試驗機改裝抽引信號方法淺析

譚秀萍，張琦，石娟，趙淵昉

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試驗機改裝抽引信號方法淺析

譚秀萍，張琦，石娟，趙淵昉

（中國飛行試驗研究院 改裝部，陜西 西安 710089）

飛行試驗中，為獲取飛機、被試系統的各種性能，通常要在飛機各系統進行數據采集和測試，這一過程中所涉及的系統設備分別安裝在飛機不同區段部位，如何正確、合理地選擇抽引點和抽引方法不僅影響飛機的安全飛行，而且影響數據采集的準確性，此項工作是試驗機改裝的難點和重點。簡要介紹了電信號的種類特性、抽引原則，分析了在飛機系統進行抽引信號的幾種方法及優缺點，以供借鑒。

試驗機改裝；電信號特性；抽引信號方法；飛行試驗

試驗機電氣改裝中，一個重要環節是在飛機系統采集各類數據信號到測試系統，提供給相關人員進行數據處理、分析，以獲取飛機的各種性能指標，達到新研飛機設計定型試飛或適航審定試飛的目的。隨著航空工業的發展，新機性能的不斷提高，需要采集的數據信號數量、種類成倍增加，所涉及的飛機系統眾多，而機載電子設備越來越復雜，試驗機改裝中，從飛機各系統設備抽引信號難以采用同一種抽引方法，應綜合考慮多種因素。選擇合適的信號抽引方法，是確保飛行安全和有效提高數據信號采集合格率的首要因素。

1 飛機系統信號的特性及抽引原則

試驗機改裝抽引信號所涉及的系統大多數是飛機的重要系統，如電源系統、飛參系統等，因此，選擇合適的抽引點和抽引方法就顯得尤為重要。

1.1 飛機系統信號的特性

飛機系統信號按其特性分為開關量信號和總線數據信號，按不同特性具體劃分如下：①按照頻率特性，以50 Hz為界，分為高頻信號、低頻信號；②按照電壓特性，分為三相交流115 V/400 Hz，單相交流115 V/400 Hz，直流28 VDC、15 VDC、10 VDC、5 VDC；③按照功率特性分為電源相關類信號、大功率電源信號、小功率信號等[1]。

明確所要抽引的信號與飛機各系統設備接口之間的關系，了解抽引信號的線號定義很有必要。只有充分了解信號的種類、特性，接口關系，電氣定義，才能采取相應的隔離保護措施，避免測試系統和飛機系統之間的相互干擾。

1.2 抽引信號的原則

抽引信號的具體原則為：①應考慮測試系統的附加負載和原機系統設備負載的匹配與兼容，抽引信號以不影響飛機的安全和系統設備的正常工作[2]，以及飛機信號的輸出和輸入為前提；②被抽引的系統設備在飛機上安裝部位空間的開敞性、可維護性良好；③系統設備相連接的電纜工藝分離面電連接器的安裝位置，應方便、易于人員施工操作；④試飛任務結束后，便于恢復原機電纜，以及機務人員定期維護、排查故障。

2 幾種抽引信號方法介紹及優缺點分析

試驗機改裝根據試飛任務要求，需要抽引的信號涉及原機系統眾多，而且分別安裝在飛機的不同部位，不同區域安裝的系統設備空間環境各異，常用的抽引信號方法主要有以下幾種。

2.1 轉接電纜抽引方法

制作一段三通電纜束，一一對應把需要抽引所涉及的原機系統設備信號全部轉出，然后在此電纜中部適當的位置通過焊接或壓接并線（抽引的信號數量少時采用死接頭壓接）的方法抽取需要的信號。斷開系統設備連接器或者系統設備工藝分離面插頭，連接這段三通電纜，其中一端連接到系統設備，另一端和斷開的設備插頭對接，第三端使需要抽引的信號電纜插頭和測試設備對接。

優點：不破壞原機電纜，只是在原有電纜束的基礎上增加一段三通電纜，另外，可根據試飛任務需求靈活增或者減抽引信號的數量，試飛任務結束后，轉接電纜拆除方便，便于原機電纜的恢復如初，適用于短期和長期試飛任務。

