一、前言
隨著電子信息技術的飛速發展, 飛機擁有越來越多的電子系統和設備。飛機控制和控制系統的在提供便利性和經濟效益的同時也面臨很多電磁干擾問題。特別是對飛機發動機電子控制系統的功率和安全性的影響, 所帶來的損壞往往是致命的。
電磁脈沖主要的類型有靜電脈沖, 脈沖電磁脈沖。一般來說高空電磁頻譜幾乎涵蓋了所有電子和飛機設備的工作范圍。因此, 高空電磁波對飛機控制和控制系統構成嚴重威脅。發動機的電子控制系統是飛機整個電子控制系統的支柱, 也是最容易受到電磁脈沖干擾的部分, 研究電磁脈沖和發動機優化技術對飛機發動機的影響對于提高飛機的電磁場損傷能力至關重要。
二、EMP效應實驗配置及方法
EMP效應實驗的實驗配置由臺式靜電放電 (ESD) 抗干擾實驗標準裝置, ESD模擬器, 電場傳感器和示波器組成。生成EMP需要借助桌面設備和靜電放電模擬器, 測量電路板上敏感點處的輻射場波形和干擾波形是通過電場傳感器和示波器來調控。選擇專門為電磁脈沖效應實驗設計的數據訪問系統作為實驗對象。數據訪問放置在距垂直耦合板約10cm的水平耦合板上。放電產生的EMP輻照數據訪問。自動數據訪問將在EMP輻射下顯示干擾和損壞。在測試外部數據訪問效果時, 程序將清除所有外部數據訪問單元, 然后執行開關下指令。當開關結束時, 按外部中斷開關執行外部程序間中斷以進行數據訪問, 并驗證數據訪問產生了變化。
三、發動機電控系統電磁加固目標及方法
發動機電控系統電磁加固, 可根據實際需要加強。飛機電子控制系統的電磁的加固要通過屏蔽法。
(一) 電磁加固設計目標
飛機的關鍵系統是發動機電子控制系統。其任何故障或缺乏都會影響飛機的機動性和安全性。為了確保在電磁脈沖環境中的可靠性能, 電子控制系統布線利用根據安全要求驅動的發動機的功率。磁保護的系統優化目標增加了16.5dB
(二) 線束屏蔽方法
線束屏蔽有三種主要方式:柔性軟管, 剛性導體和高磁性材料。在固體材料不能用作保護層的情況下, 編織材料或多孔材料用作保護層。它不僅具有屏蔽的優點但容易折疊, 它也很輕巧。
(三) 常用的線束屏蔽材料
常用的線束屏蔽材料有以下幾種:
金屬網:金屬網, 編織材料為鍍錫銅。編織密度為90%以上。
導電帶:電導體包括金屬箔和導體條?？梢赃B接到金屬表面, 以提供電路中的電氣連接和插座的電源。在1MHz的頻率范圍內, 保護性能最高可達30分貝。
屏蔽熱縮管:它是放在線束上的可以直接放在上面。在熱管中具有高導電性和熱收縮性。典型的涂層材料是銀, 因此熱屏蔽, 高收縮管保護, 熱縮管的成本高。使360具有良好的屏蔽和導體插頭之間的電連接。14kz-10ghz條的保護性能可以通過35db-70db。
屏蔽套筒:外部雙層材料為電磁屏蔽套筒制成金屬外衣, 外層由電絕緣和阻燃材料制成, 內層由薄金屬 (鋁, 錫和銅) 制成。電氣保護套用于纏繞單獨的布線, 以保護和屏蔽頻率范圍內的1GHz電磁場。屏蔽效果一般為35db。
四、線束屏蔽方案設計
在極端情況下, 電壓或電流過快可能會導致電子設備中的電子設備受到干擾。無法恢復組件和電子組件的永久性損壞。
屏蔽是防止電磁波的有效手段。但該飛機的線束有復雜的方向, 多個彎道, 不同長度和有限的安裝空間特征。設計了三種線束屏蔽方案, 為防止捆扎提供參考。
(一) 導電布膠帶屏蔽方案
用于電弧保護的最常用的屏蔽材料包括兩種銅箔材料和帶膠導電布, 其中銅箔的保護性能高于材料。導電但線束在用銅箔保護后易碎并硬化, 易于開裂。所以這個解決方案使用導電膠帶包裹屏蔽。
優點:易于實施、通用性強、應用范圍廣。
缺點:導電織物的保護性能受到限制, 在穿透銅箔后, 線束相對剛性和脆性, 易于吸收裂縫, 工程水平低, 需要手動線圈。
適用線束:駕駛室線束、底盤線束和線束分叉處等。
