影響試驗機改裝電纜敷設質(zhì)量因素分析及改進措施

譚秀萍，張琦，韓晨興，趙淵昉

影響試驗機改裝電纜敷設質(zhì)量因素分析及改進措施

譚秀萍，張琦，韓晨興，趙淵昉

（中國飛行試驗研究院改裝部，陜西 西安 710089）

對試驗機改裝電纜敷設的現(xiàn)狀及其產(chǎn)生的主要原因進行了分析，介紹了相關電纜敷設工藝規(guī)范要求，結(jié)合實際工作，從設計和施工兩個方面給出了提高電纜敷設質(zhì)量可靠性的方法和途徑，為今后試驗機改裝規(guī)范化、標準化奠定了良好的基礎。

試驗機改裝；電纜；電氣線路；保護工藝

1 引言

試驗機改裝是指為滿足飛行試驗任務需要，對原機的結(jié)構(gòu)、氣動、系統(tǒng)、電氣線路進行的改動以及加/改裝系統(tǒng)設備的安裝和電纜敷設等工作。隨著科研試飛任務需求復雜程度的不斷提高，加裝的設備、傳感器越來越多，電纜的敷設任務量成倍增加，而電纜又是為加裝的任務系統(tǒng)、測試系統(tǒng)設備提供電源、傳輸數(shù)據(jù)、信號控制的重要途徑，規(guī)范地敷設、固定、保護是防止電纜受損的重要手段，而敷設質(zhì)量又是保證加裝的各系統(tǒng)有效發(fā)揮作用的關鍵。隨著近幾年民機改裝任務量的增加以及嚴苛的適航審定，電纜敷設、固定、保護工藝質(zhì)量達到了很高的要求，因此，電纜敷設在試驗機改裝中是一項至關重要的工作。

2 試驗機改裝電纜敷設現(xiàn)狀及存在的問題

試驗機改裝是在原機各系統(tǒng)設備全狀態(tài)的情況下，在有限的空間內(nèi)對要加裝的系統(tǒng)設備、傳感器重新確定部位進行安裝，加裝的系統(tǒng)設備之間交聯(lián)的電纜幾乎沒有明確的敷設通道，導致電纜的敷設工藝質(zhì)量不符合相關標準要求，尤其是在民機的改裝中體現(xiàn)得尤為突出。

目前，試驗機改裝施工的重點集中在任務的完成上，忽視了改裝質(zhì)量和精細程度，存在明顯的工藝粗糙、隨意性強、規(guī)范性差、可靠性低等缺點。粗獷的管理模式下，電纜敷設存在以下問題：①設備集中安裝的儀器桌/設備架上，設備的布局安裝不合理，電纜沒有分類成束沿通道敷設，各類地線接地點不具體，導致儀器桌/設備架上電纜比較雜亂。②從設備集中安裝的儀器桌/設備架向飛機其他部位敷設的電纜沒有明確的敷設主通道，導致敷設路徑上的電纜保護、固定、捆扎、隔離的規(guī)范標準度低。隨意敷設導致電纜過長，存在交叉、纏繞、打結(jié)現(xiàn)象，電纜余量折疊捆扎在設備或傳感器附近，存在浪費的同時造成電纜捆扎不規(guī)范，占據(jù)飛機有限的空間；電纜過短時制作對接加長電纜，既浪費原料又增加了工作量，拖延了改裝進度；電纜束的不規(guī)范敷設不僅妨礙測試人員插拔記錄卡，又影響機務人員的定期維護工作；測試系統(tǒng)出現(xiàn)故障時難以確定故障點，增加了排故難度。③各類傳感器集中安裝的艙位、發(fā)動機艙/發(fā)動機、起落架艙上，電纜和各種管路交織在一起，距離活動部位的間距不足，妨礙發(fā)動機的安裝和脫出以及起落架的收放工作；電纜經(jīng)過高溫、油污區(qū)域時的隔離、保護不夠標準。④試驗機平臺改裝中大功率供電電源線的敷設、固定、捆扎、保護不規(guī)范，給飛行試驗埋下安全隱患。

