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飞机机翼油箱线束EWIS设计

发表时间:2017-08-30 作者: 周艳姣  黄如昌   来源: 互联网
关键字: 飞机线束 EWIS设计 
电气线路互联系统(EWlS)是指任何导线、线路装置包括端点装置或其组合。其主要功能是在两个或多个端点之间传输电能,包括数据和信号。在数起因线路故障引起的致命空难发生后,推动了对EWIS的安全性要求。飞机燃油箱的特点是自然环境恶劣、电磁环境复杂,线束设计、防护以及敷设是否合理和正确,直接影响到飞机的安全,而且新—代飞机设计引入了安全性评估及适航等先进设计理念,对油箱的线束设计、防护及敷设提出了更高的要求,以前飞机型号没有燃油测量和管理技术系统,对燃油箱线束敷设也没有什么经验可以借鉴参考。因此,需对飞机燃油箱线束EWIS设计进行研究。

    概述

    为了提高飞机燃油系统技术性能,某型飞机国内首次应用燃油测量与管理技术。某型飞机燃油测量与管理系统是一个集数字油量测量技术及计算机控制等技术于一体的综合管理系统,不仅具有测量每个油箱中的储油量,以及全机总储油量的功能,还具有供油、空中应急放油、地面压力加油/放油、油箱燃油转输等系统控制以及系统状态监测、故障报警、系统重组等数字化管理功能。

    根据要求只有燃油系统运行的关键电缆才可以布置在燃油箱内,因此,仅有燃油系统油量和温度监控的布线可以敷设在油箱中。在燃油箱内用于固定电缆的卡箍或其它零件也应与有燃油或燃油蒸气相兼容的特性。由于可能使燃油蒸气产生危险并且一些光纤材料对燃油是敏感的,且在燃油箱内的光纤不便于维护,所以除非经过鉴定,不推荐在燃油箱内使用光纤。本文提到的某型飞机燃油箱线束敷设主要指的是飞机燃油测量系统线束。

    飞机燃油箱的特点是自然环境恶劣、电磁环境复杂,线束设计、防护以及敷设是否合理和正确,直接影响到飞机的安全,而且新一代飞机设计引入了安全性评估及适航等先进设计理念,对油箱的线束设计、防护及敷设提出了更高的要求,以前飞机型号没有燃油测量和管理技术系统,对燃油箱线束敷设也没有什么经验可以借鉴参考。因此,需对飞机燃油箱的线束、防护及敷设进行设计研究。

    油箱线束敷设设计要求

    某型飞机左右机翼各有两个油箱,因此共有4个油箱。每个油箱各有一根独立线束通过中央翼后梁连接到燃油测量计算机。根据具体的工程实践,从适航、安全性、维修性出发,结合了区域特殊要求,将燃油箱线束EW『S设计的要求归纳为以下几方面来论述。

    设计要求

    燃油箱固有安全线路是指所有携带进入或穿过油箱的电能并执行固有安全基~UB,3电缆,该线路具有保护特性,能够阻止超过固有安全水平的能量,同时能阻止或抑制闪电、高强度辐射场(HIRF)等产生过大的瞬态电流或电压。根据此定义,由燃油油量计算机、电缆与油箱内传感器组成民用飞机燃油油量指示系统属于固有安全线路。仅在没有任何可替代措施的情况下,燃油系统运行的关键电缆才可以布置在燃油箱内。仅有固有安全的布线可以敷设到燃油箱内,包括燃油系统油量和温度监控的布线。

    由于电流的注入或电弧导致的热能使燃油箱表面温度超过了最大的允许温度,电弧(短路)引燃易燃燃油蒸气混合物。因此,线束安装设计应防止燃油箱表面的损伤或加热,在燃油蒸气区域尽量不产生电火花。

    油箱线束敷设也应该对闪电和高强辐射场(HIRF)瞬间的感应提供保护,因此,需满足以下需求,燃油箱导线与其它飞机布线或电路隔离和屏蔽;闪电、HIRF和其它电磁干扰的屏蔽;安装瞬间抑制装置,预防不必要的电能进入油箱。

    根据适航一25981咨询通告明确指出,为了有效控制进入燃油箱的电能,燃油箱固有安全线路的设计要求如下:(1)要求与飞机其他电缆、电路隔离,并屏蔽;(2)具有闪电防护、HIRF防护以及抗电磁干扰(EMI)的能力; (3)安装瞬态抑制装置,阻止电能进入油箱;(4)进入燃油箱内的固有安全线路上不能有死接头;(5)需要考虑维修需求。燃油箱安全性主要考虑防爆,其核心是避免产生点火源和发生故障。

    EWIS隔离要求

    在油箱的外表面或燃油蒸气区域,不能出现一个固定点的失效而导致线束与临近的燃油箱表面或燃油蒸气区域的结构(包括导管、设备等)接触。在油箱的外表面或燃油蒸气区域,线束安装应设计成不论线束在任何位置断裂都不可能导致其与燃油箱或燃油蒸气区域的结构(包括导管、设备等)接触。在一个固定点或线束失效之后,在燃油箱壁板与线束之间应有不得小于25.4mm的间隙。如果不能保证这个间隙,应在燃油箱壁板与布线之间有充分的外部保护。

    禁止在燃油箱内使用可能松脱而导致阻塞燃油滤清器的绑扎线、绑扎带、绑扎绳或其它的布线器件。由于可能使燃油蒸气产生危险并且一些光纤材料对燃油是敏感的,且在燃油箱内的光纤不便于维护,所以除非经过鉴定,不推荐在燃油箱内使用光纤。

    敷设到燃油箱内的布线和其它布线之间的最小的间隔要求为150mm,针对此型飞机指1、2号或者3、4号燃油箱线束之间的距离,当不能保证这个最小间隔距离时,这些线束需要经物理保护(电气和电磁保护),经评估和试验,这个间隔距离可以减小,但不能小于50mm,布线中使用的连接器也必须被物理保护。