標準GJB1210-91中建議將線束保護在四層彎曲處, 這樣可以提供非常高的保護。但是保護后導線的直徑會更大?？梢赃m當地使用單件半線圈方法。某型飛機駕駛室線束使用銅箔和導電布膠帶單層纏繞屏蔽, 黑色部分為絕緣的膠帶, 對導電布膠帶起到絕緣和保護的作用。
(二) 屏蔽袖套屏蔽方案
根據導線的直徑和用于卷和屏蔽的導電帶選擇尺寸。具有防屏蔽保護的有點屏蔽袖套方案實施有以下幾個關鍵點:
1. 分叉處的處理
線束分叉處用導電布膠帶纏繞, 將卡扣及其周圍2-3cm長的波紋管完全包住。
2. 線束末端處理
從終端設備的連接點開始2cm, 使用導電膠帶包住引腳和端子。金屬部件完全附著在端件的金屬部分上。
3. 絕緣保護處理
使用帶絕緣膠帶的導電膠帶, 并用導電膠帶固定套管。提高絕緣套管的使用年限。
(三) 防波套屏蔽方案
防波套是采用鍍錫銅線經多股編織成空心編織套。其在性能上具有以下特點:
優點:屏蔽效果好、所占空間小、抗拉性能及延展性能比較好、使用壽命比較長。
缺點:由于材質的原因, 導致防波套的編織鍍錫銅絲細、分叉處理的比較困難、容易受到外力因素損壞。
適用線束:發動機線束的線束兩邊末端至少有一部分塑料插接件的, 沒有塑料連接器, 駕駛室線束, 底盤線束等。
針對防波套屏蔽方案所采用的材料容易被刮破和腐蝕的弱點, 本文設計了更加合理的方案:線束+ (熱縮管) + (防波套) + (熱縮管) 。
熱縮管:熱縮管是由聚烯烴制成的柔性絕緣體, 在高溫下加熱時, 熱縮管的尺寸減小, 直徑減小。隔熱罩可保護外殼免受雨水侵害, 防止外殼刮傷尖銳物體, 并起到防止電線上的灰塵, 熱量和磨損的作用。
屏蔽實現的要點是:
1. 選用耐磨套管
應根據線束的直徑增加10-30%以上的規格。線束的末端可以用絕緣膠帶包起來形成一個整體, 然后可以磨損線束。這必須這樣處理, 否則松散的線束不能穿任何鞘。
2. 線束和叉處理
使小直徑的線束與大直徑的防波套筒在空間上盡量壓緊接觸, 在此之后, 需要采用屏蔽裝訂技術。裝訂方法應當參照《線束制造技術規程》規定的方法進行線束和叉處理。需要特別注意的是, 在操作過程中確保電接觸的良好, 在防刮蝕處理方面, 可以采用熱縮管對其進行保護。
3. 多層護套線束的分叉處理
護套的尺寸再設計的時候也應該考慮在內。第一層拼接的主端應比設計尺寸短約200毫米, 主端與第二層分叉的長度應比設計尺寸短約100毫米, 而兩端的第三拼接位置的實際長度應為相應部位的長度。
4. 線束屏蔽層的終端加工
屏蔽端部為法蘭連接, 所需長度和接地線類型繞屏蔽端部繞一圈后旋轉出來。繞組寬度通常是直徑的1-1.5倍。熱縮管或焊帶用于加強絕緣, 以確保愈合強度和電連接良好。
五、總結
隨著電磁脈沖環境的復雜性和飛機電子控制系統的智能和電子集成使飛機對電磁脈沖更敏感。在復雜而強大的電磁脈沖環境中提高飛機的生存率。特別是核心發動機的電子控制系統。因此, 研究飛機發動機電子控制系統的電磁脈沖效應和增強技術具有重要的現實意義。
摘要：現階段電子信息技術的發展速度日新月異, 電磁脈沖技術的干擾對生產安全和現代生活產生了重要的影響, 尤其是飛行設備。飛機是作為重要的交通工具, 敏感的操作系統和設備易受高強度電磁環境 (如核爆炸和雷擊) 的干擾或損壞。特別是, 作為飛機控制的重要部分的發動機的故障或缺乏發動機控制將直接影響飛機運動的暫時或永久損失。因此, 研究飛機的電磁脈沖和增強發動機控制系統對于飛機的機動性和安全性是重要的, 并且是該領域的關鍵研究途徑之一。本文專注于飛機的電磁脈沖防御能力和發動機電子控制系統的重要匹配模式, 對器件端口的擾動波形的參數進行了系統模擬計算。證明了加固計劃的可行性和有效性, 作為飛機電磁脈沖加固設計和操作的參考。
關鍵詞：電磁脈沖效應,加固技術,電子控制系統,飛機發動機
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