民航客機飛機級電磁兼容性適航驗證技術研究

摘 要：飛機級電磁兼容性驗證是新研民航客機適航審定的一部分。該文介紹了民航客機電磁兼容性相關的適航要求，符合性方法、飛機級地面試驗方法和飛行試驗方法。

關鍵詞：電磁兼容性 電磁干擾 適航審定 前門耦合

中圖分類號：V217文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2013）05（c）-0042-02

眾所周知，近些年來國內已開展了多個型號民航客機的研制，使得無論在研制技術水平方面，還是在適航取證能力方面，都得到了快速的發(fā)展和提高。飛機級電磁兼容性驗證是民航客機適航取證的重要組成部分，只有通過了飛機級的試驗驗證才能最終表明相關適航條款的符合性。

1 適航要求

中國民用航空管理局（CAAC）規(guī)定，大型運輸類飛機應當按照適航規(guī)章CCAR第25部取證。在該適航規(guī)章中，條款25.1353a和25.1431c分別對電子電氣系統(tǒng)/設備提出了電磁兼容性要求，即機載系統(tǒng)/設備間能夠相互兼容正常工作，互不影響。

2 符合性方法

通常，新研民航客機在設計階段就需要確定電磁兼容性符合性方法，并得到適航審查方的認可和批準。表1示出了民航客機電磁兼容性條款的符合性方法。

從表1可以看出，可用飛機級地面試驗和飛行試驗來驗證電磁兼容性條款的符合性。

3 飛機級地面試驗

3.1 機載接收機干擾試驗

為評估機載接收機干擾情況，通常需要先分析機載設備射頻能量發(fā)射[1]情況。盡管在飛機設計階段，已為用電設備定義了限值要求，但仍有可能因貨架產品和超出限值要求的設備而不得不在飛機上進行檢驗。對于功能等級低的非必需和非要求安裝的用電設備，如客艙娛樂系統(tǒng)和廚房用電設備等，也需要防止這些設備引起的前門耦合[2][3]。圖1示出了某設備在128 MHz頻率時的輻射發(fā)射超標情況，該超標頻率處于VHF通信工作頻段內，可能導致VHF通信系統(tǒng)功能失效或降級。

當設備及其連接電纜裝機后，大量而集中的設備和電纜引起的電磁輻射使得飛機內部電磁環(huán)境異常復雜，即使每個設備和電纜輻射的電磁能量都得到了很好的控制，但這些能量經過多次疊加、反射后，仍有可能引起機載接收機的干擾。圖2示出了機載接收機電磁干擾試驗布置。

圖2中，電流探頭用于測量機上電纜的傳導發(fā)射，其作用在于對飛機各艙電磁環(huán)境進行評估和干擾源的確定。被測接收機通常工作在190 kHz～340 MHz頻率范圍內，如Marker、VOR、LOC、GS、HF-comm和VHF-comm等[4]。試驗時，將機載天線饋線在接收機端斷開，在斷開位置將饋線連接至頻譜分析儀，測量由天線進入的電磁能量。測量結果為接收機工作頻率范圍內的功率值，當該值超過接收機靈敏度時，就會導致接收機被干擾或功能降級。

3.2 干擾源/敏感設備相互干擾檢查

干擾源/敏感設備相互干擾檢查是指通過分析建立干擾源/敏感設備矩陣，如表2所示，試驗時，分別設置干擾源進入干擾能量最強的工作模式，同時檢查敏感設備的工作情況[5]。

試驗應當在開闊的場地進行，周圍無高大建筑及金屬支架。試驗前，應當確保機載電子電氣系統(tǒng)/設備功能正常。試驗過程中盡量不要使用地面輔助設備，可使用飛機發(fā)動機和APU為飛機電子電氣系統(tǒng)供電。試驗時，艙門及口蓋等應當關閉；通信及導航收發(fā)機作為干擾源時，應至少在其工作頻段內選擇高、中、低三個頻率進行試驗。

4 飛行試驗

飛機級電磁兼容性適航審定試飛是地面試驗的補充部分，主要針對在地面狀態(tài)下無法實現的功能而進行的定性檢查，并對地面試驗中發(fā)現的潛在干擾進行進一步驗證，以消除地面反射及環(huán)境電平對試驗結果的影響。通常，地面試驗優(yōu)先于飛行試驗，對于飛機級電磁兼容性驗證應盡可能的在地面試驗中完成。

5 結語

該文僅闡述了民航客機飛機級電磁兼容性驗證方法，對于符合性方法中提及的設計說明和設備鑒定不屬該范疇，在本文中不作介紹。

參考文獻

[1]RTCA DO-160， \"Environmental Conditions and Test Procedures for Airborne Equipment”， 2004.

[2]RTCA DO-313， “Certification Guidance For Installation Of Non-Essential， Non-Required Aircraft Cabin Systems Equipment”， 2008.

[3]AC20-168，“Certification Guidance for Installation of Non-Essential，Non-Required Aircraft Cabin Systems Equipment （CSE）”，2010.

[4]AC43.13-2B，“Acceptable Methods，Techniques，and Practices Aircraft Alterations”，2008.

[5]AC500-02，“Electromagnetic Compatibility Testing of Electrical and Electronic Equipment”， Canada，2008.