民用飛機線束綜合設計方法研究

呂 明 劉巖東 /

(中航沈飛民用飛機有限責任公司，沈陽110000)

民用飛機線束綜合設計方法研究

呂 明 劉巖東 /

(中航沈飛民用飛機有限責任公司，沈陽110000)

線束綜合設計是民用飛機EWIS(Electrical Wiring Interconnection Systems，簡稱EWIS)設計過程中的重要環節，也是開展EWIS詳細設計工作的基礎。目的是確定哪些系統導線可以組成同一線束。線束綜合程度越高，線束的數量越少，越有利于線束的制造、構型管理及安裝敷設。線束綜合設計的方法是對飛機電氣原理圖中的導線先按系統綜合，再按區域綜合，最后進行機上綜合的步驟來成束。

EWIS；線束綜合；系統綜合；區域綜合；機上綜合

0 引言

隨著國內民用飛機EWIS設計技術的發展以及對EWIS設計流程的理解不斷深入，線束綜合設計方法也在不斷的發展創新。線束綜合設計是確定電氣原理圖中哪些系統導線可以組成同一線束，即確定每根導線的線束號。之前的線束綜合設計方法是將電氣原理圖的導線進行一步到位的線束綜合，不僅設計工作繁瑣，而且具有很大的設計難度。現在的線束綜合設計方法是將設計工作分解為三個步驟，即按系統綜合、區域綜合以及機上線束綜合的方法來進行成束，使線束綜合設計工作變得條理清晰，降低了設計難度。線束綜合設計工作開始于EWIS聯合設計階段(即JDP)，在詳細設計階段(即DDP)前期結束。

1 線束綜合設計的輸入及輸出

線束綜合設計工作的輸入是電氣原理圖、系統設計要求、EWIS隔離方案、EWIS分離面方案、EWIS主通道方案及設備位置信息。輸入信息提供的完整性和及時性，也是線束綜合設計好壞的影響因素。

線束綜合設計工作的輸出是線束清單、線束分叉圖、線束導線表。線束清單顯示了線束構型劃分、數量及編號信息。線束分叉圖僅是表示出線束大致分叉位置及狀態，不表示出線束長度等信息，線束分叉圖與線束二維模板圖、線束三維數模一一對應，也是繪制線束三維數模的重要設計輸入。線束導線表包含了導線從端至到端接線關系等信息，其中導線長度及材料等信息需要線束三維數模設計和EWIS元器件選型工作來進行補充。

2 線束綜合設計的方法

根據CCAR-25-R4第25.1707 條EWIS系統分離的要求[1]：

(a) 每個EWIS 的設計和安裝必須與其他EWIS和飛機系統具有足夠的物理分離，以使EWIS 部件的失效不會產生危險狀況。除非另有說明，本條的目的是通過分開一定的距離，或通過與分開距離等效的隔離保護來實現物理分離。

(b) 每個EWIS 的設計和安裝必須使任何在飛機上可能發生的電氣干擾，不會對飛機或其系統造成危險影響。

(k) 對于合格審定規章、運行規章或作為第25.1709 條評估結果所要求具有冗余設計的系統，與這些系統相關的EWIS 部件的設計和安裝必須具有足夠的物理分離。

因此，在滿足系統功能、EMC、余度等要求的前提下，才能進行線束綜合工作，這是開展線束綜合工作的前提條件。目前線束綜合設計的方法并沒有統一的模式，不同的EWIS設計團隊所遵循的線束綜合設計方法也不盡相同。從某些角度而言，EWIS設計團隊線束綜合設計的能力，也反映了其EWIS的設計能力。

本文提出線束綜合設計的方法是對電氣原理圖中的導線先按系統綜合，再按區域綜合，最后進行機上綜合的步驟來成束。按系統綜合是對系統內導線進行初步綜合，按區域綜合是對系統內或系統間的導線考慮其物理安裝位置進行再次綜合成束，機上綜合是根據最終機上安裝狀態對線束綜合程度的進一步完善和提高。

2.1 按系統綜合

按系統綜合實際上就是將電氣原理圖中隔離代碼相同的導線組合成束。電氣原理圖是按照ATA章節所對應的系統繪制的，原理圖中的導線均帶有隔離代碼的信息。將每個系統原理圖中的導線按照隔離代碼進行成束，但不是所有具有相同的隔離代碼的導線都能組合成同一線束。為了滿足系統功能、EMC、余度等要求，一個系統內隔離代碼相同的導線也會被分成多個導線組進行成束，具體劃分與不同項目的EWIS隔離要求有關，隔離代碼的定義規則也會影響線束的劃分。不同的設計團隊定義規則也不同，隔離代碼一般是由EMC代碼、余度代碼及系統功能代碼組成。每個系統原理圖中的導線隔離代碼被定義之后，按系統對導線進行分組成束的規則也基本被確定了。

