任务悬挂物电源适应性试验方法研究

李文龙++罗湘婷++李选明++彭柏韬

摘 要：任务悬挂物作为飞机完成具体任务的装置，有必要开展电源适应性试验，以验证与飞机供电系统的兼容性。本文根据任务悬挂物挂装飞机特点，确定了电源适应性试验要求，并对试验电源、工作状态、试验项目和条件进行了分析，明确了电源适应性试验方法。

关键词：任务悬挂物；飞机供电系统；电源适应性试验

中图分类号：TN406 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）19-0057-02

1 引言

任务悬挂物是预定在飞机内部或外部悬挂和投放装置上运载和安装的装置，通常用于支持飞机完成具体的任务。任务悬挂物通常采用飞机供电，随着机载电子设备的增多，未经电源适应性验证的设备接入飞机电网，其高功率脉冲可能污染飞机电网，降低飞机供电品质，严重时可能造成飞机电源系统的损坏。因此，对使用飞机电源的任务悬挂物，有必要开展电源适应性试验，一方面，验证任务悬挂物是否满足飞机供电品质，另一方面，评估任务悬挂物造成的电源扰动是否在可接收范围内。

2 电源适应性试验要求

开展任务悬挂物电源适应性试验必须明确两点：（1）电源适应性试验要求；（2）电源适应性试验方法。

目前，现役的、在研的各类飞机适用不同版本的GJB181（GJB181-1986、GJB181A-2003、GJB181B-2012），其中GJB181B-2012规定的飞机供电特性能覆盖GJB181A-2003规定的飞机供电特性，与GJB181-1986规定的飞机供电特性存在一定的差异。根据研制要求，不同的任务悬挂物挂装的飞机存在差异，由此造成需适用不同版本的GJB181，电源适应性试验要求也存在差异。

任务悬挂物电源适应性试验要求不仅局限于GJB181规定的飞机供电特性，还包括GJB1188规定的飞机/悬挂物电气连接系统接口要求，GJB1188明确了任务悬挂物电源的使用、接口中断等要求，因此，任务悬挂物电源适应性试验应包含GJB1188规定的项目。

3 电源适应性试验方法

3.1 適应的飞机工作状态

根据GJB181的规定，飞机供电系统工作状态包括以下几种：正常工作、非正常工作、转换工作、应急工作、起动工作、供电故障。

其中，GJB181-1986将转换工作纳入正常工作范围，为了与GJB181B-2012相统一，本文仍将转换工作单独列出。

任务悬挂物是飞机完成飞行任务所需的设备，按照GJB181-1986的分类方式，属于B类用电设备，按照GJB181B-2012的分类方式，属于重要用电设备。在这两种分类方式下，任务悬挂物均不属于关键用电设备。

飞机在应急工作时仅向关键用电设备供电，因此，任务悬挂物无需适应飞机应急工作状态。

飞机起动工作是飞机起动主发动机（蓄电池、飞机直流电源或外部电源供电）等带来的飞机供电系统变化，飞机供电稳定后才给任务悬挂物上电，因此，任务悬挂物无需适应飞机起动工作状态。

在GJB1188中，对悬挂物明确规定了电源接口中断的要求，因此，任务悬挂物需适应飞机电源接口中断的工作状态。

综上，任务悬挂物需适应的飞机供电系统工作状态包括：正常工作、非正常工作、转换工作、供电故障、电源接口中断。

3.2 电源适应性试验项目的确定

3.2.1 飞机正常工作

在飞机供电系统正常工作时，GJB181规定了其正常稳态电压范围、正常电压瞬变曲线、电压畸变频谱、负载特性、电源脉动、正常稳态频率范围、正常频率瞬变曲线、电压相位差、电压调制、频率调制、电压畸变系数、直流分量等。

考虑正常电压瞬变曲线是瞬变至正常稳态电压上下限值，因此将正常稳态电压范围要求和正常电压瞬变要求统一至同一个试验项目进行考核；正常频率瞬变曲线是瞬变至正常稳态频率上下限值，因此将正常稳态频率范围要求和正常频率瞬变要求统一至同一个试验项目进行考核。

由此确定在飞机供电系统正常工作时，任务悬挂物电源适应性试验项目包括：正常电压瞬变试验、电压畸变频谱试验、负载特性试验，同时适用于交直流供电；电源脉动试验，仅适用于直流供电；正常频率瞬变试验、电压畸变系数试验、电压相位差试验、电压调制试验、频率调制试验、直流分量试验，仅适用于交流供电。

3.2.2 飞机非正常工作

在飞机供电系统非正常工作时，GJB181规定了其非正常稳态电压范围、非正常电压瞬变曲线、非正常稳态频率范围、非正常频率瞬变曲线等。

考虑非正常电压瞬变曲线是瞬变至非正常稳态电压上下限值，因此将非正常稳态电压范围要求和非正常电压瞬变要求统一至同一个试验项目进行考核；非正常频率瞬变曲线是瞬变至非正常稳态频率上下限值，因此将非正常稳态频率范围要求和非正常频率瞬变要求统一至同一个试验项目进行考核。