3 原因分析

設計階段制定改裝方案時，設備集中安裝的儀器桌/設備架上，沒有按各類設備的功能以及之間電纜的交聯(lián)關系合理規(guī)劃布局，忽視了電纜敷設通道以及各類地線的接地點，導致電纜在儀器桌上下兩層之間跨接，使得儀器桌/設備架上電纜敷設混亂。另外，從左、右機翼，左、右起落架，垂平尾，發(fā)動機等外部敷設到設備艙儀器桌上的電纜，由于沒有設計電纜工藝分離面，電纜匯集到儀器桌上同一個采集器插頭時容易造成電纜縱橫交織，給后續(xù)機務維護、儀器桌的拆卸帶來困難。

相關人員對電纜敷設所經(jīng)過的各個部位的結(jié)構(gòu)、活動范圍、運動行程的了解不夠（比如起落架），導致電纜敷設通道選擇不合理，電纜的長度無法精確測量，造成電纜過長或過短；從原機抽引信號的系統(tǒng)設備分布在不同的部位，其電纜直接匯集到隔離盒或采集器，電纜過長時造成電纜堆積、扭絞、打結(jié)，電纜過短時直接橫跨連接到設備上，導致電纜縱橫交錯，直接影響電纜的整體敷設效果。

發(fā)動機試飛改裝時，其上分布安裝著上百個型號的傳感器，每個傳感器的信號線和電源線沒有進行線束分類和規(guī)劃具體敷設通道，給傳感器提供電源的插頭沒有明確的安裝部位，電纜過長造成堆積和捆扎、固定、保護的不規(guī)范，電纜過短導致橫跨管路、油路和活動部件，間隔距離不夠。

試驗機平臺改裝時，給任務系統(tǒng)供電的大功率電源線，由于電纜的直徑粗、重量大、難以成型，導致敷設、固定、捆扎的不夠規(guī)范、標準，特別是配電機柜內(nèi)部各類大功率的元器件體積較大，沒有按一級、二級供電的順序合理布局安裝元器件，造成機柜內(nèi)部各類元器件以及之間相連的匯流條、電纜的布局安裝不符合相關的工藝標準。

4 試驗機改裝電纜敷設改進措施

不同型號的試驗機改裝任務需求不同，安裝的測試設備類型各異，傳感器安裝位置也不同，電纜敷設通道選取各有差異；直升機、運輸機需要加裝的設備大多集中安裝在儀器桌上，而殲擊機系列飛機加裝的測試設備大多數(shù)集中安裝在機體某個艙內(nèi)（改裝搭建）的設備架上，如何巧妙、合理地在有限空間內(nèi)安裝需要加裝的設備及布局電纜敷設，對于設計和施工人員來說是考驗。

4.1 電纜敷設設計階段

試驗機改裝首先從熟悉技術條件、確定方案開始。充分利用飛機的現(xiàn)有空間，在不影響飛機安全飛行及各系統(tǒng)正常工作的前提下，首先上機進行細致、準確的測量，考慮的因素如下：①按照設備/傳感器安裝的精度要求來確定安裝位置；②電纜敷設主通道和電纜長度；③大功率電源線纜的敷設、固定、保護方式；④電纜工藝分離面的設置；⑤穿艙密封插座形式和安裝位置；⑥電源引取部位和方式；⑦線束規(guī)劃；⑧抽引信號的部位和方式；⑨電源地線接地點選取。

應制訂和編寫詳細、可靠、完善的改裝方案，因此，全機改裝是否達到精細化、規(guī)范化、標準化，極大程度取決于改裝方案是否細致、精確、可靠。

4.2 電纜敷設前期準備和管理

依照施工圖紙和工藝規(guī)范，先地面加工電纜一端的插頭，末端做好標記，要求字跡清晰、去向明確，對需要敷設的電纜全面檢查，應符合圖紙和相關標準要求，重點檢查電源線外絕緣層的性能，并把電纜分類綁扎成束。在電連接器端標記圖紙頁碼、部位和類型，按不同部位、類型進行管理；分類成束的電纜應平行、順直，不扭曲、繃緊或扭絞。

