飞机电气系统调试中的电磁兼容性问题解决

摘要:本文分析了现代民用航空中电磁环境和电磁干扰的原因，并分析了飞机制造商和维护部门为实现航空电磁兼容性而采取的所有措施。关键词:飞机；电子设备；电磁干扰；电磁兼容

随着航空电子的发展，飞机越来越数字化，大量计算机和微电子技术的引入，系统的智能化和可靠性大大提高，但其负面影响越来越大，系统越来越难以承受电磁干扰，使得现代飞机在其它飞机控制系统和发动机微芯片的故障，使电磁兼容性问题不仅影响系统的整体性能，而且也逐渐影响飞行安全。

一、飞机电子系统及其所处电磁环境

1.电子系统。现代机载电子包括通信、导航、自动飞行、油门自动控制和发动机状态监测这些电子系统使用大量的微处理器作为自动化和数字技术的核心，可以降低飞行员的性能，但它们也允许精确的飞机控制和操纵，例如新型和中大型民航飞机采用激光陀螺参考系统(IRS)来求解飞机俯仰角、倾斜角和航向角等导航参数，这些导航参数根据已知的起飞位置和精确的飞行轨迹显示在显示器上，为其提供有关飞机位移、速度和即时信息，这种导航方法比以前在手工标记的方法更为准确。

2.电磁环境。尽管飞机的电子系统非常先进，但由于飞机环境复杂，特别是由于现代大型飞机的各种电磁干扰对飞行构成威胁，受到外部和飞机电子等设备的电磁干扰，虽然这些电磁干扰不会影响飞机本身，但也会干扰飞机的工作，并导致飞机仪表或控制系统瞬间故障，这威胁到飞机上电磁场干扰，并且可以分为以下几类:（1）机载干扰，其产生的电磁场，高频信号由计算机微控的时钟和脉冲电路以及飞机的开关在高、低电位转换过程中产生的干扰，电路中瞬变电压，可能影响对飞机照明设备，风扇，电机，瞬间火花和电弧电气开关产生。（2）自然干扰是典型的电磁干扰(大气、太阳、宇宙等噪声)。由自然因素引起的电磁干扰，如静电放电或传播媒如电离层，雨，雾等。这些电磁现象是如此复杂，以至于在大多数情况下，飞机干扰的后果可以忽略不计，但闪电可以以超过 1m/m 的速度产生，这可能会产生强烈的场效应，从而影响飞机的安全性。（3）人为干扰，对飞机的电磁干扰分为飞机外内部电磁干扰，包括人为干扰，如无线通信、导航、雷达设备等大功率无线电设备，必须在飞机上安全，机械设备必须具有高抗电磁干扰能力，不影响其他设备的操作，这是飞机电子产品电磁兼容性(EMC)的重要性能指标。

二、飞机电气系统电磁兼容性问题的解决

1.电磁兼容。测试飞机上的所有电子设备，包括辐射和电路，以确定哪些设备具有电磁干扰。2.重新布局设备。根据测试结果，内部布局调整，以将电子设备与干扰源隔离，从而减少相互之间的干扰。3.优化地线设计。正确的地线设计对于减少噪音和潜在的电源故障至关重要，以减少电磁干扰。4.设计抗干扰。电子设备的设计包括使用滤波器，调节器和其他设备的措施，减少电源信号的噪音和干扰。5.电磁屏蔽。电磁屏蔽措施在飞机重要部件使用，并使用可能发生屏蔽材料包裹设备，以减少电磁干扰。6.设计与测试。完成这些措施后，将进行电磁兼容性测试，以确保所有设备在复杂的电磁环境中正常工作并符合相关标准和要求。

7.定义和重要性。是指设备或系统可以在电磁环境中工作而不会损坏环境中的物体，而电磁兼容性对于现代飞机特别是军用飞机来说非常重要，因为它与飞机的性能和安全性有关。电磁兼容性问题可能导致雷达信号失真，火控误差增加，导航信号偏差以及通信中断，航线和安全着陆影响。

三、提高灵敏设备抗干扰能力的措施

1.屏蔽。目前，飞机电子系统免受电磁干扰的主要方法是使用屏蔽，多种多样屏蔽方法，隔板、盒式封闭、电缆或连接器，屏蔽效果不仅包括不透明材料，还包括屏蔽材料的厚度，使用频率，辐射源与保护层之间的距离以及抗电磁干扰的保护形式和数量。这就是为什么屏蔽材料的表面反映了大部分进入该层的能量，而未被反射该层中的能量将被衰减化，反射和衰减并且大部分能量将是到达屏蔽层的另一表面，对于被反射回屏蔽层大部分能量，被衰减屏蔽层多次反射，一些重要的机载控制设备(如发动机)，金属盒封闭通常用于提高屏蔽效果，有时与高电导率或磁导率材料，有时双层屏蔽应用，虽然电气不连续元件(如对接缝，输入和输出信号)需要特殊的措施来防止下降屏蔽效果和屏蔽电缆信号线、电源线应用，接地正确，但通常使用同轴电缆将通信电缆正确安装在飞机上。为了防止飞机点火系统运行期间通电导线电磁辐射，电路中会出现电流的不断交变，从而在飞机接收天线中产生感应电动势和感应电流，从而使发射信号失真，造成杂音和噪音干扰飞机的无线电通信，从而消除飞机的无线电干扰，流过交变电流必须用金属罩屏蔽为隔波装置，根据系统的不同部分，隔波装置以不同形式的零件内部电路(例如磁电机和电嘴)，它们使用本身金属外壳作为隔波装置，或者使用金属丝编成的外套或金属压成的套管，以限制通常用于滤波、接地、搭接的设备和电缆的电磁干扰，可通过多路数据总线进行机载电源控制，解决电磁兼容、隔离和系统抗干扰等问题，源控制电源综合化。

2.滤波器和绝缘变压器。滤波主要用于消除电源、信号等对电磁能量造成的干扰。因此，使设备不稳定的专用电源滤波器通常安装在电源线的入口处，以减少电源线的传导，还可以使用隔离变压器来防止交直流变换，从而减少器件的外部干扰，进一步提高器件的电磁兼容性，并采取一系列措施，如搭接、隔离、电路布线等。

3.电路瞬变保护。可防止直流电路中的电压正瞬变和负瞬变冲击影响，例如实现抑制负尖峰保护目标的串接二极管。

总之，随着现代电子技术的发展和飞机自动化水平的不断提高，先进的计算机和各种电气设备在飞机上的应用，飞机的电磁兼容性问题直接关系到飞机的功能和安全性。

参考文献：

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