譚秀萍，張琦，石娟，趙淵昉

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試驗機改裝抽引信號方法淺析

譚秀萍，張琦，石娟，趙淵昉

（中國飛行試驗研究院 改裝部，陜西 西安 710089）

飛行試驗中，為獲取飛機、被試系統(tǒng)的各種性能，通常要在飛機各系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集和測試，這一過程中所涉及的系統(tǒng)設(shè)備分別安裝在飛機不同區(qū)段部位，如何正確、合理地選擇抽引點和抽引方法不僅影響飛機的安全飛行，而且影響數(shù)據(jù)采集的準確性，此項工作是試驗機改裝的難點和重點。簡要介紹了電信號的種類特性、抽引原則，分析了在飛機系統(tǒng)進行抽引信號的幾種方法及優(yōu)缺點，以供借鑒。

試驗機改裝；電信號特性；抽引信號方法；飛行試驗

試驗機電氣改裝中，一個重要環(huán)節(jié)是在飛機系統(tǒng)采集各類數(shù)據(jù)信號到測試系統(tǒng)，提供給相關(guān)人員進行數(shù)據(jù)處理、分析，以獲取飛機的各種性能指標，達到新研飛機設(shè)計定型試飛或適航審定試飛的目的。隨著航空工業(yè)的發(fā)展，新機性能的不斷提高，需要采集的數(shù)據(jù)信號數(shù)量、種類成倍增加，所涉及的飛機系統(tǒng)眾多，而機載電子設(shè)備越來越復(fù)雜，試驗機改裝中，從飛機各系統(tǒng)設(shè)備抽引信號難以采用同一種抽引方法，應(yīng)綜合考慮多種因素。選擇合適的信號抽引方法，是確保飛行安全和有效提高數(shù)據(jù)信號采集合格率的首要因素。

1 飛機系統(tǒng)信號的特性及抽引原則

試驗機改裝抽引信號所涉及的系統(tǒng)大多數(shù)是飛機的重要系統(tǒng)，如電源系統(tǒng)、飛參系統(tǒng)等，因此，選擇合適的抽引點和抽引方法就顯得尤為重要。

1.1 飛機系統(tǒng)信號的特性

飛機系統(tǒng)信號按其特性分為開關(guān)量信號和總線數(shù)據(jù)信號，按不同特性具體劃分如下：①按照頻率特性，以50 Hz為界，分為高頻信號、低頻信號；②按照電壓特性，分為三相交流115 V/400 Hz，單相交流115 V/400 Hz，直流28 VDC、15 VDC、10 VDC、5 VDC；③按照功率特性分為電源相關(guān)類信號、大功率電源信號、小功率信號等[1]。

明確所要抽引的信號與飛機各系統(tǒng)設(shè)備接口之間的關(guān)系，了解抽引信號的線號定義很有必要。只有充分了解信號的種類、特性，接口關(guān)系，電氣定義，才能采取相應(yīng)的隔離保護措施，避免測試系統(tǒng)和飛機系統(tǒng)之間的相互干擾。

1.2 抽引信號的原則

抽引信號的具體原則為：①應(yīng)考慮測試系統(tǒng)的附加負載和原機系統(tǒng)設(shè)備負載的匹配與兼容，抽引信號以不影響飛機的安全和系統(tǒng)設(shè)備的正常工作[2]，以及飛機信號的輸出和輸入為前提；②被抽引的系統(tǒng)設(shè)備在飛機上安裝部位空間的開敞性、可維護性良好；③系統(tǒng)設(shè)備相連接的電纜工藝分離面電連接器的安裝位置，應(yīng)方便、易于人員施工操作；④試飛任務(wù)結(jié)束后，便于恢復(fù)原機電纜，以及機務(wù)人員定期維護、排查故障。

2 幾種抽引信號方法介紹及優(yōu)缺點分析

試驗機改裝根據(jù)試飛任務(wù)要求，需要抽引的信號涉及原機系統(tǒng)眾多，而且分別安裝在飛機的不同部位，不同區(qū)域安裝的系統(tǒng)設(shè)備空間環(huán)境各異，常用的抽引信號方法主要有以下幾種。

2.1 轉(zhuǎn)接電纜抽引方法

制作一段三通電纜束，一一對應(yīng)把需要抽引所涉及的原機系統(tǒng)設(shè)備信號全部轉(zhuǎn)出，然后在此電纜中部適當?shù)奈恢猛ㄟ^焊接或壓接并線（抽引的信號數(shù)量少時采用死接頭壓接）的方法抽取需要的信號。斷開系統(tǒng)設(shè)備連接器或者系統(tǒng)設(shè)備工藝分離面插頭，連接這段三通電纜，其中一端連接到系統(tǒng)設(shè)備，另一端和斷開的設(shè)備插頭對接，第三端使需要抽引的信號電纜插頭和測試設(shè)備對接。

