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摘 要:布线是民用飞机上的一个重要流程,它将民用飞机上的航空电子系统和部件联系起来,支持各系统的正常运行。因布线系统与飞行安全息息相关,所以世界上民用航空组织、国际标准组织,以及飞机制造厂家都出台了许多标准法规,对布线的物料方面规定了许多要求。
关键词:布线,阻燃,电位腐蚀,电弧
1.引言
布线是民用飞机上的一个重要流程,它将民用飞机上的航空电子系统和部件联系起来,支持各系统的正常运行。世界上民用航空组织、国际标准组织,以及飞机制造厂家都出台了许多标准法规,对布线的物料方面规定了许多要求。
2.供应商管理
物料的输入,应建立完备的供应商审核制度,对物料的来源进行控制管理;并制定合格零件清单(QPL,Qualified Parts List)。
在采购物料时,如果有相对应的标准,应根据标准要求验证物料性能;如果无相关标准,则根据设计需求,来验证物料性能是否符合需求。
供应商应提供相关文件以证明物料的来源、性能测试等符合标准或设计需求。
3.保质期和保存期
在布线过程中,应严格把控物料的存储期和使用期。
物料为了确保在使用的时候能达到预期寿命,应提供在一定保存环境条件下的保质期或保存期,甚至以上两种。例如在存储过程中,接触空气导致物料镀锡部位氧化变脆、接触电阻增大等不良后果。又例如密封胶遇到氧气导致粘性降低,使粘接效果不满足实际需求等。
4.使用温度
民用飞机存在温度较高的区域,如动力系统区域、辅助动力装置(APU)区域等,此区域内布线要求选用最高温度级别物料,应根据使用环境及工作状态选择合适的温度级别物料。在波音公司标准线路施工手册(SWPM STANDARD WIRING PRACTICES MANUAL)中,其对物料的温度分级如下:
表1 材料温度级别
等级 最高温度(摄氏度)
A 100
B 135
C 180
D 260
注:材料的温度级别按最高持续工作温度来分级制定,A级最低,D级最高。
5.材质选择的要求
5.1金属材料
布线材料中固定支架、线卡、紧固件等需要金属材料。金属材料的表面应有防腐蚀处理,此外还需考虑不同的金属材料在接触时产生的电位腐蚀,电位差越大,表明腐蚀效果越强。关于不同金属材料相接触的是否能保持稳定,以及金属表面推荐的处理方式,详细内容参见MIL-STD-889。
5.2非金属材料
布线材料中,非金属材料使用的最大的方面为绝缘保护。作为绝缘保护的材料,除需保证足够绝缘电阻和强度,还要能承受较高的温度、抗电弧等,此外适航规章CCAR 25.853对非金属材料的燃烧方面有限制要求,因此还应考虑材料的阻燃性、燃烧产生的烟雾和毒性,以保证人员的安全。
绝缘性能测试、强度测试、燃烧测试可参考标准MIL-STD-202,抗电弧测试可参考标准ASTM D495。波音公司和空客公司也针对非金属材料燃烧出台了一些内部标准,如波音公司的BSS7238、BSS7239和空客公司的ABD 0031,都对材料燃烧和燃烧产生的烟雾、毒性给出了最低要求。
因聚氯乙烯(PVC)材料燃烧毒性较大,标准SAE AS50881中已要求限制使用。
6.电缆的选用要求
为了满足适航规章CCAR-25-R4运输类飞机适航标准H分部“电气线路互联系统(EWIS)”要求,电缆的最大使用温度不应超过其额定温度。在电缆选择时一般考虑如下因素:使用环境、电流、压降等。在选择电缆的时候,必须考虑所选择的线缆与所可能遇到的最严酷的环境相适应境。如发动机舱火警探测和可燃液体切断控制电缆,必须考虑能承受1093°C(2000°F)最短5分钟,以保证有足够的反应时间。
6.1导体部分
航空线缆的导体部分材料一般有两种:铜导体及铝导体。铝导体导电性能和强度较铜导体差,使用的温度也比较低,因此使用范围较小,其一般使用温度为150°C到175°C。
