机载线缆接触不良问题的分析及预防_蒋江涛.pdf

28航空维修与工程 AVIATION MAINTENANCE&ENGINEERING2023/20 引言线缆被喻为飞机的神经和脉络，它是通过各种形式的连接器，实现与机载设备的组合，使机载设备或系统功能得以实现，是飞机的重要组成部分。一旦飞机的线缆出现问题，就会严重影响机载设备的正常运行。本文通过对线缆故障的规律、特点进行分析、研究，提出了相应的预防对策，这对于提高战机出勤率具有十分重要的意义。1 线缆问题的表现形式机上线缆问题发生的形式多种多样，但归纳起来主要的表现形式有以下几种：1)线路短路，是指电流不经过用电设备，直接连接了电源两极。短路现象通常表现为包裹在电线上的绝缘层由于某种原因发生破裂，致使暴露出来的电线与飞机机身接触造成线路短路。短路对飞机的安全危害最大，易造成设备损毁，甚至形成火灾。2)线路断路，是指机上线缆或连接器由于受到外因作用，使线缆回路断开导致线路的断路。3)接触不良。在特定条件或外因作用下，线路表现出状态不稳定、时而异常的一种状况。某三型飞机在鉴定试飞期间出现的线路问题概况如图 1 所示。如图 1 所示，自开展鉴定试飞以来，试飞维修保障某 A 型机共发生 681 条故障，其中线缆原因共 42 条；某 B 型机共发生 186 条故障，其中线缆原因共 13 条；某 C 型机共发生 1732 条故障，其中线缆原因共 102 条。可见线路问题在鉴定试飞阶段的故障占比很高，尤其是机载设备接触不良故障多发且占比较高。由于其具有隐蔽性和故障不易复现的特点，使得维护人员处理相对棘手，造成故障重复发生，故障不能及时彻底解决，严重影响战机出勤率。2 接触不良成因的分类接触不良按其形成原因可分为以下几类。2.1 设计缺陷1)因装机位置与空间不合理，而使机上线缆或接插件易出现因频繁弯折导致插头松动或内部缩针，进而形成接触不良。案例 1：某型机 L 波段天线接口单元与信道分机，机上分两层布置，尤其L 波段天线接口单元进行模块拆卸或硬件维护工作时，需先拆下信道分机，再放下斜板，方可进行。两件设备面板连接了二十几根具有一定硬度的高频馈线，加上馈线连接端头间隙较小使拆装工具活动受限，在拆装过程中使高频馈线反复弯折受力，导致缩针、插头根部屏蔽层断裂的现象多次发生，早期试飞 CNI系统空管、塔康的问题都是源于此处。2)拆装方式不合理导致接插件随拆装次数增多，针、孔的吻合度降低形成类似“热插拔”的接触不良现象，多发生在推拉式、插拔式电连接器上。案例 2：某型机平显的拆装方式为“交替拧松（紧）两个较长的固定螺栓”，矩形连接器公母头两侧的脱离与连接不同步，进退轨迹是折线，相当于对机上电缆插座母头的针孔进行“扩孔”，多次拆装后，针与孔的吻合度降低，在振动条件的触发下形成类似“热插拔”的接触不良现象，该现象产生的瞬态干扰超过机上任务管理处理机接口芯片容限，造成机上两台任务管理处理机的 RS422 接口芯片内部保护二极管击穿，芯片损毁，二者之间无法通信，平显黑屏。上述两类故障从成因分析可见，均是由于受外力作用，导致电连接器出现缩针或针与孔的吻合度降低使接插件出现“时而接通、时而断开”的类似“热插拔”的接触不良现象。热插拔会在电图 1 三型机鉴定试飞期间线路问题概况机载线缆接触不良问题的分析及预防Analysis and Prevention of Bad Contact of Airborne Cable 蒋江涛/中国飞行试验研究院摘要：本文结合具体案例对机载线缆接触不良问题进行了全面的分析、总结，并给出预防措施，对从事机载线缆维护的工作人员，具有借鉴和指导的意义。关键词：接触不良；机载线缆；热插拔Keywords：bad contact；airborne cable；hot-plugDOI:10.19302/ki.1672-0989.2023.02.025 29AVIATION MAINTENANCE&ENGINEERING航空维修与工程2023/路中形成较大的瞬态干扰使电路性能急剧下降，尤其在一些采用总线通信的接口控制电路中，严重时会造成接口芯片二极管保护电路的击穿，使芯片失效。