朱喜

【摘 要】電氣線路互聯(lián)系統(tǒng)（EWIS）設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮對(duì)EWIS部件造成損害的因素，防止因任何EWIS系統(tǒng)故障造成飛機(jī)系統(tǒng)危險(xiǎn)和災(zāi)難性情況發(fā)生。本文從適航條款要求出發(fā)，介紹了EWIS部件潛在危險(xiǎn)源，并探討了EWSI線束保護(hù)設(shè)計(jì)要求。

【關(guān)鍵詞】EWIS；保護(hù)材料；EMI（電磁干擾）；HIRF；適航

0 前言

EWIS為Electrical Wiring Interconnection System的簡(jiǎn)寫(xiě)，中文譯為“電氣線路互聯(lián)系統(tǒng)”，指安裝在飛機(jī)任何區(qū)域的各種電線、端接器件、布線器件或其組合，用來(lái)在兩個(gè)或多個(gè)端接點(diǎn)之間傳輸電能（包括數(shù)據(jù)和信號(hào)）[1]。隨著美國(guó)聯(lián)邦航空局（FAA）發(fā)布FAR25部第123號(hào)修正案，EWIS在整個(gè)民機(jī)設(shè)計(jì)體系中愈發(fā)得到重視，從原本屬于各功能系統(tǒng)的一部分，到獨(dú)立的一個(gè)分部，可見(jiàn)已被認(rèn)同為一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的、重要的專業(yè)體系。

1 適航條款要求

運(yùn)輸類飛機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)第25.1707條 系統(tǒng)分離EWIS：

（b）每個(gè)EWIS的設(shè)計(jì)和安裝必須使任何在飛機(jī)上可能發(fā)生的電氣干擾，不會(huì)對(duì)飛機(jī)或其系統(tǒng)造成危險(xiǎn)影響。

（c）承載大電流的電線和電纜（及其相關(guān)的EWIS部件），其設(shè)計(jì)和安裝必須確保足夠的物理分離和電氣隔離，使得在故障情況下，對(duì)主要功能相關(guān)電路的損害最小。

（d）與獨(dú)立飛機(jī)電源或幾個(gè)電源組合連接相關(guān)的每個(gè)EWIS的設(shè)計(jì)和安裝必須確保足夠的物理分離和電氣隔離，使得任何一個(gè)飛機(jī)電源EWIS的故障不會(huì)對(duì)任何其他獨(dú)立電源產(chǎn)生負(fù)面影響[1]。

此外，EWIS的設(shè)計(jì)和安裝必須與飛行或其他機(jī)械控制系統(tǒng)鋼索和相關(guān)系統(tǒng)部件具有足夠的物理分離，使得：

（1）防止摩擦、卡阻或其他干擾。

（2）EWSI部件的失效不會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)狀況。

（I）每個(gè)EWIS的設(shè)計(jì)和安裝必須使其與其他系統(tǒng)部件和飛機(jī)結(jié)構(gòu)具有足夠的物理分離，保護(hù)EWIS避免銳利的邊角，將潛在的磨損、振動(dòng)損壞和其他類型的機(jī)械損傷將至最低。

2 概述

對(duì)EWIS部件可能成損害的潛在危險(xiǎn)源主要有：

1）電氣干擾，比如EMI（電磁干擾），HIRF；

2）高溫影響，比如引氣管路區(qū)域；

3）飛機(jī)內(nèi)部點(diǎn)火源，包括地面或飛行階段；

4）可燃液體，比如燃油、液壓油等；

5）非可燃液體，比如水、廢水、濕氣等；

6）有腐蝕性物質(zhì)，比如電池液、除冰液、鹽霧等；

7）易爆物質(zhì)，比如氧氣等；

8）機(jī)械損害，比如電纜與結(jié)構(gòu)間磨損等。

依據(jù)飛機(jī)EWIS布線環(huán)境，針對(duì)上述危險(xiǎn)源類別，對(duì)線束的保護(hù)一般包含下面幾種：

1）將線束與其他部件進(jìn)行物理隔離，確保有足夠間距；

2）選用合適的器件，如屏蔽尾附件，EMI連接器，屏蔽電纜等；

3）合適的安裝，如設(shè)置滴水環(huán)，可拆卸保護(hù)蓋等；

4）機(jī)械保護(hù)， 如結(jié)構(gòu)蓋板，漏水孔等；

5）使用導(dǎo)線管；

6）保護(hù)材料，如屏蔽編織套筒，防火套筒，防水套筒等；

7）塑料套筒。

3 線束保護(hù)設(shè)計(jì)

3.1 電氣干擾保護(hù)設(shè)計(jì)

最常見(jiàn)一種電氣干擾就是電磁干擾（EMI）。

電磁干擾可以通過(guò)電纜之間或電纜和同軸電纜或其他飛機(jī)系統(tǒng)之間耦合引入到飛機(jī)系統(tǒng)和布線系統(tǒng)。

EMI保護(hù)設(shè)計(jì)所采用的措施有下列幾種：

（1）線束屏蔽編織：是一種直接在線束外側(cè)編織金屬編織層。缺點(diǎn)是要去除這種編織層，只能講破壞編織屏蔽層；

（2）帶屏蔽層的導(dǎo)線管；

（3）開(kāi)口或不開(kāi)口的屏蔽套；

（4）具有EMI保護(hù)的走線槽。

常見(jiàn)的EMI材料如圖1所示。

（a）屏蔽套

（b）帶屏蔽層的導(dǎo)線管

3.2 高溫保護(hù)設(shè)計(jì)

