飛機(jī)機(jī)電系統(tǒng)電磁干擾機(jī)理分析及抑制措施

摘 要：飛機(jī)機(jī)電系統(tǒng)的總體運(yùn)行是依靠電力發(fā)電原理進(jìn)行運(yùn)行工作，根據(jù)其結(jié)構(gòu)模型的特點(diǎn)，在實(shí)際運(yùn)行的過程中，會(huì)出現(xiàn)一些電磁干擾的現(xiàn)象，一般在飛機(jī)的機(jī)電系統(tǒng)中，會(huì)根據(jù)不同設(shè)備的重要性，將電磁干擾方面的影響進(jìn)行預(yù)防抑制，保證飛機(jī)在正常飛行的時(shí)候，不會(huì)因?yàn)殡姶鸥蓴_影響飛機(jī)的飛行狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：飛機(jī)機(jī)電；機(jī)電系統(tǒng)；電磁干擾；機(jī)理分析；抑制措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.17.122

飛機(jī)系統(tǒng)中，大多的控制系統(tǒng)和操縱系統(tǒng)所依靠的機(jī)電系統(tǒng)的統(tǒng)一調(diào)節(jié)，在機(jī)電系統(tǒng)正常工作的情況下，才能保證飛機(jī)的整體運(yùn)行狀態(tài)處于良好的階段。所以，對于電磁干擾方面的影響，是飛機(jī)機(jī)電系統(tǒng)首要解決的一項(xiàng)問題?；诂F(xiàn)代飛機(jī)所面臨的復(fù)雜的電磁環(huán)境，本文根據(jù)不同電磁干擾下的機(jī)理進(jìn)行分析，同時(shí)提出一些可行性建議，僅供參考。

1 飛機(jī)機(jī)電系統(tǒng)的具體內(nèi)容

通常在飛機(jī)的機(jī)電系統(tǒng)中，由于大多設(shè)備是由機(jī)電系統(tǒng)統(tǒng)一進(jìn)行控制，所以飛機(jī)的整體結(jié)構(gòu)會(huì)依靠機(jī)電系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，一般的飛機(jī)中，機(jī)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型會(huì)包括指令信號、控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、機(jī)械裝置、傳感器、信息采集處理裝置。流程一般是根據(jù)指令輸入進(jìn)控制器之后，經(jīng)過處理輸出指令通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)將機(jī)械裝置的工作驅(qū)動(dòng)起來，通過信息采集和處理裝置的監(jiān)控功能[1]，統(tǒng)一的協(xié)調(diào)整體工作狀態(tài)，將機(jī)電系統(tǒng)的工作內(nèi)容支撐運(yùn)轉(zhuǎn)，保障整體飛機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

2 電磁干擾的危害性和機(jī)理分析

2.1 電磁干擾機(jī)理分析

電磁干擾的出現(xiàn)一般會(huì)滿足三個(gè)必要條件；電磁干擾源、耦合途徑、敏感設(shè)備。這三種條件的會(huì)直接影響機(jī)電系統(tǒng)的電磁干擾情況，引起設(shè)備以及傳輸通道，或者機(jī)電系統(tǒng)的整體性能的下降。在實(shí)際的運(yùn)行過程中，電磁干擾源指的是引起機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)備和器件，或者整體系統(tǒng)出現(xiàn)干擾現(xiàn)象的源頭。耦合途徑指的是干擾源耦合能量到敏感設(shè)備之間的途徑，這一途徑會(huì)幫助干擾能量的傳導(dǎo)，也會(huì)通過輻射的方式進(jìn)行干擾。而敏感設(shè)備則是指飛機(jī)機(jī)電設(shè)備中較容易被電磁干擾的設(shè)備。

而在電磁干擾中，也會(huì)出現(xiàn)不同類型的干擾源，具體分為自然干擾源、人為干擾源、系統(tǒng)內(nèi)部的干擾源。一般在自然干擾源中，主要對飛機(jī)機(jī)電系統(tǒng)產(chǎn)生干擾的內(nèi)容有：大氣噪聲、太陽噪聲、宇宙噪聲、靜電放電效果。人為干擾源的內(nèi)容則較為廣泛，通常會(huì)包括廣播、電視、通信、雷達(dá)、導(dǎo)航等發(fā)射和接收設(shè)備、高頻設(shè)備、電力設(shè)備等等[2]。而系統(tǒng)內(nèi)部的干擾源則體現(xiàn)在導(dǎo)線干擾、電源干擾、振蕩電路干擾、開關(guān)器件干擾等方面。諸多因素產(chǎn)生的干擾源都會(huì)對飛機(jī)機(jī)電系統(tǒng)產(chǎn)生電磁干擾影響。

2.2 電磁干擾產(chǎn)生的危害形勢

現(xiàn)代飛機(jī)的常用機(jī)電系統(tǒng)中，控制部分的基礎(chǔ)構(gòu)件大多是由專用集成電路和微處理器組合而成，在外部的裝置中設(shè)有傳感器、信號處理電路等裝備。在實(shí)際的運(yùn)行過程中，這些設(shè)備自身會(huì)形成輻射磁場，對于飛機(jī)的機(jī)電系統(tǒng)來講，這些磁場的形成會(huì)對整體飛機(jī)的運(yùn)行造成一定的電磁干擾，同時(shí)，這些設(shè)備又對其他的電磁干擾會(huì)產(chǎn)生反應(yīng)，如果在安裝的過程中，沒有做好防護(hù)措施，那么在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，飛機(jī)將會(huì)面臨系統(tǒng)癱瘓的現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)直接造成設(shè)備的損壞，導(dǎo)致飛機(jī)機(jī)電系統(tǒng)完全無法運(yùn)行。

