尼古拉斯·赖特EMC伙伴AG)、Laufen瑞士
许多干扰源会影响正确的功能,因此飞机的安全。最新的商业客机设计包括许多技术变革需要回顾航电系统测试需求。
今天的趋势是朝着结构由碳纤维增强塑料(CFRP)材料提供所有先前的材料的强度但显著节省重量。过去的几十年里已经看到越来越多的复合材料在飞机结构中使用,以最新的设计从空客A350和波音(787)。后者包括CFRP材料50%以上。
并行使用的电气和电子系统的类型和数量也急剧增加。一些最新的系统依赖于变频电源和电力系统从厨房咖啡机代替传统液压控制飞行的表面。
要求RTCA做- 160和EUROCAE ED-14体现的许多测试在商用飞机上执行。两个文档实际上是发表在RTCA之间的协议下,EUROCAE和航空航天工程师,这样的社会内容是相同的。
做的所有部分- 160本身同样重要,但部分22和17是讨论的焦点。
22节讨论了间接雷击测试要求测试的设备安装在一个飞机。
最新一代飞机的航空电子设备要求测试没有经验的存在。飞机制造商的责任是确保适当的测试执行。- 160 / ED-14仍然是这些测试的基础,但单独的标准是新兴的特定的飞机类型要求考虑施工、材料和电子产品。
间接闪电需求
22 - 160 / ED-14部分定义了一系列的波形,代表脉冲能量进入一个飞机和被诱导到电缆包内结构。这可以通过诱导发生通过电阻耦合或E和H字段。基于数十年的经验,六个波形已定义和应用损伤评估(注射针)与固定测试系统阻抗或电缆和地面注入扰动(单个中风,多个中风和多发性破裂)测试。
电缆束和地面注入测试指定一个测试级别(电压,电流),应在电缆来实现。这是加上一个极限电流或电压水平。电压波形被定义为拥有一个主要形式(WF2、3、4),目前的形式(WF1, 3, 5, 5, 6)或混合形式(WF3)。后者可以定义的电压或电流。
没有测试设备阻抗的定义和电缆包阻抗对测试结果有很大的影响。
考虑到设计的变化,飞机制造商的原则是根据他们的需求- 160但是有一些偏差。
这是什么意思的测试设备和测试工程师?
- 160 / ED-14方法需要不断监测冲动作为测试信号增加到所需的级别。这是劳动密集型,还存在一种风险,即电缆阻抗可以防止测试或限制水平。
这种情况需要进一步测试过程和更多的时间。因为这些测试类型已经可以运行许多几天甚至几周时间,进一步扩展是不可取的。
波音测试需求设定电压电缆应该达到的水平,即使这意味着超过当前的限制。这仍然是依赖电缆阻抗和可能需要改变测试设备。
空客已经到达一个解决方案,独立于电缆阻抗实际上符合大多数国际脉冲标准。测试系统(发电机、耦合器和电缆)与固定校准阻抗针注射。校准后,测试可以不执行监控电缆束脉冲水平。
混合信号发生器是一种电路设计的动态行为是众所周知的。脉冲波形中指定开路和短路。这种设计的优点是独立于负载阻抗(如电缆长度、铝或碳纤维结构)的测试结果是可重复的和可比性。混合解决方案是唯一发生器设计出类似的测试结果在完成得过负载范围。
电压尖峰需求
17 - 160 / ED-14部分指定要求在飞机电力系统电压峰值。周围一直存在电压峰值传输系统在飞机布线。在现代,越来越复杂的电子系统和完整的计算机控制平台的出现意味着需要解决电压峰值水平完全不同的过去。飞机包含许多来源,可以„生成“电压峰值。最可能的源电压峰值的电动马达。所有的汽车都是电感器在电力线路安装。能量存储在电感的磁场,当权力被删除,释放与振幅峰值与电感,因此电机的大小成正比。在现代平台有一种倾向,将添加越来越多的汽车自动化某些功能。巨大的汽车飞机襟翼和起落架驱动。因为电机的尺寸,峰值可以达到很多次额定电压水平。
现象是相当有名,许多已经存在的标准,然而,随着技术的挑战,现有的想法需要挑战和在必要时修改。特别是“飞行线控”技术的使用需要一个新的水平的免疫电压峰值,以确保飞机的安全。
需求
- 160和ED-14是相同的和17节解决电压峰值测试需求。所使用的“经典”2/10us脉冲发生器的50欧姆阻抗测试交流和直流系统。
最新版的空客a350宽体飞机ABD0100.1.8指定测试要求。它是专门针对包括定制空客在几十年的经验。电压峰值测试包含在本文档中,最初是作为规范AMD-24 C用于A400M军用运输机和A380双层。基于2/10us冲动,这个需求进一步增加了4波形。2/100us, 2/50us 2/200us 2/400us。随着脉冲宽度的增加,测试振幅降低。意图是注入能量水平高得过电缆,从而提高基本DO160 / ED14需求。为了实现这一目标,发电机阻抗降低到5欧姆除了2/10us脉冲,这仍然是在50欧姆。为降低阻抗有一个合理的解释。电源阻抗很低,所以从发电机到电缆最大能量转移两个应该,在理想的情况下,匹配。
时间越长脉冲产生更多的能量以更低的频率。发电机具有高输出阻抗低阻抗负载会消耗能源内部,而不是将其传输到负载。2µs上升产生频率(3 db点)的大约200 khz,所以大部分的能量是在较低的频率。
在所有情况下,做- 160,ED-14 ABD0100.1.8,指定注射在有线电视只包。首选应用程序方法在所有情况下连续注入。这需要脉冲耦合到得电缆包使用电感耦合夹。连续注入是最广泛使用的耦合的非侵入性的性质。耦合器的类型必须有正确的带宽用于准确地传送的冲动和不饱和的交流或直流电源时得通过。
电力线耦合,会有一个倾向于脉冲能量流入低阻抗电源而不是得过。这是经常被忽视但只是解决包含10µf电容器安装阶段和中性或阶段之间为三相供应阶段。这增加了高阻抗脉冲能量块,指挥得过。
一条主线贯穿各种标准是需要重叠脉冲同时所有行。这是什么意思?每个电缆连接到一个得过应该受到脉冲同时,还是这个需求是指所有的电线在一个单一的电缆包。DO160 / EUROCAE中的图表显示了测试一个电缆。
然而,ABD0100.1.8并请求同步测试所有包含电线电缆连接到任何一个得过。这是合乎逻辑的,因为电压峰值循环系统中同时将影响所有电源接口。
结论
飞机和旅游公共安全是至关重要的。保持当前的高标准随着技术的发展,有必要重新思考测试需求。
关于作者
尼古拉斯•莱特英国伍斯特大学受过教育。他曾为英国M.O.D.军事项目,马可尼和通用电气航空电子设备。EMC的进入这个领域,他一直担任产品经理和区域销售经理,以他目前的地位国际销售经理EMC伙伴位于瑞士。
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