大型客機(jī)試飛電氣線纜改裝方法研究

徐敦

摘 要：測(cè)試線纜工作是大型客機(jī)試飛改裝的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一，同時(shí)也是民機(jī)試飛的試飛技術(shù)的重點(diǎn)攻關(guān)任務(wù)。大型客機(jī)測(cè)試點(diǎn)參數(shù)繁多，系統(tǒng)復(fù)雜帶來(lái)空間緊張和布線困難的問(wèn)題，同時(shí)又面對(duì)著適航嚴(yán)格的改裝審定，該文從一體化并行改裝思路，分布式測(cè)試改裝系統(tǒng)構(gòu)架和線纜轉(zhuǎn)接中繼設(shè)計(jì)三方面對(duì)民機(jī)試飛電氣線纜改裝方法進(jìn)行探討。通過(guò)一體化改裝工作模式來(lái)，保障電氣線纜改裝的完整性和規(guī)范性并提高線纜改裝的效率，采用分布式架構(gòu)來(lái)減少測(cè)試線纜的數(shù)量和長(zhǎng)度，并提出可采用線纜轉(zhuǎn)接器來(lái)有效地解決狹隘區(qū)域的布線困難。

關(guān)鍵詞：試飛改裝 一體化改裝 分布式測(cè)試系統(tǒng) 線纜轉(zhuǎn)接器

中圖分類(lèi)號(hào)：v2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）06（a）-0069-02

在民機(jī)飛行試驗(yàn)系統(tǒng)中，改裝工作是實(shí)現(xiàn)飛行試驗(yàn)的重要手段，是民機(jī)飛行試驗(yàn)和適航取證的重要一環(huán)。大型客機(jī)試飛改裝一方面由于其高度的安全性，需要面對(duì)適航部門(mén)“苛刻”的審定，迫切需要建立嚴(yán)格完善的設(shè)計(jì)體系，一方面又面臨著由于測(cè)試點(diǎn)參數(shù)繁多，系統(tǒng)復(fù)雜帶來(lái)空間緊張和布線困難的問(wèn)題。因此，測(cè)試線纜改裝工作是飛機(jī)試飛工作的關(guān)鍵任務(wù)，也是民機(jī)試飛技術(shù)的重點(diǎn)攻關(guān)任務(wù)。

針對(duì)民機(jī)電氣線纜改裝中存在的空間緊張及安全性要求高的困難，該文主要從‘一體化并行改裝思路、分布式測(cè)試改裝系統(tǒng)構(gòu)架和線纜轉(zhuǎn)接中繼設(shè)計(jì)三方面對(duì)民機(jī)試飛電氣線纜改裝方法進(jìn)行探討。

1 一體化并行的改裝線纜工作方式

大型客機(jī)試飛數(shù)據(jù)參數(shù)多，數(shù)據(jù)量大，分布廣，因而測(cè)試改裝線纜接口設(shè)計(jì)和敷設(shè)設(shè)計(jì)工作量巨大，尤其是飛機(jī)封閉區(qū)域如機(jī)翼和尾段空間狹小，測(cè)試線纜繁雜，飛機(jī)裝配后改裝施工難度極大。因此必須在飛機(jī)設(shè)計(jì)階段考慮到改裝線纜的通道設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)發(fā)圖時(shí)預(yù)留改裝測(cè)試線纜通道，在飛機(jī)制造和裝配階段預(yù)埋線纜裝機(jī)。

