孫瑋，趙淵昉，李凌

新型保險(xiǎn)絲盒

孫瑋，趙淵昉，李凌

（中國(guó)飛行試驗(yàn)研究院，陜西 西安 710089）

試驗(yàn)機(jī)測(cè)試改裝過(guò)程需要在原機(jī)系統(tǒng)采集各類(lèi)數(shù)據(jù)信號(hào)到測(cè)試系統(tǒng)，以獲取飛機(jī)的各類(lèi)性能信息，達(dá)到某型飛機(jī)設(shè)計(jì)定型或適航取證的目的，為保證原機(jī)電路安全，需要在測(cè)試改裝電路中使用保險(xiǎn)絲。設(shè)計(jì)了一種小型化、通用化、模塊化的新型保險(xiǎn)絲盒，改變了以往舊保險(xiǎn)絲盒安裝工藝煩瑣、體積大、質(zhì)量大的缺點(diǎn)，提高了工作效率，優(yōu)化了在飛機(jī)上安裝所需空間和質(zhì)量。

保險(xiǎn)絲盒；測(cè)試改裝；小型化；模塊

在測(cè)試改裝飛行試驗(yàn)中，通常需要在原機(jī)系統(tǒng)采集各類(lèi)數(shù)據(jù)信號(hào)到測(cè)試系統(tǒng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、分析，以獲取飛機(jī)的各類(lèi)性能信息，達(dá)到某型飛機(jī)設(shè)計(jì)定型或適航取證的目的。根據(jù)型號(hào)課題要求測(cè)試改裝要對(duì)原機(jī)的電壓進(jìn)行抽引或者測(cè)試改裝系統(tǒng)從原機(jī)引電，此時(shí)就需要在測(cè)試改裝電路中使用保險(xiǎn)絲對(duì)原機(jī)電路進(jìn)行保護(hù)，以此來(lái)保障原機(jī)電源系統(tǒng)的安全。為了對(duì)保險(xiǎn)絲進(jìn)行集中的排放，就設(shè)計(jì)了保險(xiǎn)絲盒。

以往的保險(xiǎn)絲盒采用的是保險(xiǎn)絲座安裝法，盒體的體積龐大，安裝復(fù)雜，在一些大型飛機(jī)的測(cè)試改裝中，常常會(huì)用到50多路的抽引，時(shí)常在抽引點(diǎn)附近無(wú)法找到合適的位置來(lái)安裝龐大的保險(xiǎn)絲盒，而安裝距離遠(yuǎn)就會(huì)導(dǎo)致所需線纜長(zhǎng)度增加，進(jìn)而會(huì)影響抽引信號(hào)質(zhì)量，導(dǎo)致信號(hào)受到干擾。在小型飛機(jī)的測(cè)試改裝中，由于飛機(jī)空間的限制，對(duì)加裝設(shè)備的質(zhì)量和安裝所占空間的要求更為苛刻。因此，為了使試飛測(cè)試改裝研究工作更順利高效地開(kāi)展，設(shè)計(jì)了新型TB/BS型保險(xiǎn)絲盒。

1 傳統(tǒng)保險(xiǎn)絲盒

1.1 概述

傳統(tǒng)的保險(xiǎn)絲盒是由TB/BS型保險(xiǎn)絲、保險(xiǎn)絲座、盒體、電連接器組成。TB/BS型保險(xiǎn)絲是一種一次性使用的電路保護(hù)電器。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，在飛機(jī)上應(yīng)用比較廣泛。它的主要元件是金屬熔絲。保險(xiǎn)絲以串聯(lián)方式接入被保護(hù)的電路中，當(dāng)被保護(hù)電路出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間過(guò)載或短路故障時(shí)，熔絲發(fā)熱到熔化溫度而熔斷，從而將電路切斷。保險(xiǎn)絲座為保險(xiǎn)絲提供絕緣保護(hù)，保證電路安全運(yùn)行的電器元件。保險(xiǎn)絲盒的安裝是先將保險(xiǎn)絲座通過(guò)螺母和墊片固定安裝到盒體上，再將保險(xiǎn)絲裝到其中。導(dǎo)線采用焊接方式連接到保險(xiǎn)絲座的兩端上，另一端壓接針（孔）進(jìn)入電連接器。

