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摘 要:起落架是飞机的生命支柱,而起落架舱的线束是起落架的神经系统,起落架舱线束敷设的好坏直接影响飞行员能否实时监测起落架的收放状态,影响飞行员操作。因此正确、可靠的开展起落架舱线束敷设对飞机安全飞行非常重要。
关键词:起落架;线束;敷设
1 前言
对于飞机而言起落架是飞机的生命支柱,而起落架舱内的线束是生命支柱的神经系统,它实时监测着起落架的好与坏,传输实时数据,为飞行员正确操作飞机提供依据。
2 起落架舱线束电缆重要性
起落架舱线束连接着起落架的“大脑”和“身体”,向飞机驾驶舱反馈起落架的收放状态、刹车作动、转弯角度和轮载信号等信息。一旦这些监控信息缺失,将给飞行员造成严重心理负担,直接影响飞行员操作流程,操纵难度加大,飞机安全性降低,合理敷设起落架舱线束电缆,提高电缆可靠性,对飞机起落架系统起到事半功倍的作用。
2.1 民用飞机起落架系统常遇的问题
民用飞机起落架系统的故障通常分为电连接器松动、标准件问题、成品故障、导管磨损及渗漏、导线磨损、排气、自制附件故障和其他共8类问题如图1所示。起落架线束常出现的问题分类:
1)电连接器松动
设备、线束的电连接器松动、脱开。
2)固定电缆的卡箍断裂
用于固定电缆的卡箍易发生断裂。
3)导线磨损
故障集中导线防护套磨损、线束短路和断路。
4)接线错误
系统连线错误,逻辑错误。
5)电缆未固定,收放过程中拉断。
线束敷设相关的问题占各类问题的4/5,有效提高起落架舱线束安装可靠性将降低线束出现问题的概率。
3 影响起落架舱线束敷設的因素
影响起落架舱布线的因素有以下几点:
1)环境因素;
2)起落架收放形式;
3)避开轮胎爆破区域;
4)EWIS 与飞机系统隔离要求;
4 起落架舱线束敷设一般要求
在起落架舱电线电缆的敷设是非常重要,一般要求:
a) 使用套管来降低电线电缆在气流中的暴露;
b) 避开收放装置和收放装置来回行程的路径;
c) 电线电缆和套管的弯曲半径不应小于SAE AS50881 允许的或制造商推荐的最小弯曲半径;
d) 应使用带衬垫卡箍支撑电缆;
e) 由于铰链运动而使电缆/套管弯曲,电线电缆不能扭绞;
f) 应避开轮胎碎片区、悬式铰链等区;
g) 在需要的区域,使用保护措施;
h) 敷设路径应允许起落架压缩、折叠或扭曲,但不能将过量的拉力和压力施加至套管;
i) 线束组件应尽可能近的穿过铰链,与铰链中心线平行;
j) 应考虑使用牢固的外护套或屏蔽对悬式装置临近处电线电缆提供额外的保护,防止悬式铰链造成的损坏。
4 具体实例分析
以某型水陆两栖民用飞机主起落架为例阐述起落架舱布线的新思路。
4.1.1 起落架舱线束材料的选取
起落架舱线束材料选取应适应飞机使用环境,该型飞机具备陆上起降需求,也具备水面起降能力,线束应具备民用飞机线束的高性能还需具备防水性,确保飞机在水面起飞正常收放。
国内外民用客机起落架线束,通常选用高性能的导线,外加金属波纹管。金属波纹管既起到良好的屏蔽效果同时对导线起到机械防护作用。为满足防水性,通常在线束护套的最外层添加防水护套,同时选用水密连接器,电缆与连接器之间采用密封胶处理,使线束整体具有防水性,同时也提高线束整体机械防护强度。起落架舱线束基本构型,第一层,高性能导线;第二层,金属波纹管;第三层,防水护套。另外,起落架舱线束需要通过具体的水密试验验证。
4.1.2 起落架舱布线
主起落架对称安装于机身两侧,两主起落架向后收入机身水线以上的机轮舱中。
该型飞机主起落架的收放形式与通常的民用客机收放形式不同,采用摇臂式收放结构,以转动轴为中心摆动,收放行程较大,该区域内结构件及液压管路众多,起落架舱内能够布线的空间相对较小,布线难度大大增加。
1)避开轮胎爆破区
起落架线束敷设前,首先要了解起落架收起和放下后轮胎所在的区域,尽量避开轮胎爆破区域。由下图可知,起落架收起后轮胎嵌入绿色舱内,另外整流罩内有隔板,可以对起落架舱内敷设的电缆起落一定的保护作用。
2)避开结构件及液压管路
单侧起落架上有7处位置安装传感器,每个位置有2个,两者互为备份,共装有14个传感器。其中有2路是收放系统轮载信号和2路是刹车系统机轮速度信号,传感器布置在起落架的机轮处,线束必须经过活动部件最后与传感器相连。另外10路起落架锁信号,传感器布置在锁盒处,此处为非活动部件,线束可通过机身壁板,通过合理的敷设,与传感器相连。
