譚秀萍，張琦，韓晨興，趙淵昉

影響試驗(yàn)機(jī)改裝電纜敷設(shè)質(zhì)量因素分析及改進(jìn)措施

譚秀萍，張琦，韓晨興，趙淵昉

（中國(guó)飛行試驗(yàn)研究院改裝部，陜西 西安 710089）

對(duì)試驗(yàn)機(jī)改裝電纜敷設(shè)的現(xiàn)狀及其產(chǎn)生的主要原因進(jìn)行了分析，介紹了相關(guān)電纜敷設(shè)工藝規(guī)范要求，結(jié)合實(shí)際工作，從設(shè)計(jì)和施工兩個(gè)方面給出了提高電纜敷設(shè)質(zhì)量可靠性的方法和途徑，為今后試驗(yàn)機(jī)改裝規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化奠定了良好的基礎(chǔ)。

試驗(yàn)機(jī)改裝；電纜；電氣線路；保護(hù)工藝

1 引言

試驗(yàn)機(jī)改裝是指為滿足飛行試驗(yàn)任務(wù)需要，對(duì)原機(jī)的結(jié)構(gòu)、氣動(dòng)、系統(tǒng)、電氣線路進(jìn)行的改動(dòng)以及加/改裝系統(tǒng)設(shè)備的安裝和電纜敷設(shè)等工作。隨著科研試飛任務(wù)需求復(fù)雜程度的不斷提高，加裝的設(shè)備、傳感器越來越多，電纜的敷設(shè)任務(wù)量成倍增加，而電纜又是為加裝的任務(wù)系統(tǒng)、測(cè)試系統(tǒng)設(shè)備提供電源、傳輸數(shù)據(jù)、信號(hào)控制的重要途徑，規(guī)范地敷設(shè)、固定、保護(hù)是防止電纜受損的重要手段，而敷設(shè)質(zhì)量又是保證加裝的各系統(tǒng)有效發(fā)揮作用的關(guān)鍵。隨著近幾年民機(jī)改裝任務(wù)量的增加以及嚴(yán)苛的適航審定，電纜敷設(shè)、固定、保護(hù)工藝質(zhì)量達(dá)到了很高的要求，因此，電纜敷設(shè)在試驗(yàn)機(jī)改裝中是一項(xiàng)至關(guān)重要的工作。

2 試驗(yàn)機(jī)改裝電纜敷設(shè)現(xiàn)狀及存在的問題

試驗(yàn)機(jī)改裝是在原機(jī)各系統(tǒng)設(shè)備全狀態(tài)的情況下，在有限的空間內(nèi)對(duì)要加裝的系統(tǒng)設(shè)備、傳感器重新確定部位進(jìn)行安裝，加裝的系統(tǒng)設(shè)備之間交聯(lián)的電纜幾乎沒有明確的敷設(shè)通道，導(dǎo)致電纜的敷設(shè)工藝質(zhì)量不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，尤其是在民機(jī)的改裝中體現(xiàn)得尤為突出。

目前，試驗(yàn)機(jī)改裝施工的重點(diǎn)集中在任務(wù)的完成上，忽視了改裝質(zhì)量和精細(xì)程度，存在明顯的工藝粗糙、隨意性強(qiáng)、規(guī)范性差、可靠性低等缺點(diǎn)。粗獷的管理模式下，電纜敷設(shè)存在以下問題：①設(shè)備集中安裝的儀器桌/設(shè)備架上，設(shè)備的布局安裝不合理，電纜沒有分類成束沿通道敷設(shè)，各類地線接地點(diǎn)不具體，導(dǎo)致儀器桌/設(shè)備架上電纜比較雜亂。②從設(shè)備集中安裝的儀器桌/設(shè)備架向飛機(jī)其他部位敷設(shè)的電纜沒有明確的敷設(shè)主通道，導(dǎo)致敷設(shè)路徑上的電纜保護(hù)、固定、捆扎、隔離的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)度低。隨意敷設(shè)導(dǎo)致電纜過長(zhǎng)，存在交叉、纏繞、打結(jié)現(xiàn)象，電纜余量折疊捆扎在設(shè)備或傳感器附近，存在浪費(fèi)的同時(shí)造成電纜捆扎不規(guī)范，占據(jù)飛機(jī)有限的空間；電纜過短時(shí)制作對(duì)接加長(zhǎng)電纜，既浪費(fèi)原料又增加了工作量，拖延了改裝進(jìn)度；電纜束的不規(guī)范敷設(shè)不僅妨礙測(cè)試人員插拔記錄卡，又影響機(jī)務(wù)人員的定期維護(hù)工作；測(cè)試系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)難以確定故障點(diǎn)，增加了排故難度。③各類傳感器集中安裝的艙位、發(fā)動(dòng)機(jī)艙/發(fā)動(dòng)機(jī)、起落架艙上，電纜和各種管路交織在一起，距離活動(dòng)部位的間距不足，妨礙發(fā)動(dòng)機(jī)的安裝和脫出以及起落架的收放工作；電纜經(jīng)過高溫、油污區(qū)域時(shí)的隔離、保護(hù)不夠標(biāo)準(zhǔn)。④試驗(yàn)機(jī)平臺(tái)改裝中大功率供電電源線的敷設(shè)、固定、捆扎、保護(hù)不規(guī)范，給飛行試驗(yàn)埋下安全隱患。

