民用飛機電磁環(huán)境效應(yīng)設(shè)計偏離控制管理淺析

陳潔　寧敏

摘 要：在飛機研制過程中，需要進行電磁環(huán)境效應(yīng)（E3）控制管理，評估系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)和線纜電磁防護設(shè)計偏離對飛機安全性的影響，以保證飛機的電磁環(huán)境效應(yīng)設(shè)計偏離不影響飛行安全。該文對民用飛機電磁環(huán)境效應(yīng)設(shè)計偏離控制管理進行初步探討，著重介紹飛機電磁環(huán)境效應(yīng)設(shè)計偏離控制管理流程，為民用飛機E3設(shè)計偏離控制管理工作提供參考。

關(guān)鍵詞：電磁環(huán)境效應(yīng) 設(shè)計偏離 控制管理流程

中圖分類號：V243 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）06（a）-0025-02

現(xiàn)代飛機的電磁環(huán)境防護設(shè)計已經(jīng)形成了較為完整的設(shè)計流程和方法，建立了一系列的標準規(guī)范。電磁環(huán)境效應(yīng)（E3）已經(jīng)成為飛機設(shè)計中的一項重要的基礎(chǔ)性工作，并滲透到飛機研制和運營的全生命周期中。在電磁兼容性的基礎(chǔ)上，電磁環(huán)境效應(yīng)的概念有了很大的擴展。電磁環(huán)境效應(yīng)是指一個系統(tǒng)在運行全過程中和電磁環(huán)境之間的所有作用和沖突。電磁環(huán)境效應(yīng)包括電磁兼容性、電磁干擾、電磁敏感性、電磁脈沖、靜電放電以及電磁輻射對人體、易燃氣體的危害等電磁設(shè)計準則的影響，同時也包括那些射頻系統(tǒng)、超寬帶裝置、高功率射頻系統(tǒng)、閃電、沉積靜電等影響電磁環(huán)境的設(shè)備和自然現(xiàn)象[1]。

在飛機研制初期，電磁防護設(shè)計人員都會通過預(yù)測飛機可能發(fā)生的各種電磁干擾現(xiàn)象，制定型號電磁環(huán)境效應(yīng)防護設(shè)計的規(guī)范，用來控制機載設(shè)備的干擾發(fā)射，提高機載設(shè)備的抗干擾能力，使設(shè)備裝機后產(chǎn)生電磁干擾的可能性大大降低。然而，在具體設(shè)計方案確定或安裝實施過程中，由于技術(shù)特性、工藝條件、成本等多重因素，在飛機研制各階段都可能出現(xiàn)設(shè)計偏離。如何能有效控制電磁環(huán)境效應(yīng)設(shè)計偏離，都是各飛機制造商自行管理，并沒有形成統(tǒng)一的標準指導(dǎo)。該文對民用飛機電磁環(huán)境效應(yīng)設(shè)計偏離控制管理進行初步探討，重點介紹E3設(shè)計偏離控制管理流程。

1 電磁環(huán)境效應(yīng)設(shè)計偏離控制管理概述

電磁環(huán)境效應(yīng)（E3）設(shè)計偏離控制管理是一個復(fù)雜的過程，涉及到系統(tǒng)功能、系統(tǒng)安全性、安裝布局、艙室電磁環(huán)境、適航審查等因素，要求各技術(shù)學(xué)科交互工作和協(xié)調(diào)。因此，飛機項目的E3設(shè)計偏離控制管理在設(shè)計初期需組建電磁環(huán)境效應(yīng)（E3）團隊來執(zhí)行。E3團隊應(yīng)由飛機項目總師、各專業(yè)部門負責(zé)人以及項目管理和供應(yīng)商管理相同人員組成E3領(lǐng)導(dǎo)小組，負責(zé)電磁環(huán)境效應(yīng)控制技術(shù)方面的管理、協(xié)調(diào)和決策；由飛機總體、結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、電氣線路互聯(lián)系統(tǒng)（EWIS）團隊的E3工程師，以及適航取證管理團隊相關(guān)人員組成工作組，在電磁環(huán)境效應(yīng)領(lǐng)導(dǎo)小組的指導(dǎo)下，完成全機的電磁環(huán)境效應(yīng)控制工作。

E3設(shè)計偏離控制管理工作需要聯(lián)合各專業(yè)通過電磁環(huán)境效應(yīng)（E3）技術(shù)協(xié)調(diào)會議或者E3工作例會來保證綜合防護設(shè)計，解決電磁防護相關(guān)的問題，評估設(shè)計偏離的影響以及協(xié)調(diào)設(shè)計的矛盾，建立各專業(yè)合作交流的渠道。E3設(shè)計偏離的評估，需依據(jù)相關(guān)工業(yè)標準和型號技術(shù)文件，分析設(shè)計偏離的技術(shù)方案，確認相關(guān)各專業(yè)的受影響情況，通過E3技術(shù)協(xié)調(diào)會議技術(shù)決策確定能否同意設(shè)計偏離的判定。