優(yōu)點：不破壞原機電纜，只是在原有電纜束的基礎(chǔ)上增加一段三通電纜，另外，可根據(jù)試飛任務(wù)需求靈活增或者減抽引信號的數(shù)量，試飛任務(wù)結(jié)束后，轉(zhuǎn)接電纜拆除方便，便于原機電纜的恢復(fù)如初，適用于短期和長期試飛任務(wù)。

缺點：①增加的轉(zhuǎn)接電纜需要把系統(tǒng)設(shè)備全部的信號一一對應(yīng)轉(zhuǎn)出，對原機系統(tǒng)設(shè)備正常工作影響范圍大，加大了設(shè)計人員工作量，使用的材料多；②原機電連接器大多數(shù)是JY系列，而抽引信號數(shù)量不超過6個，施工人員需要做一對JY的電連接器，增加了施工人員的工作量；③增加的三通電纜束，有3個電連接器，相應(yīng)的增加了3處故障隱患點，降低了系統(tǒng)其他信號正常工作可靠性；④受制于原機系統(tǒng)設(shè)備安裝空間開敞度的影響，增加了原機電纜安裝通道上的電纜余量，特別是在駕駛艙儀表板、頂棚控制板等空間狹小的區(qū)域，轉(zhuǎn)接電纜的安裝受制于空間的限制；⑤原機系統(tǒng)設(shè)備的電連接器大多數(shù)是JY系列的，訂貨周期長，價格昂貴，需要提前訂貨。

2.2 并線抽引方法

在原機系統(tǒng)設(shè)備電連接器尾部電纜合適的部位，剪斷需要抽引的原機電纜，以壓接死接頭的方法并線抽引所需信號。

優(yōu)點：①壓接并線操作簡便、快捷，其工藝方法已形成標準化；②使用的物料、工具少，工具設(shè)備先進、齊全；③設(shè)計、施工周期短；④適用于電纜中部的每根導(dǎo)線壓接并線，僅增加了需要抽引的原機導(dǎo)線的故障點，不影響系統(tǒng)設(shè)備其他信號的正常工作。

缺點：①在原機電纜中增加了死接頭，破壞了原機電纜，改變了原機電纜束的結(jié)構(gòu)；②試飛任務(wù)結(jié)束后，由于死接頭并線不易拆除，原機電纜難以恢復(fù)到初始狀態(tài)，對原機電纜的損壞比較大，系統(tǒng)設(shè)備的事故隱患較高，適用于時間較長的試飛任務(wù)；③需要抽引的信號數(shù)量超過6個時，死接頭集中在原機電連接器的尾部附近，因原機電纜長度有限，造成死接頭重疊堆積，質(zhì)量檢查均不符合相關(guān)質(zhì)量要求。

2.3 壓接死接頭，加長原機電纜并線抽引方法

先退出原機插頭內(nèi)的插針或孔，剪掉插針或孔，之后把要引出的信號線和原機線用死接頭壓接在一起，再加長適合長度的導(dǎo)線，一端和死接頭壓接，另外一端壓接和原機相同的插針或插孔，最后把壓好的針或孔送入退出的針或孔內(nèi)。

這種抽引方法安全、完整地抽引了原機電信號，增加的死接頭不易拆除，適用于長期試飛任務(wù)，原機電連接器為壓接型和系統(tǒng)設(shè)備電纜比較短的信號抽引。

優(yōu)點：①施工操作簡便、快捷，其工藝方法已形成標準化；②使用的物料、工具少，工具設(shè)備先進、齊全；③設(shè)計、施工周期短；④適用于原機每根導(dǎo)線壓接死接頭并線抽引。

缺點：①改變了原機電纜的長度；②增加的死接頭不易拆除，原機電纜難以恢復(fù)如初；③有時缺少相匹配的原機系統(tǒng)設(shè)備插頭的插針或孔，有時原機插頭內(nèi)的插針或孔因壓接質(zhì)量不規(guī)范，無法退出，阻礙下一步工作繼續(xù)進行；④抽引電信號數(shù)量超過6個以上時，死接頭互相重疊放置，增加了原機電纜束的直徑，導(dǎo)致電纜外護套無法對原機電纜束進行保護，增加了原機系統(tǒng)的故障點，給系統(tǒng)設(shè)備正常工作埋下安全隱患。

2.4 針、孔對接加長原機電纜的抽引方法

這種抽引方法和第三種抽引方法的操作相類似，不同的是退出原機插頭內(nèi)的插針或插孔，不剪掉插針或插孔，增加合適長度導(dǎo)線并在該導(dǎo)線兩端分別壓接和退出的插針或插孔相同的針或孔，一端和退出的原機插針或插孔對接，外部用熱縮管進行熱縮緊固，另一端送入退出的針孔號內(nèi)，在該導(dǎo)線中段采用死接頭壓接并線引出需要抽引的電信號。這種抽引信號的方法適用于各類壓接型電連接器。

