飛機(jī)電氣系統(tǒng)技術(shù)的分析與解讀

周興

摘 要：文章首先對(duì)飛機(jī)的電氣系統(tǒng)進(jìn)行了概括性介紹，在此基礎(chǔ)上對(duì)飛機(jī)電氣系統(tǒng)中的電磁兼容技術(shù)進(jìn)行分析。期望通過(guò)本文的研究能夠?qū)︼w機(jī)電氣系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性的提升有所幫助，在現(xiàn)代飛機(jī)電子設(shè)備類(lèi)型，數(shù)量和工作方式眾多，頻率覆蓋范圍廣，發(fā)射功率大，靈敏度高，飛機(jī)電磁兼容性問(wèn)題是飛機(jī)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)工作的重點(diǎn)之一，提出了一種飛機(jī)電磁兼容預(yù)測(cè)與分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，通過(guò)獲取的飛機(jī)各設(shè)備設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和積累的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，運(yùn)用預(yù)測(cè)分析算法和電磁計(jì)算工具，預(yù)測(cè)飛機(jī)潛在的干擾問(wèn)題，起到事半功倍的效果。

關(guān)鍵詞：飛機(jī) 電氣系統(tǒng) 電磁兼容

中圖分類(lèi)號(hào)：V242 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）09（c）-0018-02

1 飛機(jī)電氣系統(tǒng)概述

飛機(jī)是由美國(guó)萊特兄弟發(fā)明的一種航空器，經(jīng)過(guò)不斷地改進(jìn)和完善，現(xiàn)在的飛機(jī)已經(jīng)成為不可或缺的交通工具，對(duì)人們的生活產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。電氣系統(tǒng)是飛機(jī)上不可或缺的重要組成部分之一，它是供電系統(tǒng)與各類(lèi)用電設(shè)備的總稱(chēng)，前者包括電源及配電系統(tǒng)，后者包括飛行操縱系統(tǒng)、航空電子系統(tǒng)、環(huán)控系統(tǒng)、照明信號(hào)系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)等。對(duì)于飛機(jī)而言，供電系統(tǒng)的主要作用是為用電設(shè)備提供穩(wěn)定的電能，為此，對(duì)它的可靠性要求較高。由于早期的飛機(jī)僅限于日間、低空和短距離飛行，裝載的用電設(shè)備較為簡(jiǎn)單，僅憑借蓄電池便可滿(mǎn)足電能的供給需要。隨著飛機(jī)的不斷發(fā)展，用電設(shè)備越來(lái)越多，蓄電池所提供的電能很難滿(mǎn)足需要，交流電源系統(tǒng)在飛機(jī)上得到廣泛的應(yīng)用。飛機(jī)各方面的性能依靠的是各類(lèi)電子電氣設(shè)備，一些特殊功能的實(shí)現(xiàn)，需要使用到精密敏感的設(shè)備，因飛機(jī)自身的體積有限，可以容納電氣設(shè)備的空間并不是很大，加之設(shè)備用電功率的增大，使得飛機(jī)上電氣系統(tǒng)和設(shè)備間的干擾愈發(fā)嚴(yán)重，為了確保電氣系統(tǒng)的運(yùn)行安全性、穩(wěn)定性，應(yīng)做好電磁兼容設(shè)計(jì)。

2 飛機(jī)電氣系統(tǒng)中的電磁兼容技術(shù)分析

2.1 飛機(jī)電氣系統(tǒng)電磁兼容的設(shè)計(jì)思路

相關(guān)研究結(jié)果表明，電磁干擾的產(chǎn)生需要有特定的干擾源，還要有傳輸通道及被干擾的敏感設(shè)備對(duì)干擾源進(jìn)行響應(yīng)，基于上述前提，在進(jìn)行電磁兼容設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)考慮以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：最大限度地降低干擾源對(duì)敏感設(shè)備的影響，或通過(guò)有效的措施消除干擾；將干擾源的傳輸路徑切斷；提升被干擾設(shè)備的抗干擾能力。

2.2 電磁兼容的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.2.1 設(shè)計(jì)中應(yīng)用接地技術(shù)

所謂的接地具體是指電子設(shè)備或電氣系統(tǒng)與某個(gè)電位基準(zhǔn)面建立起一條阻抗較低的導(dǎo)電通路。在飛機(jī)電氣系統(tǒng)電磁兼容設(shè)計(jì)中，接地具有如下作用：可建立包含模擬量和數(shù)字量信號(hào)在內(nèi)的零電位，為電源電流的返回提供通路，可防雷擊，對(duì)天線(xiàn)的性能可以起到有效的保護(hù)。不僅如此，接地還能防止電磁干擾，在飛機(jī)電氣系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計(jì)中應(yīng)用接地技術(shù)時(shí)，可以采取單點(diǎn)接地或是多點(diǎn)接地，也可混合接地，具體可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行確定。