缺點：①增加的轉接電纜需要把系統設備全部的信號一一對應轉出，對原機系統設備正常工作影響范圍大，加大了設計人員工作量，使用的材料多；②原機電連接器大多數是JY系列，而抽引信號數量不超過6個，施工人員需要做一對JY的電連接器，增加了施工人員的工作量；③增加的三通電纜束，有3個電連接器，相應的增加了3處故障隱患點，降低了系統其他信號正常工作可靠性；④受制于原機系統設備安裝空間開敞度的影響，增加了原機電纜安裝通道上的電纜余量，特別是在駕駛艙儀表板、頂棚控制板等空間狹小的區域，轉接電纜的安裝受制于空間的限制；⑤原機系統設備的電連接器大多數是JY系列的，訂貨周期長，價格昂貴，需要提前訂貨。

2.2 并線抽引方法

在原機系統設備電連接器尾部電纜合適的部位，剪斷需要抽引的原機電纜，以壓接死接頭的方法并線抽引所需信號。

優點：①壓接并線操作簡便、快捷，其工藝方法已形成標準化；②使用的物料、工具少，工具設備先進、齊全；③設計、施工周期短；④適用于電纜中部的每根導線壓接并線，僅增加了需要抽引的原機導線的故障點，不影響系統設備其他信號的正常工作。

缺點：①在原機電纜中增加了死接頭，破壞了原機電纜，改變了原機電纜束的結構；②試飛任務結束后，由于死接頭并線不易拆除，原機電纜難以恢復到初始狀態，對原機電纜的損壞比較大，系統設備的事故隱患較高，適用于時間較長的試飛任務；③需要抽引的信號數量超過6個時，死接頭集中在原機電連接器的尾部附近，因原機電纜長度有限，造成死接頭重疊堆積，質量檢查均不符合相關質量要求。

2.3 壓接死接頭，加長原機電纜并線抽引方法

先退出原機插頭內的插針或孔，剪掉插針或孔，之后把要引出的信號線和原機線用死接頭壓接在一起，再加長適合長度的導線，一端和死接頭壓接，另外一端壓接和原機相同的插針或插孔，最后把壓好的針或孔送入退出的針或孔內。

這種抽引方法安全、完整地抽引了原機電信號，增加的死接頭不易拆除，適用于長期試飛任務，原機電連接器為壓接型和系統設備電纜比較短的信號抽引。

優點：①施工操作簡便、快捷，其工藝方法已形成標準化；②使用的物料、工具少，工具設備先進、齊全；③設計、施工周期短；④適用于原機每根導線壓接死接頭并線抽引。

缺點：①改變了原機電纜的長度；②增加的死接頭不易拆除，原機電纜難以恢復如初；③有時缺少相匹配的原機系統設備插頭的插針或孔，有時原機插頭內的插針或孔因壓接質量不規范，無法退出，阻礙下一步工作繼續進行；④抽引電信號數量超過6個以上時，死接頭互相重疊放置，增加了原機電纜束的直徑，導致電纜外護套無法對原機電纜束進行保護，增加了原機系統的故障點，給系統設備正常工作埋下安全隱患。

2.4 針、孔對接加長原機電纜的抽引方法

這種抽引方法和第三種抽引方法的操作相類似，不同的是退出原機插頭內的插針或插孔，不剪掉插針或插孔，增加合適長度導線并在該導線兩端分別壓接和退出的插針或插孔相同的針或孔，一端和退出的原機插針或插孔對接，外部用熱縮管進行熱縮緊固，另一端送入退出的針孔號內，在該導線中段采用死接頭壓接并線引出需要抽引的電信號。這種抽引信號的方法適用于各類壓接型電連接器。

