直升機總裝電纜數字化技術應用初探

單逵路

【摘 要】本文將對航空產品電纜的數字化布局進行分析，并在此基礎上探索電纜數字化布局設計流程、產品數字樣機的建立、電纜交互式布局設計。

【關鍵詞】航空產品；電纜數字化布局；分析

電纜數字化布局作為一項先進的生產技術，已經在實際的生產活動中得到有效應用，但是我國運用該項技術相對較，實際的應用中還存在一定問題。所以相關技術人員應當加強重視，通過有效地運用航空產品電纜數字化布局技術提升生產水平。

一、電纜數字化布局設計概述

航空產品中電纜的布局設計指的是，以保證產品整體電磁兼容性、安全性、可靠性、維修性、公益性為前提，在產品結構件裝配體中為了實現產品電氣功能，設置整機產品中電纜的端頭處理方式、連接器接線、綁扎方式、分支形式、走線等內容，并對設計結果進行優化。

機械制造、電氣技術等專業的知識在電纜布局設計中都會涉及，其主要作用在于對產品中電纜的固定、綁扎、走線路徑進行選擇，其特點是通過多種技術的運用解決多項問題。

在進行電纜數字化布局的過程中應當注意以下內容：首先，應當滿足電氣連接功能需求。電氣連接功能需求是完成系統設計功能應當具備的傳遞電能、電信號等功能。其次，產品結構空間約束，要求電纜的安裝和敷設應當在產品裝配體空間內完成。再次，電磁兼容性約束。要求電氣設備、電纜正組成部分在產品整體工作中不會彼此造成電磁干擾。最后，可靠性約束。需保證電纜自身結構、固定、捆扎、分支符合技術要求。

已經完成的電纜布局設計應當具有以下電纜相關屬性：首先，在具體產品空間中電纜設置的路線和方向。其次，和多個不同電氣設備模塊連寫的電纜構成什么樣的分支結構。再次，電纜之間、電纜和產品結構之間的固定和捆扎在什么位置、以什么樣的形式實現。最后，怎樣連接電連接器和電纜，具有怎樣的出現方向。

二、電纜數字化布局設計流程

電纜數字化布局設計的電纜布局設計工作，是以產品數字樣機為基礎運用數字化工具實現的。結構空間約束、描述和定義電氣系統邏輯原理圖中的電纜連接功能、電磁兼容性和電纜可靠性方面的要求和方法是這里進行電纜布局設計應當考慮的核心因素，確定電纜空間路徑和分支結構是主要任務。在定義好電纜結構和路徑后，應當驗證設計產品整機的可維護性、整機可裝配性、電纜可靠性，對于存在的問題應當進行修改和優化。最后，應當通過電纜平面展示圖、電纜三維模型、電纜材料報表形式將驗證合格的電纜布局結果。產品裝配部門和電纜制作車間會據此進行電纜安裝制作的指導。

與傳統電纜布局設計方式相比，電纜數字化布局設計具有明顯的優勢：第一，根據產品設計完成后的數字樣機進行生產活動，去除了制造物理樣機環節。第二，整體布局設計通過結合智能布局和人機交互實現，并且在該環境中集中了工藝流程、機械、電氣等計算機輔助

算法和工具，提升了決策水平。第三，實現電纜布局方案的數字化描述，裝配部門和電纜制作部門能夠據此獲得材料報表和三維模型，進而更加直觀和精確的了解設計內容。

實現電纜數字化布局設計，需要滿足以下條件：首先，產品數字化定義。在產品數字化設計CAD模型的基礎上，構建的數字樣機夠反映產品功能特點和幾何結構特點。其次，電纜數字化建模。在電腦中全面表達電纜信息。第三，電纜數字化布局工具。包括智能算法和交互三維環境或虛擬環境，兩者的作用分別為實現自動化布局設計和實現具體布局設計。第四，數字化輸出和描述電纜布局方案。將電纜布局方案通過電纜材料報表、平面展開圖、三維模型的形式輸出和表達出來。