首先,敷设通道不影响主起落架的正常收放,避开主起落架的收放行程区域,避开起落架收放系统承力的结构件,对于非活动部件线束的敷设,可利用主起落架舱整流罩隔板走线,通过支架在机身侧壁板上走线,在走线的过程中应注意避开结构件的锐边,至少保持20mm的间距,满足线束与结构件的隔离要求。其次,避开液压管路,液压管路占据了起落架舱内的中心区域,采用两侧走线的方式,在机身壁上分两处开孔,设对穿连接器与机身线束相连,利用整流罩隔板走线,实现与传感器连接。
3)满足系统余度要求
起落架上每个位置设置两个传感器,两者互为备份,线束通道分别为1s通道,2s通道,在起落架舱线束布线过程中,必须做到互为备份的两个通道隔离开,采用两侧走线的方式,1s通道与2s通道的线束分开,实现系统余度要求。
4)选用不同的独立电源供电
1s和2s通道分别采用相互独立的电源供电,一路选用正常供电电源,另一路选用应急电源供电。1s和2s通道布线间隔不小于100mm的间距。这样,当一路信号出现问题或供电电源出现问题后,仍能够保证另一路正常工作。
5)活动部件的布线
起落架轮载信号及刹车传感器信号位于主起落架机轮处,而主起落架支柱是根据收放控制,以转动轴为中心进行摆动,实现放下和收起。随着起落架的摆动,电缆也随的摆动。因此活动部件的布线应采用靠近转动轴越近越好,线束沿着转动轴附近布置,而后沿着起落架支柱向下走线,尽量避开支柱正前面,走内侧或护板的一侧,1s通道与2s通道分开,按标准规范在起落架支柱上设置卡箍布线,最后与传感器连接器对接。沿着转动轴布线可同时兼顾起落架不同状态放下-收起两种状态,线束不会因为起落架状态的不同而产生安装不牢靠的部分悬浮在空中,同时节约了线缆的长度,提高了电缆安装的可靠性。
在靠近转动轴附近设计电缆安装支架。不同的飞机,可根据实际情况调整支架的连接形式。在辅助的支架上安装卡箍,固定线缆。
主起落架舱内线束敷设如下图所示,电缆分两侧布置,轮载与刹车传感器信号通过辅助支架过度到起落架支柱上。
5 结论
本文以一种水陆两栖民用飞机的起落架为基础,提出了起落架舱线束敷设的方法及思路,通过数学仿真及铁鸟试验及水密试验证明,该布线方案可行,线束采取保护措施有效。
参考文献
[1] 张志坚 赵德吉等 航空电气实用手册 2003年5月.
[2] 王南寿 郑作棣 赵金德等 飞机设计手册电气系统设计 1999年.
关键词:起落架;线束;敷设
1 前言
对于飞机而言起落架是飞机的生命支柱,而起落架舱内的线束是生命支柱的神经系统,它实时监测着起落架的好与坏,传输实时数据,为飞行员正确操作飞机提供依据。
2 起落架舱线束电缆重要性
起落架舱线束连接着起落架的“大脑”和“身体”,向飞机驾驶舱反馈起落架的收放状态、刹车作动、转弯角度和轮载信号等信息。一旦这些监控信息缺失,将给飞行员造成严重心理负担,直接影响飞行员操作流程,操纵难度加大,飞机安全性降低,合理敷设起落架舱线束电缆,提高电缆可靠性,对飞机起落架系统起到事半功倍的作用。
2.1 民用飞机起落架系统常遇的问题
民用飞机起落架系统的故障通常分为电连接器松动、标准件问题、成品故障、导管磨损及渗漏、导线磨损、排气、自制附件故障和其他共8类问题如图1所示。起落架线束常出现的问题分类:
1)电连接器松动
设备、线束的电连接器松动、脱开。
2)固定电缆的卡箍断裂
用于固定电缆的卡箍易发生断裂。
3)导线磨损
故障集中导线防护套磨损、线束短路和断路。
4)接线错误
系统连线错误,逻辑错误。
5)电缆未固定,收放过程中拉断。
线束敷设相关的问题占各类问题的4/5,有效提高起落架舱线束安装可靠性将降低线束出现问题的概率。
3 影响起落架舱线束敷設的因素
影响起落架舱布线的因素有以下几点:
1)环境因素;
2)起落架收放形式;
3)避开轮胎爆破区域;
4)EWIS 与飞机系统隔离要求;
4 起落架舱线束敷设一般要求
在起落架舱电线电缆的敷设是非常重要,一般要求:
a) 使用套管来降低电线电缆在气流中的暴露;
b) 避开收放装置和收放装置来回行程的路径;
c) 电线电缆和套管的弯曲半径不应小于SAE AS50881 允许的或制造商推荐的最小弯曲半径;
d) 应使用带衬垫卡箍支撑电缆;
e) 由于铰链运动而使电缆/套管弯曲,电线电缆不能扭绞;
f) 应避开轮胎碎片区、悬式铰链等区;
g) 在需要的区域,使用保护措施;
h) 敷设路径应允许起落架压缩、折叠或扭曲,但不能将过量的拉力和压力施加至套管;