在使用铜导体的时候,因裸漏的纯铜及铜合金容易表面氧化,增大接触电阻,故要求铜导体表面增加镀层。目前存在三种镀层,镀锡、镀银、镀镍,三种镀层的化学性质不一致,使用温度范围也就不同,镀锡铜导线的最高使用温度为150°C,镀银铜导线的最高使用温度为200°C,镀镍铜导线的最高使用温度为260°C。
电缆的导体材料及表面镀层处理要求可参考MIL-DTL-29606。
同时,导线的芯线为了避免疲劳断裂,一般采用多芯绞合。
6.2绝缘部分
导线的绝缘部分,应根据敷设环境选择,如耐磨、抗电弧、抗腐蚀、抗剪切、阻燃等特性。其中耐电弧是必须关注的一个特性。电弧瞬间产生高温,会引起绝缘部分热裂解,造成绝缘部分碳化而具有导电性,因此应选择使用耐电弧性好的绝缘材料。
7.连接器的选用要求
在连接器选用时,除需考虑防水防尘外,在必要的部位,比如飞机的高温区域,连接器需要承受更高的温度,保证飞机基础设备的工作稳定性。
7.1外形
民用飞机常用圆形连接器和矩形连接器,按基本常用可分为三类标准及规格:美国军用标准、欧洲标准、ARINC规格,其中ARINC 404、ARINC 600一般作为电子设备的外部连接器。
7.2压接与焊接
连接器的插针优先采用压接类型。对比焊接类型的插针,压接类型插针在整个寿命期内,插针与电缆的固定良好,前后连接性能变化不大,而对于焊接类型插针,使用过程受热使焊料氧化变脆,容易造成插针与连接电缆虚焊或脱落。
8.护套的选用要求
常用护套有热缩套管和非热缩套管。
热缩套管的规格应符合SAE AMS-DTL-23053或MIL-PRF-46846,非热缩套管的规格应符合MIL-I-631或MIL-I-3190。
聚氯乙烯(PVC)材料的护套严禁选用。
参考文献
CCAR-25-R4运输類飞机适航标准 2011 中国民用航空局
MIL-STD-202H ELECTRONIC AND ELECTRICAL COMPONENT PARTS 2015 U.S. Government
MIL-STD-889B MILITARY STANDARD: DISSIMILAR METALS 1976 U.S. Government
关键词:布线,阻燃,电位腐蚀,电弧
1.引言
布线是民用飞机上的一个重要流程,它将民用飞机上的航空电子系统和部件联系起来,支持各系统的正常运行。世界上民用航空组织、国际标准组织,以及飞机制造厂家都出台了许多标准法规,对布线的物料方面规定了许多要求。
2.供应商管理
物料的输入,应建立完备的供应商审核制度,对物料的来源进行控制管理;并制定合格零件清单(QPL,Qualified Parts List)。
在采购物料时,如果有相对应的标准,应根据标准要求验证物料性能;如果无相关标准,则根据设计需求,来验证物料性能是否符合需求。
供应商应提供相关文件以证明物料的来源、性能测试等符合标准或设计需求。
3.保质期和保存期
在布线过程中,应严格把控物料的存储期和使用期。
物料为了确保在使用的时候能达到预期寿命,应提供在一定保存环境条件下的保质期或保存期,甚至以上两种。例如在存储过程中,接触空气导致物料镀锡部位氧化变脆、接触电阻增大等不良后果。又例如密封胶遇到氧气导致粘性降低,使粘接效果不满足实际需求等。
4.使用温度
民用飞机存在温度较高的区域,如动力系统区域、辅助动力装置(APU)区域等,此区域内布线要求选用最高温度级别物料,应根据使用环境及工作状态选择合适的温度级别物料。在波音公司标准线路施工手册(SWPM STANDARD WIRING PRACTICES MANUAL)中,其对物料的温度分级如下:
表1 材料温度级别
等级 最高温度(摄氏度)
A 100
B 135
C 180
D 260
注:材料的温度级别按最高持续工作温度来分级制定,A级最低,D级最高。
5.材质选择的要求
5.1金属材料
