飞控系统闪电间接效应的防护设计.pdf

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1、第22卷第2期电子设计工程2014年1月Vo1．22No．2ElectronicDesignEngineeringJan．2014——飞控系统闪电间接效应的防护设计叶继海，金平，韩冰(上海飞机设计研究院上海201210)摘要：概述了闪电间接效应对民用飞机电传飞控系统的影响，并分析了不同闪电试验波形的耦合机制以及适航推荐的评估方法。提出了从电传飞控系统的接I=／保护电路设计、互联电缆布线方式和系统架构等方面来防护闪电间接效应的技术。关键词：闪电间接效应；电传飞控系统；耦合机制；接口保护电路；布线；系统架构中图分类号：TN

2、710文献标识码：A文章编号：1674—6236(2014)02—0048—04ProtectiondesignoflightningindirectefectforflightcontrolsystemYEJi-hai，JINPing，HANBing(ShanghaiAircrafiDesignandResearchInstitute，Shanghai201210，China)Abstract：Introducedthelightningindirectefecttofly-by-wiresystemusedinco

3、mmercialairplane．Thecouplingmechanismofdifferentlightningtestwaveformsisanalyzedandqualificationmethodrecommendedbycertificationauthorityisprovided．Finally，proposedthetechnologyofinterfacecircuitdesign，interactionwiringandsystemarchitecturetoagainstlightningindi

4、recteffect．Keywords：lightningindirectefect；fly-by-wiresystem；coupling；interfacecircuitdesign；wiring；systemarchitecture性的测试方法展开了研究，并提出了一种瞬态分析技术Ⅲ，开图1波形建模创了通过试验验证电子设备的瞬态设计水平(ETDL)是否可Fig．1Lightningwaveformm0deling以耐受实际瞬态水平(ArL)的方法。航空无线电技术委员会图1中，分量A表征了飞机遭遇闪电时产生的初始回(R

5、TCA)和美国汽车工程师协会(SAE)等航空组织也相继推击，其幅度可达几百kA，该分量是整个闪电过程中能量最出了一系列的标准以指导如何进行闪电间接效应试验[2-3]。大，影响最主要的部分：分量B用来表征由分量A衰减到分1闪电间接效应的基本特性誉蒿；罢闪电是一种非常复杂的自然现象，其对飞机的影响可以A。分量D表征闪电在飞机上产生的二次回击，峰值电流为几——+kA收稿日期：2013—06—06稿件编号：201306041⋯⋯作者简介：叶继海(1986一)，男，浙江台州人，硕士，工程师。研究方向：飞控系统复杂电子硬件，电磁环

6、境效应。-48-《电子设计工程12014年第2期备免遭高压。大电流的损坏圈。3飞控系统设备安装和布线常用的瞬态保护器件有气体放电管，压敏电阻，瞬变抑制二极管(ⅣS)，扼流线圈等。实际应用中，通常可以将几飞控电子设备及其互联电缆应尽量安装在由闪电电流种保护器件混合使用，以提供更有效的保护，如图4所示。引起的电磁场较小的区域。飞控电子计算机等主要控制设备但要注意一般能量较高的器件应靠近瞬态浪涌进人的端尽量安放在屏蔽的设备舱，如电子，电气设备舱、货舱、后设备EI．能量较低的器件靠近敏感设备处，且两者之间需要相距舱及前附件舱，

7、且远离门、窗、口盖等开口；互联电缆的布置一定的距离或者串联电阻，以保证第一级的高能保护器件应远离外蒙皮，尤其是飞机机头等曲率半径小，闪电电流密能够导通。因为高能器件通常响应时间较长，嵌位性能也不度大的区域；对于安装在驾驶舱、起落架舱、机翼前后缘、吊如后者稳定。釜～器挂和发动机短舱等电磁相对开放区域的设备和电缆．必须依瞬态靠机箱和线束屏蔽来提供额外的防护。通常而言．磁场对机载设备的干扰要远大于电场，因为普通的铝制结构能够很好的提供对电场的屏蔽．相比而言．磁场更容易穿透铝制结构，通过电路回路感应到设备端口。因此在布置电磁暴

8、露区的飞控系统互联线束时应尽可能靠近接地平面或金属结构件敷设，以减少穿过回路与参考面之图4常用接口保护电路Fig．4Commoninterfacecircuitdesign间的磁通量，如图6所示。标号为3位置上的线缆，磁场穿过设备级的瞬态保护器件首选，IvS，因为其体积小，精度线缆和参考面之间的通量最大，也是最差的布线位置：标号高