航修领域机身线路整治工作浅谈
刘建勋
上海海鹰机械厂 200436
机上电网传输线路主要由沿机体结构件敷设的电线束和单根电线电缆、工艺连接器、接线端子板等组成。机上电缆线束是电线、总线和射频电缆的组合,通过电线、总线和射频电缆实现机上各组件之间的电气交连,各用电器、系统间通过电线、总线、射频电缆传输电压、电流及高频信号,各系统自身和系统之间的电缆线束数量多且交联复杂。电缆线束作为飞机的重要组成部分,传送着飞机的各种信息,保证了飞机各大部件之间的联系,使其成为功能强大的、有机的整体。
国内外由于机身线路问题酿成的事故不占少数。例如瑞士航空 111 号班机空难,就是由于导线绝缘性能不合格,造成电弧放电进而引发舱内失火。1998年 9 月 2 日,瑞士航空 111 号班机从纽约飞往日内瓦。飞行途中,驾驶舱开始闻到烟味,随后发现仪表盘附近有烟雾。随后,驾驶舱电子设备接连失效,通信中断,最终飞机失控坠入大西洋海域,机上全员遇难。经过长达四年的的事故调查,根本原因被确定为位于驾驶舱下方区域的一段电弧放电。飞机娱乐系统的线路绝缘层存在缺陷或不完善。这些线路靠近金属支架或其他导线,由于绝缘缺陷,线路在高压下发生短路,产生电弧,点燃了附近的可燃材料,最终酿成惨剧。
所以,机身线缆的安全稳定直接影响着飞行安全,而线路整治工作对于机身线缆的修理是重中之重。线路整治工作是对航空器导线、插头、接地装置等电气线路组件及其安装环境进行全周期、多维度维护的规范化流程工作。这项工作最终是为了构建飞机线路系统标准体系,补充完善行业规范。通过贯彻标准、改进设计、优化工艺、加强维护等措施,提高飞机线路系统质量,防范重大安全隐患。
对于飞机电缆线束的大修,由于存在电缆线束数量聚增、电线电缆绝缘保护材料性能优化及飞机对电缆线束敷设有严格要求(例如 : 电缆敷设的变更将影响飞机的电磁兼容性),另外分解过程的任何损伤都可能导致电缆线束的附加损伤或造成潜伏故障等因素,所以机身线束在飞机上不进行分解,而是留机进行原位检查修理(因失火、腐蚀性化学作用或其他原因致使电缆线束自身技术状态失效的除外)。线路整治工作涉及的典型问题主要有 13 类,包含线束长度冗余问题;间隙问题;施工不规范问题;缺少固定点问题;工艺对接连接器无固定问题;负线、搭接线问题;连接器空余孔位的处理问题;无线夹屏蔽尾附插头的处理问题;卡箍规格不合适问题;卡箍胶垫老化开裂问题;电缆防护材料老化、破损问题;尾附螺钉过长问题;尼龙系带使用不规范问题。下文主要对其中的线束长度冗余问题、间隙问题和电缆防护材料老化、破损问题进行具体讨论。
线束长度冗余问题是由于机身线束长度不合理造成。机身线路的余量一般分为三种。修理余量,用于电线及电缆线芯发生断头故障时进入电连接器、接头等的电线及电缆的端接。修理余量沿线束路线分布在从电连接器算起的线束的 3、 4 个固定点间。单根电线、长度小于 0.5m 射频电缆、配电装置内的电线允许不留修理余量;工作余量,这是保证在减震器上的设备正常工作的余量;维护余量,是使难于接近的设备、控制面板和个别仪表有可能从安装地方拆下和拿到较方便的地方以便于工作检查的余量。通常情况下,机身线缆冗余的长度是制造厂过多的预留了修理余量导致的。当冗余长度位于线束主干时,由于线束主干通常电线数量较多,修理时线束重新压接可能带来安全隐患,且剪短后增加压接头会使局部线束变粗,原则上不做剪短处理。当冗余长度位于线束分支(连接器或接线柄端)时,确定剪短长度后对系统原理、功能、性能、电磁干扰无影响后,可进行剪短处理。
间隙问题也是线路整治工作的一项重点。线束与结构、管路、设备间隙在设计之初便有着严格的标准。例如线束与冷气系统、氧气系统、氮气系统、防冰系统等低温管路之间的最小间距需大于 5 毫米;线束与液压系统、燃油和滑油系统管路之间的最小间距需大于15 毫米;线束与控制拉杆和结构的活动部件之间的最小间距需大于 10 毫米;线束与热空气导管 ( 空气温度大于 150∘C ) 的最小间距需大于 40 毫米。不同的间隙标准也要求着航空机务检修人员在飞机机体线缆检修时需要更加注重间隙是否满足。当电缆与机体隔框、部件之间的最小间隙无法保证时,一般使用卡箍或弓形夹作刚性固定,在卡箍和弓型夹下的线束上缠硅胶带保护线束或者合理调整线束走向等方式来满足最小间隙标准。在局部狭小空间内且周围没有高温管路、活动部件时,当无法通过上述方法满足间隙要求时,可视情包裹人造革等外部防磨材料进行线缆的防护。
电缆防护材料老化、破损在问题收集中数量占比最多。现代飞机机身电缆的防护是一个多层次、多材料复合的系统工程。从最内层的耐高温绝缘、到中层的屏蔽 / 加强编织,再到最外层的耐环境护套和防火层,以及捆扎固定和局部加强材料。每一种材料都针对特定的环境挑战和功能需求而选择。含氟聚合物、聚酰亚胺、特种工业塑料、特种硅胶以及符合航空标准的阻燃材料构成了当前飞机电缆防护的主流选择。当飞机进入检修时,一些受环境侵蚀影响较严重的舱段(起落架舱、弹仓、发动机舱)的电缆防护材料会出现不同程度的老化开裂、破损、油污以及腐蚀现象。机身线路整治其中一项重点工作就是识别并记录电缆防护层多发问题的舱段和部位,然后逐条进行科学分析,找到出现上述问题的根本原因并制定解决方案,之后在某几个飞行周期内监控问题项是否会复现,最终再从整改后的飞行效果上来评估当初制定的整改措施是否有效。经过一项又一项完整的问题闭环流程,电缆防护材料的老化、破损、油污以及腐蚀等问题得以解决。故障发生率明显呈下降趋势。
综上所述,飞机机身线路综合整治是针对航空器电气线路互联系统(EWIS)的系统性维护工程,旨在通过预防性检查、规范化维修和系统性管理,消除线路退化隐患,确保飞行安全与持续试航。实施线路整治的工作对于飞机安全性、可靠性有着重大意义,是一个必要工作。通过识别退化诱因、强化关键区域防护、优化施工标准,降低线路故障导致的电气火灾、系统失效等风险。这项工作没有尽头,线路的安全可靠没有最好,只有更好。通过航修业内同仁的不断努力,相信飞机机体线缆整治的标准会越来越完善,早日填补业内空白。
参考文献:
[1] 乔广星 . 新型一体化航空装备维修保障模式探索与实践 [J]. 航空计算技术,2023(3):130-134.
[2] 皮明卓 . 加强飞机维修质量与安全管理方法的探索 [J]. 中国设备工程,2021(11)