一體化改裝的工作方式就是將改裝作為試飛單位的重要設(shè)計(jì)實(shí)施部門(mén)，改裝單位應(yīng)在飛機(jī)設(shè)計(jì)和制造階段就應(yīng)全面參與，改裝設(shè)計(jì)和飛機(jī)設(shè)計(jì)并行，改裝實(shí)施和飛機(jī)制造、裝配并行。在電氣線纜敷設(shè)的工作中，試飛單位應(yīng)盡早協(xié)調(diào)飛機(jī)設(shè)計(jì)單位啟動(dòng)試飛測(cè)試工作，在飛機(jī)研制初期就著手測(cè)試系統(tǒng)和線纜的設(shè)計(jì)，以盡快對(duì)設(shè)計(jì)提出測(cè)試線纜需求。在具體的測(cè)試參數(shù)尚未確定前，試飛改裝單位要對(duì)測(cè)試線纜需求進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，并與飛機(jī)設(shè)計(jì)人員一起就初步的測(cè)試點(diǎn)選位和測(cè)試線纜裝機(jī)預(yù)留空間進(jìn)行協(xié)調(diào)。待測(cè)試參數(shù)確定后，改裝單位應(yīng)先初步確定測(cè)試線纜線規(guī)、安裝固定方式、線束直徑和材料選型等信息，并對(duì)改裝線纜的電磁干擾進(jìn)行初步估算，然后再與飛機(jī)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行飛機(jī)改裝線纜通道的并行預(yù)設(shè)計(jì)，將改裝線纜的設(shè)計(jì)體現(xiàn)在飛機(jī)設(shè)計(jì)發(fā)圖圖紙上，在制造時(shí)把測(cè)試改裝中所要使用的總線、電纜、測(cè)試裝置安裝到位。

在民機(jī)試飛工作中，適航當(dāng)局對(duì)試飛改裝構(gòu)型的管理和制造符合性有非常嚴(yán)格的要求，而一體化改裝的工作方式則能夠從根本上保證設(shè)計(jì)和實(shí)施的規(guī)范性和完整性。改裝工作在飛機(jī)設(shè)計(jì)和制造階段就參與到飛機(jī)設(shè)計(jì)，可讓試飛改裝人員充分了解改裝對(duì)象，也可以使設(shè)計(jì)、制造人員充分解飛行試驗(yàn)的需求。

2 機(jī)載分布式測(cè)試系統(tǒng)構(gòu)架

大型客機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)涉及到飛機(jī)的多個(gè)子系統(tǒng)，分布在飛機(jī)各個(gè)部位上，每個(gè)子系統(tǒng)都需要進(jìn)行相關(guān)的飛行試驗(yàn)，所以給測(cè)試線纜改裝工作帶來(lái)挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的集中式或簡(jiǎn)單分散式測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)需要將幾百個(gè)不同的測(cè)試參數(shù)從飛機(jī)各個(gè)部位引入到客艙中的數(shù)據(jù)采集器和記錄器，線纜數(shù)量多，長(zhǎng)度長(zhǎng)，管理難，很難滿足系統(tǒng)需求。機(jī)載分布式測(cè)試系統(tǒng)是指在按照飛機(jī)不同物理部位分為各個(gè)子系統(tǒng)，在每個(gè)子系統(tǒng)安置數(shù)據(jù)采集器，將子系統(tǒng)內(nèi)的傳感器測(cè)試數(shù)據(jù)或飛機(jī)抽引數(shù)據(jù)傳輸?shù)讲杉?，再通過(guò)一根網(wǎng)線將數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接到客艙內(nèi)的機(jī)載網(wǎng)絡(luò)測(cè)試核心主交換器（見(jiàn)圖1）。

分布式測(cè)試系統(tǒng)給線纜改裝工作帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)有以下幾點(diǎn)。

（1）有效減少空間緊張的飛機(jī)區(qū)域（如機(jī)翼和尾段）的測(cè)試線纜數(shù)量和長(zhǎng)度，便于線纜通道設(shè)計(jì)。

（2）有效地減少測(cè)試線纜進(jìn)入客艙（氣密區(qū)）的穿艙件改裝。

（3）通過(guò)網(wǎng)絡(luò)化測(cè)試系統(tǒng)可解決因大型客機(jī)測(cè)試點(diǎn)多，分布廣泛，作用距離長(zhǎng)帶來(lái)的信號(hào)衰減問(wèn)題。

3 可選擇線纜轉(zhuǎn)接器設(shè)計(jì)

