數字式燃油測量指示系統(tǒng)受電磁干擾影響問題解決

秦明

【摘 要】文章通過列舉工程實踐中，某型飛機配套的數字式燃油測量管理系統(tǒng)在裝機后受電磁干擾而發(fā)生油量顯示值嚴重跳變的故障，以及故障原因分析和多項解決措施等，說明數字式電路系統(tǒng)在綜合復雜裝備上應用時仍然必須做好電磁兼容設計工作，并給出一些簡單有效的技術措施。

【關鍵詞】數字式 ；測量管理系統(tǒng)；電磁干擾； 措施

某型飛機配套研制的燃油測量管理系統(tǒng)采用了全數字電路組成的飛機燃油量實時測量、管理和顯示的信號處理系統(tǒng)。相比以前采用的模擬式燃油測量系統(tǒng)，其主要原因就是以數字方式處理信息具有穩(wěn)定性好，不像模擬電路那樣易受噪聲的干擾；系統(tǒng)工作可靠性高；油量信號便于計算機處理和顯示。然而在實際工程應用中由于認識不到位，設計細節(jié)做的粗，導致了初期狀態(tài)的燃油測量管理系統(tǒng)受電磁干擾同樣產生了很大的影響和波動。

一、故障現象

在某型首架飛機上進行定性電磁兼容試驗中發(fā)現，短波、超短波電臺發(fā)射狀態(tài)下座艙內燃油油量指示器上的各分組油量指示跳動，其中前組油量指示在大部分頻段受干擾明顯，指示最大跳變范圍從半箱油量達到滿量程；其他組油量指示在個別頻段受干擾跳變，其顯示值跳動范圍約10Kg～1000Kg。電臺關閉后，各組油箱油量顯示恢復正常實際油量。問題發(fā)生后在燃油系統(tǒng)實驗室燃油全模臺架上對燃油量測量電纜模擬施加頻率為10MHz～340MHz的輻射干擾，燃油量指示出現油量跳變，機上故障復現。

二、故障原因分析

燃油油量測量功能由燃油管理計算機內部的油量測量模塊、燃油油量指示器、各組油箱油量傳感器和與之相互連接的油量測量電纜共同實現。因此，燃油測量管理分系統(tǒng)的任一組成部分的抗干擾能力差都可能引起最終端的油量指示器上的顯示油量發(fā)生跳變。

在飛機上電臺不工作時，燃油測量管理分系統(tǒng)各傳感器對各組油箱燃油量測量工作正常，油量測量顯示值穩(wěn)定。當無線電臺工作時，各組油箱燃油量顯示值在電臺發(fā)射的某些頻段開始出現油量跳變，其油量跳變幅值與電臺發(fā)射的頻段相關聯。由此可見，燃油測量管理分系統(tǒng)油量顯示值跳變是受到機上無線電臺工作時發(fā)射的電磁波輻射感應干擾進入了油量測量系統(tǒng)造成的。燃油測量管理計算機的機上安裝位置正處于短波電臺天線的下方，油量測量電纜和部分油量傳感器距離短波電臺的發(fā)射天線很近。當電臺發(fā)射時，電磁波輻射干擾以耦合的方式通過油量測量電纜進入燃油測量管理計算機內部的油量測量模塊，導致燃油測量管理計算機輸出給油量指示器的油量數據跳變。

通過以上情況綜合分析，可將燃油測量管理分系統(tǒng)各組油箱油量顯示值在電臺工作時跳變問題定位為是受到機上電臺工作時的輻射干擾造成的。也可以說是現狀態(tài)下的燃油測量管理分系統(tǒng)電磁兼容性設計不好，系統(tǒng)抗干擾能力差。

三、故障解決措施

針對燃油油量測量管理分系統(tǒng)的燃油管理計算機、各油箱油量傳感器和與之相互連接的油量測量電纜等三大組成部分貫徹落實提高抗干擾能力的措施以及在部件之間采取濾波隔離的辦法就成為解決故障的必然途徑。

（一）油量測量傳感器采取措施

在各組油量測量傳感器端頭增加內部接地線進行內部接地；傳感器引出信號的電纜使用屏蔽網、銅箔紙等手段進行屏蔽處理。

（二）油量測量電纜采取措施

油量測量電纜線纜增加屏蔽網，并增加電搭接線，屏蔽層使用多點接地，而且屏蔽層接地不進燃油測量管理計算機，在計算機接插連接器前端接地，以保證感應耦合信號不被帶入計算機測量模塊；測量電纜尾部附件更改為具有屏蔽功能的尾部附件并與電纜屏蔽層一起可靠接地；

（三）燃油測量管理計算機采取措施

為防止飛機線路在電磁干擾環(huán)境下將干擾帶入計算機內部，并沿計算機內部電路傳導至油量測量模塊，將飛機線路中與油量測量管理計算機相連的非屏蔽電纜線纜更換為屏蔽線，且在計算機外部進行可靠的屏蔽接地；在燃油測量模塊上增加濾波電路，電路選取濾波范圍較大而且簡單實用的LC型；計算機與油量測量電纜相連的連接器由普通電連接器更換為具有帶穿心電容濾波功能的連接器，且該連接器在計算機機箱內部的連接線也更換為屏蔽線。

四、改進效果驗證情況

采取上述處理措施后，在燃油系統(tǒng)全模臺架上和飛機上進行試驗，燃油油量顯示值在大部分短波、超短波頻段下未出現跳變現象，在個別頻段油量指示跳變范圍最大不超過50Kg。經多次飛機地面滑行和飛行時實時監(jiān)控各組油量指示值統(tǒng)計，部分情況下僅發(fā)現飛機前組油箱油量指示有小范圍跳變，且跳變的幅值與飛行員通話時間成正比，通話時間越長顯示油量跳變幅值越大但最大跳變值不超過±50Kg。上述情況表明，在后期采取的綜合處理措施有效，顯著改善了原有設計在電磁兼容性上的不足，極大提升了該型燃油測量管理分系統(tǒng)的抗電磁干擾能力。