民用飛機燃油系統電子裝置的電磁相容性的論文

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【摘要】民用客機的電氣化程度越來越高,機載電子裝置之間的電磁相容問題變得越來越重要,本文研究了民用航空規章對飛機機載電子裝置電磁相容性的適航要求,通過對適航要求的理解,提出了民用飛機燃油系統電子裝置電磁相容性符合性驗證方法,對燃油系統設計具有指導意義。

民用飛機燃油系統電子裝置的電磁相容性的論文

【關鍵詞】民用飛機;燃油系統;電磁相容性

1適航條款要求

機載電子電器裝置電磁相容性要求主要體現在CCAR25部《運輸類飛機適航標準》的適航條款25.1353(a)和25.1431(c)中。25.1353(a):電氣裝置及安裝(a)電氣裝置和控制裝置的安裝,必須使任何一個部件或部件系統的工作不會對同時工作的、對安全執行起主要作用的其他系統和部件產生不利影響。飛機上任何可能產生的電氣干擾不得對飛機或其系統產生危險的影響。§25.1431c:電子裝置(c)無線電和電子裝置、控制裝置和導線,必須安裝成在任一部件或系統工作時,對民用航空規章所要求的任何其它無線電和電子部件或系統的同時工作不會有不利影響。

2適航條款理解

2.125.1353條款理解25.1353條款為電氣裝置及安裝,電氣裝置主要指發電機、變壓器、供電線路(匯流條)、斷路器等裝置,根據AC25.1353-1A,§25.1353條款中提到的電氣干擾源應考慮包括:

1)由連線到匯流條上的裝置產生的電氣噪聲所引發的傳導和輻射干擾;

2)電纜之間或電纜與天線饋線之間的耦合;

3)電氣配電和地球系統中的寄生電流和電壓,包括閃電電流或靜電放電的影響;

4)發電系統或其它系統之間的不同頻率。本條所指的“不利影響”是指當單個部件或系統投入正常工作時,受其影響的.部件或系統不能同時正常工作,或技術效能明顯下降。“危險影響”即25.1309條款中所規定的失效影響類別。25.1353條主要考察電氣裝置作為干擾源對其他敏感系統工作的影響,燃油系統燃油計算機、加放油控制面板等電子裝置工作可能受到電氣干擾源的影響,這些電子裝置的設計應滿足電磁相容要求,以保證干擾源存在時可正常工作。2.225.1431條款理解§25.1431(c)款要求裝機後的無線電和電子裝置、控制裝置以及它們的互連線路必須和機上其他部件或系統構成的電磁環境相互相容,即機上任一部件或系統(包括無線電和電子部件或系統)的工作不會影響和干擾民用航空規章要求的無線電和電子部件或系統的同時正常工作。本條主要考察機載電子裝置之間的電磁相容問題,機上各個機載系統的各個機載電子裝置構成了非常複雜的電磁環境,對於一個電子裝置來說,要滿足電磁相容問題,不僅要有抗電磁干擾的能力,也要將裝置工作時自身產生的可能干擾其他裝置正常工作的能量控制在可接受的範圍內。本條的要求適用於燃油系統全部電子電氣裝置。

3符合性方法

機載電子裝置電磁相容性符合性可通過裝置級、系統級和飛機級三個層次進行驗證:

1)系統和裝置級驗證,飛機級提出機載裝置和系統電磁環境效應介面要求,所有機載裝置和系統依據要求進行設計和符合性驗證;

2)飛機級驗證,進行飛機級MOC5全機電磁相容試驗,試驗可進行定性試驗和定量試驗。定性試驗為干擾源敏感裝置定性檢查試驗,試驗前列出干擾源和敏感裝置矩陣,提出試驗判據,進行干擾檢查。定量試驗時測量飛機天線單獨或組合發射狀態下,各艙室及重點關注位置電場強度。驗證層級通常需與飛機電磁相容性管理專業以及審查方進行充分溝通後確定,民用飛機燃油系統電磁相容性通常進行系統和裝置級符合性驗證,重要功能通常也會在飛機級驗證中再進行進一步驗證,如燃油量測量指示功能。

3.1系統/裝置級驗證方法

驗證方法基於RTCA/DO-160《機載裝置環境條件和試驗程式》,DO-160與電磁環境效應相關的章節為15章、16章(電源系統)、17章、18章、19章、20章、21章,其中第16章是與電源系統相關的試驗,燃油系統電子裝置通常無需考慮16章,其他各章內容及裝置類別見表1。系統和裝置級驗證時,飛機級在機載裝置和系統電磁環境效應介面要求中應明確以下問題:

1)對全機電磁環境區域進行劃分;

2)針對DO-160不同章節,明確不同設計保證等級的系統(A級~D級)需進行系統級鑑定試驗還是裝置級鑑定試驗;

3)明確佈置在不同電磁環境區域中的裝置需滿足的裝置鑑定等級。燃油系統進行安全性分析確定本系統設計保證等級(A級~D級),根據飛機級的要求完成系統/裝置鑑定計劃。基於鑑定計劃,依據RTCO/DO-160完成相關鑑定試驗,並形成鑑定報告,審查方批准鑑定報告標誌著系統電子裝置電磁相容性符合性驗證工作完成。

3.2飛機級驗證方法

飛機級電磁相容性符合性驗證試驗由飛機電磁相容性管理專業組織進行,試驗前應編制飛機全機電磁相容試驗大綱,提交審查方批准。試驗大綱應闡述:

1)飛機狀態;

2)可能有的干擾源和敏感裝置,以及這些裝置的工作狀態;

3)執行時可能有的干擾源和敏感裝置,觀察前者對後者影響的方法和順序;

4)用以評定干擾源對敏感裝置影響程度的敏感裝置效能降低判據,包括故障、不合理的響應和不希望的響應;

5)定量試驗時,確定飛機天線發射狀態,需測量電場強度的艙室及重點關注位置;

6)測試用儀器及其它。

全機電磁相容性試驗中對燃油系統的驗證內容通常包括:

1)地面電源車供電時、APU和發動機供電時,油量顯示正常、無波動;

2)通訊系統、氣象雷達等系統工作時,油量顯示正常、無波動;

3)測量全機各艙室、各典型位置電場強度,判斷在各艙安裝的燃油系統電子裝置是否滿足電磁環境效應要求,判據為:裝置鑑定試驗中針對DO-160第20章進行的試驗類別對應電場強度不低於全機電磁相容性試驗測得的電場強度。試驗結束後,完成地面試驗報告,審查方批准試驗報告標誌者飛機級電磁相容性符合性驗證工作完成。

4結論

本文研究了民用航空規章對飛機機載電子裝置電磁相容性的適航要求,通過對適航要求的理解,提出了民用飛機燃油系統電子裝置電磁相容性符合性驗證方法。