維護(hù)工作的探討

蕭錦基

【摘 要】完備的定檢維護(hù)工作對(duì)于飛機(jī)HIRF防護(hù)極為重要。隨著科學(xué)技術(shù)不斷地發(fā)展，執(zhí)行關(guān)鍵功能的傳統(tǒng)機(jī)械或機(jī)電控制及機(jī)電指示系統(tǒng)已逐漸被電子式飛行控制系統(tǒng)、電子式顯示系統(tǒng)和全權(quán)限數(shù)字式發(fā)動(dòng)機(jī)控制控制器替代，這些設(shè)備對(duì)外部電磁環(huán)境的敏感程度顯然高于傳統(tǒng)的系統(tǒng)。文章主要分析了飛機(jī)系統(tǒng)HIRF性能檢測(cè)和實(shí)際工作要點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上分享經(jīng)驗(yàn)和心得，以期能夠提高飛機(jī)在運(yùn)行中的安全水平。

【關(guān)鍵詞】HIRF;性能檢測(cè);實(shí)際排故措施要點(diǎn)

1、前言

高強(qiáng)度輻射場(chǎng)（High Intensity Radiated Fields，HIRF）是來(lái)自地面、艦船或航空器上無(wú)線電、電視、衛(wèi)星數(shù)據(jù)等高功率發(fā)射機(jī)的輻射，即人類活動(dòng)造成的電磁環(huán)境干擾問(wèn)題。現(xiàn)代民用客機(jī)電子設(shè)備應(yīng)用越來(lái)越多，高強(qiáng)度電磁輻射已成為影響飛機(jī)安全的重要因素。另外，飛機(jī)系統(tǒng)至關(guān)重要的電控系統(tǒng)也很容易受到環(huán)境因素（包括光照因素）的損害，這些因素包括潮濕、極端壓力變化，極端溫度范圍，振動(dòng)和沖擊，也降低飛機(jī)系統(tǒng)線路的抗雷擊或電磁輻射能力。而定檢HIRF維護(hù)主要是通過(guò)專業(yè)的環(huán)路電阻測(cè)試儀對(duì)這些系統(tǒng)線路及部件進(jìn)行檢測(cè)，如發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，則需要及時(shí)解決，更換老舊或損壞線路及部件，使得飛機(jī)的狀態(tài)恢復(fù)到全盛時(shí)期。

2、HIRF性能檢測(cè)

2.1、關(guān)于飛機(jī)HIRF屏蔽的設(shè)計(jì)描述

飛機(jī)結(jié)構(gòu)通常被用作“地面”。飛機(jī)系統(tǒng)線路通過(guò)線纜上安裝的屏蔽層兩端以及線纜接頭連接電子設(shè)備接地的方式，使循環(huán)電流進(jìn)入結(jié)構(gòu)，形成一個(gè)封閉的環(huán)路。環(huán)流場(chǎng)中回路電流抵消了產(chǎn)生共模電壓的磁場(chǎng)。由于電磁場(chǎng)的影響，確保屏蔽回路電阻低將最大限限度保護(hù)關(guān)鍵和必要的飛機(jī)系統(tǒng)免受雷擊、HIRF和其他潛在有害環(huán)境的破壞性影響。

2.2、HIRF防護(hù)原理

閃電在飛機(jī)外表產(chǎn)生電流，在外表或結(jié)構(gòu)的結(jié)點(diǎn)產(chǎn)生電壓。電流流動(dòng)產(chǎn)生電磁場(chǎng)使得這些電流耦合或連接到飛機(jī)的線路。飛機(jī)表面產(chǎn)生的這些電磁場(chǎng)，能夠損傷電氣設(shè)備或間接導(dǎo)致其故障。另外，一些濕氣進(jìn)入后會(huì)產(chǎn)生腐蝕，通過(guò)金屬和其他元素（如氧氣、水、鹽、液壓油等）之間的化學(xué)反應(yīng)，會(huì)降低電氣接地的性能。氧氣和水的存在會(huì)在連接面形成氧化物，氧化物是絕緣的，能夠限制電流的流動(dòng)。逐漸的會(huì)增加連接處的阻值。時(shí)間長(zhǎng)了就會(huì)徹底切斷電氣連接。這樣子就會(huì)導(dǎo)致對(duì)地電阻的增加，閃電或射頻電流對(duì)內(nèi)部線路的耦合會(huì)加大。能夠緩解這種損害的方法就是采用屏蔽、電子設(shè)備的接地以及線路的內(nèi)部連接。這樣，閃電或HIRF產(chǎn)生的電流流經(jīng)電子設(shè)備的外殼到地而不經(jīng)過(guò)內(nèi)部電路。通過(guò)電纜屏蔽的使用，外殼延伸至互相連接的線路，也就是說(shuō)屏蔽是接地的外殼。

雷擊發(fā)生時(shí)，一定數(shù)量的電流必須導(dǎo)入地來(lái)減小間接耦合到內(nèi)部線路的電流數(shù)量。如果屏蔽電路的阻值升高，則導(dǎo)入地的電流數(shù)就會(huì)減少，設(shè)備內(nèi)部損害就會(huì)增加。測(cè)量屏蔽電阻直接的指示出將要達(dá)到的電壓等級(jí)，和允許建立的測(cè)試極限。監(jiān)控這個(gè)阻值，維護(hù)人員可以判斷屏蔽保護(hù)內(nèi)部線路的能力。任何的阻值增加都會(huì)指示出電路存在問(wèn)題。例如結(jié)點(diǎn)有腐蝕或有硬件設(shè)備（電接頭、電子設(shè)備等）的松動(dòng)。當(dāng)這個(gè)阻值達(dá)到一定的等級(jí)，維護(hù)人員必須采取糾正措施，通常是清潔受影響的結(jié)點(diǎn)，緊固松脫的連接或更換電纜。

