航空搭接線標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀及發(fā)展建議

王宗武 郭浩然 張 哲 劉明明 王 玨

（中航工業(yè)綜合技術(shù)研究所，北京 100028）

航空搭接線標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀及發(fā)展建議

王宗武 郭浩然 張 哲 劉明明 王 玨

（中航工業(yè)綜合技術(shù)研究所，北京 100028）

[摘要]介紹了國內(nèi)外航空搭接線產(chǎn)品和標(biāo)準(zhǔn)體系現(xiàn)狀，并重點(diǎn)對我國現(xiàn)有航空搭接線系列標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了分析，指出了國內(nèi)航空搭接線產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和性能試驗(yàn)存在的問題和差距，并借鑒國外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合試驗(yàn)驗(yàn)證工作經(jīng)驗(yàn)，提出了完善我國航空搭接線標(biāo)準(zhǔn)體系的建議。

[關(guān)鍵詞]搭接線；標(biāo)準(zhǔn)；驗(yàn)證方法

[收修訂稿日期] 2015-11-24

搭接線是一類關(guān)鍵的航空基礎(chǔ)配套產(chǎn)品，用于兩個(gè)金屬物體之間結(jié)構(gòu)連接，搭接形成兩導(dǎo)電體之間具有導(dǎo)電性的固定結(jié)合，以建立一條穩(wěn)定的低阻抗電氣通路，從而實(shí)現(xiàn)屏蔽、接地、濾波等抑制電磁干擾的目的。

搭接線良好的搭接性能是航空裝備減小電磁干擾，實(shí)現(xiàn)電磁兼容性的重要保證。航空裝備搭接性能不良，不僅會(huì)限制航空裝備綜合性能的發(fā)揮，還會(huì)誘發(fā)設(shè)備損壞、火災(zāi)等隱患，直接影響飛行安全。

國內(nèi)外普遍采用的航空搭接線組件主要由金屬壓接接頭和編織套組成，如圖1所示。其中，壓接接頭材料有銅制和鋁制兩種，結(jié)構(gòu)形式有管狀接頭和片狀接頭兩種，編織套主要采用銅絲編制，這種結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單、抗振性能和柔性好，工作壽命長，以及電流容量大等諸多優(yōu)點(diǎn)。

我國航空搭接線產(chǎn)品是在蘇聯(lián)援建的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造沿用了原蘇聯(lián)產(chǎn)品體系，產(chǎn)品接頭有銅制和鋁制兩種材料，接頭結(jié)構(gòu)有片式和管式兩種形式，與設(shè)備的搭接形式均為緊固式連接，快卸式和帶絕緣保護(hù)的搭接線鮮有應(yīng)用。雖然我國航空搭接線產(chǎn)品已經(jīng)應(yīng)用多年，但隨著我國航空裝備的跨越式發(fā)展，近年來航空搭接線的使用逐步暴露出一些問題。

圖1 典型航空搭接線結(jié)構(gòu)

1 國外航空搭接線標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀

國際上一直很重視航空系統(tǒng)電氣搭接技術(shù)的發(fā)展。美國軍用航空搭接線產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)有MILDTL-83413飛機(jī)接地、搭接組件系列標(biāo)準(zhǔn)，包括1項(xiàng)通用規(guī)范MIL-DTL-83413C《飛機(jī)接地連接器、搭接組件通用規(guī)范》和9項(xiàng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，民用航空搭接線產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)有波音的BAC J40系列標(biāo)準(zhǔn)（20項(xiàng)），形成了滿足航空行業(yè)使用需求的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)體系。

其中MIL-DTL-83413飛機(jī)接地、搭接組件系列標(biāo)準(zhǔn)具有一定的代表性，其產(chǎn)品種類及特性參數(shù)詳見表1。

另外，在產(chǎn)品規(guī)范MIL-T-STD-83413C中明確規(guī)定了搭接線產(chǎn)品需要進(jìn)行的性能驗(yàn)證項(xiàng)目，分別為：

電阻，要求對搭接線兩端通試驗(yàn)電流，并測量接線端電阻值，應(yīng)不大于規(guī)定值。

接線端強(qiáng)度，應(yīng)按MIL-STD-202《電子及電氣元件試驗(yàn)方法》中方法211類型A進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)件被施加規(guī)定的最小軸向拉伸強(qiáng)度后，其電阻值應(yīng)滿足要求。

柔韌性，試驗(yàn)件一端水平固定，加載（2.0±0.1）lb，另一端與水平面成22°±2°做圓周運(yùn)動(dòng)，循環(huán)3×105次，試驗(yàn)后檢驗(yàn)接線端強(qiáng)度和搭接線電阻。

濕度，應(yīng)按EIA-364-31《電連接器試驗(yàn)方法 濕度試驗(yàn)》規(guī)定的類型Ⅱ（不包括7a）條件進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)件不應(yīng)腐蝕，并在試驗(yàn)后檢驗(yàn)搭接線電阻。