一般在電磁干擾下會(huì)出現(xiàn)以下幾種危害形式：第一，內(nèi)部電子線路以及元器的誤動(dòng)作引起的電磁干擾。第二，內(nèi)部的信號在傳輸?shù)倪^程中出現(xiàn)失真現(xiàn)象或者信號傳輸錯(cuò)誤現(xiàn)象。第三，在機(jī)電系統(tǒng)的內(nèi)部電磁敏感電路或者微電子構(gòu)件出現(xiàn)過熱現(xiàn)象，導(dǎo)致局部設(shè)備出現(xiàn)熱損傷或直接燒壞現(xiàn)象。第四，在設(shè)備外殼的表面出現(xiàn)靜電磁場，造成內(nèi)部電路元器的電路失效，或者被傳導(dǎo)介質(zhì)擊穿現(xiàn)象。第五，高頻開關(guān)電源產(chǎn)生的火花或電弧放電的現(xiàn)象，導(dǎo)致機(jī)電系統(tǒng)內(nèi)部構(gòu)件損壞，設(shè)備出現(xiàn)故障。

3 對于電磁干擾的抑制措施

針對現(xiàn)階段產(chǎn)生的不同類型的電磁干擾，以及飛機(jī)自身的機(jī)電系統(tǒng)特點(diǎn)，對機(jī)電系統(tǒng)在設(shè)計(jì)階段，以及后期的維護(hù)階段的電磁干擾抑制措施進(jìn)行細(xì)致的闡述，從機(jī)電系統(tǒng)的硬件設(shè)備和軟件設(shè)備兩方面進(jìn)行考慮，保證機(jī)電系統(tǒng)正常運(yùn)行的同時(shí)，提升其抗干擾能力。

3.1 硬件設(shè)備的抗干擾轉(zhuǎn)抑制措施

一般在硬件設(shè)備進(jìn)行抗干擾裝置的設(shè)置時(shí)，會(huì)通過不同的電磁干擾進(jìn)行技術(shù)的調(diào)整，通常采用的技術(shù)有：濾波技術(shù)、隔離技術(shù)、屏蔽技術(shù)、接地技術(shù)、在濾波技術(shù)中，采用的方式一般是切斷干擾信號的沿線信號線或者電源線，抑制其傳播的途徑，通過安裝濾波器的方式，將電路中可能出現(xiàn)的電磁干擾進(jìn)行過濾。

而隔離技術(shù)則是將容易受到干擾的電路與其他部分進(jìn)行隔離，避免直接發(fā)生電氣聯(lián)系，切斷電磁干擾的耦合途徑。實(shí)際進(jìn)行隔離時(shí)，一般會(huì)對強(qiáng)弱電進(jìn)行隔離，通過不同的變壓器和隔離器等設(shè)備的安裝實(shí)現(xiàn)干擾信號的切斷。屏蔽技術(shù)與前兩者的差別在于，其主要抑制的電磁干擾是在沿空間的輻射傳播，原理是通過金屬屏蔽體在實(shí)現(xiàn)電磁波的反射和吸收，通常采用的措施會(huì)根據(jù)電磁頻率的不同來進(jìn)行屏蔽裝置。

3.2 軟件的抗干擾技術(shù)

軟件的抗干擾技術(shù)靈活且成本較低，現(xiàn)階段大多飛機(jī)在裝置的過程中，對于軟件的抗干擾技術(shù)逐漸重視起來。一般在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，主要包括數(shù)字濾波技術(shù)、軟件冗余技術(shù)以及“看門狗”技術(shù)。前兩者通過過濾耦合途徑的方式進(jìn)行電磁干擾的抑制效果，而“看門狗”技術(shù)主要?jiǎng)t是幫助監(jiān)控飛機(jī)機(jī)電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，保證干擾源不會(huì)影響飛機(jī)的正常運(yùn)行。

4 結(jié)束語

飛機(jī)在現(xiàn)代社會(huì)中的重要性逐漸增加，面對飛機(jī)內(nèi)部和外部的復(fù)雜電磁環(huán)境，要保證飛機(jī)的正常運(yùn)行，還需要專業(yè)人員對可能產(chǎn)生的一系列電磁干擾做出更有效的預(yù)防措施，從而幫助飛機(jī)的發(fā)展走向更高層次。

參考文獻(xiàn)：

[1]相里康，馬瑞卿，張慶超等.飛機(jī)電剎車系統(tǒng)電磁干擾產(chǎn)生機(jī)理及抑制方法[J].西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2015，34（06）：994-1000.

[2]上海無線電設(shè)備研究所.一種商用飛機(jī)全機(jī)電磁兼容性地面測試方法：中國，CN201310218861.2[P].2013-09-18.

[3]蘇東林，雷軍，劉焱等.一種大型復(fù)雜電子信息系統(tǒng)電磁兼容頂層量化設(shè)計(jì)新方法[J].遙測遙控，2008，13（04）：1-8.

作者簡介：宋吉（1984-），女，遼寧錦州人，本科，講師，研究方向：航空機(jī)電。