2 電磁環(huán)境效應(yīng)設(shè)計偏離控制管理流程

開展電磁環(huán)境效應(yīng)設(shè)計偏離控制管理過程中，需要關(guān)注以下幾個步驟。

（1）在設(shè)計過程中，系統(tǒng)/結(jié)構(gòu)/EWIS專業(yè)（包括供應(yīng)商）應(yīng)識別設(shè)計偏離項。系統(tǒng)/結(jié)構(gòu)/EWIS專業(yè)協(xié)同E3團隊人員對偏離項進行初步評估，確定是否應(yīng)更改設(shè)計以滿足對E3設(shè)計要求的符合性。

（2）經(jīng)初步評估并確認后，系統(tǒng)/結(jié)構(gòu)/EWIS專業(yè)應(yīng)編制E3設(shè)計偏離評估單。E3設(shè)計偏離評估單應(yīng)包含設(shè)計偏離項具體信息，偏離的設(shè)計要求描述、偏離的設(shè)計方案，并詳細描述偏離項可能對設(shè)備/系統(tǒng)（自身和其它受影響設(shè)備）功能、全機電磁環(huán)境的影響（E3設(shè)計偏離評估單編制模板應(yīng)由E3團隊制定，決策相關(guān)信息待偏離流程結(jié)束后補充填寫）。E3設(shè)計偏離評估單應(yīng)通過協(xié)調(diào)單提交E3團隊進行偏離評估。

（3）E3設(shè)計偏離評估單流程至E3團隊會簽時，E3團隊應(yīng)針對設(shè)計偏離項及影響進行評審，通過對飛機安全影響程度判定進行分類，包括“影響較大”和“影響較小”兩類。影響大小評判，應(yīng)從系統(tǒng)、飛機安全性影響來分析確定[2-3]。

（4）影響較小類：設(shè)計偏離影響評估單由設(shè)計責(zé)任方提交E3工作例會討論，以確定是否同意偏離。會議討論設(shè)計偏離項及影響分析、確定設(shè)計偏離項的影響方、偏離項對各方（E3及其他系統(tǒng)/專業(yè)）的影響是否可認可和接受。

（5）影響較大類：設(shè)計偏離影響評估報告由設(shè)計方提交電磁環(huán)境效應(yīng)（E3）技術(shù)協(xié)調(diào)會議決策是否同意偏離。會議討論設(shè)計偏離項對系統(tǒng)/飛機有較大影響分析情況、確定設(shè)計偏離項的影響方、偏離項對各方（E3及其他系統(tǒng)/專業(yè)）的影響是否可認可和接受、降低影響程度的可行的設(shè)計更改方案以及技術(shù)決策。

（6）經(jīng)E3工作例會或E3技術(shù)協(xié)調(diào)會議（具體會議形式、參會人員要求需根據(jù)項目型號情況確定）確定并批準可以接受的設(shè)計偏離項，應(yīng)根據(jù)評審意見，編制設(shè)計偏離影響評估報告（設(shè)計偏離影響評估報告編制模板應(yīng)由E3團隊制定），提交文件簽審平臺流程，由各影響方完成會簽；并補充填寫E3設(shè)計偏離評估單，作為設(shè)計偏離項的備案。

（7）設(shè)計偏離影響評估報告得到批準并發(fā)布后，由設(shè)計方執(zhí)行設(shè)計偏離方案。

（8）經(jīng)E3工作例會或E3技術(shù)協(xié)調(diào)會議確定為不可接受的設(shè)計偏離項，由以下兩種途徑處理。

①更改系統(tǒng)/結(jié)構(gòu)/EWIS設(shè)計方案，直至滿足E3設(shè)計需求和規(guī)范，即不存在設(shè)計偏離。

②更改系統(tǒng)/結(jié)構(gòu)/EWIS設(shè)計方案，達到消除或減小設(shè)計偏離項影響的目的，修改并完善E3設(shè)計偏離評估單，再次提交E3團隊，直至E3工作例會或E3技術(shù)協(xié)調(diào)會議確定并批準接受偏離項，見圖1。

3 結(jié)語

該文介紹了電磁環(huán)境效應(yīng)設(shè)計偏離控制管理流程，為民用飛機E3設(shè)計偏離控制管理工作提供參考。通過電磁環(huán)境效應(yīng)設(shè)計偏離控制管理，降低飛機電磁防護設(shè)計與驗證的風(fēng)險，確保飛機持續(xù)安全。隨著國內(nèi)民用飛機研制的進一步深入，對電磁環(huán)境效應(yīng)控制管理將會形成更成熟、有效的方法和流程，保證飛機在越來越嚴酷的電磁環(huán)境下能安全飛行。

參考文獻

[1] MIL-STD-464C，Electromagnetic Environmental Effects Requirements for Systems[S].2010.

[2] SAE ARP 4761.Guidelines and Methods for Conducting the Safety Assessment Process on Civil Airborne Systems and Equipment[Z].

[3] AC 25.1309-1A System Design and Analysis， Advisory Circular[Z].