民機(jī)試飛測(cè)試選用傳感器及抽引線纜種類(lèi)繁多，為了便于統(tǒng)一管理及配置，除一些特殊定義的測(cè)試線纜（如光纖或同軸電纜等）外，經(jīng)常選用轉(zhuǎn)接器設(shè)計(jì)對(duì)測(cè)試線纜進(jìn)行規(guī)劃。傳統(tǒng)機(jī)載測(cè)試線纜轉(zhuǎn)接器將從傳感器和飛機(jī)系統(tǒng)抽引出的線纜通過(guò)各自定義好的接口連接插頭接到附近轉(zhuǎn)接器上，轉(zhuǎn)為通用測(cè)試線纜進(jìn)入客艙的數(shù)據(jù)采集器。一根接口線纜對(duì)應(yīng)一根通用測(cè)試線纜連接到客艙采集器，線纜數(shù)量大，亦需要配置具備測(cè)試線纜總數(shù)通道的采集板卡，價(jià)格昂貴，同時(shí)一般因?yàn)閺霓D(zhuǎn)換器到客場(chǎng)采集器的線纜較長(zhǎng)，造成線纜布線困難的問(wèn)題。

大型客機(jī)試飛樣機(jī)根據(jù)不同的試飛任務(wù)有著不同的測(cè)試要求，涉及到飛機(jī)的飛控、液壓、航電、電氣等多個(gè)子系統(tǒng)，相當(dāng)一部分的測(cè)試線纜在試飛其它科目的時(shí)候是不工作的。針對(duì)大型客機(jī)線纜改裝工作量大，測(cè)試通道數(shù)量多的問(wèn)題，采用選擇轉(zhuǎn)接器的設(shè)計(jì)對(duì)單次試飛任務(wù)進(jìn)行選擇性傳輸?shù)讲杉?，在每架機(jī)試飛中根據(jù)試飛任務(wù)有選擇的連接從轉(zhuǎn)換器到采集器的通用電纜，可以有效地減少測(cè)試線纜和數(shù)據(jù)采集通道的數(shù)量。在開(kāi)展試飛改裝線纜工作前期，應(yīng)首先與試飛計(jì)劃編制單位進(jìn)行溝通，確定試飛任務(wù)計(jì)劃，統(tǒng)計(jì)出試飛最小和最大測(cè)試所需線纜數(shù)量，并預(yù)留適量余度。選擇轉(zhuǎn)接器通用測(cè)試線纜輸出端面的安裝位置應(yīng)考慮可達(dá)性，便于改裝工作后期的對(duì)測(cè)試線纜的調(diào)整。在每次飛行試驗(yàn)前應(yīng)根據(jù)試飛任務(wù)單來(lái)檢查選擇轉(zhuǎn)接頭的具體連接情況，并在采集器板卡設(shè)置中應(yīng)根據(jù)不同選擇采集器的配置進(jìn)行測(cè)試通道的設(shè)置。

4 結(jié)論

隨著我國(guó)大型飛機(jī)項(xiàng)目的啟動(dòng)，如何克服大型客機(jī)試飛改裝中由于測(cè)試參數(shù)多，空間緊張所造成的布線困難是保障大型客機(jī)試飛任務(wù)順利完成的重要因素。采用一體化改裝的工作思路，可以有效地聯(lián)合飛機(jī)設(shè)計(jì)單位、制造單位和試飛機(jī)構(gòu)來(lái)共同開(kāi)展電氣線纜敷設(shè)工作，總體規(guī)劃電氣線纜的敷設(shè)工作，保障電氣線纜改裝的完整性和規(guī)范性并提高線纜改裝的效率；分布式測(cè)試改裝系統(tǒng)構(gòu)架可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)化測(cè)試系統(tǒng)，減少測(cè)試線纜的數(shù)量和長(zhǎng)度，減少改裝線纜敷設(shè)工作量；而可選擇轉(zhuǎn)接器的使用，則可在局部空間緊張的區(qū)域通過(guò)合理規(guī)劃試飛科目來(lái)靈活調(diào)整測(cè)試線纜的連接，也可以有效地解決這些區(qū)域由于測(cè)試線纜數(shù)量巨大所帶來(lái)的布線困難。

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