布线材料中固定支架、线卡、紧固件等需要金属材料。金属材料的表面应有防腐蚀处理,此外还需考虑不同的金属材料在接触时产生的电位腐蚀,电位差越大,表明腐蚀效果越强。关于不同金属材料相接触的是否能保持稳定,以及金属表面推荐的处理方式,详细内容参见MIL-STD-889。
5.2非金属材料
布线材料中,非金属材料使用的最大的方面为绝缘保护。作为绝缘保护的材料,除需保证足够绝缘电阻和强度,还要能承受较高的温度、抗电弧等,此外适航规章CCAR 25.853对非金属材料的燃烧方面有限制要求,因此还应考虑材料的阻燃性、燃烧产生的烟雾和毒性,以保证人员的安全。
绝缘性能测试、强度测试、燃烧测试可参考标准MIL-STD-202,抗电弧测试可参考标准ASTM D495。波音公司和空客公司也针对非金属材料燃烧出台了一些内部标准,如波音公司的BSS7238、BSS7239和空客公司的ABD 0031,都对材料燃烧和燃烧产生的烟雾、毒性给出了最低要求。
因聚氯乙烯(PVC)材料燃烧毒性较大,标准SAE AS50881中已要求限制使用。
6.电缆的选用要求
为了满足适航规章CCAR-25-R4运输类飞机适航标准H分部“电气线路互联系统(EWIS)”要求,电缆的最大使用温度不应超过其额定温度。在电缆选择时一般考虑如下因素:使用环境、电流、压降等。在选择电缆的时候,必须考虑所选择的线缆与所可能遇到的最严酷的环境相适应境。如发动机舱火警探测和可燃液体切断控制电缆,必须考虑能承受1093°C(2000°F)最短5分钟,以保证有足够的反应时间。
6.1导体部分
航空线缆的导体部分材料一般有两种:铜导体及铝导体。铝导体导电性能和强度较铜导体差,使用的温度也比较低,因此使用范围较小,其一般使用温度为150°C到175°C。
在使用铜导体的时候,因裸漏的纯铜及铜合金容易表面氧化,增大接触电阻,故要求铜导体表面增加镀层。目前存在三种镀层,镀锡、镀银、镀镍,三种镀层的化学性质不一致,使用温度范围也就不同,镀锡铜导线的最高使用温度为150°C,镀银铜导线的最高使用温度为200°C,镀镍铜导线的最高使用温度为260°C。
电缆的导体材料及表面镀层处理要求可参考MIL-DTL-29606。
同时,导线的芯线为了避免疲劳断裂,一般采用多芯绞合。
6.2绝缘部分
导线的绝缘部分,应根据敷设环境选择,如耐磨、抗电弧、抗腐蚀、抗剪切、阻燃等特性。其中耐电弧是必须关注的一个特性。电弧瞬间产生高温,会引起绝缘部分热裂解,造成绝缘部分碳化而具有导电性,因此应选择使用耐电弧性好的绝缘材料。
7.连接器的选用要求
在连接器选用时,除需考虑防水防尘外,在必要的部位,比如飞机的高温区域,连接器需要承受更高的温度,保证飞机基础设备的工作稳定性。
7.1外形
民用飞机常用圆形连接器和矩形连接器,按基本常用可分为三类标准及规格:美国军用标准、欧洲标准、ARINC规格,其中ARINC 404、ARINC 600一般作为电子设备的外部连接器。
7.2压接与焊接
连接器的插针优先采用压接类型。对比焊接类型的插针,压接类型插针在整个寿命期内,插针与电缆的固定良好,前后连接性能变化不大,而对于焊接类型插针,使用过程受热使焊料氧化变脆,容易造成插针与连接电缆虚焊或脱落。
8.护套的选用要求
常用护套有热缩套管和非热缩套管。
热缩套管的规格应符合SAE AMS-DTL-23053或MIL-PRF-46846,非热缩套管的规格应符合MIL-I-631或MIL-I-3190。
聚氯乙烯(PVC)材料的护套严禁选用。
参考文献
CCAR-25-R4运输類飞机适航标准 2011 中国民用航空局
MIL-STD-202H ELECTRONIC AND ELECTRICAL COMPONENT PARTS 2015 U.S. Government
MIL-STD-889B MILITARY STANDARD: DISSIMILAR METALS 1976 U.S. Government