電氣線路互聯(lián)系統(tǒng)（EWIS）分離面設(shè)計(jì)研究

朱喜

【摘 要】電氣線路互聯(lián)系統(tǒng)（EWIS）分離面是電纜敷設(shè)的斷點(diǎn)，通常被用來隔離電路中各部分。本文介紹了EWIS分離面的類別及主要組成部件，并探討了EWIS分離面設(shè)計(jì)時應(yīng)考慮的因素。

【關(guān)鍵詞】EWIS；分離面；FOD（外來物）

0 前言

EWIS為Electrical Wiring Interconnection System的簡寫，中文譯為“電氣線路互聯(lián)系統(tǒng)”，指安裝在飛機(jī)任何區(qū)域的各種電線、端接器件、布線器件或其組合，用來在兩個或多個端接點(diǎn)之間傳輸電能（包括數(shù)據(jù)和信號）[1]。隨著美國聯(lián)邦航空局（FAA）發(fā)布FAR25部第123號修正案，EWIS在整個民機(jī)設(shè)計(jì)體系中愈發(fā)得到重視，從原本屬于各功能系統(tǒng)的一部分，到獨(dú)立的一個分部，可見已被認(rèn)同為一個相對獨(dú)立的、重要的專業(yè)體系。

電氣線路互聯(lián)系統(tǒng)（EWIS）分離面是電纜敷設(shè)的斷點(diǎn)，通常被用來隔離電路中各部分。

1 概述

根據(jù)分離面設(shè)計(jì)的不同目標(biāo)，分離面可以分為3類：

1）工藝分離面；

2）組裝分離面；

3）集成組件分離面，以便于安裝。

1.1 工藝分離面

工藝分離面通常設(shè)置在兩個飛機(jī)部段電纜間的連接。該分離面位置取決于飛機(jī)組裝工序，常見工藝分離面如圖1所示。

圖1 工藝分離面位置示例

Fig.1 Example of production break disconnect location

工藝分離面使得不同飛機(jī)部段的EWSI部件能在部件制造時完成安裝，總裝接口清晰，大大減少飛機(jī)批生產(chǎn)工序。

1.2 組裝分離面

組裝分離面通常被用來分離組裝部件或者不同工作包（例如起落架系統(tǒng)/EWIS、艙門移動部件等），示例如圖2所示。

圖2 組裝分離面位置示例

Fig.2 Example of separation of assemble disconnect ： pylon

1.3 集成組件分離面

為了安裝的便利，會增加額外的分離面，比如儀表板分離面，操縱臺分離面等。設(shè)計(jì)此類分離面也可以將一個線束分成兩個線束以滿足系統(tǒng)功能隔離要求。

此類分離面最典型的是電子電氣設(shè)備架分離面，將電子電氣設(shè)備架線束與飛機(jī)機(jī)體線束分離。

電子電氣設(shè)備架作為獨(dú)立的安裝部件，通常情況下，設(shè)備架上的線束通道集中，導(dǎo)線數(shù)量多，電子電氣設(shè)備接口端接方式及工藝繁雜，所以需在設(shè)備架組裝到飛機(jī)之前，在地面將設(shè)備架線束完成安裝，所以需要設(shè)備架分離面將設(shè)備架線束與飛機(jī)機(jī)體線束分離。

1.4 分離面組成

通常分離面包含下列5個主要部件：

1）分離面板：結(jié)構(gòu)件便于安裝連接器或者端接件；

2）支撐結(jié)構(gòu)件：將分離面板固定安裝在飛機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)上；

3）標(biāo)識：分離面板參考信息及連接器位置信息；

4）搭接/接地：使閃電影響最小化以及將面板結(jié)構(gòu)與飛機(jī)機(jī)體地搭接，保護(hù)內(nèi)部電氣元器件；

5）面板保護(hù)蓋：保護(hù)連接器件免受液體侵蝕。

2 分離面設(shè)計(jì)要求

2.1 端接命名規(guī)則和數(shù)量需求

為了正確布置分離面（包括分離面板、分離面支撐件、接線盒），需要定義分離面位置信息，命名規(guī)則及端接件數(shù)量等信息。

分離面板上還需預(yù)留連接器位置，即使該位置最終沒有安裝連接器。

如果分離面板安裝時需要旋轉(zhuǎn)一定角度，面板相對于飛機(jī)機(jī)體坐標(biāo)軸所成的角度需要被標(biāo)注在可見位置。

2.2 端接器件類別需求

分離面上的端接器件可以是連接器（圓形連接器或者矩形連接器）、接線端子、接線模塊、永久接頭、在線模塊或者組合端接器件。

相比較于圓形連接器，矩形連接器布置間隔小、插針布置密集等優(yōu)點(diǎn)，使用矩形連接器可以節(jié)省分離面板空間，但需要更多物理空間來安裝矩形連接器（因?yàn)榫匦芜B接器安裝工具的使用需要充足的空間）。

