飞机机电系统电磁干扰机理分析及抑制措施

飞机机电系统电磁干扰机理分析及抑制措施

徐坤,王永强

陕西飞机工业有限责任公司 陕西汉中 723000

摘 要：飞机运行过程中，控制系统和操纵系统主要依靠机电系统的统一调节，在机电系统正常工作的情况下，才能保证飞机的整体运行状态处于良好的阶段。所以，对于电磁干扰方面的影响，是飞机机电系统首要解决的一项问题。基于现代飞机所面临的复杂的电磁环境，本文根据不同电磁干扰下的机理进行分析，同时提出一些可行性建议，仅供参考。

关键词：飞机；机电系统；电磁干扰；抑制措施

1电磁干扰机理分析　　

电磁干扰的出现一般会满足三个必要条件；电磁干扰源、耦合途径、敏感设备。这三种条件的会直接影响机电系统的电磁干扰情况，引起设备以及传输通道，或者机电系统的整体性能的下降。在实际的运行过程中，电磁干扰源指的是引起机电系统的设备和器件，或者整体系统出现干扰现象的源头。耦合途径指的是干扰源耦合能量到敏感设备之间的途径，这一途径会帮助干扰能量的传导，也会通过辐射的方式进行干扰。而敏感设备则是指飞机机电设备中较容易被电磁干扰的设备[1]。

而在电磁干扰中，也会出现不同类型的干扰源，具体分为自然干扰源、人为干扰源、系统内部的干扰源。一般在自然干扰源中，主要对飞机机电系统产生干扰的内容有：大气噪声、太阳噪声、宇宙噪声、静电放电效果。人为干扰源的内容则较为广泛，通常会包括广播、电视、通信、雷达、导航等发射和接收设备、高频设备、电力设备等等[2]。而系统内部的干扰源则体现在导线干扰、电源干扰、振荡电路干扰、开关器件干扰等方面。诸多因素产生的干扰源都会对飞机机电系统产生电磁干扰影响。

2电磁干扰产生的危害　　

现代飞机的常用机电系统中，控制部分的基础构件大多是由专用集成电路和微处理器组合而成，在外部的装置中设有传感器、信号处理电路等装备。在实际的运行过程中，这些设备自身会形成辐射磁场，对于飞机的机电系统来讲，这些磁场的形成会对整体飞机的运行造成一定的电磁干扰，同时，这些设备又对其他的电磁干扰会产生反应，如果在安装的过程中，没有做好防护措施，那么在实际运行时，飞机将会面临系统瘫痪的现象，严重时会直接造成设备的损坏，导致飞机机电系统完全无法运行。

　一般在电磁干扰下会出现以下几种危害形式：第一，内部电子线路以及元器的误动作引起的电磁干扰。第二，内部的信号在传输的过程中出现失真现象或者信号传输错误现象[2]。第三，在机电系统的内部电磁敏感电路或者微电子构件出现过热现象，导致局部设备出现热损伤或直接烧坏现象。第四，在设备外壳的表面出现静电磁场，造成内部电路元器的电路失效，或者被传导介质击穿现象。第五，高频开关电源产生的火花或电弧放电的现象，导致机电系统内部构件损坏，设备出现故障。

2飞机电磁干扰抑制措施

2.1 电缆分层

电缆分层是一种很好的抑制飞机电磁干扰的方法，在邻近的线路中，存在着分布电容和对地电容。交变信号通过耦合途径进行信号传播，交变信号传播到相邻线路，同时飞机机载电子设备的线缆也是最有效的干扰接收和发射天线，电缆能够充分发挥出信号接收、天线辐射效果。在消除飞机座舱红光照明干扰电台及机通故障时，将红光照明电源线与电台调制信号线并排紧靠，耳机内部的交流干扰声音比较明显。分开红光照明电源线与电台调制信号线，耳机内部的交流干扰声音呈现出逐渐降低趋势。红光照明电源线与电台调制信号线分开间距距离值越大，耳机内部的交流干扰声音越小[3]。为此，在飞机上，将无线电调制信号线路与其他机载设备之间的电源线保持一定的间距距离，可以很好地消除电磁干扰。在安装座舱缆索过程中，飞机通信系统的电缆要和其他电缆保持一定的间距距离，如果受到不可抗力因素影响，无法确保飞机通信系统的电缆和其他电缆之间的间距，则必须将飞机通信系统的电缆和其他电缆保持彼此垂直、斜交、曲线走线等状态，以防止出现彼此平行状态。如果无法实现电缆分层，将干扰电源线或扰动导线分开涂覆，同样可以得到抑制飞机电磁干扰的效果。