按系統對導線進行綜合成束，只是一個初步的綜合。此時縱觀全機的線束劃分，都只是對每個系統內的導線進行綜合成束。線束的數量很多，小線束尤其多(指線束內導線數量很少的線束)，但是每個線束所對應的系統是十分明確的。如果只進行到系統綜合這一步，對于線束的制造、安裝敷設來說也是可行的，但是會增加后期的工作量和難度，所以還需要按區域進行線束綜合。

以圖1和圖2為例闡述按系統進行線束綜合的方法和流程。圖中J1、J2、J3、J4表示與設備相連的插頭，P1/R5-1001、P1/R5-1002、P1/R5-1003、P1/R5-1004表示EWIS分離面處的電連接器，A0G、S0G表示導線的隔離代碼，其中A與S分別代表EMC代碼，0代表余度代碼，G代表系統功能代碼。假定系統1和系統2沒有余度等要求，那么按上述系統綜合原則對系統1和系統2進行線束綜合，將系統內隔離代碼相同的導線進行成束，綜合結果如圖3、圖4所示。

2.2 按區域綜合

按區域綜合是對導線按系統綜合的結果進行再次綜合成束。通常飛機會被劃分成許多區域，如機頭、前機身、中機身、后機身、尾段、機翼及垂平尾，為了線束綜合的需要，也可對上述區域進行進一步劃分，劃分的原則需按照相關設計規范進行。各個區域對接的地方通常設置有EWIS分離面，比如機翼與機身對接處，垂尾與尾段對接處等。在按區域進行綜合之前，此區域的線束主通道和設備位置關系應明確，繪制出此區域大致輪廓及設備間的相對位置關系。根據系統綜合的結果，繪制出此區域的半安裝圖，用于該區域線束綜合設計。從區域半安裝圖上可以清楚地看出進入該區域導線的隔離代碼種類以及敷設通道。在區域半安裝圖上，滿足如下兩個條件的導線有可能組合成同一線束：一是具有相同的隔離代碼或者具有能夠組合在同一線束的不同隔離代碼的導線，二是敷設通道一致的導線。

以圖5為例，對本文2.1節所述的系統綜合的結果進行區域綜合。在滿足系統功能、EMC、余度等要求的前提下，進入設備1(系統1)與設備1(系統2)中的導線的隔離代碼及敷設通道均一致，見圖5中紅色的線條，那么這兩個設備的導線就可以綜合成同一線束，綜合結果見圖6。圖6是線束按區域綜合后形成的線束分叉圖。進入設備2(系統1)與設備2(系統2)中的導線綜合結果與圖6基本一致，這里就不在重復敘述。

2.3 機上線束綜合

機上線束綜合是對區域線束綜合設計結果的進一步完善，也是對線束綜合程度的進一步提高。線束綜合設計過程中為滿足隔離敷設要求，進入同一連接器的導線，有可能被分成兩束或更多束線束，如圖7所示。這些線束在機上敷設安裝時再與連接器進行端接，增加了線束敷設安裝的工作量和機上進行導線端接操作的難度。實際上在線束敷設安裝設計過程中，如果能夠對線束分叉位置及敷設長度進行十分準確的設置，圖7中的線束1和線束2是能夠合并為同一線束的，如圖8所示。但是在線束三維數模環境下，很難準確的確定線束分叉位置。通常是線束的制造和敷設安裝工藝水平達

到一個穩定的程度后，在線束實際敷設時，準確而又合理地確定出線束分叉位置，EWIS設計人員根據實際情況將線束進行合并，既滿足了線束的隔離敷設要求，又能避免導線機上端接情況的產生，這實際上也是線束綜合工作的一部分，只不過是從生產層面到設計層面的一個迭代。

3 結論

掌握線束綜合方法是進行線束綜合工作的首要條件，也是線束設計能力的體現。本文所述線束綜合方法對于EWIS設計工作來說具有一定的指導意義，對形成EWIS設計團隊自己的線束綜合設計體系也具有借鑒意義。本文所述的線束綜合的方法并不是唯一的方法，選擇不同的線束綜合的方法，其線束綜合結果也將不盡相同，對EWIS下一階段工作的的影響也會不同，但無論方法如何選擇，最終的目的應該是滿足相關飛機設計要求及適航要求。

[1] 中國民用航空總局.中國民用航空規章第25部：運輸類飛機適航標準[S].中國：中國民用航空總局，2001．

Research on Integration Design Method of Harness for Civil Aircraft

Lü Ming LIU Yandong

(AVIC SAC Commercial Aircraft Company Limited， Shenyang 110000，China)

Harness integration is very important in EWIS(Electrical Wiring Interconnection Systems) design procedure, and is also the base of detailed design. The purpose of harness integration is that which system wires could be bundled in the same harness. Harness integration can reduce the number of harness, and is also easy for manufacture, configuration management and installation. The design method of harness integration is to integrate the wires in the electrical schematic diagram into the preliminary harness according to the system requirement, then integrate them according to the aircraft zones, and finally integrate them into the final harness on aircraft.

EWIS(Electrical Wiring Interconnection Systems); harness integration; system integration; zone integration; integration on aircraft

10.19416/j.cnki.1674-9804.2017.01.010

V242.3+2

A