優點：既安全地抽引了原機電信號，又確保了后續原機電纜的完整恢復，這種方法優于第三種抽引方法，不用剪掉原機退出的壓接插針或插孔，完整地保留了原機電纜，試飛任務結束后，從針孔對接處斷開，拆除加長的導線和抽引的信號電纜，把原機的插針送入退出的針孔號內，使原機電纜恢復如初。

缺點：有時原機設備插頭的針或孔不好提供，有時因壓接質量原機插頭內的插針或孔無法退出，阻礙下一步工作繼續進行。

2.5 預留測試接口抽引方法

這種抽引方法需要在飛機制造期間，根據試飛任務需求，在原機系統設備上預留好測試接口，改裝期間，根據施工圖紙制作好電纜插頭進行對接即可。

優點：施工操作簡便，一旦原機系統有故障，測試系統與原機系統便于分離和排查故障。

缺點：增加設計人員工作量，預留接口的插頭是特殊型的，訂貨周期長，需要提前進行采購。

2.6 接線端子壓接、模塊進針抽引方法

有的原機系統抽引點是接線排或模塊的形式，壓接好和原機接線排相匹配的接線端子或者模塊插針，根據接線關系連接到原機相應接線柱上或模塊相應的針孔號內。

優點：接線端子或模塊插針施工操作簡便。

缺點：①有的接線排或模塊安裝的位置空間狹小，位置有地板下、側壁板、頂棚、駕駛艙儀表板后下方等，施工人員難以施工操作；②有的接線柱上的端子數量已達3個，加上需要抽引的端子，其數量已超過規范要求的范圍，無法在此進行抽引；③因空間狹小工作人員無法施展操作工具，容易掉落接線柱上的彈簧墊片和平墊；④有的模塊安裝在視線不可達的地方，無法看清模塊的針孔號，模塊針無法送入相應的針孔號內。

3 選擇抽引點和抽引方法的因素

每架試驗機根據試飛任務需求不同，所要采集數據信號種類、特性各異，改裝人員在進行抽引信號設計和施工時，應考慮以下因素：①選擇原機系統設備安裝部位的開敞程度比較好的設備處抽引，盡量靠近信號源頭的分離面處，避免信號的衰減；②選擇原機設備連接器內導線數量少的地方抽引，減少設計和施工人員的工作量，保持屏蔽連續避免各種干擾影響信號的抽引；③盡量考慮到原機電纜的長度、電連接器類型、抽引信號的數量，試飛任務結束后原機電纜恢復；④對于轉接電纜束比較多的抽引系統，比如武器系統，應充分考慮轉接電纜線束的安裝、固定、維護。

結合以上因素考慮，盡可能兼顧飛行安全和抽引信號的合格率。選擇可靠性和安全性比較高、簡捷且便于人員施工操作、利于原機電纜恢復的抽引方法。具體設計、施工時應考慮數據采集過程中采取的不同的保護、隔離方法，考慮測試系統與原機系統之間在阻抗上的匹配性，避免測試系統對原機各系統正常工作的干擾。

4 結束語

本文結合試驗機改裝當前的實際工作，對在原機系統信號的抽引方法進行了歸納總結，針對不同的信號抽引方法及其優缺點進行了簡要介紹，從設計和施工2個方面給出了選擇信號抽引方法需要考慮的因素，為試驗機改裝抽引信號方法的選擇提供了參考依據。

［1］張焰.飛機電氣改裝設計可靠性研究［J］.航空標準化與質量，2011，2（17）.

［2］葛恒標，彭昌黎，王利民，等.GJB 1476A—2006 飛機試飛測試系統改裝通用要求［S］.［出版社不詳］.2006.

2095－6835（2018）21－0057－02

V217.2

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2018.21.057

譚秀萍（1966—），女，陜西臨潼人，高級工程師，現從事試驗機電氣改裝研究。張琦（1991—），男，陜西周至人，助理工程師，現從事試驗機電氣改裝研究。石娟（1973—），女，陜西三原人，現從事試驗機電氣改裝研究。趙淵昉（1985—），女，陜西澄城人，現從事試驗機電氣改裝研究。

〔編輯：嚴麗琴〕