2.3、環(huán)路電阻測(cè)試儀的測(cè)試原理

波音公司發(fā)明了環(huán)路電阻測(cè)試儀（LRT），可以用來(lái)測(cè)試飛機(jī)線束電纜的屏蔽層和屏蔽層接地狀況。加裝了屏蔽電纜會(huì)給屏蔽回路帶有一定的電阻值。監(jiān)控這個(gè)值，維護(hù)人員可以判斷屏蔽回路接地的能力。

LRT主要的工作模式是環(huán)路電阻測(cè)試和結(jié)點(diǎn)電阻測(cè)試。其包括了四個(gè)元件：一個(gè)電流電流驅(qū)動(dòng) COUPLER，一個(gè)電流感應(yīng) COUPLER，結(jié)點(diǎn)探頭和儀表主機(jī)，其測(cè)試原理是用電流驅(qū)動(dòng)COUPLER，給屏蔽產(chǎn)生一個(gè)電壓值，用電流感應(yīng)COUPLER測(cè)試流動(dòng)的電流值，環(huán)路的全電阻可以通過(guò)測(cè)量環(huán)路的電流而得到。（見(jiàn)圖1）

3、實(shí)際工作要點(diǎn)

3.1、飛機(jī)系統(tǒng)線束環(huán)路故障隔離：

一旦發(fā)現(xiàn)屏蔽的電阻值超過(guò)允許值，必須隔離和排除故障。維修人員可以通過(guò)斷開(kāi)有問(wèn)題的電纜插頭，使用毫歐表對(duì)其進(jìn)行搭接測(cè)試。然而，這一步有可能將腐蝕也隔離出來(lái)，防止?jié)撛诘母g對(duì)飛機(jī)產(chǎn)生危害。LRT可允許維修人員在不脫開(kāi)線纜的狀態(tài)下，可分段并快速定位故障。

為了排除故障的環(huán)路，使用LRT的結(jié)點(diǎn)模式（joint mode），按照?qǐng)D1的要求放置兩個(gè)COUPLER到線束，然后放結(jié)點(diǎn)探針到需求測(cè)量的結(jié)點(diǎn)處。其測(cè)試原理與環(huán)路電阻測(cè)試原理相同，但我們可以測(cè)試結(jié)點(diǎn)電阻。維修人員可以即時(shí)發(fā)現(xiàn)壞的結(jié)點(diǎn)，而不需要脫開(kāi)電插頭。

3.2、測(cè)試環(huán)路電阻案例

3.2.1、使用LRT對(duì)電纜進(jìn)行環(huán)路測(cè)量，關(guān)鍵是一定建立環(huán)路，否則無(wú)法測(cè)量。波音公司和空客公司對(duì)飛機(jī)系統(tǒng)線路屏蔽層建立有著不同的設(shè)計(jì)理念，前者僅在線束上安裝屏蔽層接地，后者既可線束上安裝屏蔽層也可通過(guò)金屬套管接地。

3.2.2、在B737NG定檢工作包中就有許多測(cè)量環(huán)路電阻的，我們以工卡20-040-01-0

左側(cè)增壓艙外的高能輻射區(qū)/閃電的敏感插頭為例，舉其中一個(gè)例子。對(duì)襟翼位置傳感器的線束環(huán)路電阻測(cè)試：

查看B737NG的WDM 27-52-11，D275是從位置傳感器T427出來(lái)的插頭，然后進(jìn)入W1024線束了，兩頭都是屏蔽，但D275處屏蔽接在T427上，而傳感器本身是通過(guò)搭接線接地的（圖上未標(biāo)示）。但由于其長(zhǎng)期暴露在外，其接地性能受環(huán)境影響，這樣我們就無(wú)法建立穩(wěn)定的環(huán)路，無(wú)法測(cè)量出準(zhǔn)確數(shù)值。

3.3、屏蔽的電阻值超過(guò)允許值后的處置：

在LRT測(cè)量線路應(yīng)用場(chǎng)景中，一旦發(fā)現(xiàn)線纜屏蔽的電阻超過(guò)允許值，維護(hù)人員可不必優(yōu)先脫開(kāi)有問(wèn)題的電纜，可先利用LRT工具內(nèi)的跳線（JUMPER CABLE ASSY）對(duì)本體無(wú)接地結(jié)構(gòu)或不穩(wěn)定結(jié)合點(diǎn)直接搭接飛機(jī)結(jié)構(gòu)本體，以建立穩(wěn)定的環(huán)路。實(shí)現(xiàn)了難拆除和接近的故障電纜的定位。

4、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，由于飛機(jī)上的電子電氣設(shè)備及系統(tǒng)較多，不可避免地會(huì)產(chǎn)生主動(dòng)或被動(dòng)的電磁干擾。為此，飛機(jī)電纜定期屏蔽性檢測(cè)在飛機(jī)維護(hù)中占據(jù)的地位越來(lái)越高，LRT設(shè)備發(fā)明及應(yīng)用讓機(jī)務(wù)人員可快速隔離和故障排除電磁干擾，也為飛機(jī)承運(yùn)人節(jié)省大量的勞動(dòng)力和時(shí)間的成本，提高飛機(jī)的安全裕度，進(jìn)而保證乘客的安全。