淺析大飛機全機線纜自動化檢測技術

摘 要：文章介紹了線纜檢測的工作原理，介紹了目前國內外各機型線纜檢測的現狀及存在的問題，結合大飛機的特點，從設計要求、工藝性和工作效率方面進行分析研究，提出新的適用于大飛機的全機線纜自動化檢測技術。

關鍵詞：大飛機；線纜檢測；自動化；LRU

1 概述

在國外，隨著計算機控制技術和集成檢測技術的飛速發(fā)展，將飛機制造數字化裝配、自動化檢測推向了一個新的高度。空客、波音、洛克希德·馬丁等領先的航空制造企業(yè)，在全機線纜檢測方面已經沒有采用人工方式完成的方法。高效、快捷、更為可靠的全機線纜自動化集成檢測技術被廣泛采用。軍用飛機方面歐洲的A400M、美國的F-22、F-35飛機，民機方面波音的787飛機、空客的A-350、A-380等飛機在總裝配檢測站位都采用自動化手段完成全機機線纜的導通、絕緣檢查。

在國內，線纜集成檢測技術在ARJ21等型號上陸續(xù)開始使用，因這些機型都屬于中、小型飛機，測試點數相對較少，采用的整機線纜檢測是基于全部使用工藝轉接電纜的方法，工作量和工作效率相對能夠接受。

國內正在開展的大飛機研制因為檢測點數多、分散等特點，如果采用傳統(tǒng)的主要基于轉接電纜的線纜集成檢測方法，工作效率低下。通過對大飛機全機線纜自動化集成檢測技術的研究，在總裝配檢測環(huán)節(jié)上實現適用于大飛機特點的數字化、自動化檢測技術，能夠極大地縮短飛機的總裝配周期并提升產品質量。

2 線纜檢測的工作原理

兩線測試法原理：兩線測試法是將電壓表接到測試產品的兩端，同時測試通過電壓表的電流大小，通過歐姆定律計算出測試產品的電阻值。在使用三用表進行電纜導通時，即采用此原理，將三用表置于歐姆檔，通過導通線直接測電纜的電阻值。目前國內幾種機型采用的線纜集成檢測技術均使用二線法進行測試。

四線測試法原理：四線測試法是將電流表和電壓表分別接到測試產品的兩端，這樣得出來的電壓值及電流值更接近產品本身的相對應的值，然后用測出的電壓值與系統(tǒng)提供的電壓進行比較從而得出產品的電阻值，相對于兩線測試法來說，它的測試精度更高，測試結果更可靠。

線纜集成檢測的工作原理：從接線圖、電纜制造圖中梳理出線纜檢測的針腳關系（導通表）并輸入系統(tǒng)檢測數據庫。使用工藝設備（工藝LRU、工藝轉接電纜、電纜插頭轉接器）將全機線纜與檢測設備連接起來，通過程序自動控制實現線纜導通、絕緣檢查、耐壓檢查、總線檢查并對故障智能定位。

3 目前國內各機型線纜集成檢測的方法及問題

在國內和國外的中、小型飛機上，全機線纜測試點數相對較少（2萬點以內），采用的全機線纜檢測是基于全部使用工藝轉接電纜的方法，工作量和工作效率相對能夠接受。

例如，歐洲臺風戰(zhàn)斗機的全機線纜集成檢測現場布置大量的工藝轉接電纜（該型機的測試點數不超過10000點）。但對于大飛機來說，如果測試點數是臺風戰(zhàn)斗機的三倍，測試方案仍然采用傳統(tǒng)的全部為工藝轉接電纜連接各測試點的方案是不可取的，轉接電纜的存取管理和設計制造成本以及準備階段的工作量都非常巨大。據統(tǒng)計，3萬點的轉接電纜（拿取、上機、連接）至少需要三天時間，工作量和工作效率均無法接受。