3 原因分析

設(shè)計(jì)階段制定改裝方案時(shí)，設(shè)備集中安裝的儀器桌/設(shè)備架上，沒有按各類設(shè)備的功能以及之間電纜的交聯(lián)關(guān)系合理規(guī)劃布局，忽視了電纜敷設(shè)通道以及各類地線的接地點(diǎn)，導(dǎo)致電纜在儀器桌上下兩層之間跨接，使得儀器桌/設(shè)備架上電纜敷設(shè)混亂。另外，從左、右機(jī)翼，左、右起落架，垂平尾，發(fā)動(dòng)機(jī)等外部敷設(shè)到設(shè)備艙儀器桌上的電纜，由于沒有設(shè)計(jì)電纜工藝分離面，電纜匯集到儀器桌上同一個(gè)采集器插頭時(shí)容易造成電纜縱橫交織，給后續(xù)機(jī)務(wù)維護(hù)、儀器桌的拆卸帶來困難。

相關(guān)人員對(duì)電纜敷設(shè)所經(jīng)過的各個(gè)部位的結(jié)構(gòu)、活動(dòng)范圍、運(yùn)動(dòng)行程的了解不夠（比如起落架），導(dǎo)致電纜敷設(shè)通道選擇不合理，電纜的長(zhǎng)度無法精確測(cè)量，造成電纜過長(zhǎng)或過短；從原機(jī)抽引信號(hào)的系統(tǒng)設(shè)備分布在不同的部位，其電纜直接匯集到隔離盒或采集器，電纜過長(zhǎng)時(shí)造成電纜堆積、扭絞、打結(jié)，電纜過短時(shí)直接橫跨連接到設(shè)備上，導(dǎo)致電纜縱橫交錯(cuò)，直接影響電纜的整體敷設(shè)效果。

發(fā)動(dòng)機(jī)試飛改裝時(shí)，其上分布安裝著上百個(gè)型號(hào)的傳感器，每個(gè)傳感器的信號(hào)線和電源線沒有進(jìn)行線束分類和規(guī)劃具體敷設(shè)通道，給傳感器提供電源的插頭沒有明確的安裝部位，電纜過長(zhǎng)造成堆積和捆扎、固定、保護(hù)的不規(guī)范，電纜過短導(dǎo)致橫跨管路、油路和活動(dòng)部件，間隔距離不夠。

試驗(yàn)機(jī)平臺(tái)改裝時(shí)，給任務(wù)系統(tǒng)供電的大功率電源線，由于電纜的直徑粗、重量大、難以成型，導(dǎo)致敷設(shè)、固定、捆扎的不夠規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，特別是配電機(jī)柜內(nèi)部各類大功率的元器件體積較大，沒有按一級(jí)、二級(jí)供電的順序合理布局安裝元器件，造成機(jī)柜內(nèi)部各類元器件以及之間相連的匯流條、電纜的布局安裝不符合相關(guān)的工藝標(biāo)準(zhǔn)。