表1 MIL-DTL-83413系列標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品種類和性能

溫度循環(huán)，應(yīng)按EIA-364-32《電連接器試驗(yàn)方法 溫度循環(huán)試驗(yàn)》規(guī)定的類型Ⅰ條件進(jìn)行100次循環(huán)試驗(yàn)，試驗(yàn)件不應(yīng)有明顯的物理損傷，并在試驗(yàn)后檢驗(yàn)搭接線電阻。

低溫低氣壓，應(yīng)按EIA-364-105《電連接器試驗(yàn)方法 低溫低氣壓試驗(yàn)》規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)件不應(yīng)有明顯的物理損傷，并在試驗(yàn)后檢驗(yàn)搭接線電阻。

鹽霧，應(yīng)按EIA-364-26《電連接器試驗(yàn)方法 鹽霧試驗(yàn)》規(guī)定的類型C進(jìn)行鹽霧試驗(yàn)，試驗(yàn)件不應(yīng)腐蝕，并在試驗(yàn)后檢驗(yàn)搭接線電阻。

雷電流，雷電流峰值1.0×105A，增長率為2.0×104A/μs，電流在5.0×104A以上的時(shí)間不少于20 μs，在9.0×104A以上的時(shí)間為5μs～10μs，大電流作用后試驗(yàn)件不應(yīng)有損壞。

2 國內(nèi)航空搭接線標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀

2.1 國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)現(xiàn)狀

我國搭接線標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展，可分為兩個(gè)階段，形成了兩套標(biāo)準(zhǔn)。第一套始編于上世紀(jì)60～70年代，伴隨我國航空工業(yè)的起步，于1968年編制了第一套航空搭接線標(biāo)準(zhǔn)，包括HB 6-43《飛機(jī)搭鐵線技術(shù)條件》、HB 6-6《搭鐵線》、HB 6-7《搭鐵線》等9項(xiàng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)（詳見表2），該套標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過1976年、1983年和2002年的3次修訂，至今仍在行業(yè)廣泛使用。另一套標(biāo)準(zhǔn)編制于2002年，包括HB 8120-2002《搭接線規(guī)范》、HB 8111-2002《管狀接頭搭接線》、HB 8112-2002《片狀接頭搭接線》等7項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)（詳見表2），雖然與第一套標(biāo)準(zhǔn)相比，該套標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)成熟度更高，技術(shù)內(nèi)容更加詳實(shí)，但是由于產(chǎn)品的壓接接頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在一些不合理的地方，直接影響了行業(yè)內(nèi)的推廣應(yīng)用。

表2 國內(nèi)搭接線產(chǎn)品現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)匯總表

2.2 現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的不足

我國雖已構(gòu)建較為全面的航空搭接線標(biāo)準(zhǔn)體系，但通過與國外MIL-DTL-83413C等搭接線標(biāo)準(zhǔn)對比，并結(jié)合我國航空裝備科研生產(chǎn)多年應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)來看，現(xiàn)有的搭接線標(biāo)準(zhǔn)還存在很多亟待完善的地方。

2.2.1 結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)控制過嚴(yán)

由表3可以看出，國內(nèi)絕大多數(shù)搭接線標(biāo)準(zhǔn)限定的搭接線最大長度為260 mm（國外同類產(chǎn)品則原則上不設(shè)定上限），限制過死，不能完全滿足航空裝備實(shí)際使用需求。

另外，我國搭接線產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中，對壓接后接頭的尺寸參數(shù)控制過嚴(yán)。其初衷是為了保證接頭和編織套之間的壓接質(zhì)量，但由于國內(nèi)尚未形成統(tǒng)一的搭接線壓接工藝要求，導(dǎo)致不同廠家壓接工藝間存在一定差異，很難完全符合標(biāo)準(zhǔn)對壓接后接頭的尺寸控制要求。

2.2.2 原材料標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)狀態(tài)落后

由表3可以看出，由于我國搭接線標(biāo)準(zhǔn)編制年代較早，接頭和編織套的材料技術(shù)狀態(tài)落后，甚至部分零件選材仍然引用的是60年代的標(biāo)準(zhǔn)，不僅原材料采購困難，而且這些材料標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量控制要求不嚴(yán)格，無法有效保證原材料質(zhì)量的一致性。特別是編織套標(biāo)準(zhǔn)Q/XD 46-1965已經(jīng)廢止多年，市場上已經(jīng)無法采購到符合該標(biāo)準(zhǔn)要求的編制套，亟待研究重新選用滿足搭接線性能要求的編織套標(biāo)準(zhǔn)。

另外，各標(biāo)準(zhǔn)之間壓接接頭表面處理的技術(shù)狀態(tài)不統(tǒng)一，并缺少對鍍層工藝的限定，不能有效保證接頭鍍層質(zhì)量。

2.2.3 性能指標(biāo)設(shè)計(jì)不完善

我國航空搭接線的技術(shù)規(guī)范主要有兩項(xiàng)，其中，HB 6-43-1983由于編制年代較早，缺少產(chǎn)品質(zhì)量保證規(guī)定等相關(guān)要求，性能指標(biāo)上僅規(guī)定了電阻值；HB 8120-2002中雖然詳細(xì)規(guī)定了搭接線的11項(xiàng)試驗(yàn)項(xiàng)目和性能指標(biāo)要求（詳見表4），但試驗(yàn)方法描述過于簡單，可操作性不強(qiáng)。

