摘要: 飛機(jī)上很多系統(tǒng)存在復(fù)雜的電磁干擾現(xiàn)象,自然界的一些電磁效應(yīng)也會對飛機(jī)產(chǎn)生電磁干擾,嚴(yán)重的甚至?xí)?dǎo)致飛機(jī)的安全事故,所以對電磁干擾抑制就顯得尤為重要。本文主要介紹了飛機(jī)電纜的分類,并分析了各種電纜對電磁干擾的抑制作用。
關(guān)鍵詞:電磁干擾; 絞線;屏蔽線纜;同軸電纜
當(dāng)代飛機(jī)受電磁干擾問題的影響尤為突出。電磁干擾的產(chǎn)生主要有三個(gè)基本要素:干擾源、耦合電路、敏感體。要想使電磁干擾得到有效的控制,就要提高設(shè)備的電磁兼容能力。飛機(jī)上的各種電纜是信號傳輸?shù)闹匾M成部分,這就需要合理的抑制干擾技術(shù)。例如,選擇合理的接地點(diǎn)及接地方式;合理的布線、屏蔽、濾波等抑制技術(shù)。
一、飛機(jī)電纜的種類
飛機(jī)電纜是在絕緣層里有一根或多跟導(dǎo)線,外部有特殊的外保護(hù)層。不同的材料的外保護(hù)層、絕緣層及屏蔽層會使電纜有著不同的特性。常用的幾種電纜結(jié)構(gòu)有:
(1)包有絕緣的單實(shí)芯線和多芯線;
(2)多絞線,即線纜交叉扭絞在一起;
(3)屏蔽電纜,在同一根屏蔽電纜里包有一根或多根各已絕緣的芯線;
(4)同軸電纜,單根(或兩、叁根)已絕緣的芯線包一層同軸結(jié)構(gòu)的屏蔽網(wǎng)線。
不同結(jié)構(gòu)的電纜在飛機(jī)線路圖中有著不同的符號,下圖為B737飛機(jī)線路圖中電纜的符號。
二、電纜對電磁干擾的抑制
對電磁干擾的抑制途徑很多,比如電磁屏蔽、接地技術(shù)、濾波等等。飛機(jī)上不同的電纜對電磁干擾的抑制方法是不一樣的,下面就幾種常見的線纜進(jìn)行分析。
(一)絞線
在飛機(jī)上常見的絞線為雙絞線和三絞線,多數(shù)應(yīng)用在一些信號線和電源線里。絞線有平衡的結(jié)構(gòu)來抑制電磁干擾的感性耦合。絞線在電流回路線間纏繞成極性交錯(cuò)的耦合環(huán),這就使電纜延其方向的局部耦合干擾彼此相互抵消。如圖2所示,在絞線周圍任意的一點(diǎn)P,該環(huán)路在此點(diǎn)產(chǎn)生的磁場被互相抵消,絞線有效的抑制了導(dǎo)線間的磁耦合。對此,不難看出在單位長度上絞線絞合的次數(shù)越多,那么就對電磁干擾的抑制力越強(qiáng)。在飛機(jī)上的絞線,絞合次數(shù)大約為每米30次。
(二)屏蔽電纜
屏蔽電纜對電磁干擾的主要抑制方法為電磁屏蔽。屏蔽電纜是以導(dǎo)電或?qū)Т诺牟牧现瞥善帘尉W(wǎng),將電纜封閉起來,形成電磁隔離區(qū),使電纜內(nèi)部的電磁場不能影響到外部的設(shè)備,同理來自電纜外部輻射也不能影響到電纜。
屏蔽網(wǎng)對內(nèi)部和外部的電磁波有以下幾種抑制方法:吸收能量、反射能量、抵消能量。當(dāng)干擾的f為高頻時(shí),屏蔽網(wǎng)應(yīng)該選用低電阻率的金屬材料,因?yàn)檫@會形成渦流,將干擾產(chǎn)生的電場和磁場抵消掉,達(dá)到屏蔽的效果;當(dāng)干擾的f為低頻時(shí),屏蔽網(wǎng)應(yīng)該選用高磁導(dǎo)率的材料,這會使干擾的磁力線限制在屏蔽網(wǎng)的內(nèi)部,防止擴(kuò)散;如果要求對低頻和高頻都有很好的屏蔽作用,往往采用不同材料組成的多層屏蔽電纜。
屏蔽電纜的屏蔽網(wǎng)接地施工是飛機(jī)維護(hù)人員經(jīng)常要處理的施工。目前,在飛機(jī)上最常見的屏蔽網(wǎng)接地施工有四種:抽線法、金屬環(huán)法、RSK屏蔽環(huán)法、焊錫管法。飛機(jī)上的接地方式是將飛機(jī)的外殼作為等位面,屏蔽接地可以使由于靜電感應(yīng)積累的電荷通過飛機(jī)外殼釋放出去,合適的接地處理還可以給頻率比較高的電磁干擾提供低阻抗通道,從而抑制了電磁干擾。
(三)同軸電纜
同軸電纜是一種特殊的屏蔽電纜,其是一種由兩個(gè)導(dǎo)體組成的合成物,同軸電纜的中心導(dǎo)線用于傳輸信號,金屬屏蔽網(wǎng)起了兩個(gè)作用:一是作為信號的公共地線為信號提供電流回路,二是作為信號的屏蔽網(wǎng),抑制電磁噪音對信號的干擾。中心導(dǎo)線與屏蔽網(wǎng)介于半發(fā)泡的聚丙烯絕緣層之間,絕緣層決定了電纜的傳輸特性,而且有效保護(hù)了中間的導(dǎo)線。同軸電纜廣泛應(yīng)用在飛機(jī)的通信導(dǎo)航設(shè)備中,用于實(shí)現(xiàn)信號的傳輸。
飛機(jī)上同軸電纜的屏蔽網(wǎng)通常做成具有媒質(zhì)填充的形式,可以是鐵氧體或者其他類似的損耗材料。例如,在鐵氧體的內(nèi)部和外部鍍上導(dǎo)電的銀涂層,屏蔽網(wǎng)既有電損耗又有磁損耗,電纜中的損耗媒質(zhì)具有很大的高頻衰減,這就使同軸電纜對電磁干擾具有較好的高頻抑制效果。
三、結(jié)語
電磁干擾是一直存在的,解決好飛機(jī)電纜的電磁防護(hù)是一項(xiàng)重要的系統(tǒng)工程。作為飛機(jī)設(shè)計(jì)制造及維修技術(shù)人員,必須理解和掌握這項(xiàng)技術(shù),自覺執(zhí)行相關(guān)的規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn),以保證飛機(jī)安全可靠的工作。
參考文獻(xiàn):
[1]王天順.飛機(jī)電纜敷設(shè)——飛機(jī)設(shè)計(jì).
[2]劉銘光.飛機(jī)電器——中央廣播電視大學(xué)出版社.
作者簡介:王超(1984),男,漢族,黑龍江哈爾濱人,碩士,講師,研究方向:航空電子,高職教育。