4 試驗(yàn)機(jī)改裝電纜敷設(shè)改進(jìn)措施

不同型號(hào)的試驗(yàn)機(jī)改裝任務(wù)需求不同，安裝的測(cè)試設(shè)備類型各異，傳感器安裝位置也不同，電纜敷設(shè)通道選取各有差異；直升機(jī)、運(yùn)輸機(jī)需要加裝的設(shè)備大多集中安裝在儀器桌上，而殲擊機(jī)系列飛機(jī)加裝的測(cè)試設(shè)備大多數(shù)集中安裝在機(jī)體某個(gè)艙內(nèi)（改裝搭建）的設(shè)備架上，如何巧妙、合理地在有限空間內(nèi)安裝需要加裝的設(shè)備及布局電纜敷設(shè)，對(duì)于設(shè)計(jì)和施工人員來說是考驗(yàn)。

4.1 電纜敷設(shè)設(shè)計(jì)階段

試驗(yàn)機(jī)改裝首先從熟悉技術(shù)條件、確定方案開始。充分利用飛機(jī)的現(xiàn)有空間，在不影響飛機(jī)安全飛行及各系統(tǒng)正常工作的前提下，首先上機(jī)進(jìn)行細(xì)致、準(zhǔn)確的測(cè)量，考慮的因素如下：①按照設(shè)備/傳感器安裝的精度要求來確定安裝位置；②電纜敷設(shè)主通道和電纜長(zhǎng)度；③大功率電源線纜的敷設(shè)、固定、保護(hù)方式；④電纜工藝分離面的設(shè)置；⑤穿艙密封插座形式和安裝位置；⑥電源引取部位和方式；⑦線束規(guī)劃；⑧抽引信號(hào)的部位和方式；⑨電源地線接地點(diǎn)選取。

應(yīng)制訂和編寫詳細(xì)、可靠、完善的改裝方案，因此，全機(jī)改裝是否達(dá)到精細(xì)化、規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，極大程度取決于改裝方案是否細(xì)致、精確、可靠。

4.2 電纜敷設(shè)前期準(zhǔn)備和管理

依照施工圖紙和工藝規(guī)范，先地面加工電纜一端的插頭，末端做好標(biāo)記，要求字跡清晰、去向明確，對(duì)需要敷設(shè)的電纜全面檢查，應(yīng)符合圖紙和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，重點(diǎn)檢查電源線外絕緣層的性能，并把電纜分類綁扎成束。在電連接器端標(biāo)記圖紙頁碼、部位和類型，按不同部位、類型進(jìn)行管理；分類成束的電纜應(yīng)平行、順直，不扭曲、繃緊或扭絞。

4.3 儀器桌/架上設(shè)備安裝及電纜敷設(shè)

4.3.1 設(shè)備安裝

優(yōu)化設(shè)備的安裝?？紤]設(shè)備安裝位置、方向、減震、功能及電纜之間的交聯(lián)關(guān)系，插頭插拔、記錄卡的裝卸等因素，盡可能把有電纜交聯(lián)關(guān)系的設(shè)備安裝在同一層內(nèi)，避免在改變?cè)O(shè)備安裝位置或變換安裝方向時(shí)出現(xiàn)線束過長(zhǎng)造成堆積、過短、偏離敷設(shè)通道的情況。

4.3.2 儀器桌上電纜敷設(shè)

儀器桌上的電纜按照1∶1的比例繪制電纜布局圖，把電纜加工成成品電纜后進(jìn)行安裝。先把制作好的一端設(shè)備插頭對(duì)接到設(shè)備上，按照模板在電纜分叉點(diǎn)，根據(jù)接線關(guān)系依次將導(dǎo)線從線纜的一端排布到另一端，在儀器桌上完成分叉導(dǎo)線另一端的制作、固定，直至整束電纜成型，將儀器桌上設(shè)備和電纜全部完成后作為一個(gè)整體安裝到飛機(jī)上，如圖1所示。對(duì)于從儀器桌向飛機(jī)其他部位敷設(shè)的電纜，在儀器桌附近設(shè)置電纜工藝分離面，用卡箍把電纜工藝分離面固定好，再將電纜向其他部位敷設(shè)。

圖1 電纜布局圖

4.4 電纜上機(jī)敷設(shè)