3 我國搭接線標(biāo)準(zhǔn)后續(xù)發(fā)展建議

3.1 結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)的補(bǔ)充與優(yōu)化

調(diào)研我國航空搭接線的實(shí)際使用需求，并結(jié)合工程研制和驗(yàn)證經(jīng)驗(yàn)，研究并適當(dāng)補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)中搭接線產(chǎn)品規(guī)格系列。

研究制定統(tǒng)一的航空搭接線壓接工藝標(biāo)準(zhǔn)，并逐步驗(yàn)證優(yōu)化壓接后接頭的尺寸參數(shù)。

3.2 原材料技術(shù)狀態(tài)的統(tǒng)一與更新

首先，應(yīng)綜合比較T3、H62等常用牌號銅合金原材料性能指標(biāo)，綜合考慮原料采購、加工工藝以及使用需求，統(tǒng)一搭接線接頭材料的選用。

表3 國內(nèi)搭接線零件材料及尺寸范圍

表4 HB 8120-2002中規(guī)定的試驗(yàn)項(xiàng)目和性能指標(biāo)

其次，跟蹤搭接線原材料標(biāo)準(zhǔn)的更新情況，通過迭代引用標(biāo)準(zhǔn)或增加額外技術(shù)要求等方式，更新搭接線原材料標(biāo)準(zhǔn)。

另外，協(xié)調(diào)各標(biāo)準(zhǔn)間壓接接頭表面處理的技術(shù)狀態(tài)，統(tǒng)一對鍍層厚度進(jìn)行量化限定，從而有效保證接頭鍍層質(zhì)量。

3.3 性能指標(biāo)及驗(yàn)證方法的補(bǔ)充與完善

借鑒國外同類標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)內(nèi)容，并結(jié)合國內(nèi)多年預(yù)先研究和工程應(yīng)用方面積淀的科研成果和技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，建議對航空搭接線性能指標(biāo)及驗(yàn)證方法進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和補(bǔ)充（詳見表5）。

與HB 8120-2002相比，調(diào)整后的航空搭接線性能指標(biāo)及驗(yàn)證方法對產(chǎn)品的性能考核可為全面，主要變化如下：

1）保留正弦振動(dòng)試驗(yàn)項(xiàng)目，但補(bǔ)充振動(dòng)時(shí)間的要求，細(xì)化振動(dòng)試驗(yàn)后的產(chǎn)品外觀質(zhì)量要求，并增加試驗(yàn)后對接線端強(qiáng)度的考核；

2）保留濕度、溫度沖擊、鹽霧等3項(xiàng)試驗(yàn)，但試驗(yàn)方法改為更適用于搭接線性能考核的GJB 360B－2009《電子及電氣元件試驗(yàn)方法》和 GJB 1217A－2009《電連接器試驗(yàn)方法》。

3）增加低溫低氣壓、接線端強(qiáng)度、柔韌性和雷電流等4個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目。其中，低溫低氣壓項(xiàng)目可同時(shí)替換HB 8120-2002中低氣壓、低溫兩項(xiàng)試驗(yàn)，綜合考慮低氣壓和低溫條件下對搭接線電性能的影響；接線端強(qiáng)度用于考核接頭和編織套之間的壓接工藝；柔韌性模擬搭接線接頭位置發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)，從而考核編織套的耐彎折的能力；雷電流用于考核搭接線耐瞬間大電流的能力。

4）刪減HB 8120-2002規(guī)定的沖擊、線性加速度、高溫、霉菌等4項(xiàng)對搭接線性能影響較弱的試驗(yàn)項(xiàng)目。

表5 更改后的搭接線試驗(yàn)項(xiàng)目和性能指標(biāo)

4 結(jié)束語

航空搭接線系列產(chǎn)品在飛機(jī)上使用量巨大，使用范圍涵蓋所有航空裝備系統(tǒng)。隨著機(jī)載電氣電子設(shè)備復(fù)雜化，以及新型航空裝備對于可靠性、維修性和保障性的要求越來越高，以及復(fù)合材料等非金屬材料在飛機(jī)機(jī)體上應(yīng)用的推廣，飛機(jī)整體實(shí)現(xiàn)低阻抗顯得十分重要。搭接線良好搭接對防雷擊、提供靜電放電通路甚至整機(jī)的安全都至關(guān)重要，是保證飛機(jī)安全性、可靠性的重要措施。因此，應(yīng)盡快開展國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的研究工作，結(jié)合國內(nèi)多年預(yù)先研究和工程應(yīng)用方面積淀的科研成果和技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，系統(tǒng)地補(bǔ)充完善航空搭接線現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)體系，優(yōu)化產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)參數(shù)和技術(shù)要求，完善產(chǎn)品規(guī)范試驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)方法，推進(jìn)我國航空搭接線技術(shù)水平發(fā)展。

（編輯：勞邊）

[中圖分類號]V229

[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]C

[文章編號]1003–6660（2015）06–0003–05

[DOI編碼]10.13237/j.cnki.asq.2015.06.001