基于飛機定檢HIRF維護工作的探討

蕭錦基

【摘 要】完備的定檢維護工作對于飛機HIRF防護極為重要。隨著科學技術不斷地發展，執行關鍵功能的傳統機械或機電控制及機電指示系統已逐漸被電子式飛行控制系統、電子式顯示系統和全權限數字式發動機控制控制器替代，這些設備對外部電磁環境的敏感程度顯然高于傳統的系統。文章主要分析了飛機系統HIRF性能檢測和實際工作要點，并在此基礎上分享經驗和心得，以期能夠提高飛機在運行中的安全水平。

【關鍵詞】HIRF;性能檢測;實際排故措施要點

1、前言

高強度輻射場（High Intensity Radiated Fields，HIRF）是來自地面、艦船或航空器上無線電、電視、衛星數據等高功率發射機的輻射，即人類活動造成的電磁環境干擾問題?，F代民用客機電子設備應用越來越多，高強度電磁輻射已成為影響飛機安全的重要因素。另外，飛機系統至關重要的電控系統也很容易受到環境因素（包括光照因素）的損害，這些因素包括潮濕、極端壓力變化，極端溫度范圍，振動和沖擊，也降低飛機系統線路的抗雷擊或電磁輻射能力。而定檢HIRF維護主要是通過專業的環路電阻測試儀對這些系統線路及部件進行檢測，如發現問題，則需要及時解決，更換老舊或損壞線路及部件，使得飛機的狀態恢復到全盛時期。

2、HIRF性能檢測

2.1、關于飛機HIRF屏蔽的設計描述

飛機結構通常被用作“地面”。飛機系統線路通過線纜上安裝的屏蔽層兩端以及線纜接頭連接電子設備接地的方式，使循環電流進入結構，形成一個封閉的環路。環流場中回路電流抵消了產生共模電壓的磁場。由于電磁場的影響，確保屏蔽回路電阻低將最大限限度保護關鍵和必要的飛機系統免受雷擊、HIRF和其他潛在有害環境的破壞性影響。

2.2、HIRF防護原理

閃電在飛機外表產生電流，在外表或結構的結點產生電壓。電流流動產生電磁場使得這些電流耦合或連接到飛機的線路。飛機表面產生的這些電磁場，能夠損傷電氣設備或間接導致其故障。另外，一些濕氣進入后會產生腐蝕，通過金屬和其他元素（如氧氣、水、鹽、液壓油等）之間的化學反應，會降低電氣接地的性能。氧氣和水的存在會在連接面形成氧化物，氧化物是絕緣的，能夠限制電流的流動。逐漸的會增加連接處的阻值。時間長了就會徹底切斷電氣連接。這樣子就會導致對地電阻的增加，閃電或射頻電流對內部線路的耦合會加大。能夠緩解這種損害的方法就是采用屏蔽、電子設備的接地以及線路的內部連接。這樣，閃電或HIRF產生的電流流經電子設備的外殼到地而不經過內部電路。通過電纜屏蔽的使用，外殼延伸至互相連接的線路，也就是說屏蔽是接地的外殼。

雷擊發生時，一定數量的電流必須導入地來減小間接耦合到內部線路的電流數量。如果屏蔽電路的阻值升高，則導入地的電流數就會減少，設備內部損害就會增加。測量屏蔽電阻直接的指示出將要達到的電壓等級，和允許建立的測試極限。監控這個阻值，維護人員可以判斷屏蔽保護內部線路的能力。任何的阻值增加都會指示出電路存在問題。例如結點有腐蝕或有硬件設備（電接頭、電子設備等）的松動。當這個阻值達到一定的等級，維護人員必須采取糾正措施，通常是清潔受影響的結點，緊固松脫的連接或更換電纜。

2.3、環路電阻測試儀的測試原理

波音公司發明了環路電阻測試儀（LRT），可以用來測試飛機線束電纜的屏蔽層和屏蔽層接地狀況。加裝了屏蔽電纜會給屏蔽回路帶有一定的電阻值。監控這個值，維護人員可以判斷屏蔽回路接地的能力。

LRT主要的工作模式是環路電阻測試和結點電阻測試。其包括了四個元件：一個電流電流驅動 COUPLER，一個電流感應 COUPLER，結點探頭和儀表主機，其測試原理是用電流驅動COUPLER，給屏蔽產生一個電壓值，用電流感應COUPLER測試流動的電流值，環路的全電阻可以通過測量環路的電流而得到。（見圖1）

3、實際工作要點

3.1、飛機系統線束環路故障隔離：

一旦發現屏蔽的電阻值超過允許值，必須隔離和排除故障。維修人員可以通過斷開有問題的電纜插頭，使用毫歐表對其進行搭接測試。然而，這一步有可能將腐蝕也隔離出來，防止潛在的腐蝕對飛機產生危害。LRT可允許維修人員在不脫開線纜的狀態下，可分段并快速定位故障。

為了排除故障的環路，使用LRT的結點模式（joint mode），按照圖1的要求放置兩個COUPLER到線束，然后放結點探針到需求測量的結點處。其測試原理與環路電阻測試原理相同，但我們可以測試結點電阻。維修人員可以即時發現壞的結點，而不需要脫開電插頭。

3.2、測試環路電阻案例

3.2.1、使用LRT對電纜進行環路測量，關鍵是一定建立環路，否則無法測量。波音公司和空客公司對飛機系統線路屏蔽層建立有著不同的設計理念，前者僅在線束上安裝屏蔽層接地，后者既可線束上安裝屏蔽層也可通過金屬套管接地。

3.2.2、在B737NG定檢工作包中就有許多測量環路電阻的，我們以工卡20-040-01-0

左側增壓艙外的高能輻射區/閃電的敏感插頭為例，舉其中一個例子。對襟翼位置傳感器的線束環路電阻測試：

查看B737NG的WDM 27-52-11，D275是從位置傳感器T427出來的插頭，然后進入W1024線束了，兩頭都是屏蔽，但D275處屏蔽接在T427上，而傳感器本身是通過搭接線接地的（圖上未標示）。但由于其長期暴露在外，其接地性能受環境影響，這樣我們就無法建立穩定的環路，無法測量出準確數值。

3.3、屏蔽的電阻值超過允許值后的處置：

在LRT測量線路應用場景中，一旦發現線纜屏蔽的電阻超過允許值，維護人員可不必優先脫開有問題的電纜，可先利用LRT工具內的跳線（JUMPER CABLE ASSY）對本體無接地結構或不穩定結合點直接搭接飛機結構本體，以建立穩定的環路。實現了難拆除和接近的故障電纜的定位。

4、結束語

綜上所述，由于飛機上的電子電氣設備及系統較多，不可避免地會產生主動或被動的電磁干擾。為此，飛機電纜定期屏蔽性檢測在飛機維護中占據的地位越來越高，LRT設備發明及應用讓機務人員可快速隔離和故障排除電磁干擾，也為飛機承運人節省大量的勞動力和時間的成本，提高飛機的安全裕度，進而保證乘客的安全。