高溫是電纜和其他EWIS元器件老化因素之一。如果選用的EWIS元器件不耐高溫，將加速老化電纜和其他EWIS元器件，造成導(dǎo)線和元器件故障。

首先，選擇耐高溫的EWIS元器件；

其次，增加熱器件（其溫度高于環(huán)境溫度，如電阻、引氣管路等）與EWIS物理隔離間距；

如果隔離間距不足，需要增加結(jié)構(gòu)隔板隔離。如圖2所示。

3.3 防火保護(hù)設(shè)計(jì)

優(yōu)先使用耐火特性的EWIS器件，比如具有耐火特性的導(dǎo)線，其次對(duì)線束使用防火保護(hù)套管進(jìn)行保護(hù)。

防火保護(hù)套有兩種，即防火套管和耐火套。

使用防火保護(hù)套時(shí)，保護(hù)套長(zhǎng)度必須安裝至火區(qū)外側(cè)，保護(hù)套需要使用連個(gè)支撐件固定，且火區(qū)外側(cè)保護(hù)套長(zhǎng)度距最后一個(gè)固定點(diǎn)必須大于等于800mm。如圖3所示。

3.4 可燃/非可燃液體保護(hù)設(shè)計(jì)

可燃/非可燃液體，濕氣能產(chǎn)生EWIS部件故障，所以優(yōu)先使用耐環(huán)境的導(dǎo)線、連接器等EWIS部件，其次使用保護(hù)套管對(duì)EWIS部件進(jìn)行保護(hù)。

布線設(shè)計(jì)時(shí)，盡量將導(dǎo)線布置在任何流體管路的上方，同時(shí)線束綁扎間隔要合理，使得1個(gè)綁扎點(diǎn)失效時(shí)，斷開(kāi)的導(dǎo)線不會(huì)碰到管路。

對(duì)于可燃液體，盡量不要在燃油管路、液壓管路下方布置EWIS器件（連接器、分離面板等）；否則，設(shè)置增加耐油套管、導(dǎo)線管、隔板或者防漏隔層保護(hù)EWIS器件。

對(duì)于非可燃液體、濕氣，在線束端接處線束路徑上設(shè)置滴水環(huán)，連接器尾附件端使用?？s套管進(jìn)行密封保護(hù)，連接器插頭插座使用密封件密封。

3.5 腐蝕/易爆物質(zhì)保護(hù)設(shè)計(jì)

對(duì)EWIS器件有腐蝕影響的有，燃油、液壓油、潤(rùn)滑油、溶劑、除冰液、冷卻電介液等。

在布線設(shè)計(jì)時(shí)，導(dǎo)線應(yīng)盡量布置在所有管路及含有腐蝕液體設(shè)備的上方且滿足物理隔離間距要求，或者在還有腐蝕液體的管路、設(shè)備和EWIS器件之間增加結(jié)構(gòu)隔板隔離。

對(duì)于易爆物質(zhì)（氧氣），在該區(qū)域內(nèi)的EWIS部件不能成為點(diǎn)火源，即導(dǎo)線與氧氣管路間隔離間距需要滿足物理隔離間距要求，其次線束外側(cè)增加機(jī)械保護(hù)套防止導(dǎo)線磨損或電弧產(chǎn)生點(diǎn)火源。

3.6 機(jī)械保護(hù)設(shè)計(jì)

機(jī)械保護(hù)主要是預(yù)防EWIS組件因磨損、接觸、應(yīng)力等因素造成EWIS器件故障導(dǎo)致飛機(jī)危險(xiǎn)情況發(fā)生。

通常情況下，依據(jù)飛機(jī)區(qū)域布線環(huán)境，有以下幾種設(shè)計(jì)方案：

（1）增加額外物理屏障/屏蔽措施；

（2）借用現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)件作為保護(hù)；

（3）在移動(dòng)件和運(yùn)動(dòng)件附近不布置電纜等EWIS組件；

（4）使用走線管；

（5）對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸部件增加保護(hù)支撐環(huán)；

（6）墊圈，防磨邊，波紋管；

在線束與結(jié)構(gòu)邊緣間距不滿足隔離間距要求的地方，可以增加防磨邊、墊圈或者波紋管防止導(dǎo)線磨損。

（7）保護(hù)套管。

當(dāng)EWIS組件與結(jié)構(gòu)、設(shè)備等部件間間距不滿足要求時(shí)，需要使用保護(hù)套管防止接觸部位（包括連續(xù)和不連續(xù)）磨損；同樣在飛機(jī)維修時(shí)，線束與線束，線束與設(shè)備，線束與其他EWIS器件間可能發(fā)生摩擦的區(qū)域也因增加保護(hù)套管；不可達(dá)且不易檢查的封閉區(qū)域內(nèi)導(dǎo)線也應(yīng)增加保護(hù)套管。

3.7 其他保護(hù)設(shè)計(jì)

飛機(jī)冗余系統(tǒng)功能的EWIS組件需要分開(kāi)設(shè)計(jì)，并滿足冗余物理隔離間距要求，確保飛機(jī)能安裝飛行和降落。

所有EWIS組件必須阻燃并且不會(huì)產(chǎn)生有害氣體，同時(shí)能隔離煙霧并阻止進(jìn)入駕駛艙和客艙區(qū)域。

4 結(jié)論

本文依據(jù)飛機(jī)適航規(guī)章條款要求，介紹了對(duì)EWIS部件可能造成損害的潛在危險(xiǎn)源，并依據(jù)飛機(jī)EWIS布線環(huán)境，詳細(xì)探討了針對(duì)不同危險(xiǎn)源的線束保護(hù)設(shè)計(jì)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]CCAR-25[R4]， 運(yùn)輸類飛機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn).

[2]SAE AS50881[E]， Wiring Aerospace Vehicle.

[3]EN3197：2010， Aerospace series - Design and installation of aircraft electrical and optical interconnection systems.

[責(zé)任編輯：張濤]