2.2 使用双绞屏蔽线

如果使用常规的屏蔽线，则无法起到充分的安全防护效果，飞机电磁干扰防护效果会大打折扣，此时可以使用双绞屏蔽线。双绞屏蔽线是由两条带有绝缘保护层的电线构成，将两条绝缘线以一定的密度缠绕在一起，再在外层加一层金属屏蔽层，两条线同时传送信号，信号相位差值在180°。外部电磁干扰对两条电线的影响相互抵消，双绞屏蔽线充分发挥了双绞屏蔽线的均衡原理和屏蔽层的屏蔽效果，因此对飞机电磁干扰的抗干扰成效非常明显。在飞机电台的调制信号、音频信号线、红光照明、瞄准具、航姿大气系统交流电源信号线中，使用双绞屏蔽线，可以有效解决飞机电台的电磁干扰问题。

2.3 接地

良好的接地是消除飞机电磁干扰的必要环节，如果双绞屏蔽线接地不良，其工作性能不如常规屏蔽线，而地线是一种等电位体、电位参考，但是，地线上面的电位并非处于一成不变的状态，用仪器测量地线上的各个点的电位，发现地线上的各个点的电位存在一定差异，由于某些电位的不同，导致了线路工作出现异常情况，因此，在一个复杂的电路网络中，存在着电源地、信号地、屏蔽地。严格按照“一点接地”工作原理，将电源地、信号地、屏蔽地接到公共地线上。如果形成多点接地，会形成一个封闭的接地环，当磁力线通过时，会形成磁感应噪音。在低频和高频共存保留的飞机系统线路中，低频、高频线路中的地线要分开连接，然后与公共地线相连。装配飞机机载电子设备配件时，应仔细研磨基座，以确保其与机身有较好的接触[4]。

2.4 其他方面

（1）注意定期清洗飞机通信系统、导航系统天线，避免因腐蚀影响阻抗匹配。飞机通信系统、导航系统中的一个天线所引起的干扰会传递给其他相关的系统设备中，常常会对整个飞机系统造成影响，机体下部天线容易被腐蚀，因此要定期维修检查飞机机舱排水孔，充分保障飞机机舱正常排水。其次，加强对供水系统的安全监督管理与控制，避免出现渗漏问题。如果发生渗漏问题，在第一时间及时清理干净现场。

（2）加强对放电刷的维护管理。利用尖端放电原理，释放飞机机翼和操纵面上的静电荷，从而避免静电进入无线电接收天线，防止对飞机通信系统、导航系统设备或其他电子设备产生干扰。对放电刷进行全面检查，确认所有放电刷均牢固地固定在底座上，重点对放电刷脱落、遗失情况进行全面排查，对雷击造成的灼伤现象进行全面检查，确保放电刷没有出现脱落、遗失问题，确保放电刷没有出现雷击造成的灼伤现象，其次，观察黑色导电层、金属底座是否有腐蚀的凹坑，注意放电刷前端的腐蚀程度最多不能超过放电宽度的三分之一。在更换放电刷基座时，严格按维修说明书进行绝缘电阻的测定，并定期进行绝缘电阻测定检查。如果检测结果不合格，必须及时更换，特别注意翼尖、垂尾、平尾顶端部位的使用与维护。

（3）严禁随意更换导线的走向、长度。在飞机总装过程中，对线间耦合产生的干扰问题进行综合考量，对线路进行针对性维修处理。以原有线号的导线为准，严格按照原线路走向、位置完成整理、打包，严禁随意更改导线的走向、长度。

结束语

总而言之，飞机在现代社会中的重要性逐渐增加，面对飞机内部和外部的复杂电磁环境，要保证飞机的正常运行，还需要专业人员对可能产生的一系列电磁干扰做出更有效的预防措施，从而帮助飞机的发展走向更高层次。

参考文献

[1]张律力，刘建成，王超.指控系统电磁干扰及应对措施分析[J].兵工自动化，2022，41(11):10-14.

[2]陈智，杨学莉.某型飞机燃油测量系统电磁干扰问题研究[J].信息通信，2019(04):104-105.

[3]王超.飞机电缆对电磁干扰的抑制分析[J].科技风，2018(17):188.

[4]张天洋.现代民用飞机维修中排除电磁干扰故障的方法[J].中国新通信，2018，20(06):215.