关键词： 电缆
航空电缆（精选四篇）
航空电缆 篇1
关键词：航空电缆,检测,应用,发展
近年来, 各类飞行事故不断发生, 给人们的财产和生命带来严重威胁。而这些事故中有大约30%是由于飞机的信号系统或者电路系统故障所造成的, 所以, 加强航空电缆检测技术对于保障飞机飞行安全非常重要。
1 航空电缆检测技术
为了保证飞机的飞行安全, 飞机都需要进行严格的航空电缆检测。目前, 比较常用的航空电缆检测技术主要有三种, 分别是:电缆的手工检测、电缆的程序控制检测以及电缆的微处理机自动检测。三种检测方法各有侧重, 对保证飞机电能输送和信号传输稳定都具有重要的意义。
1.1 电缆的手工检测
航空电缆的手工检测运用的是传统的物理电流检测方法, 属于最原始的检测方法, 检测操作简单, 检测效果稳定。手工检测是对航空电缆进行分段检测, 每一段电缆都可以看成是一根导线, 在导线的一端输入微弱的电流, 然后在导线的另一端接收电流。在这个过程中, 有一个灵敏电流表和导线串联, 通过对电流表的电流大小观察来判断导线的优劣情况。如果电流表电流显示为零或者非常微弱, 则可以判断航空电缆出现了断路故障。不过, 手工检测主也只能检测航空电缆的断路故障。
1.2 电缆的程序控制检测
程序控制检测主要针对的是一束电缆, 其将具有若干根导线的一束电缆看成一个整体, 然后通过程序控制的方法, 对这束导线进行一一检测, 每个线路只检测一次。这种检测主要是判断导线绝缘性能以及导通状况是否良好。此外, 程序控制检测还会针对那些具有复杂电路的系统进行检测, 在程序控制检测之前, 需要首先针对电缆图纸进行研究, 然后指定科学的检测顺序, 接着编写检测程序, 实现计算机自动分步骤检测。
1.3 电缆的微处理机自动检测
电缆的微处理自动检测将航空电缆分为若干个点, 然后将选取的这些点作为基本单元, 并对这些点进行检测。通过检查两点之间的信号量情况, 来判断故障产生的位置和原因。这种检测方法非常灵活, 可以快速地找出线路发生故障的位置。同时, 这种检测方法对航空电缆本身几乎没有任何危害, 也不会对电路进行任何更改和破坏, 所以目前应用最为广泛。
2 电缆检测技术的应用现状
航空电缆在制造的过程中由于各种原因会造成各种差错, 这些差错从概率论角度考虑是必然会发生的, 且发生的时间和位置都具有随机性和偶然性。因此, 航空电缆在制造完成之后就必须进行检测, 这一个步骤是万万不能少的。
目前, 无论是国内的飞机制造业, 还是国外的飞机制造企业, 如波音公司和空客公司都成立了专门的电缆检测部门, 负责电缆的质量状况。电缆检测部门运用上文中的检测手段对厂商生产好的电缆进行检测, 在检测没有问题之后, 才会继续飞机的制造。
不过, 相比较国外的波音以及空客等企业, 国内的飞机制造业发展明显滞后。飞机制造业属于规模经济产业, 只有当经营的规模达到一定程度之后, 才会实现盈利。国内的飞机制造业, 限于技术以及资金的压力, 航空电缆的检测设备以及检测方法相对落后, 不能有效地检测航空电缆的质量状况, 飞机的安全保障堪忧。
3 先进的电缆检测技术应用的必要性
基于上文的分析, 我们发现, 国内的航空电缆检测技术比较滞后, 因此, 大力发展我国的电缆检测技术显得非常必要。目前, 国内的大部分航空电缆检测技术都采用传统的手工检测, 均是万用表以及欧姆表等原始的物理检测手段。手工检测程序复杂, 操作缓慢, 检测效率低下。以现有的直8直升机为例, 地面电缆检测时间至少需要2到3天时间, 电缆装机之后, 导通和绝缘等检测还需要5到10天左右的时间。显然, 这对于崇尚规模经济的飞机制造业而言是非常不利的。
4 程序控制检测技术的应用前景
4.1 典型的程序测试网络
航空电缆的检测技术未来的发展趋势就是程序化、自动化, 以实现检测的高效、准确。目前, 比较流行的先进电缆检测仪有MPT-5000、MNTS等, 这些检测设备可以实现程序化控制。例如, MPT-5000的检测仪可以一次性测试的点数为1500点, 用时仅仅几秒钟, 而人工检测1500次, 至少需要一天时间。由此可见, 先进的电联检测设备可以极大地提高检测效率, 而且还能避免人工检测的失误。MNTS检测仪运用的是MIL-STD-1553B型总线介质网络进行检查, 其可以实现网络拓扑进行验证测试, 检测精准快速。