1.2 傳統(tǒng)保險(xiǎn)絲盒的不足

安裝工藝煩瑣。以往安裝保險(xiǎn)絲的方法是先將保險(xiǎn)絲座通過(guò)螺母和墊片固定安裝到盒體上，再將保險(xiǎn)絲裝到其中。但由于沒(méi)有安裝保險(xiǎn)絲座的專(zhuān)用工具，在進(jìn)行固定工作時(shí)都是用尖嘴鉗進(jìn)行緊固，不易操作且保險(xiǎn)絲座容易損傷。

安全性低。保險(xiǎn)絲座的固定蓋只能靠手?jǐn)Q緊，而飛機(jī)在試飛時(shí)會(huì)產(chǎn)生震動(dòng)，久而久之保險(xiǎn)絲座的固定蓋會(huì)存在松開(kāi)的風(fēng)險(xiǎn)，埋下隱患。

盒體質(zhì)量大、體積大。需要抽引數(shù)量多時(shí)的保險(xiǎn)絲電氣盒需要在飛機(jī)里占很大的空間，并且質(zhì)量大，安裝需要在原機(jī)結(jié)構(gòu)上打孔安裝，時(shí)常找不到合適的位置去安裝。小型飛機(jī)空間有限，盒體體積太大時(shí)可能存在沒(méi)有空間安裝的問(wèn)題，最后導(dǎo)致只能刪減試驗(yàn)機(jī)測(cè)試所需要的參數(shù)，增加了測(cè)試改裝和飛機(jī)設(shè)計(jì)定型的難度。

單一性。傳統(tǒng)保險(xiǎn)絲盒是僅針對(duì)當(dāng)前電氣改裝飛機(jī)參數(shù)所需要保險(xiǎn)絲數(shù)量進(jìn)行設(shè)計(jì)制作的，不能通用到其他飛機(jī)上。如果在使用過(guò)程里出現(xiàn)故障，要將盒子從飛機(jī)上拆除掉拿回操作間進(jìn)行更改后再重新安裝回飛機(jī)上，更改周期長(zhǎng)，會(huì)影響試驗(yàn)機(jī)試飛進(jìn)度。

針對(duì)以上問(wèn)題設(shè)計(jì)了新型TB/BS型保險(xiǎn)絲盒。

2 新型保險(xiǎn)絲盒

新型保險(xiǎn)絲盒是由盒體、TB/BS型保險(xiǎn)絲（28 V、115 V電壓采用TB型保險(xiǎn)絲，270 V電壓采用BS型保險(xiǎn)絲）和3個(gè)保險(xiǎn)絲絕緣座模塊、壓蓋、電連接器組成。一個(gè)絕緣座模塊里可以放4個(gè)保險(xiǎn)絲。

盒體的保護(hù)罩是由74 mm×54 mm×57 mm的鋼板加工而成。絕緣座模塊采用聚四氟乙烯材料制成，該材料具有高度的化學(xué)穩(wěn)定性和卓越的耐化學(xué)腐蝕能力，如耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑等，有突出的耐熱耐寒及耐磨性，對(duì)溫度的影響變化不大，溫度范圍廣，長(zhǎng)期使用溫度范圍為﹣200～+250 ℃，其在250 ℃的溫度下不熔化，在﹣260 ℃的超低溫中不發(fā)脆。同時(shí)具有優(yōu)異的電絕緣性，并且不受環(huán)境與頻率的影響，體積電阻可達(dá)1 018 Ω/cm，介質(zhì)損耗小，擊穿電壓高，報(bào)紙厚的一層薄膜，便足以抵擋1 500 V的高電壓。也具有不沾著、不吸水、阻燃、質(zhì)量小、成本低的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)此材料的機(jī)械性質(zhì)較軟，這樣在震動(dòng)過(guò)程中也會(huì)對(duì)保險(xiǎn)絲起到一定的保護(hù)作用。

試驗(yàn)機(jī)測(cè)試改裝中，配套測(cè)試板卡通道一般為8路，三相115 V交流電抽引時(shí)一般為9路，因此設(shè)計(jì)是以12路為一套組成一個(gè)模塊化盒子，留有保險(xiǎn)絲更換或者熔斷的備份。如果使用過(guò)程中保險(xiǎn)絲需要更換或者出現(xiàn)熔斷現(xiàn)象，只需要在電連接器端將備份保險(xiǎn)絲的針孔調(diào)到指定針孔號(hào)位置即可。