三、產品數字樣機的建立

計算機中產品的數字化描述和定義即是產品數字樣機，電纜數字化布局設計的實現以此為基礎和前提。通常來說產品數字樣機應當包含產品結構件、電纜，并對以下的模型和信息進行定義：首先，零部件模擬實體模型。CAD模型將零部件結構特征通過幾何形體描述出來，在三維圖形渲染中不可直接使用零部件的實體模型，需要在片面化獲得多邊模型的基礎上進行渲染。其次，幾何特征。將反應產品零部件CAD模型幾何特征的點、線、面，同反應相應模型幾何特征的點、線、面進行映射。第三，產品裝配。一系列零部件模型根據裝配關系形成了產品裝配體，其中的裝配關系包括幾何約束、位置約束等。產品的組成層次關系能夠通過裝配關系展現出來，從某種角度上說也發揮產品部件或整機的功能。第三，運用機構。能夠通過兩部件幾何特征間的幾何函數確定，也可以幾何特征為基礎設置產品的運功機構。機械產品的性能和功能能夠通過運動機構的運動學和動力學仿真反映出來。

四、電纜交互式布局設計

定義、修改、建立電纜數字化模型構成了電纜數字化布局。交互式電纜布局設計指的是在產品數字樣機的基礎上，進行電纜數字化模型的交互式定義、修改、創建，完成數字樣機的布局設計程序。在布局設計過程中應當進行以下操作和信息定義：首先，拓撲結構信息部分是電纜數字化模型中電纜結構信息定義的對象，應當進行刪除電纜分支、增加電纜分支等操作。其次，電纜的空間路徑。電纜空間路徑與電纜數字化模型中幾何信息部分相對應，它一方面修改和定義了電纜橫截面，另一方面修改、刪除、定義電纜關鍵點。再次，固定、安裝、使用卡箍和電連接器。在電纜末端關鍵點上定義后才能使用電連接器。最后，電纜材料。通常運用線束中指定兩個關鍵點間的電纜部分、電纜段為實際中的電纜材料和輔助材料。

五、數字化電纜檢測技術

（一）國內現狀

航空導線電纜的測試內容主要包括導線電纜的導通檢查、導線電纜對機體的絕緣電阻測量以及導線電纜對機體的耐壓試驗。特設專業在進行導通檢査排故時，工作人員采用導通鈴等導通設備，依據系統接線圖，逐一對線束的通斷進行判斷。該檢測方法在實施過程中，有如下不足：

（1）人工導通，效率不髙；

（2）未對短路故障進行判斷；

（3）未對導線電纜阻值大小進行判斷；

（4）回路中有較大電流流過易對導線電纜本身造成損傷。

（二）國外現狀

在西方發達國家，航空導線電纜的測試巳經進入到數字時代。以美國電纜檢測設備為例，該電纜檢測設備能夠通過上位機軟件設置檢測參數并自動完成所有電纜測試工作。

六、關鍵技術

由于國內尚無整機電纜測試的成功案例，基于美國公司型電纜綜合檢測設備的全機數字化電纜檢測技術需要成功實施，存在以下難點：

（1）清理全機插座型號及安裝位置信息，確定各系統轉接電纜長度；

（2）編制導線導通、絕緣等信息數據庫表；

（3）設計并制造與被測機型工裝相配套的測試型架；

（4）導線電纜測試系統的安裝與現場調試

七、結語

本文分析了航空產品電纜的數字化布局，但本文還存在一定局限，希望行業人員能夠加強重視，不斷提升產品電纜數字化布局技術的應用水平，進而推動我國工業生產的發展。

【參考文獻】

[1]沈峰. 飛機“神經系統”的“外科醫生”[N]. 中國航空報，2007-03-23（001）.

[2]全機數字化電纜檢測技術應用研究_侯隆斌