4.4.1 敷設(shè)通道的選取原則

不同型號(hào)飛機(jī)電纜通道各異，同一種型號(hào)飛機(jī)有多種布線通道，應(yīng)綜合考慮，通道的選擇原則如下：①最好沿著原機(jī)電纜通道，而不阻塞原機(jī)電纜通道。②不影響原機(jī)設(shè)備的拆裝。③易產(chǎn)生干擾電纜、易受干擾電線、高電壓或大電流電源線應(yīng)與原機(jī)電纜及其他測(cè)試改裝電纜隔離，單獨(dú)敷設(shè)。極少數(shù)的改裝電纜沒有依附原機(jī)電纜進(jìn)行敷設(shè)，應(yīng)采取安裝卡箍的形式固定、捆扎。

4.4.2 電纜敷設(shè)通道優(yōu)化設(shè)計(jì)

隨著不同型號(hào)飛機(jī)定型試飛以及同類型飛機(jī)不同項(xiàng)目?jī)?nèi)容改裝任務(wù)的實(shí)施，為了規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)地敷設(shè)電纜，提高電氣改裝施工規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)度，盡可能地對(duì)同型號(hào)飛機(jī)的電纜敷設(shè)通道進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，從主機(jī)廠獲得飛機(jī)外形，或者通過逆向掃描技術(shù)獲得，針對(duì)同一類型飛機(jī)在機(jī)上選取不同基準(zhǔn)點(diǎn)，測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)之間的距離，在飛機(jī)上取樣、測(cè)量、放樣，利用CATIA軟件進(jìn)行電纜通道固化，在飛機(jī)模型圖上轉(zhuǎn)化成曲線，以確定電纜長(zhǎng)度，并標(biāo)明通道經(jīng)過的口蓋名稱，方便后期的改裝工作。

4.4.3 機(jī)上電纜余量控制

沿敷設(shè)通道把分類成束的電纜從設(shè)備一端開始敷設(shè)到另一端傳感器（或工藝分離面、密封座）進(jìn)行預(yù)固定后，剪掉多余電纜再完成另一端插頭制作。

4.5 發(fā)動(dòng)機(jī)上電纜敷設(shè)要求及改進(jìn)措施

4.5.1 技術(shù)要求

盡量遠(yuǎn)離電阻器、排氣管、加熱導(dǎo)管等發(fā)熱裝置，不應(yīng)在這些設(shè)備的上方敷設(shè)；高溫、油污、高振區(qū)域的線束捆扎，應(yīng)按照材料的溫度等級(jí)和抵抗液壓油腐蝕能力等級(jí)選取，禁止使用尼龍系帶。

4.5.2 發(fā)動(dòng)機(jī)部位電纜敷設(shè)

4.5.2.1 沿發(fā)動(dòng)機(jī)艙壁敷設(shè)電纜

先把從儀器桌/架敷設(shè)到發(fā)動(dòng)機(jī)艙的電纜在合適的位置設(shè)置電纜分離面，再?gòu)姆蛛x面沿著發(fā)動(dòng)機(jī)艙壁電纜通道敷設(shè)到傳感器處，預(yù)固定后剪掉余量再進(jìn)行插頭制作，按照發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)電纜敷設(shè)要求進(jìn)行固定、捆扎、保護(hù)。

4.5.2.2 發(fā)動(dòng)機(jī)上電纜敷設(shè)

這部分電纜可制作成成品電纜安裝到發(fā)動(dòng)機(jī)上，其安裝要求是應(yīng)平行于管路敷設(shè)、固定，對(duì)于不同級(jí)別的振動(dòng)、高溫區(qū)域，捆扎按照相關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施。

4.5.2.3 發(fā)動(dòng)機(jī)部位捆扎電纜使用的線卡選擇

線卡種類和尺寸的選用：不同種類的導(dǎo)線束卡子材質(zhì)、尺寸、安裝環(huán)境不同，適用導(dǎo)線束的直徑也不同，施工時(shí)應(yīng)按具體情況選擇直徑恰好與線束直徑相一致或者略微大于導(dǎo)線直徑的導(dǎo)線卡子。

