朱喜

【摘 要】電氣線路互聯(lián)系統(tǒng)（EWIS）設(shè)計時需要考慮對EWIS部件造成損害的因素，防止因任何EWIS系統(tǒng)故障造成飛機系統(tǒng)危險和災難性情況發(fā)生。本文從適航條款要求出發(fā)，介紹了EWIS部件潛在危險源，并探討了EWSI線束保護設(shè)計要求。

【關(guān)鍵詞】EWIS；保護材料；EMI（電磁干擾）；HIRF；適航

0 前言

EWIS為Electrical Wiring Interconnection System的簡寫，中文譯為“電氣線路互聯(lián)系統(tǒng)”，指安裝在飛機任何區(qū)域的各種電線、端接器件、布線器件或其組合，用來在兩個或多個端接點之間傳輸電能（包括數(shù)據(jù)和信號）[1]。隨著美國聯(lián)邦航空局（FAA）發(fā)布FAR25部第123號修正案，EWIS在整個民機設(shè)計體系中愈發(fā)得到重視，從原本屬于各功能系統(tǒng)的一部分，到獨立的一個分部，可見已被認同為一個相對獨立的、重要的專業(yè)體系。

1 適航條款要求

運輸類飛機適航標準第25.1707條 系統(tǒng)分離EWIS：

（b）每個EWIS的設(shè)計和安裝必須使任何在飛機上可能發(fā)生的電氣干擾，不會對飛機或其系統(tǒng)造成危險影響。

（c）承載大電流的電線和電纜（及其相關(guān)的EWIS部件），其設(shè)計和安裝必須確保足夠的物理分離和電氣隔離，使得在故障情況下，對主要功能相關(guān)電路的損害最小。

（d）與獨立飛機電源或幾個電源組合連接相關(guān)的每個EWIS的設(shè)計和安裝必須確保足夠的物理分離和電氣隔離，使得任何一個飛機電源EWIS的故障不會對任何其他獨立電源產(chǎn)生負面影響[1]。

此外，EWIS的設(shè)計和安裝必須與飛行或其他機械控制系統(tǒng)鋼索和相關(guān)系統(tǒng)部件具有足夠的物理分離，使得：

（1）防止摩擦、卡阻或其他干擾。

（2）EWSI部件的失效不會產(chǎn)生危險狀況。

（I）每個EWIS的設(shè)計和安裝必須使其與其他系統(tǒng)部件和飛機結(jié)構(gòu)具有足夠的物理分離，保護EWIS避免銳利的邊角，將潛在的磨損、振動損壞和其他類型的機械損傷將至最低。