保險(xiǎn)絲通過(guò)焊接方式與電纜連接，保險(xiǎn)絲兩側(cè)位置進(jìn)行焊接，如圖1所示。絕緣座模塊有2個(gè)凹槽，再將焊接好的保險(xiǎn)絲放入絕緣座模塊里，焊點(diǎn)剛好進(jìn)入凹槽內(nèi)，凹槽與焊點(diǎn)之間通過(guò)剛性連接，焊點(diǎn)可以很好地被固定，同時(shí)也有很好的絕緣效果。之后絕緣座模塊上下以硅膠劑封堵，達(dá)到固定保險(xiǎn)絲、導(dǎo)線和減震的目的，如圖2所示。硅膠粘合劑有良好的粘附性，同時(shí)具有絕緣、防水、防潮以及密封等性能。電纜一端與保險(xiǎn)絲連接，另一端進(jìn)入電連接器。用壓接工具施以壓力，使壓接筒產(chǎn)生塑性變形，把導(dǎo)線與插針連接在一起，按照固定順序?qū)⒉遽標(biāo)腿腚娺B接器內(nèi)。蓋上壓蓋，如圖3所示。保險(xiǎn)絲盒裝備完成如圖4所示。

圖1 保險(xiǎn)絲焊接示意圖

圖2 保險(xiǎn)絲封裝示意圖

圖3 裝配圖

圖4 整體圖

3 效果對(duì)比

新型保險(xiǎn)絲盒本著小型化、通用化、模塊化的理念來(lái)創(chuàng)新設(shè)計(jì)，適用于所有機(jī)型的直流28 V、交流115 V、直流 270 V抽引?，F(xiàn)將新型保險(xiǎn)絲盒與舊款保險(xiǎn)絲盒進(jìn)行對(duì)比，更直觀地了解新型保險(xiǎn)絲盒的優(yōu)點(diǎn)。

3.1 小型化

新型保險(xiǎn)絲盒相較于以往的盒體，具有質(zhì)量小、體積小的特點(diǎn)。將舊款保險(xiǎn)絲盒的質(zhì)量與新型保險(xiǎn)絲盒的質(zhì)量進(jìn)行比較，結(jié)果如表1所示。

表1 舊款保險(xiǎn)絲盒與新型保險(xiǎn)絲盒的質(zhì)量比較結(jié)果（單位：g）

2個(gè)6個(gè)12個(gè)17個(gè) 舊款保險(xiǎn)絲盒2624038211 138 新型保險(xiǎn)絲盒（12個(gè)）383

由表1可看出，相比較同數(shù)量舊款保險(xiǎn)絲盒的質(zhì)量，新型保險(xiǎn)絲盒質(zhì)量減少了60%之多，采用2個(gè)新型保險(xiǎn)絲盒（含有24個(gè)保險(xiǎn)絲）的質(zhì)量要比舊款安裝17個(gè)保險(xiǎn)絲的保險(xiǎn)絲盒的質(zhì)量減少30%。

將舊款保險(xiǎn)絲盒的體積與新型保險(xiǎn)絲盒的體積進(jìn)行比較，結(jié)果如圖5所示。

圖5 舊款保險(xiǎn)絲盒與新型保險(xiǎn)絲盒的體積比較

從圖5中可看出，2個(gè)新型保險(xiǎn)絲盒（含有24個(gè)保險(xiǎn)絲）的體積比舊款安裝17個(gè)保險(xiǎn)絲的保險(xiǎn)絲盒的體積還要小，一個(gè)新型保險(xiǎn)絲盒的體積也要比舊款安裝6個(gè)保險(xiǎn)絲的保險(xiǎn)絲盒的體積小。同時(shí)，保險(xiǎn)絲盒體積的縮小很大程度上能優(yōu)化盒子在飛機(jī)上的安裝過(guò)程。