i) 线束组件应尽可能近的穿过铰链,与铰链中心线平行;
j) 应考虑使用牢固的外护套或屏蔽对悬式装置临近处电线电缆提供额外的保护,防止悬式铰链造成的损坏。
4 具体实例分析
以某型水陆两栖民用飞机主起落架为例阐述起落架舱布线的新思路。
4.1.1 起落架舱线束材料的选取
起落架舱线束材料选取应适应飞机使用环境,该型飞机具备陆上起降需求,也具备水面起降能力,线束应具备民用飞机线束的高性能还需具备防水性,确保飞机在水面起飞正常收放。
国内外民用客机起落架线束,通常选用高性能的导线,外加金属波纹管。金属波纹管既起到良好的屏蔽效果同时对导线起到机械防护作用。为满足防水性,通常在线束护套的最外层添加防水护套,同时选用水密连接器,电缆与连接器之间采用密封胶处理,使线束整体具有防水性,同时也提高线束整体机械防护强度。起落架舱线束基本构型,第一层,高性能导线;第二层,金属波纹管;第三层,防水护套。另外,起落架舱线束需要通过具体的水密试验验证。
4.1.2 起落架舱布线
主起落架对称安装于机身两侧,两主起落架向后收入机身水线以上的机轮舱中。
该型飞机主起落架的收放形式与通常的民用客机收放形式不同,采用摇臂式收放结构,以转动轴为中心摆动,收放行程较大,该区域内结构件及液压管路众多,起落架舱内能够布线的空间相对较小,布线难度大大增加。
1)避开轮胎爆破区
起落架线束敷设前,首先要了解起落架收起和放下后轮胎所在的区域,尽量避开轮胎爆破区域。由下图可知,起落架收起后轮胎嵌入绿色舱内,另外整流罩内有隔板,可以对起落架舱内敷设的电缆起落一定的保护作用。
2)避开结构件及液压管路
单侧起落架上有7处位置安装传感器,每个位置有2个,两者互为备份,共装有14个传感器。其中有2路是收放系统轮载信号和2路是刹车系统机轮速度信号,传感器布置在起落架的机轮处,线束必须经过活动部件最后与传感器相连。另外10路起落架锁信号,传感器布置在锁盒处,此处为非活动部件,线束可通过机身壁板,通过合理的敷设,与传感器相连。
首先,敷设通道不影响主起落架的正常收放,避开主起落架的收放行程区域,避开起落架收放系统承力的结构件,对于非活动部件线束的敷设,可利用主起落架舱整流罩隔板走线,通过支架在机身侧壁板上走线,在走线的过程中应注意避开结构件的锐边,至少保持20mm的间距,满足线束与结构件的隔离要求。其次,避开液压管路,液压管路占据了起落架舱内的中心区域,采用两侧走线的方式,在机身壁上分两处开孔,设对穿连接器与机身线束相连,利用整流罩隔板走线,实现与传感器连接。
3)满足系统余度要求
起落架上每个位置设置两个传感器,两者互为备份,线束通道分别为1s通道,2s通道,在起落架舱线束布线过程中,必须做到互为备份的两个通道隔离开,采用两侧走线的方式,1s通道与2s通道的线束分开,实现系统余度要求。
4)选用不同的独立电源供电
1s和2s通道分别采用相互独立的电源供电,一路选用正常供电电源,另一路选用应急电源供电。1s和2s通道布线间隔不小于100mm的间距。这样,当一路信号出现问题或供电电源出现问题后,仍能够保证另一路正常工作。
5)活动部件的布线
起落架轮载信号及刹车传感器信号位于主起落架机轮处,而主起落架支柱是根据收放控制,以转动轴为中心进行摆动,实现放下和收起。随着起落架的摆动,电缆也随的摆动。因此活动部件的布线应采用靠近转动轴越近越好,线束沿着转动轴附近布置,而后沿着起落架支柱向下走线,尽量避开支柱正前面,走内侧或护板的一侧,1s通道与2s通道分开,按标准规范在起落架支柱上设置卡箍布线,最后与传感器连接器对接。沿着转动轴布线可同时兼顾起落架不同状态放下-收起两种状态,线束不会因为起落架状态的不同而产生安装不牢靠的部分悬浮在空中,同时节约了线缆的长度,提高了电缆安装的可靠性。
在靠近转动轴附近设计电缆安装支架。不同的飞机,可根据实际情况调整支架的连接形式。在辅助的支架上安装卡箍,固定线缆。
主起落架舱内线束敷设如下图所示,电缆分两侧布置,轮载与刹车传感器信号通过辅助支架过度到起落架支柱上。
5 结论
本文以一种水陆两栖民用飞机的起落架为基础,提出了起落架舱线束敷设的方法及思路,通过数学仿真及铁鸟试验及水密试验证明,该布线方案可行,线束采取保护措施有效。
参考文献
[1] 张志坚 赵德吉等 航空电气实用手册 2003年5月.
[2] 王南寿 郑作棣 赵金德等 飞机设计手册电气系统设计 1999年.