基于飞机定检HIRF维护工作的探讨

萧锦基

【摘 要】完备的定检维护工作对于飞机HIRF防护极为重要。随着科学技术不断地发展，执行关键功能的传统机械或机电控制及机电指示系统已逐渐被电子式飞行控制系统、电子式显示系统和全权限数字式发动机控制控制器替代，这些设备对外部电磁环境的敏感程度显然高于传统的系统。文章主要分析了飞机系统HIRF性能检测和实际工作要点，并在此基础上分享经验和心得，以期能够提高飞机在运行中的安全水平。

【关键词】HIRF;性能检测;实际排故措施要点

1、前言

高强度辐射场（High Intensity Radiated Fields，HIRF）是来自地面、舰船或航空器上无线电、电视、卫星数据等高功率发射机的辐射，即人类活动造成的电磁环境干扰问题。现代民用客机电子设备应用越来越多，高强度电磁辐射已成为影响飞机安全的重要因素。另外，飞机系统至关重要的电控系统也很容易受到环境因素（包括光照因素）的损害，这些因素包括潮湿、极端压力变化，极端温度范围，振动和冲击，也降低飞机系统线路的抗雷击或电磁辐射能力。而定检HIRF维护主要是通过专业的环路电阻测试仪对这些系统线路及部件进行检测，如发现问题，则需要及时解决，更换老旧或损坏线路及部件，使得飞机的状态恢复到全盛时期。

2、HIRF性能检测

2.1、关于飞机HIRF屏蔽的设计描述

飞机结构通常被用作“地面”。飞机系统线路通过线缆上安装的屏蔽层两端以及线缆接头连接电子设备接地的方式，使循环电流进入结构，形成一个封闭的环路。环流场中回路电流抵消了产生共模电压的磁场。由于电磁场的影响，确保屏蔽回路电阻低将最大限限度保护关键和必要的飞机系统免受雷击、HIRF和其他潜在有害环境的破坏性影响。

2.2、HIRF防护原理

闪电在飞机外表产生电流，在外表或结构的结点产生电压。电流流动产生电磁场使得这些电流耦合或连接到飞机的线路。飞机表面产生的这些电磁场，能够损伤电气设备或间接导致其故障。另外，一些湿气进入后会产生腐蚀，通过金属和其他元素（如氧气、水、盐、液压油等）之间的化学反应，会降低电气接地的性能。氧气和水的存在会在连接面形成氧化物，氧化物是绝缘的，能够限制电流的流动。逐渐的会增加连接处的阻值。时间长了就会彻底切断电气连接。这样子就会导致对地电阻的增加，闪电或射频电流对内部线路的耦合会加大。能够缓解这种损害的方法就是采用屏蔽、电子设备的接地以及线路的内部连接。这样，闪电或HIRF产生的电流流经电子设备的外壳到地而不经过内部电路。通过电缆屏蔽的使用，外壳延伸至互相连接的线路，也就是说屏蔽是接地的外壳。

雷击发生时，一定数量的电流必须导入地来减小间接耦合到内部线路的电流数量。如果屏蔽电路的阻值升高，则导入地的电流数就会减少，设备内部损害就会增加。测量屏蔽电阻直接的指示出将要达到的电压等级，和允许建立的测试极限。监控这个阻值，维护人员可以判断屏蔽保护内部线路的能力。任何的阻值增加都会指示出电路存在问题。例如结点有腐蚀或有硬件设备（电接头、电子设备等）的松动。当这个阻值达到一定的等级，维护人员必须采取纠正措施，通常是清洁受影响的结点，紧固松脱的连接或更换电缆。

2.3、环路电阻测试仪的测试原理

波音公司发明了环路电阻测试仪（LRT），可以用来测试飞机线束电缆的屏蔽层和屏蔽层接地状况。加装了屏蔽电缆会给屏蔽回路带有一定的电阻值。監控这个值，维护人员可以判断屏蔽回路接地的能力。

LRT主要的工作模式是环路电阻测试和结点电阻测试。其包括了四个元件：一个电流电流驱动 COUPLER，一个电流感应 COUPLER，结点探头和仪表主机，其测试原理是用电流驱动COUPLER，给屏蔽产生一个电压值，用电流感应COUPLER测试流动的电流值，环路的全电阻可以通过测量环路的电流而得到。（见图1）

3、实际工作要点

3.1、飞机系统线束环路故障隔离：

一旦发现屏蔽的电阻值超过允许值，必须隔离和排除故障。维修人员可以通过断开有问题的电缆插头，使用毫欧表对其进行搭接测试。然而，这一步有可能将腐蚀也隔离出来，防止潜在的腐蚀对飞机产生危害。LRT可允许维修人员在不脱开线缆的状态下，可分段并快速定位故障。

为了排除故障的环路，使用LRT的结点模式（joint mode），按照图1的要求放置两个COUPLER到线束，然后放结点探针到需求测量的结点处。其测试原理与环路电阻测试原理相同，但我们可以测试结点电阻。维修人员可以即时发现坏的结点，而不需要脱开电插头。

3.2、测试环路电阻案例

3.2.1、使用LRT对电缆进行环路测量，关键是一定建立环路，否则无法测量。波音公司和空客公司对飞机系统线路屏蔽层建立有着不同的设计理念，前者仅在线束上安装屏蔽层接地，后者既可线束上安装屏蔽层也可通过金属套管接地。

3.2.2、在B737NG定检工作包中就有许多测量环路电阻的，我们以工卡20-040-01-0

左侧增压舱外的高能辐射区/闪电的敏感插头为例，举其中一个例子。对襟翼位置传感器的线束环路电阻测试：

查看B737NG的WDM 27-52-11，D275是从位置传感器T427出来的插头，然后进入W1024线束了，两头都是屏蔽，但D275处屏蔽接在T427上，而传感器本身是通过搭接线接地的（图上未标示）。但由于其长期暴露在外，其接地性能受环境影响，这样我们就无法建立稳定的环路，无法测量出准确数值。

3.3、屏蔽的电阻值超过允许值后的处置：

在LRT测量线路应用场景中，一旦发现线缆屏蔽的电阻超过允许值，维护人员可不必优先脱开有问题的电缆，可先利用LRT工具内的跳线（JUMPER CABLE ASSY）对本体无接地结构或不稳定结合点直接搭接飞机结构本体，以建立稳定的环路。实现了难拆除和接近的故障电缆的定位。

4、结束语

综上所述，由于飞机上的电子电气设备及系统较多，不可避免地会产生主动或被动的电磁干扰。为此，飞机电缆定期屏蔽性检测在飞机维护中占据的地位越来越高，LRT设备发明及应用让机务人员可快速隔离和故障排除电磁干扰，也为飞机承运人节省大量的劳动力和时间的成本，提高飞机的安全裕度，进而保证乘客的安全。