4.2 程序控制检测的实现步骤
程序控制的实现步骤分为五大步。第一步是依据电缆的线路图来制定检测连接器的数据库;第二步是设计科学的定位检测点位和插针地址对应表, 然后将点位信息变成位置坐标;第三部是编写检测程序, 其主要依据的是前两步确定的内容;第四步是编制相互配套的检测工艺文件;第五步是在检测之后将检测的信息形成历史记录。
5 结束语
通过上文的分析, 我们看到, 航空电缆非检测技术主要有三个, 分别是电缆的手工检测、电缆的程序控制检测以及电缆的微处理机自动检测技术, 其中的程序控制检测在未来具有广泛的应用前景。因此, 大力发展先进程序控制检测技术非常必要, 这对于保证飞机的飞行安全、飞机制造业的繁荣具有重要的意义。
参考文献
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[3]蔡军, 张婵.基于工控机的航空电缆通用测试系统[J].工业控制计算机, 2007, 05:46-47.
[4]刘松平, 刘菲菲, 郭恩明, 李乐刚, 史俊伟.我国航空材料和结构先进无损检测技术之应用与发展[J].无损检测, 2013, 07:64-69.
[5]赵振良.X射线电缆偏心度在线检测方法研究[D].江南大学, 2013.
航空电缆 篇2
航空电缆故障检测仪中的LabSQL应用
传统的航空电缆故障诊断一般采用万用表进行检测,但由于航空电缆分布广、跨度大,因此,采用传统的方法非常不便.为此,我们利用LabVIEW的`软件开发平台研制了航空电缆故障检测仪.仪器主要应用LabSQL实现了数据查询、数据分析、结果显示和存储.应用表明,该仪器可快速检测出损伤电缆的连接关系,检测结果准确、可靠.
作 者：虞文胜 王龙训 YU Wen-sheng WANF Long-xun 作者单位：虞文胜,YU Wen-sheng(中国人民解放军海军装备部航空技术保障部,中国,北京,100000)王龙训,WANF Long-xun(中国人民解放军91467部队,山东,青岛,266000)
刊 名：科技信息 英文刊名：SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 年，卷(期)： “”(31) 分类号：V2 关键词：航空电缆 故障 检测 LabSQL航空电缆 篇3
关键词：航空整机；电缆；自动测试系统；设计
中图分类号：TP306 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）02-0006-02
航空电缆在飞机结构中起到一定的关联作用，使飞机操纵系统、航电系统以及电气系统实现密切协调。同时，能够充分提供相应动力电源，有助于飞机实现良好信号控制，并促进数据信息传输工作的顺利开展。航空电缆制造过程中，其质量与整个飞机质量密切相关，加强电缆检测工作尤为重要。基于此，只有注重加强自动测试系统建设，才能充分符合本国关于飞机制造方面迫切需求。
1 航空整机电缆自动测试系统整体结构
从整体结构角度讲，自动测试系统涵盖下面几个子系统：第一，测控系统。对于自动测试系统而言，测控系统居于核心地位，测控系统较为复杂，涵盖了数据库、测试仪器、显示器诸多部位。测控系统从功能上讲，起到接受、执行以及最终完成相应指令作用。第二，分布式测试箱。该子系统主要构成部分为继电器交换板，按照完成功能来说，主要是起到接受指令作用。按照相应系统指令，对测点进行接通，并注重线缆端点测量工作，能够达成快速测量，有利于多点同时进行。第三，转接电缆[1]。整个系统角度考虑，转接电缆占据较为重要比例，发挥十分重大作用。如果转接电缆实现良好操作，将大大有利于测试系统取得成功。第四，测试互联总线。该总线通过连接，能发挥相应指令传送效果，同时有利于实现良好信号测试。第五，电缆收线箱。用于分布式测试项及其电缆之间形成有效对接，针对于测试环节，能够有助于转接电缆收放。当测试完成，有利于转接电缆的良好保存。系统整体结构，如图1所示。
2 航空整机电缆自动测试系统硬件设计