2 概述

對EWIS部件可能成損害的潛在危險源主要有：

1）電氣干擾，比如EMI（電磁干擾），HIRF；

2）高溫影響，比如引氣管路區(qū)域；

3）飛機內(nèi)部點火源，包括地面或飛行階段；

4）可燃液體，比如燃油、液壓油等；

5）非可燃液體，比如水、廢水、濕氣等；

6）有腐蝕性物質(zhì)，比如電池液、除冰液、鹽霧等；

7）易爆物質(zhì)，比如氧氣等；

8）機械損害，比如電纜與結(jié)構(gòu)間磨損等。

依據(jù)飛機EWIS布線環(huán)境，針對上述危險源類別，對線束的保護一般包含下面幾種：

1）將線束與其他部件進行物理隔離，確保有足夠間距；

2）選用合適的器件，如屏蔽尾附件，EMI連接器，屏蔽電纜等；

3）合適的安裝，如設(shè)置滴水環(huán)，可拆卸保護蓋等；

4）機械保護， 如結(jié)構(gòu)蓋板，漏水孔等；

5）使用導線管；

6）保護材料，如屏蔽編織套筒，防火套筒，防水套筒等；

7）塑料套筒。

3 線束保護設(shè)計

3.1 電氣干擾保護設(shè)計

最常見一種電氣干擾就是電磁干擾（EMI）。

電磁干擾可以通過電纜之間或電纜和同軸電纜或其他飛機系統(tǒng)之間耦合引入到飛機系統(tǒng)和布線系統(tǒng)。

EMI保護設(shè)計所采用的措施有下列幾種：

（1）線束屏蔽編織：是一種直接在線束外側(cè)編織金屬編織層。缺點是要去除這種編織層，只能講破壞編織屏蔽層；

（2）帶屏蔽層的導線管；

（3）開口或不開口的屏蔽套；

（4）具有EMI保護的走線槽。

常見的EMI材料如圖1所示。

（a）屏蔽套

（b）帶屏蔽層的導線管

3.2 高溫保護設(shè)計

高溫是電纜和其他EWIS元器件老化因素之一。如果選用的EWIS元器件不耐高溫，將加速老化電纜和其他EWIS元器件，造成導線和元器件故障。

首先，選擇耐高溫的EWIS元器件；

其次，增加熱器件（其溫度高于環(huán)境溫度，如電阻、引氣管路等）與EWIS物理隔離間距；

如果隔離間距不足，需要增加結(jié)構(gòu)隔板隔離。如圖2所示。

3.3 防火保護設(shè)計

優(yōu)先使用耐火特性的EWIS器件，比如具有耐火特性的導線，其次對線束使用防火保護套管進行保護。

防火保護套有兩種，即防火套管和耐火套。

使用防火保護套時，保護套長度必須安裝至火區(qū)外側(cè)，保護套需要使用連個支撐件固定，且火區(qū)外側(cè)保護套長度距最后一個固定點必須大于等于800mm。如圖3所示。

3.4 可燃/非可燃液體保護設(shè)計

可燃/非可燃液體，濕氣能產(chǎn)生EWIS部件故障，所以優(yōu)先使用耐環(huán)境的導線、連接器等EWIS部件，其次使用保護套管對EWIS部件進行保護。

布線設(shè)計時，盡量將導線布置在任何流體管路的上方，同時線束綁扎間隔要合理，使得1個綁扎點失效時，斷開的導線不會碰到管路。

對于可燃液體，盡量不要在燃油管路、液壓管路下方布置EWIS器件（連接器、分離面板等）；否則，設(shè)置增加耐油套管、導線管、隔板或者防漏隔層保護EWIS器件。

對于非可燃液體、濕氣，在線束端接處線束路徑上設(shè)置滴水環(huán)，連接器尾附件端使用模縮套管進行密封保護，連接器插頭插座使用密封件密封。

3.5 腐蝕/易爆物質(zhì)保護設(shè)計

對EWIS器件有腐蝕影響的有，燃油、液壓油、潤滑油、溶劑、除冰液、冷卻電介液等。

在布線設(shè)計時，導線應盡量布置在所有管路及含有腐蝕液體設(shè)備的上方且滿足物理隔離間距要求，或者在還有腐蝕液體的管路、設(shè)備和EWIS器件之間增加結(jié)構(gòu)隔板隔離。

對于易爆物質(zhì)（氧氣），在該區(qū)域內(nèi)的EWIS部件不能成為點火源，即導線與氧氣管路間隔離間距需要滿足物理隔離間距要求，其次線束外側(cè)增加機械保護套防止導線磨損或電弧產(chǎn)生點火源。

3.6 機械保護設(shè)計

機械保護主要是預防EWIS組件因磨損、接觸、應力等因素造成EWIS器件故障導致飛機危險情況發(fā)生。

通常情況下，依據(jù)飛機區(qū)域布線環(huán)境，有以下幾種設(shè)計方案：

（1）增加額外物理屏障/屏蔽措施；

（2）借用現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)件作為保護；

（3）在移動件和運動件附近不布置電纜等EWIS組件；

（4）使用走線管；

（5）對轉(zhuǎn)動軸部件增加保護支撐環(huán)；

（6）墊圈，防磨邊，波紋管；

在線束與結(jié)構(gòu)邊緣間距不滿足隔離間距要求的地方，可以增加防磨邊、墊圈或者波紋管防止導線磨損。

（7）保護套管。

當EWIS組件與結(jié)構(gòu)、設(shè)備等部件間間距不滿足要求時，需要使用保護套管防止接觸部位（包括連續(xù)和不連續(xù)）磨損；同樣在飛機維修時，線束與線束，線束與設(shè)備，線束與其他EWIS器件間可能發(fā)生摩擦的區(qū)域也因增加保護套管；不可達且不易檢查的封閉區(qū)域內(nèi)導線也應增加保護套管。

3.7 其他保護設(shè)計

飛機冗余系統(tǒng)功能的EWIS組件需要分開設(shè)計，并滿足冗余物理隔離間距要求，確保飛機能安裝飛行和降落。

所有EWIS組件必須阻燃并且不會產(chǎn)生有害氣體，同時能隔離煙霧并阻止進入駕駛艙和客艙區(qū)域。

4 結(jié)論

本文依據(jù)飛機適航規(guī)章條款要求，介紹了對EWIS部件可能造成損害的潛在危險源，并依據(jù)飛機EWIS布線環(huán)境，詳細探討了針對不同危險源的線束保護設(shè)計。

【參考文獻】

[1]CCAR-25[R4]， 運輸類飛機適航標準.

[2]SAE AS50881[E]， Wiring Aerospace Vehicle.

[3]EN3197：2010， Aerospace series - Design and installation of aircraft electrical and optical interconnection systems.

[責任編輯：張濤]