民用飞机电气线路互联系统（EWIS）线束物理参数设计研究

陈榆涵

【摘 要】研究EWIS线束物理参数设计。基于设计经验探讨线束物理参数设计时应考虑的因素，针对不同类型的线束给出直径计算方法，提出了在线束内容未知情况下线束直径的估算方法，并且对带有保护材料的线束直径设计方法进行介绍。

【关键词】民用飞机；EWIS；线束设计；线束直径

中图分类号： V242 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）14-0056-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.14.024

0 引言

EWIS为Electrical Wiring Interconnection System的简写， 中文译为“电气线路互联系统”，指安装在飞机任何区域的各种电线、端接器件、布线器件或其组合，用来在两个或多个端接点之间传输电能（包括数据和信号）。在民用飞机EWIS设计过程中，需要通过数字样机（Digital Mock-Up，简称DMU）模拟出真实线束状态，以用于线束的制造和生产。因此，在线束设计时，需要合理定义线束参数，以真实表现出线束的敷设及安装情况。本文旨在通过研究，给出线束物理参数设计方法。

1 线束直径设计时应考虑的因素

在进行EWIS线束DMU设计时，线束直径应包括线束及外保护材料在内的所有线束元素。

在确定EWIS线束直径时，应考虑以下方面：

（1）如果在线束端点使用了元器件，例如连接器、接线端子等，将导致线束直径变大，且元器件应在DMU及二维图纸中表示。

（2）在确定管状保护材料的直径时，应考虑其填充率不超过80%。填充率为导线横截面和导管内部横截面间的比值。

（3）某些电缆、线束的组装方式为复合组件。复合组件是指使用了隔离物或缠线管将组件内的单根电缆或线束隔离的组件，例如发动机馈电线即是复合线束组件。复合组件示意图见图1。相比于单根导线或线束，复合线束组件要求更大的弯曲半径。

2 线束直径计算

2.1 线束直径定义

当计算或确定线束直径时，需考虑导线的排布方式，线束直径为一个能包含所有导线的圆形轮廓的直径，如图2所示：

确定导线排列方式后，可以根据以下内容确定线束直径：

（1）线束包含的导线数量及尺寸；

（2）线束的成熟度（即线束的完整性，在当前设计阶段无法确定该线束是否会增减新的导线）；

（3）线束中任何导线扭绞（非成品电缆的扭绞）；

（4）线束的任何外部保护材料。

线束直径设计方法如图3所示：

2.2 最大线束直径

线束存在最大线束直径，即线束直径最好不超过50mm（2英寸）。当设计过程中计算或测量到的线束直径超过50mm时，该线束建议重新定义，例如将此线束分成多个独立的线束，或将该线束定义为复合线束组件。此处的最大线束直径应包括所有线束外部保护材料，例如金属或尼龙编织、开口缠绕保护套等。

2.3 估算线束直径

在某些情况下，线束内容未知，但是需建立几何包络体来为EWIS安装预留足够的空间。在确定线束拓扑图（线束原理图，即线束分叉图），确定工艺分离面及线束主通道（如线束主干网）的情况下，估算线束直径时，还要考虑线束本身的成熟度，即线束内容完整性系数，公式如下：

线束直径=

Step1根據第2.1章“线束直径定义”介绍的线束直径定义方法得到线束直径计算值；

Step2通过线束内容的成熟度计算得到线束内容完整性系数；

Step3将线束直径计算值除以线束内容完整性系数，得到线束直径。

其中，线束内容完整性系数定义为已知的线束内容与假设预期的线束内容的比值。线束内容指导线的数量及尺寸。若线束内容成熟度为80%，则该线束的内容完整性系数为0.8。若线束内容成熟度为100%，则其内容完整性系数为1。

2.4 带有保护材料的线束直径

由于飞机各区域环境不同，部分导线需要进行外部保护，带有保护材料的线束如图4所示。

带有保护材料的线束直径计算公式如下：

线束直径=+2×保护层厚度

Step1根据第2.1章“线束直径定义”介绍的线束直径定义方法得到线束直径计算值；

Step2通过线束内容的成熟度计算得到线束内容完整性系数；

Step3将线束直径计算值除以线束内容完整性系数；

Step4将Step3中得到的值再加上保护层厚度，则可以计算出带有保护材料的线束直径。保护层厚度取决于选用的保护材料。

其中，线束内容完整性系数定义为已知的线束内容与假设预期的线束内容的比值。线束内容指导线的数量及尺寸。若线束内容成熟度为80%，则该线束的内容完整性系数为0.8。若线束内容成熟度为100%，则其内容完整性系数为1。

3 结语

在民用飞机EWIS设计过程中，合理设定数模中每根线束的物理参数是十分必要的，能够在后续通道走线设计时真实反映线束情况，以避免与其他线束、结构等飞机环境干涉。并且，合理准确的数据能满足后续线束生产及安装的设计参数需求。本文提供的一些线束物理参数设计方法，对于民用飞机EWIS设计，具有一定的指导意义。

【参考文献】

[1]SAE AS50881[E].Wiring Aerospace Vehicle.

[2]中国民用航空局，CCAR25-R4中国民用航空规章第25部运输类飞机适航标准[S].2009.

[3]EN3197：2010， Aerospace series - Design and installation of aircraft electrical and optical interconnection systems.