系统运行过程中，硬件具有重要作用。只有保持良好硬件性能，才能使检验结果更加准确，可靠性也大大提高。硬件基本组成较为复杂，测量仪表、继电器、各逻辑单元都切实发挥其应有的作用。继电器阵列在此系统中，主要起到搭建科学有效测试路径效果，继电器和驱动陈列以及连接器进行充分连接，最终实现良好的飞机控制。测试控制仪器运行过程中，受到整个系统团建驱动及影响，起到对系统控制协调作用。在所有硬件系统中，测量仪表发挥着十分关键的作用，对于各逻辑单元故障等方面问题实现有效测量，使硬件系统保持完整，发挥良好的飞机系统硬件效果。为此，应从系统硬件设计方面做起。
2.1 MC1314驱动阵列
CPLD本身属于逻辑单元，在进行信号输出过程中，继电器阵列难以真正实现良好驱动。驱动电路从结构上讲，通常经过型号为MC 1413相应阵列，实现输入逻辑电平调整。将逻辑电平经过一定转化作用，最终成为规格为12 V的高电平，然后借此进行阵列驱动工作。MC 1413主要用于驱动阵列，从结构上讲，内含一定达林顿管，在输出端同时包含一定数目的二极管，上部主要进行高电位钳制工作，并对正向过冲现象形成一定抑制作用。在下部主要进行低点位钳制工作，并对负向过冲现象形成一定抑制，因而实现良好输出管保护。
2.2 继电器阵列及汇流条
整个自动测试系统运行阶段，工作人员不能单单只进行一路数据采集，应注重多路数据采集工作。根据测试流程方面出现不同，也应加强不同数据信号收集。传统实施过程中，过去一般借助于加设模拟开关进行[2]。然而，此种方法使测试系统变得更为复杂，软件操作也存在一定的重复性。鉴于此，通过继电器阵列等措施，有利于多路信号采集工作顺利进行，同时使系统保持良好灵活性，具备一定可扩展性。
3 航空整机电缆自动测试系统软件设计
系统从整个核心角度讲，软件居于智能核心地位，肩负着全部系统控制重任，并有助于实现数据库查询工作，同时大大促进数据分析处理工作开展。如果系统存在错误信息现象，将对信息进行智能化检测[3]。上位机软件尤为关键，一般通过VC程序进行编写，并能充分有利于操作界面功能顺利实现。
3.1 系统软件功能
系统软件设计过程中，模块化设计理念得到较为广泛应用，具体结构图如图3所示。总体上包括转接电缆、连接管理、模块维护及测试界面几部分组成。模块维护运行过程中，主要针对于电缆信息管理工作进行，包括信息查找、信息添加等，同时也能进行修改模块以及删除模块的工作。连接管理界面能充分起到连接作用，还能进行电缆芯线定义[4]。在连接管理运行过程中，主要包括测点定义以及测点连接两方面内容。测试界面能够进行参数设置等工作，同时开展串线测试、导通等项目[5]，同时还能针对测试过程中產生的问题展开维护。转接电缆主要对用户提供方便，能对电缆位置进行确定，使连接位置信息保持完整，非常有助于查找工作的顺利开展。
由此可见，通过四大界面相互联系，彼此之间有机配合，共同促进登陆界面功能的实现。从系统软件功能的角度考虑，充分凸显了模块化设计特有的优势，使理念普及推广，应有十分广泛。
3.2 通信部分设计
通信部分运行过程中，能充分起到双向数据传输作用，实现主机同测量仪表信息交流。为此，需从通信设计方面着手，使数据传输的优势得以切实凸显。此阶段开展过程中，不仅涵盖操作指令方面的内容，同时也包括相应测量值。同时，还对检测信息传递工作进行负责。只有借助于通信，才能使用户更加方便快捷，有助于飞机上乘客之间良好的交流。与此同时，通过通信部分良好的设计，对图形界面控制进行生动展示，使乘客对于图形界面能够一目了然。概括来说，通信部分设计过程中，主要包括并口、串口及其CAN通信等几个关键部位设计。
4 结 语
本文对系统如何进行软硬件设计展开探讨，希望系统能充分融入先进设计理念，克服精度不够、效率差等问题，从检测速率及可靠性等方面实现质的飞跃。软硬件设计过程中，借助于模块化设计方法，使功能模块保持一定独立性特点，并根据转接电缆工作的开展，使用户对接测试落到实处。经过研究表明，该测试系统的科学利用，使测试效率得到有机改善，测试精度也得到大大保障，同时使测试成本得到了控制。
参考文献：
[1] 李苹慧，林辉.航空整机电缆自动测试系统的设计[J].计算机测量与控 制，2010，（4）.