2.2.2 設(shè)計(jì)中采用屏蔽方式

這是抑制電磁干擾較為有效的途徑之一，主要是對(duì)兩個(gè)空間區(qū)域進(jìn)行隔離，以此來(lái)對(duì)電磁場(chǎng)及電磁波進(jìn)行控制，防止其從一個(gè)區(qū)域向另外一個(gè)區(qū)域輻射，從而達(dá)到抑制電磁干擾的目的。在飛機(jī)電氣系統(tǒng)電磁兼容設(shè)計(jì)中，可采取以下屏蔽措施：

（1）殼體屏蔽。飛機(jī)上，絕大多數(shù)的電子設(shè)備和電氣系統(tǒng)都有金屬材質(zhì)的外殼，其通常都是以搭接的方式與機(jī)體中的某個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接。對(duì)殼體進(jìn)行屏蔽后，電磁干擾的強(qiáng)度會(huì)進(jìn)一步下降。

（2）電纜屏蔽。在飛機(jī)上，電子設(shè)備和電氣系統(tǒng)一般都是用電纜進(jìn)行連接，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)各種各樣的功能，其中電纜主要負(fù)責(zé)電能的傳輸和電磁能及信號(hào)的轉(zhuǎn)換，它是電磁干擾傳輸?shù)穆窂?，通過(guò)對(duì)電纜進(jìn)行屏蔽，可以將電磁干擾的路徑切斷，進(jìn)而達(dá)到消除電磁干擾的目的?？梢圆捎玫碾娎|屏蔽措施有端接、屏蔽層接地、多層屏蔽。

2.2.3 設(shè)計(jì)中進(jìn)行合理搭接

這里所指的搭接是導(dǎo)體之間的低阻抗連接方式，一條電路能否完成其設(shè)計(jì)功能，搭接是關(guān)鍵，良好的搭接也是電磁干擾抑制措施發(fā)揮作用的前提和基礎(chǔ)。根據(jù)搭接形式的不同，可將之細(xì)分為直接式和間接式兩類(lèi)，前者不需要通過(guò)中間過(guò)渡導(dǎo)體，直接與導(dǎo)電金屬進(jìn)行連接；后者則是借助中間的過(guò)渡導(dǎo)體將兩者進(jìn)行導(dǎo)通連接。實(shí)踐表明，前者的性能要優(yōu)于后者，但是在某些特殊的情況下，必須通過(guò)后者進(jìn)行連接，如設(shè)備安裝位置受限或是要求設(shè)備能夠自由移動(dòng)等。

2.2.4 設(shè)計(jì)中采取濾波措施

濾波是抑制和防止電磁干擾最為重要的措施之一，具體是指將電源或信號(hào)中某些特定波段的頻率濾除掉，其工作原理如下：濾波是在電磁波的傳輸路徑上，生成特性阻抗，只允許某些特定的頻率通過(guò)，其他頻率則會(huì)被濾除掉或反射回去，由此便可達(dá)到抑制和消除電磁干擾的目的。按照不同的使用條件，可將濾波分為以下兩種，即信號(hào)濾波和電源濾波。在對(duì)飛機(jī)電氣系統(tǒng)進(jìn)行電磁兼容設(shè)計(jì)時(shí)，可根據(jù)實(shí)際需要選擇濾波方式。

2.2.5 設(shè)計(jì)中應(yīng)用緩沖電路

該電路可對(duì)電氣系統(tǒng)的設(shè)備起到一定的保護(hù)作用，并且能夠有效減少電磁干擾的發(fā)射。對(duì)感性負(fù)載通斷電過(guò)程中產(chǎn)生的感應(yīng)電壓具有良好的抑制效果。

2.3 應(yīng)用實(shí)例

在飛機(jī)的電氣系統(tǒng)中，環(huán)控系統(tǒng)尤為重要，該系統(tǒng)包含大量的電子電氣設(shè)備，如控制器、電動(dòng)機(jī)、傳感器、螺線(xiàn)管、離散量開(kāi)關(guān)、電阻加熱器等。其中控制器和傳感器是敏感元器件，容易受到電磁干擾，對(duì)此可采取如下技術(shù)措施：對(duì)控制器進(jìn)行屏蔽隔離?？刹捎媒饘偻鈿?duì)控制器進(jìn)行屏蔽；控制器的外殼可以采用直接搭接的方式進(jìn)行接地；可在控制器的骯臟區(qū)域內(nèi)布設(shè)緩沖電路，在提供保護(hù)的同時(shí)，減少電磁干擾的發(fā)射；可采用濾波器對(duì)數(shù)字和模擬信號(hào)進(jìn)行處理。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，飛機(jī)是現(xiàn)代社會(huì)中不可或缺的交通工具之一，電氣系統(tǒng)作為飛機(jī)的重要組成部分，其運(yùn)行穩(wěn)定與否關(guān)系重大。由于飛機(jī)上的電子電氣設(shè)備及系統(tǒng)較多，不可避免地會(huì)產(chǎn)生電磁干擾，為此，應(yīng)當(dāng)對(duì)電氣系統(tǒng)進(jìn)行電磁兼容設(shè)計(jì)，以此來(lái)提高其運(yùn)行的可靠性。

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