3)不合理的布线，使线束悬空、受力导致缩针，或其与机上设备、口盖产生挤压、磨损，受损的线缆使线路导通能力下降或串入干扰，形成接触不良。案列 3：某型机信道分机许多线缆至设备的连接是从设备面板经过，设备在进行模块拆装或相关维护工作时，不可避免地需频繁弯折经过面板的各馈线，使高度表接收馈线的屏蔽层被磨损，在振动等条件作用下，磨损处与设备壳体搭接形成干扰，导致高度表数据时常出现“跳变”的不稳定现象。2.2 线路老化及电连接器的氧化和腐蚀机载设备在各种特殊环境(振动、发热、风沙天气下的灰尘、温度骤变的凝水、高湿、盐雾下的腐蚀等)下运行，受环境影响会加剧线缆和电连接器的氧化和腐蚀，导致线路的电阻急剧增加，并且在电连接器的接触面上形成压降。根据电阻性导体发热量与电阻的关系Q=I2Rt，当电流流过负载时在连接处造成局部温度升高，温度升高后接触部位的物理性能进一步恶化，接触电阻也进一步增大，从而形成恶性循环。当这种循环发展到一定程度，造成连接部位出现虚接，不能连续提供足够的电流或电压时，就会造成电路突然不能正常工作，发生接触不良故障。案例 4：某机吊舱试飞期间经常出现意外掉电的故障，地面和空中均有出现，排故初始总认为是吊舱或外挂物管理系统本身故障，做了许多工作，故障仍重复发生，最后通过总线检测设备查看总线上偶尔出现“关机”信号，进一步排查是 AAP 上用于“启动”吊舱的触点出现了虚接所致。2.3 标准、规范执行不到位HB/Z223.16-2002（飞机装配工艺 电缆敷设）对电缆在机上敷设、固定、转弯、与周围的间隙都是有标准可遵循的，但实际的使用和维护工作中往往执行不到位。如图省事，对机上线缆的绑扎和固定以“就近”作为原则，不按要求使用规范的拆装工具或不采取防护措施进行连接器的拆装，这些都为线缆出现故障埋下隐患。还有，对已经存在问题的线缆采取漠视的态度，认为故障未出现之前，线路都是“好的”，不采取措施来减缓或阻止线缆恶化的加剧，错过了将“线缆问题发展成故障”扼杀在摇篮的最佳时机。3 线缆接触不良问题的预防综上所述，接触不良类故障是有其成因和发展过程的，只要对其“成因”和“发展过程”加以“手段”，是完全可以实现对接触不良类故障的防控。3.1 日常维护中加强对机上线缆的检查线缆问题在其发展成故障之前，是有“迹象”可循的，如温升、异味、发黄、锈蚀、松动等，只要能够早发现并适时加以干预，许多线缆问题是可以避免的，为此建议在日常维护中应加强对机上线缆的检查，其检查时机、内容、方法见表1。3.2 加强沟通，促“面向装备使用”设计理念落地一型新机在没有被制造出来之前，设计人员对机上使用情况（线缆布局不合理、部附件易损毁、安装空间不利于维护、安装方式存在安全隐患等）的预计往往过于片面，考虑不周，作为试飞部门应将使用、维护过程中发现的设计缺陷或维护改进建议及时反馈给设计人员，以便完善设计更改，杜绝因设计原因导致的线路不安全事件发生。3.3 规范作业，消除线路隐患在试飞阶段，机上难免出现因加改序号检查时机检查内容检查方法处理方法1接机阶段打开全机口，普查线缆、电连接器的外观、固定、与周围的间隙、防护等是否满足行标要求目视检查，必要时辅以反光镜或孔探仪 1.能现场解决的问题直接协调设计或厂家人员处理。2.不能现场解决的问题要与设计或厂家人员协商日常监控措施，写入接机纪要，并将监控措施或日常维护注意事项编入相应工卡执行。2飞行阶段敞开区域、关键部位检查，包括线缆、电连接器外观、固定状况，飞参数据，故障信息目视检查、飞参数据判读 1.清洁脏污的线缆、连接器。2.拧紧松动的电连接器及后附件。3.修复损伤的线缆及连接器。4.关注机上有无设备间“通信断”的故障信息。3定、周检，换季，专项检查（特殊环境）清灰除尘，线路整理，老化、锈蚀情况检查，关键部位检查：重点检查活动部件周边、振动较大部位和穿舱部位的线缆、电连接器的外观、固定状况，有针对性的线路性能检测 目视检查、必要时辅以反光镜或孔探仪，或借助专用检查设备开展有针对性的线路性能检测：1.