[2] 蒋红岩，张晓军，刘雷等.基于虚拟仪器的航空计算机自动测试系统设 计[J].西北大学学报（自然科学版），2013，（4）.
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[4] 王修岩，耿晓剑，李宗帅，等.基于CAN总线的助航灯光电缆绝缘电阻 检测节点设计[J].工业仪表与自动化装置，2011，（3）.
航空电缆 篇4
我国航空航天用电子设备的大量自主研制生产, 催生了对航空航天耐高温电缆国产化生产的需求, 同时也对电缆提出了更高的耐高温 (400℃) 、电气和耐环境要求。为此, 本公司组织了相关技术力量成功开发了用于内部或外部设备之间的信号传输的航空航天用耐400℃高温电缆, 为航空航天设备可靠控制起到了重要作用。
该航空航天用耐400℃高温电缆的主要性能要求包括:绝缘电阻≥1000MΩ·km, 通过1500V耐电压试验、400℃高温试验、-60℃低温试验、湿热试验、盐雾试验、霉菌试验等。该电缆的主要设计难点包括耐高温材料的选择、电缆的加工工艺等。
2耐高温材料的选择
耐高温材料的选择是该航空航天用耐400℃高温电缆的关键, 因此本公司在详察国内外耐高温材料在电缆中应用情况的基础上, 进行优化设计, 并经大量试验验证后, 确定了该电缆所用的耐高温材料。
首先是耐高温导体材料的选择, 目前航空航天领域应用比较成熟的导体材料有镀锡铜线、镀银铜线、镀镍铜线、镀银铜合金线、镀镍铜合金线[1]。在相同镀层厚度条件下, 上述导体材料的使用温度由高到低依次为镀镍线、镀银线、镀锡线;直流电阻由大到小依次为镀镍铜合金线、镀银铜合金线、镀锡铜线、镀镍铜线、镀银铜线。纯镍线和不锈钢线虽耐高温, 但其直流电阻等电性能不好, 不利于电信号的传输, 不适合作为电缆的导体。为了既能满足该电缆耐温等级高的要求, 又具有良好的电性能, 我们选择了镀镍铜合金线作为导体, 同时与国内外导体生产厂家进行技术沟通, 增加了其镀镍层的厚度, 使得该专门定制适合耐高温环境的导体具有较高的机械性能和耐温等级。
其次是耐高温绝缘材料的选择, 目前航空航天电线电缆的绝缘材料主要为辐照X-ETFE (交联乙烯—四氟乙烯) [2]、PTFE (聚四氟乙烯) 、FEP (全氟乙烯丙烯) 、PFA (可熔性聚四氟乙烯) 等含氟材料, 它们的最高使用温度为250℃, 不能满足400℃高温环境的使用要求。经过多次材料试验, 我们发现聚酰亚胺复合带[3] (由PTFE和聚酰亚胺组成) 的综合性能较佳, 其主要优点包括:a.电绝缘性 能较好, 击穿强度>40 MV/m, 体积电阻率达1015Ω·cm以上, 相对介电常数εr≈3.4, 相对介质损耗角正切值tgδr为0.002~0.003, 耐电晕和局部放电, 耐电弧达230s, 高温下电 绝缘性能 无变化。b.耐热性好, 具有良好的力学性能, 且耐热氧老化, 特别是不熔性聚酰亚胺具有优异的耐热性, 且无明显的熔点或软化点。c.耐有机溶剂、耐电弧、耐臭氧、防霉、耐腐蚀性好。无碱玻璃纤维 (丝) 是应用最广泛的一种玻璃纤维[4], 具有良好的电气绝缘性、机械性能、抗腐蚀性、耐高温特性, 在500℃时也能正常使用, 虽然较脆, 且耐磨性较差, 但可作为复合材料中的增强材料、电绝缘材料和绝热保温材料。最终我们采用了绕包聚酰亚胺复合带 (内绝缘) 和编织无碱玻璃丝 (外绝缘) 的组合绝缘形式, 并涂覆耐高温乳液, 进行高温烧结和烘干, 以满足电缆耐400℃高温的要求。