GJB181-1986中明确规定了电压尖峰要求，GJB181B-2012对电压尖峰的规定参照GJB151执行，为统一考虑，将电压尖峰试验纳任务悬挂物电源适应性试验项目中。

由此确定在飞机供电系统非正常工作时，任务悬挂物电源适应性试验项目包括：非正常电压瞬变试验、电压尖峰试验，同时适用于交直流供电；非正常频率瞬变试验，仅适用于交流供电。

3.2.3 飞机转换工作

各个版本的GJB181对飞机转换工作要求一致，即电压、频率应在零和正常工作极限之间变化，且持续时间应不大于50ms。因此，飞机供电系统转换工作时，任务悬挂物电源适应性试验项目包括：电源转换工作试验。

3.2.4 飞机供电故障

在GJB181-1986和GJB181A-2003中，对飞机供电故障描述为：直流或交流电源的断电或交流电源一相或多相的断电。该要求与非正常电压瞬变曲线中欠压极限（0V、7s）和非正常频率瞬变曲线中欠频极限（0Hz、7s）相一致，因此，在非正常电压瞬变试验和非正常频率瞬变试验中统一考核，不再单独进行。endprint

在GJB181B-2012中，还补充了直流电反极性、三相交流电反相序的要求，同时也明确了：“为防止输入极性或相序颠倒，可采用经验证的物理方法达到这一要求”。任务悬挂物采用贯GJB1188标准的电连接器，对供电极性和相序有明确的规定，因此，可避免直流电反极性、三相交流电反相序的情况，在任务悬挂物电源适应性试验项目不进行该项考核。

3.2.5 飞机电源接口中断

在GJB1188中，对飞机电源接口中断有明确要求：等于或小于200μs的电源中断不应对悬挂物的功能产生影响。因此，任务悬挂物电源适应性试验项目包括：电源接口中断试验。

3.3 试验条件的确定

对于飞机供电特性，GJB181A-2003和GJB181B-2012的规定一致，与GJB181-1986的规定差异较大，因此，在确定试验条件时，这两类供电系统部分试验项目存在两种试验条件。

3.3.1 电压调制试验

在GJB181-1986中，三相交流115V/400Hz供电系统电压调制量不超过3.50Vp-v，频率特性满足GJB181-1986图4的要求。其中Vp-v为峰-谷值，根据，确定电压调制量有效值不超过1.25Vrms。

在GJB181B-2012中，仅规定了电压调制幅度最大为2.5V（方均根值），半波电压调制量有效值为2.5/2=1.25Vrms，其頻率特性可参照GJB181-1986的要求执行。

考虑到三相交流115V/400Hz供电系统正常电压稳态范围为108-118Vrms，叠加电压调制量（1.25Vrms）后应不超过正常电压稳态范围，由此确定设置三种工作稳态电压：109.25Vrms、115Vrms、116.75Vrms。

3.3.2 频率调制试验

在GJB181-1986中，三相交流115V/400Hz供电系统频率调制幅值不超过±4Hz，频率调制率不超过25Hz/s。考虑到三相交流115V/400Hz供电系统正常频率稳态范围为380-420Hz，叠加频率调制量后应不超过正常频率稳态范围，由此确定设置三种工作稳态频率：384Hz、400Hz、416Hz。

在GJB181B-2012中，三相交流115V/400Hz供电系统频率调制幅值4Hz最大，确定试验条件时，以稳态频率为基准的±2Hz进行设定。考虑到三相交流115V/400Hz供电系统正常频率稳态范围为393-407Hz，叠加频率调制量后应不超过正常频率稳态范围，由此确定设置三种工作稳态频率：395Hz、400Hz、405Hz。

3.3.3 电压尖峰试验

GJB181-1986中2.4.4.1的要求，对电压尖峰明确规定了其峰值电压（±600V）、持续时间（>10μs）和源阻抗（50±5Ω）等。

在GJB181B-2012中，对电源尖峰的要求参照GJB151的要求，即按GJB151中CS106项目执行。

考虑到任务悬挂物的差异性，对于上述各项试验，除个别需考核多个条件的试验项目外，不规定其试验时间，但通常要求能完成至少一个周期的任务悬挂物作流程。

4 结语

电源适应性试验是验证任务悬挂物是否满足飞机供电特性，以及验证与飞机供电系统的兼容性，有助于规范任务悬挂物的用电。通过对任务悬挂物工作状态研究，确定了任务悬挂物电源适应性试验方法，对指导开展任务悬挂物电源适应性试验标准的制定和实施具有重要意义。

参考文献

[1]GJB181-1986.飞机供电特性及对用电设备的要求[S].1986.

[2]GJB181B-2012.飞机供电特性[S].2012.

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[4]HB20326.1～8-2016.机载用电设备的供电适应性试验方法[S].2016.

[5]孙良，苗壮，王宏霞.机载用电设备的供电适应性试验系列标准制定与实施[J].航空电子技术，2013，44（2）：48-55.endprint