4.6 大功率供電電源線敷設(shè)改進(jìn)措施

首先繪制出詳細(xì)、可靠的電纜安裝、固定、保護(hù)裝配圖；考慮粗電源線的載流量、重量、彎曲半徑，定期方便維護(hù)；和其他電纜分開敷設(shè)固定，避開高溫區(qū)、活動(dòng)部件、油門鋼索、尖銳的隔框，每隔一定距離用特殊卡箍固定；粗電源線接線端子處留有足夠的松弛量，必要時(shí)就近使用卡箍進(jìn)行固定，以防飛機(jī)振動(dòng)引起電纜擺動(dòng)致使接線端子變形；機(jī)柜內(nèi)部各類元器件按配電級(jí)別分布安裝，匯流條之間間隔一定的安全距離，控制線和電源線以及交、直流電纜盡量分開敷設(shè)，給互感器留夠安裝位置，盡可能把配電機(jī)柜做成獨(dú)立的、完整的機(jī)柜，避免在機(jī)柜的不同面進(jìn)行粗電源線的連接。

4.7 起落架電纜敷設(shè)改進(jìn)措施

掌握不同型號(hào)飛機(jī)起落架的結(jié)構(gòu)、工作原理、收放時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡、行程的范圍等因素，確定電纜的長(zhǎng)度和敷設(shè)路徑、固定方式；敷設(shè)電纜時(shí)應(yīng)不影響其收放自如，避開活動(dòng)部位，對(duì)于裸露的電纜應(yīng)用布套進(jìn)行保護(hù)，不應(yīng)有余量堆積，應(yīng)變、

位移、壓力、過載等傳感器對(duì)接插頭應(yīng)放置在安全空間內(nèi)；殲擊機(jī)系列起落架一般安裝剎車壓力、過載、位移等傳感器，電纜應(yīng)沿著原機(jī)電纜走向敷設(shè)，過載傳感器附近的電纜應(yīng)繞過起落架支柱的軸心，留有足夠的余量，以防輪胎收放時(shí)拉斷電纜；捆扎拉線位移傳感器的電纜時(shí)應(yīng)留有前輪左右轉(zhuǎn)彎時(shí)的余量；大型運(yùn)輸機(jī)起落架一般安裝有應(yīng)變、剎車壓力、位移、過載等傳感器，一般沿著起落架原機(jī)電纜進(jìn)行敷設(shè)，位移傳感器有的安裝在起落架支柱的作動(dòng)筒上，電纜的敷設(shè)和余量按照其行程大小留取，以不影響作動(dòng)筒的工作，又不拉斷電纜為準(zhǔn)，全部采用鐵皮卡帶固定，電纜捆扎完成后應(yīng)配合機(jī)務(wù)進(jìn)行起落架收放工作。

5 結(jié)束語

本文對(duì)試驗(yàn)機(jī)改裝電纜敷設(shè)現(xiàn)狀、存在的問題、產(chǎn)生的原因進(jìn)行了分析，并對(duì)改進(jìn)措施進(jìn)行了詳細(xì)闡述。通過上述改進(jìn)措施在實(shí)際改裝中的應(yīng)用，使電纜敷設(shè)達(dá)到了橫平豎直、美觀、整齊，敷設(shè)質(zhì)量達(dá)到規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的要求。在直升機(jī)、殲擊機(jī)、大型運(yùn)輸機(jī)等不同型號(hào)多架試驗(yàn)機(jī)上具體實(shí)施，證實(shí)了上述電纜敷設(shè)改進(jìn)措施的可行性，以期為后續(xù)試驗(yàn)機(jī)改裝電纜敷設(shè)施工提供借鑒。

TD611

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.13.029

2095－6835（2019）13－0072－02

譚秀萍（1966—），女，陜西臨潼人，高級(jí)工程師，現(xiàn)從事試驗(yàn)機(jī)電氣改裝方面的研究。張琦（1991—），男，陜西周至人，工程師，現(xiàn)從事試驗(yàn)機(jī)電氣改裝方面的研究。韓晨興（1986—），男，陜西藍(lán)田人，現(xiàn)從事試驗(yàn)機(jī)改裝方面的研究。趙淵昉（1985—），女，陜西澄城人，現(xiàn)從事試驗(yàn)機(jī)電氣改裝方面的研究。

〔編輯：張思楠〕