再者是耐高温护层材料的选择, 基于高强度的无碱玻璃丝诸多优点, 我们选择其作为护层材料, 并涂覆耐高温乳液, 烘干, 有效提高护层的密封性, 以及护层的强度和耐高温性能。图1示出了最终本公司设计的航空航天用耐400℃高温电缆的结构。
3关键生产工艺的控制
该航空航天用耐400℃高温电缆的生产工艺流程如图2所示, 图中标★的工序是关键工序, 其对电缆的电性能和机械物理性能起着至关重要的作用。
3.1绕包工序
作为一种可行的绝缘方式, 绕包在特种线缆的结构设计中被经常选用[5], 绕包绝缘具有结构柔软、外形尺寸小等特点, 图3为绕包过程示意图。影响绕包工艺的因素主要有设备能力和工艺参数这两个方面。绕包设备能力主要包括设备各组成部分的使用范围和加工精度, 采用较高精度的绕包设备可完善绕包工艺, 提高绕包精度, 增加线缆的结构稳定性。一般立式绕包机的绕包夹角在30°~70°之间, 卧式绕包机的绕包夹角在15°~60°之间。
包带宽度W的计算公式为:
式中L为绕包节距;g为搭盖长度;α为绕包夹角, α=90°-β, β为绕包余角;k为搭盖率, k=g/ (L+g) ;D为绕包前缆芯外径;t为包带厚度。将式 (3) 代入式 (1) 中, 可得:
由上式可知, 根据包带厚度t、搭盖率k、绕包前缆芯外径D、绕包夹角α即可计算出包带宽度W。由于搭盖率既定, 各层包带厚度和绕包前缆芯外径已知, 因此包带宽度W主要取决于绕包夹角的设定。值得注意的是, 在实际绕包绝缘加工中, 虽然绕包绝缘的包带材料、尺寸参数、绕包节距、搭盖率、绕包夹角、绕包层结构分布等各参数都可以得出, 但还需要根据设计的绕包工艺参数对绕包设备进行节距、绕包头转速、牵引速度、绕包张力、收放线张力等的调试, 并根据实际的绕包情况加以调整, 直到绕包绝缘的外观、结构尺寸符合工艺要求为止。
3.2烧结工序
绝缘烧结可使相互搭盖的聚酰亚胺带复合带粘连, 烧结后方便剥线, 但绝缘层不应粘连在导体上。为了达到烧结密封效果, 同时确保绝缘层不粘连导体, 本公司在对绝缘烧结温度进行设定时, 先由烧结炉的功率、烧结炉温度、牵引速度、每个烧结温度区间长度、PTFE的热阻系数及其厚度、聚酰亚胺的热阻系数及其厚度等相关参数理论计算出透到导体表面的温度, 然后通过 对材料物 理性能分 析, 即根据PTFE的熔融温度327℃左右, 初始粘连温度280℃左右, 最佳结晶温度310~315℃, 再结合多次工艺性试验, 最后确定的烧结工艺参数如表1所示。
4性能测试结果
本公司通过对耐高温材料的选择、结构的设计、绕包和烧结关键工艺的控制, 研制了该航空航天用耐400℃高温电缆, 并对其性能进行了一系列的测试。这些性能测试项目不仅涵盖了所有高温电缆的性能参数, 而且还兼顾到应用过程中可能存在的各种特殊环境条件, 测试结果如表2所示。从测试结果可知, 该电缆的耐高温性能可达400℃, 具有耐低温、耐霉菌[6]、耐盐雾、耐湿热等特性。该电缆还通过了国家电线电缆监督检验中心的全性能测试, 这表明该电缆的耐高温材料选择和结构设计合理、可靠, 加工工艺可行, 可满足用户使用要求, 适用于航空航天军用电子设备信号传输。
注:1) 牵引速度应根据电缆导体的线规不同进行变化。
参考文献
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[4]徐应麟.电线电缆手册:第2册[M].2版.北京:机械工业出版社, 2001.
[5]韩忠洗.电缆工艺原理[M].北京:机械工业出版社, 1990.