2.3 尺寸需求

分離面板的尺寸取決于兩個方面：

1）分離面需要安裝連接器的數(shù)量；

2）連接器隔離間距要求。

同時分離面面板需要給出預(yù)留空間以滿足后續(xù)設(shè)計(jì)改進(jìn)和設(shè)計(jì)更改需求，以及電氣維修安裝需求。

分離面板預(yù)留的連接器安裝空間位置還應(yīng)滿足EWSI系統(tǒng)物理隔離和功能隔離要求。通常情況下，面板預(yù)留安裝位置數(shù)量一般是面板連接器總數(shù)的15%[2]。

2.4 搭接及接地需求

對分離面板結(jié)構(gòu)電氣搭接主要是為了：

1）控制和轉(zhuǎn)移閃電電流，使閃電直接及間接影響最小化（防止產(chǎn)生電弧和過熱點(diǎn)，避免對結(jié)構(gòu)件造成損傷或者避免產(chǎn)生點(diǎn)火源）；

2）為內(nèi)部電氣元器件提供搭接和接地保險。

2.5 位置布置需求

分離面板布置需要考慮下列因素：

1）所有EWIS部件不能夠被乘客接近，包括分離面板[3]；

對于駕駛艙電纜的分離面板，禁止任何未得到許可證人員接近。

2）端接器件布置應(yīng)有充足空間方便安裝和維修。

通常連接器面板上的連接器安裝不應(yīng)以拆除臨近連接器為前提。相鄰連接器之間應(yīng)該有足夠間距，使得操作人員能使用手或者工具拆除每個連接器。非氣密區(qū)的圓形連接器允許使用工具安裝，如果無法人工安裝，必須提供安裝工序和安裝培訓(xùn)教材。

為了方便連接器的安裝和維護(hù)，同時防止因安裝錯誤對連接器造成損耗，所有連接器（包括插頭和插座）均需目視可見。

對于圓形連接器，兩個連接器間的間距應(yīng)滿足在拆裝連接器時，不需要使用額外工具和額外空間，如果條件允許，操作人員應(yīng)能使用帶防護(hù)措施的手進(jìn)行操作。

對于自鎖型矩形連接器，兩個連接器間的間距應(yīng)滿足在拆裝連接器時，不會對電纜或者臨近連接器造成損傷。

2.6 保護(hù)需求

需要提供保護(hù)措施防止下列情況發(fā)生：

1）外來物（FOD）對EWIS器件造成損傷；

全電控飛機(jī)是目前飛機(jī)行業(yè)的發(fā)展方向，EWIS部件會越來越多的布置在飛機(jī)各個部位，外來物（FOD）對EWIS部件造成損傷的概率越來越大，所以必須采取措施確保FOD不會造成導(dǎo)線、連接器、分離面等EWIS部件損傷。

對于安裝在垂直水平面方向固定面上的分離面，務(wù)必設(shè)置保護(hù)措施（如隔離蓋板）以防止FOD或者其他潛在類似風(fēng)險。

2）液體泄漏對EWIS部件造成損傷；

設(shè)計(jì)分離面時，優(yōu)先將分離面位置遠(yuǎn)離液體管路接頭，其次對分離面采取保護(hù)措施，同時在線束敷設(shè)路徑上設(shè)置滴水環(huán)。

所有防水措施能夠確保泄露的液體能夠排出機(jī)體之外。

3）氣密性不足導(dǎo)致煙霧泄漏，進(jìn)入駕駛艙。

分離面需要防止煙霧從駕駛艙外進(jìn)入駕駛艙內(nèi)部，也包括從貨艙和客艙等區(qū)域進(jìn)入。

分離面上安裝的端接件同時需滿足氣密要求或泄露容差要求。

3 其他要求

使用密封件的穿墻處，可以設(shè)置分離面。

該處的分離面需要滿足特定要求，例如安裝在氣密區(qū)側(cè)分離面板及分離器件需滿足氣密和抗壓性能。

4 結(jié)論

分離面是EWIS系統(tǒng)不可或缺的組成部分，是確保線路安全可靠，滿足生產(chǎn)、維護(hù)效率的有效措施。本文簡要的介紹了分離面的分類及主要組成部件，并探討了分離面設(shè)計(jì)時應(yīng)考慮的因素，在民機(jī)EWIS詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，應(yīng)根據(jù)具體飛機(jī)型號總體要求設(shè)計(jì)EWIS系統(tǒng)分離面。

【參考文獻(xiàn)】

[1]CCAR-25[R4]， 運(yùn)輸類飛機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn).

[2]SAE AS50881[E]， Wiring Aerospace Vehicle.

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

[責(zé)任編輯：張濤]