万用表、兆欧表测绝缘；2.光功率计测损耗；3.总线综合检查仪测线路状况；4.检测仪测驻波比或回路阻抗等。1.清洁脏污的线缆、连接器。2.拧紧松动的电连接器及后附件。3.修复损伤的线缆及连接器。4.改善停放环境（使库内、盖蒙布、排水孔畅通）。5.定期通风晾晒可以防潮湿、霉变。6.更换性能不达标的线缆。4大修分解检查全机线缆、电连接器目视检查、借助专用检查设备 处理手段以换新为主。表 1 机上线缆日常维护检查要求 30航空维修与工程 AVIATION MAINTENANCE&ENGINEERING2023/2装或维护工作而破坏飞机出厂时线缆的捆绑、固定、防护、布局，在施工过程中一定要严格执行相关标准、规范，避免新捆绑的线束出现悬空受力、与周围设备口盖产生干涉、挤压、磨损等问题。杜绝埋下线路安全的隐患。3.4 加强培训、引导，使员工树立正确的维修观关于机上线缆问题，应对员工开展有针对性的培训，使员工熟练掌握机上线缆检查应遵循的标准、规范，检查时机，检查方法，及异常情况的处理等，还应对员工加强思想教育，使员工对线缆问题的成因、危害有清楚的认识，从思想上重视起来，树立以“标准、规范为行动指南”的科学维修观，摒弃“事后维修”的老旧观念，将线缆问题的解决手段变事后维修为事前预防。4 结束语线缆问题事关战机完好率和飞行安全，强化机载线缆维护检查技术要求对于发挥试飞维修专业保障飞行安全、严把维修问题传递具有重要作用。后续应重点开展机载线缆检查标准研究，强化维护检查标准和试验评估标准的建立，并形成标准的维修检查操作程序，在各型机推广应用，特别是特殊环境、特殊科目下的机载线缆维护对策研究，相关技术成果可纳入机务维修用户参考手册，推动交装备向交能力的价值输出。参考文献 1陈光明.电气设备接触不良故障分析与处理 J.设备维修与管理，2015（3）：38.试飞维修保障1 故障概况地面通电检查发现某机平显出现“黑屏”现象，查看故障清单，报“平显与任务处理机间 RS422 通信断”。查看机上平显的供电正常后，更换平显设备，上电检查仍报“平显与任务处理机间 RS422 通信断”。排除平显自身故障后，对机上两台任务处理机及内部 IOM（输入输出处理）模块进行更换检查，在同时更换两台任务处理机内的 IOM模块后故障现象消失。初步定位此次“平显与任务处理机间 RS422 通信断”故障是由两台任务处理机内部 IOM 模块同时故障所致。2 故障定位任务处理机是按照单机配装两台，产生笔画、光栅字符和视频信息处理送平显进行显示，并响应显示、控制设备的操作指令。由电源模块（PSM）、输入输出处理模块（IOM）、视频处理模块（VPM）、主处理模块（HPM）等功能模块组成。其 IOM 模块为任务处理机中的各功能模块提供 PCI-e 交联，具有若干路 RS422/RS485 接口，负责完成与平显、下显等设备的通信工作。依据故障描述，结合产品工作原理进行初步分析，出现此次故障的可能原因包括：1)IOM 模块连接器接触不良，如RS422 接口所在的模块压接连接器由于装配不到位，经一段时间使用后出现插座脱出，或插座与模板插头接触不到位；2)任务处理机端的 RS422 通信电缆断开或接触不良，线缆经过长时间的磨损或由于老化造成松脱、缩针甚至断针；3)PSM 模块输出的 5V 电源电压值超差或无输出，这会导致 RS422 接口芯片供电电压异常，从而导致通信失败；4)IOM 模块 RS422 接口芯片功能失效。针对上述故障原因给出故障树分析，如图 1 所示。一起“接触不良”导致成品故障的分析与排除Analysis and Elimination of Product Failure Caused by Poor Contact 李广辰 蒋江涛 刘彦龙/中国飞行试验研究院摘要：本文从一起外场维护中的故障案例入手，深入分析了“接触不良”