飞机EWIS系统分离面互联设计研究

飞机EWIS系统分离面互联设计研究

陈杰 ,张明

中航西安飞机工业集团股份有限公司  陕西西安  710089

摘要：飞机的线束穿舱互联设计涉及多个业务协同作用，即将抽象逻辑转换为接口数据、生成设计绘图和过程数据以及最终生成特定线束组件的过程。随着多负载飞机和全负荷飞机的发展，机上使用的电气设备数量大大增加，电气系统变得越来越复杂，电气数据量也增加了。从最初的电气系统设计到更详细的电气系统设计、测试、分析和验证，再到设计图纸和制作文件，整个线束设计过程复杂，工作量大，数据传输路径漫长，而且有多个数据传输节点，随着用户规定和电力线互连系统设计概念的深入发展，对航空器线束的设计提出了更规范的要求，作为航空器线束设计基础的数据管理一直被视为优先事项。

关键词：EWIS；穿舱；电气线路；电气互联系统；

引言

一架飞机由数百个相互连接的线路系统组成。线路系统是飞机的神经、各种传感器的连接、飞机的电气设备和电源。电气互连系统包括安装在飞机任何部分的任何电线、线缆、线路设备或这些设备的任何组合，包括终端设备，以便在两个或多个终端之间传输电力(包括数据和信号)。飞机分离面的设计和研究尤为重要。

一、设计背景

飞机线束的逻辑设计将直接影响飞机最终装配的效率以及运行过程中的维护及加改装效率。线束的模块化设计有效地解决了这一问题，因为智能地和技术上科学设计飞机分离面至关重要。飞机设计中，根据需要设各个分离面，便于飞机连接系统组件的安装、拆卸和更换，同时简化了电缆线束的制造、运输和操作。飞机液压连接方式设计，分析设计要求和准则，包括各种飞机线束之间的分型面，飞机线束与发动机或辅助设备之间的技术分型面；飞机线束与航空母舰之间的工艺分型面；飞机线束与内壳之间的工艺分型面；飞机线束与飞机电缆桥架连接系统箱或飞机电气电缆配电盘上的线束之间的单独面，等等。             

二、飞机电气线路互联系统分离面的设计

2.1 分离面划分

通常，飞机分为不同的区域，例如机身前部、机身中部、机身后部、垂尾、平尾和机翼。这些区域可进一步细分，以适应全面的线束环境，同时遵守各自的准则。通常，在每个区域相交的位置会建立一个单独的EWIS电气分离面，例如气密舱与非气密舱之间，机身与机翼对接处，发动机舱与设备舱之间，依此类推。

2.2 分离面电连接器的选择

应优先在根据本机型制定的《某型机电子元器件优选目录》等类似规定文件范围内选用。优先考虑穿舱密封性；通过连接器内导线电压和电流要求；连接器所占据的空间和尺寸要求；连接器安装位置的振动和冲击要求；连接器锁紧方式，优先选用三头螺纹式锁紧方式和卡口式；多个同型号连接器在一起安装时，通过键位不同防止插错；前安装还是后安装，后安装注意安装板的厚度；连接器的工作环境条件，如：温度、腐蚀和潮湿环境；留出备份接触偶数，一般为接触偶总数的10%左右；连接器内导线的连接方式，优先选用压接方式的电连接器。

随着飞机的发展，各个系统用电线路上在不断更新改进，因此需在原有的面板上预留额外空余来应对升级的改进。此外，预留部位的存在也便于以后维护。分离面电连接器空位保留了约15%的空间，当不重要的电路比例超过40%时，通常最有可能加入不重要的电路。

2.3接地设计要求

(1)接地系统绝缘:每个具有不同系统代码的接地插座必须安装在单独的接地插座上，只有具有相同系统代码的接地插座才能连接到同一接地插座；

(2)直流接地和交流接地分离:直流接地和交流接地不能共用同一接地脚，但可以共用同一电缆；

(3)电源接地和信号接地:电源和信号电路应通过适当接地电路连接到金属机身；

(4)最大接地模块数:每个接地模块16个接地信号；

(5)接地桩的最大接地质量:单桩上最多4个接线端子或3个接线端子加上集水区，最好是3个端子和1个备用端子。如果同一接地接脚上的端子大小不同，则最大端子必须安装在底部，最小端子必须安装在顶部。接地端子上的端子数受导线规格的限制:一个6AWG或更大的端子、两个8AWG端子和四个10AWG或更小的端子；