新型保險(xiǎn)絲盒的體積和質(zhì)量縮小了60%，解決了舊保險(xiǎn)絲盒安裝所需占原機(jī)空間大而找不到合適位置安裝的問(wèn)題。

3.2 通用化

適用于所有測(cè)試改裝機(jī)型的直流28 V、交流115 V、直流270 V抽引。如果在進(jìn)行試飛試驗(yàn)項(xiàng)目中，出現(xiàn)保險(xiǎn)絲需要更換的情況，以往是需要將舊保險(xiǎn)絲盒拆除拿回操作間進(jìn)行更改后再重新安裝回飛機(jī)上，更改周期長(zhǎng)，影響試驗(yàn)機(jī)試飛進(jìn)度。而現(xiàn)在新型保險(xiǎn)絲盒是通用的，可以替換，只需用另一個(gè)新的新型保險(xiǎn)絲盒替換安裝，更換安裝固定的4個(gè)螺釘即可，不影響試驗(yàn)機(jī)試飛進(jìn)度，保證試飛任務(wù)順利進(jìn)行。通用化的新型保險(xiǎn)絲盒使保障試飛時(shí)維護(hù)和更換保險(xiǎn)絲盒更高效方便。

3.3 模塊化

配套測(cè)試板卡通道一般為8路，三相115 V交流電抽引時(shí)一般為9路，設(shè)計(jì)以12路為一套組成一個(gè)模塊化盒子，留有保險(xiǎn)絲更換或者熔斷的備份，如保險(xiǎn)絲發(fā)現(xiàn)熔斷現(xiàn)象需要更換，只需在電連接器端將好的保險(xiǎn)絲對(duì)應(yīng)針孔調(diào)到所需針孔號(hào)處即可。

3.4 安全性高、維護(hù)性好

絕緣座模塊采用聚四氟乙烯材料，在飛機(jī)飛行過(guò)程中產(chǎn)生震動(dòng)時(shí)會(huì)對(duì)保險(xiǎn)絲起到一定保護(hù)作用。絕緣座模塊里的兩個(gè)凹槽與保險(xiǎn)絲上的焊點(diǎn)之間通過(guò)剛性連接，焊點(diǎn)可以被很好地固定，同時(shí)有很好的絕緣效果。絕緣座模塊上下以硅膠劑封堵保險(xiǎn)絲，達(dá)到固定和減震的目的。

3.5 制作成本低

絕緣座模塊是聚四氟乙烯材料，該材料價(jià)格相比保險(xiǎn)絲座的成本降低了很多，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能開(kāi)源、節(jié)省科研成本。

3.6 工序減少，工藝簡(jiǎn)單

舊保險(xiǎn)絲盒安裝工序是先將導(dǎo)線焊接到保險(xiǎn)絲座上，保險(xiǎn)絲座安裝到保險(xiǎn)絲盒上，再將保險(xiǎn)絲安裝到保險(xiǎn)絲座內(nèi)，擰上保險(xiǎn)絲固定蓋。而新保險(xiǎn)絲盒安裝工序是將導(dǎo)線直接焊接到保險(xiǎn)絲上，將保險(xiǎn)絲放入絕緣座模塊內(nèi)即可。大大減少了安裝保險(xiǎn)絲時(shí)的工序，省去了煩瑣的安裝步驟，提高了工作效率。

4 結(jié)束語(yǔ)

新型保險(xiǎn)絲盒本著小型化、通用化、模塊化的理念來(lái)創(chuàng)新設(shè)計(jì)，適用于所有機(jī)型的測(cè)試改裝使用，保險(xiǎn)絲盒的體積和質(zhì)量縮小了60%，減少操作工序，大大降低了制作成本，使用保證了電氣改裝工作中的安全性，電氣施工的便捷性和高效性，同時(shí)大幅提高了工作效率，節(jié)省原機(jī)空間、減輕質(zhì)量，維護(hù)性好、可靠性高、安全性高。

目前新型保險(xiǎn)絲盒已更替了舊的保險(xiǎn)絲盒，應(yīng)用于所有機(jī)型的電氣測(cè)試改裝系統(tǒng)中。通過(guò)多種機(jī)型、多次安裝和拆卸排故，新型保險(xiǎn)絲盒滿足試驗(yàn)機(jī)測(cè)試改裝的需求，使用效果受到一致好評(píng)，更好地保證了試飛進(jìn)度。

［1］徐海榮，么嬈.飛機(jī)電氣［M］.北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2014.

2095－6835（2020）24－0139－02

TM563

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2020.24.052

孫瑋（1994—），女，本科，助理工程師，主要從事試驗(yàn)機(jī)電氣改裝研究。 趙淵昉（1985—），女，本科，高級(jí)工，主要從事試驗(yàn)機(jī)電氣改裝研究。李凌（1988—），女，本科，高級(jí)工，主要從事試驗(yàn)機(jī)電氣改裝研究。

〔編輯：王霞〕