4.3 儀器桌/架上設備安裝及電纜敷設

4.3.1 設備安裝

優(yōu)化設備的安裝?？紤]設備安裝位置、方向、減震、功能及電纜之間的交聯(lián)關系，插頭插拔、記錄卡的裝卸等因素，盡可能把有電纜交聯(lián)關系的設備安裝在同一層內(nèi)，避免在改變設備安裝位置或變換安裝方向時出現(xiàn)線束過長造成堆積、過短、偏離敷設通道的情況。

4.3.2 儀器桌上電纜敷設

儀器桌上的電纜按照1∶1的比例繪制電纜布局圖，把電纜加工成成品電纜后進行安裝。先把制作好的一端設備插頭對接到設備上，按照模板在電纜分叉點，根據(jù)接線關系依次將導線從線纜的一端排布到另一端，在儀器桌上完成分叉導線另一端的制作、固定，直至整束電纜成型，將儀器桌上設備和電纜全部完成后作為一個整體安裝到飛機上，如圖1所示。對于從儀器桌向飛機其他部位敷設的電纜，在儀器桌附近設置電纜工藝分離面，用卡箍把電纜工藝分離面固定好，再將電纜向其他部位敷設。

圖1 電纜布局圖

4.4 電纜上機敷設

4.4.1 敷設通道的選取原則

不同型號飛機電纜通道各異，同一種型號飛機有多種布線通道，應綜合考慮，通道的選擇原則如下：①最好沿著原機電纜通道，而不阻塞原機電纜通道。②不影響原機設備的拆裝。③易產(chǎn)生干擾電纜、易受干擾電線、高電壓或大電流電源線應與原機電纜及其他測試改裝電纜隔離，單獨敷設。極少數(shù)的改裝電纜沒有依附原機電纜進行敷設，應采取安裝卡箍的形式固定、捆扎。

4.4.2 電纜敷設通道優(yōu)化設計

隨著不同型號飛機定型試飛以及同類型飛機不同項目內(nèi)容改裝任務的實施，為了規(guī)范、標準地敷設電纜，提高電氣改裝施工規(guī)范的標準度，盡可能地對同型號飛機的電纜敷設通道進行優(yōu)化設計，從主機廠獲得飛機外形，或者通過逆向掃描技術獲得，針對同一類型飛機在機上選取不同基準點，測量基準點之間的距離，在飛機上取樣、測量、放樣，利用CATIA軟件進行電纜通道固化，在飛機模型圖上轉(zhuǎn)化成曲線，以確定電纜長度，并標明通道經(jīng)過的口蓋名稱，方便后期的改裝工作。

4.4.3 機上電纜余量控制

沿敷設通道把分類成束的電纜從設備一端開始敷設到另一端傳感器（或工藝分離面、密封座）進行預固定后，剪掉多余電纜再完成另一端插頭制作。

4.5 發(fā)動機上電纜敷設要求及改進措施

4.5.1 技術要求

盡量遠離電阻器、排氣管、加熱導管等發(fā)熱裝置，不應在這些設備的上方敷設；高溫、油污、高振區(qū)域的線束捆扎，應按照材料的溫度等級和抵抗液壓油腐蝕能力等級選取，禁止使用尼龍系帶。

4.5.2 發(fā)動機部位電纜敷設

4.5.2.1 沿發(fā)動機艙壁敷設電纜

先把從儀器桌/架敷設到發(fā)動機艙的電纜在合適的位置設置電纜分離面，再從分離面沿著發(fā)動機艙壁電纜通道敷設到傳感器處，預固定后剪掉余量再進行插頭制作，按照發(fā)動機艙內(nèi)電纜敷設要求進行固定、捆扎、保護。