我國正在研制的大飛機（如C919飛機）線纜檢測工作的特點可概括如下：

（1）全機檢測點數多，檢測周期長：采用自動化檢測可以對全機線纜的導通、斷路、短路、串接進行集成檢測，判斷線纜網絡連接的正確性和全機線纜故障，如短路、斷路、錯接、漏接、多接、不正確等信息，可以加快檢測速度，提高檢測可靠性，避免人為差錯。

（2）整機檢測點分布極為廣且分散，檢測難度大：全機檢測點數分布范圍遍布整個機身段和機翼，尾翼部位、發(fā)動機短艙也有覆蓋。檢測過程中距離較遠，易造成檢測錯位，全部采用轉接電纜連接測試點的方法費時費力。

（3）電子設備集中放置、可實現LRU檢測模塊代替轉接電纜完成線纜檢測：如果全部采用轉接電纜造成會局部檢測電纜數量非常大，極易造成電纜連接錯誤和電纜的損壞，同時給工藝轉接電纜安裝、分解造成困難。

4 大飛機全機線纜自動化集成檢測技術的思路和核心技術

為了解決大飛機點數多、分布廣、工作量大、檢測難度大的問題，與國內普遍采用的全部基于工藝轉接電纜的線纜集成檢測方法不同，大飛機全機線纜自動化集成檢測技術的設計思路是：通過工藝LRU轉接，實現LRU線纜集成檢測，最大程度做到工藝轉接電纜的通用性，大大減少工藝轉接電纜的數量和體積。通過電纜插頭轉接器的大量使用，大大減少工藝轉接電纜的數量，提高工作效率和質量。

核心技術有如下幾點：

4.1 在設備集中放置的區(qū)域采用工藝LRU進行轉接進行測試

現在航空機載電子成品大多采用標準機箱（如ATR系列），使用與機載成品外形及接口相同的檢測LRU單元安裝在原有成品的位置，一端與機上真實電纜完成對接，一端與工藝轉接電纜對接（可以實現工藝轉接電纜標準化），完成線纜的導通和絕緣檢查，從而實現工藝轉接電纜的標準化和盲插功能并增加了檢測設備的使用壽命。

4.2 在末端成品插頭處采用工藝插頭轉接器

工藝插頭轉接器采用二極管、電阻為核心原件將相鄰、相近的線束連通，在進行電纜自動化測試時，通過正反兩次導通即可驗證連通的兩段線路的通斷性能。

對于飛機分散在末端的成品，如作動器、傳感器、天線、活門等，可采用工藝插頭轉接器與相關電纜插頭連接，達到大量節(jié)省工藝轉接電纜、減輕工作強度、加快檢測效率的目的。

4.3 采用分布式測試架構

對于某型機全機線纜測試點數多、分散的情況，將全機按部件、段位劃分為八組測試單元，采用分布式測試架構。分別在駕駛艙左、駕駛艙右、貨艙前、貨艙后、左機翼下、右機翼下左右主起設備艙、尾翼下布置測試終端，就近與機上電纜對接。

4.4 工藝轉接電纜的智能管理

對于工藝轉接電纜的存放、拿取工作要采用智能化管理的方法（RFID）。每一束工藝轉接電纜中均有唯一的身份識別芯片（電纜ID），通過電纜ID查找轉接電纜存儲位置，智能存取柜上的LED指示目標電纜存儲位置，通過測試程序自動檢索指示電纜存儲位置。在與飛機上的工藝LRU對接時，同等規(guī)格的電纜可以實現盲插拔（可互換），通過電纜ID自動識別連接的工藝LRU，大大提高檢測準備階段的效率和工作質量。

5 結束語

通過對大飛機全機線纜自動化集成檢測技術的研究，從系統(tǒng)原理分析、國內外機型檢測方法的現狀和存在的問題、大飛機線纜檢測工作的特點、技術的核心四個方面進行分析并提出新的適用于大飛機的全機線纜自動化集成檢測技術。對于加快我國大飛機生產效率、提高檢測質量有深遠的意義。

參考文獻

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