優(yōu)點：既安全地抽引了原機電信號，又確保了后續(xù)原機電纜的完整恢復(fù)，這種方法優(yōu)于第三種抽引方法，不用剪掉原機退出的壓接插針或插孔，完整地保留了原機電纜，試飛任務(wù)結(jié)束后，從針孔對接處斷開，拆除加長的導(dǎo)線和抽引的信號電纜，把原機的插針送入退出的針孔號內(nèi)，使原機電纜恢復(fù)如初。

缺點：有時原機設(shè)備插頭的針或孔不好提供，有時因壓接質(zhì)量原機插頭內(nèi)的插針或孔無法退出，阻礙下一步工作繼續(xù)進行。

2.5 預(yù)留測試接口抽引方法

這種抽引方法需要在飛機制造期間，根據(jù)試飛任務(wù)需求，在原機系統(tǒng)設(shè)備上預(yù)留好測試接口，改裝期間，根據(jù)施工圖紙制作好電纜插頭進行對接即可。

優(yōu)點：施工操作簡便，一旦原機系統(tǒng)有故障，測試系統(tǒng)與原機系統(tǒng)便于分離和排查故障。

缺點：增加設(shè)計人員工作量，預(yù)留接口的插頭是特殊型的，訂貨周期長，需要提前進行采購。

2.6 接線端子壓接、模塊進針抽引方法

有的原機系統(tǒng)抽引點是接線排或模塊的形式，壓接好和原機接線排相匹配的接線端子或者模塊插針，根據(jù)接線關(guān)系連接到原機相應(yīng)接線柱上或模塊相應(yīng)的針孔號內(nèi)。

優(yōu)點：接線端子或模塊插針施工操作簡便。

缺點：①有的接線排或模塊安裝的位置空間狹小，位置有地板下、側(cè)壁板、頂棚、駕駛艙儀表板后下方等，施工人員難以施工操作；②有的接線柱上的端子數(shù)量已達3個，加上需要抽引的端子，其數(shù)量已超過規(guī)范要求的范圍，無法在此進行抽引；③因空間狹小工作人員無法施展操作工具，容易掉落接線柱上的彈簧墊片和平墊；④有的模塊安裝在視線不可達的地方，無法看清模塊的針孔號，模塊針無法送入相應(yīng)的針孔號內(nèi)。

3 選擇抽引點和抽引方法的因素

每架試驗機根據(jù)試飛任務(wù)需求不同，所要采集數(shù)據(jù)信號種類、特性各異，改裝人員在進行抽引信號設(shè)計和施工時，應(yīng)考慮以下因素：①選擇原機系統(tǒng)設(shè)備安裝部位的開敞程度比較好的設(shè)備處抽引，盡量靠近信號源頭的分離面處，避免信號的衰減；②選擇原機設(shè)備連接器內(nèi)導(dǎo)線數(shù)量少的地方抽引，減少設(shè)計和施工人員的工作量，保持屏蔽連續(xù)避免各種干擾影響信號的抽引；③盡量考慮到原機電纜的長度、電連接器類型、抽引信號的數(shù)量，試飛任務(wù)結(jié)束后原機電纜恢復(fù)；④對于轉(zhuǎn)接電纜束比較多的抽引系統(tǒng)，比如武器系統(tǒng)，應(yīng)充分考慮轉(zhuǎn)接電纜線束的安裝、固定、維護。

結(jié)合以上因素考慮，盡可能兼顧飛行安全和抽引信號的合格率。選擇可靠性和安全性比較高、簡捷且便于人員施工操作、利于原機電纜恢復(fù)的抽引方法。具體設(shè)計、施工時應(yīng)考慮數(shù)據(jù)采集過程中采取的不同的保護、隔離方法，考慮測試系統(tǒng)與原機系統(tǒng)之間在阻抗上的匹配性，避免測試系統(tǒng)對原機各系統(tǒng)正常工作的干擾。

4 結(jié)束語

本文結(jié)合試驗機改裝當前的實際工作，對在原機系統(tǒng)信號的抽引方法進行了歸納總結(jié)，針對不同的信號抽引方法及其優(yōu)缺點進行了簡要介紹，從設(shè)計和施工2個方面給出了選擇信號抽引方法需要考慮的因素，為試驗機改裝抽引信號方法的選擇提供了參考依據(jù)。

［1］張焰.飛機電氣改裝設(shè)計可靠性研究［J］.航空標準化與質(zhì)量，2011，2（17）.

［2］葛恒標，彭昌黎，王利民，等.GJB 1476A—2006 飛機試飛測試系統(tǒng)改裝通用要求［S］.［出版社不詳］.2006.

2095－6835（2018）21－0057－02

V217.2

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2018.21.057

譚秀萍（1966—），女，陜西臨潼人，高級工程師，現(xiàn)從事試驗機電氣改裝研究。張琦（1991—），男，陜西周至人，助理工程師，現(xiàn)從事試驗機電氣改裝研究。石娟（1973—），女，陜西三原人，現(xiàn)從事試驗機電氣改裝研究。趙淵昉（1985—），女，陜西澄城人，現(xiàn)從事試驗機電氣改裝研究。

〔編輯：嚴麗琴〕