4.5.2.2 發(fā)動機上電纜敷設

這部分電纜可制作成成品電纜安裝到發(fā)動機上，其安裝要求是應平行于管路敷設、固定，對于不同級別的振動、高溫區(qū)域，捆扎按照相關的規(guī)范標準實施。

4.5.2.3 發(fā)動機部位捆扎電纜使用的線卡選擇

線卡種類和尺寸的選用：不同種類的導線束卡子材質(zhì)、尺寸、安裝環(huán)境不同，適用導線束的直徑也不同，施工時應按具體情況選擇直徑恰好與線束直徑相一致或者略微大于導線直徑的導線卡子。

4.6 大功率供電電源線敷設改進措施

首先繪制出詳細、可靠的電纜安裝、固定、保護裝配圖；考慮粗電源線的載流量、重量、彎曲半徑，定期方便維護；和其他電纜分開敷設固定，避開高溫區(qū)、活動部件、油門鋼索、尖銳的隔框，每隔一定距離用特殊卡箍固定；粗電源線接線端子處留有足夠的松弛量，必要時就近使用卡箍進行固定，以防飛機振動引起電纜擺動致使接線端子變形；機柜內(nèi)部各類元器件按配電級別分布安裝，匯流條之間間隔一定的安全距離，控制線和電源線以及交、直流電纜盡量分開敷設，給互感器留夠安裝位置，盡可能把配電機柜做成獨立的、完整的機柜，避免在機柜的不同面進行粗電源線的連接。

4.7 起落架電纜敷設改進措施

掌握不同型號飛機起落架的結(jié)構(gòu)、工作原理、收放時的運動軌跡、行程的范圍等因素，確定電纜的長度和敷設路徑、固定方式；敷設電纜時應不影響其收放自如，避開活動部位，對于裸露的電纜應用布套進行保護，不應有余量堆積，應變、

位移、壓力、過載等傳感器對接插頭應放置在安全空間內(nèi)；殲擊機系列起落架一般安裝剎車壓力、過載、位移等傳感器，電纜應沿著原機電纜走向敷設，過載傳感器附近的電纜應繞過起落架支柱的軸心，留有足夠的余量，以防輪胎收放時拉斷電纜；捆扎拉線位移傳感器的電纜時應留有前輪左右轉(zhuǎn)彎時的余量；大型運輸機起落架一般安裝有應變、剎車壓力、位移、過載等傳感器，一般沿著起落架原機電纜進行敷設，位移傳感器有的安裝在起落架支柱的作動筒上，電纜的敷設和余量按照其行程大小留取，以不影響作動筒的工作，又不拉斷電纜為準，全部采用鐵皮卡帶固定，電纜捆扎完成后應配合機務進行起落架收放工作。

5 結(jié)束語

本文對試驗機改裝電纜敷設現(xiàn)狀、存在的問題、產(chǎn)生的原因進行了分析，并對改進措施進行了詳細闡述。通過上述改進措施在實際改裝中的應用，使電纜敷設達到了橫平豎直、美觀、整齊，敷設質(zhì)量達到規(guī)范、標準的要求。在直升機、殲擊機、大型運輸機等不同型號多架試驗機上具體實施，證實了上述電纜敷設改進措施的可行性，以期為后續(xù)試驗機改裝電纜敷設施工提供借鑒。

TD611

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.13.029

2095－6835（2019）13－0072－02

譚秀萍（1966—），女，陜西臨潼人，高級工程師，現(xiàn)從事試驗機電氣改裝方面的研究。張琦（1991—），男，陜西周至人，工程師，現(xiàn)從事試驗機電氣改裝方面的研究。韓晨興（1986—），男，陜西藍田人，現(xiàn)從事試驗機改裝方面的研究。趙淵昉（1985—），女，陜西澄城人，現(xiàn)從事試驗機電氣改裝方面的研究。

〔編輯：張思楠〕