(6)在非封闭区内对设备进行接地:根据实际填埋场位置，可在封闭区和非封闭区内安装接地装置。如果信号接地，最好将接地位置靠近所需设备的末端。

2.4屏蔽端接设计原则

飞机电缆屏蔽层端部处理后接地包括:连接器尾配件接地；连接器或设备可使用接地模块接地；在过压区和非过压区之间的隔板上铺设金属墙的密封性；可延伸到屏蔽末端的接地连接应遵循通过连接器尾部附件接地的优先原则。除了屏蔽接地外，连接器端配件还可以起到释放约束、确定方向等作用。如果使用了引线的屏蔽端，则屏蔽引线的长度通常应小于75mm；在电缆屏蔽层两侧接地时，电缆屏蔽层应连接到电缆的所有分离面；如果电缆屏蔽的一端接地，电缆屏蔽必须用连接器插针连续处理；同轴电缆屏蔽层应通过同轴电缆连接器或同轴电缆连接器的插针端连接；连接屏蔽端的接触电阻不应大于2.5毫ω；放置在屏蔽端连接器之间的材料必须相互兼容，优先考虑使用相同材料的元件。在炎热和潮湿地区，材料之间的电势差不得超过150mv，而在其他地区，材料之间的电势差不得超过300mv。如果将屏蔽端连接到分型面的一端或通过分型面360连接到两个设备，则应通过分型面360将屏蔽端连接到分型面360。否则，绝缘面应与电磁接触区360度屏蔽端相连，绝缘面应与保护区360度屏蔽端相连；电缆屏蔽层出口导线不得用手相互连接。

2.5 对分离面板结构电气搭接主要是为了：

(1)控制和转移闪电强度，以尽量减少其直接和间接影响(防止产生电弧和热点，防止结构部件损坏或防止产生点火源)；

(2)确保内部电气部件的回收和接地

2.6输入准备    

在创建系统回路布局之前，必须输入以下必需信息。

(1)飞机的接线网。飞机布置格线是一种简化的布置格线，它基于布管主平面图、完整系统的布局模块以及各个EWIS空间的布局。飞机定位栅格应具有与飞机模块设计相同的坐标系。

(2)检疫条例。EWIS隔离规则决定了不同类型的信号是否可以一起传送以及必须达到的距离。建立系统电路规划时，请遵循EWIS隔离规则。

(3)原理进料示意图。要从示意图中检索的信息包括为其定义了保温材料代码的信号列表。①隔离代码通常定义信号属性(例如电源线或信号电缆、信号所属系统的功能以及剩馀的材料区域(该部分由系统FHA定义)。②信号所连接的从属/停止设备的编号。

(4)系统要求。系统预设网路档案包含有关电路建置器和线路图中未定义的设计需求的资讯。比如说关键路径长度要求、同轴电缆/光缆的特殊要求等。

结束语：

尽管在电子信息系统行业开展了许多工作，但需要迅速缓解传统思维方式、经验和方法，以便根据各国标准的发展阶段和要求，推动发展一个层次分明、重点突出、结构完善、网络化和科学的电子信息系统标准体系。逐步建立符合《国家标准》、《行业标准》和《企业标准》的EWIS标准体系。制定一个涵盖EWIS飞机设计全过程并满足所有肢体要求的标准系统，最后制定有效的EWIS飞机设计标准化准则，以确保EWIS飞机在新的层面上科学发展，提高飞机的安全性，可靠地完成任务。

EWIS电气设计是一个重要且活力的系统。它的设计多样化，涉及众多领域，电气、机械等等。分离面区域的应用线束，既要易于维护和安装，又要在安全性和维护性上做保证。本篇文章提出了一些见解，对EWIS分离面互联系统布置上具有一定的参考意义。

参考文献：

[1]陈海兵.民用飞机电气线路互联系统接地设计[J].机械制造,2020,58(08):58-60+71.

[2]陈海兵.民用飞机电气线路互联系统线束综合设计研究[J].航空精密制造技术,2020,56(01):27-30.

[3]周珺,王茜.飞机电气线路互联系统设计标准体系构建研究[J].中国标准化,2018(12):211-213+217.

[4]马凌莉. 基于CATIA的飞机电气线路布线设计[D].西南交通大学,2017.

[5]李小梅,张超,宋志超,凌琦. 飞机电气线路完整性测试系统架构设计[C]/2016航空试验测试技术学术交流会论文集.,2016:23-24+30.