影响试验机改装电缆敷设质量因素分析及改进措施

谭秀萍，张琦，韩晨兴，赵渊昉

影响试验机改装电缆敷设质量因素分析及改进措施

谭秀萍，张琦，韩晨兴，赵渊昉

（中国飞行试验研究院改装部，陕西 西安 710089）

对试验机改装电缆敷设的现状及其产生的主要原因进行了分析，介绍了相关电缆敷设工艺规范要求，结合实际工作，从设计和施工两个方面给出了提高电缆敷设质量可靠性的方法和途径，为今后试验机改装规范化、标准化奠定了良好的基础。

试验机改装；电缆；电气线路；保护工艺

1 引言

试验机改装是指为满足飞行试验任务需要，对原机的结构、气动、系统、电气线路进行的改动以及加/改装系统设备的安装和电缆敷设等工作。随着科研试飞任务需求复杂程度的不断提高，加装的设备、传感器越来越多，电缆的敷设任务量成倍增加，而电缆又是为加装的任务系统、测试系统设备提供电源、传输数据、信号控制的重要途径，规范地敷设、固定、保护是防止电缆受损的重要手段，而敷设质量又是保证加装的各系统有效发挥作用的关键。随着近几年民机改装任务量的增加以及严苛的适航审定，电缆敷设、固定、保护工艺质量达到了很高的要求，因此，电缆敷设在试验机改装中是一项至关重要的工作。

2 试验机改装电缆敷设现状及存在的问题

试验机改装是在原机各系统设备全状态的情况下，在有限的空间内对要加装的系统设备、传感器重新确定部位进行安装，加装的系统设备之间交联的电缆几乎没有明确的敷设通道，导致电缆的敷设工艺质量不符合相关标准要求，尤其是在民机的改装中体现得尤为突出。

目前，试验机改装施工的重点集中在任务的完成上，忽视了改装质量和精细程度，存在明显的工艺粗糙、随意性强、规范性差、可靠性低等缺点。粗犷的管理模式下，电缆敷设存在以下问题：①设备集中安装的仪器桌/设备架上，设备的布局安装不合理，电缆没有分类成束沿通道敷设，各类地线接地点不具体，导致仪器桌/设备架上电缆比较杂乱。②从设备集中安装的仪器桌/设备架向飞机其他部位敷设的电缆没有明确的敷设主通道，导致敷设路径上的电缆保护、固定、捆扎、隔离的规范标准度低。随意敷设导致电缆过长，存在交叉、缠绕、打结现象，电缆余量折叠捆扎在设备或传感器附近，存在浪费的同时造成电缆捆扎不规范，占据飞机有限的空间；电缆过短时制作对接加长电缆，既浪费原料又增加了工作量，拖延了改装进度；电缆束的不规范敷设不仅妨碍测试人员插拔记录卡，又影响机务人员的定期维护工作；测试系统出现故障时难以确定故障点，增加了排故难度。③各类传感器集中安装的舱位、发动机舱/发动机、起落架舱上，电缆和各种管路交织在一起，距离活动部位的间距不足，妨碍发动机的安装和脱出以及起落架的收放工作；电缆经过高温、油污区域时的隔离、保护不够标准。④试验机平台改装中大功率供电电源线的敷设、固定、捆扎、保护不规范，给飞行试验埋下安全隐患。

3 原因分析

设计阶段制定改装方案时，设备集中安装的仪器桌/设备架上，没有按各类设备的功能以及之间电缆的交联关系合理规划布局，忽视了电缆敷设通道以及各类地线的接地点，导致电缆在仪器桌上下两层之间跨接，使得仪器桌/设备架上电缆敷设混乱。另外，从左、右机翼，左、右起落架，垂平尾，发动机等外部敷设到设备舱仪器桌上的电缆，由于没有设计电缆工艺分离面，电缆汇集到仪器桌上同一个采集器插头时容易造成电缆纵横交织，给后续机务维护、仪器桌的拆卸带来困难。

相关人员对电缆敷设所经过的各个部位的结构、活动范围、运动行程的了解不够（比如起落架），导致电缆敷设通道选择不合理，电缆的长度无法精确测量，造成电缆过长或过短；从原机抽引信号的系统设备分布在不同的部位，其电缆直接汇集到隔离盒或采集器，电缆过长时造成电缆堆积、扭绞、打结，电缆过短时直接横跨连接到设备上，导致电缆纵横交错，直接影响电缆的整体敷设效果。

发动机试飞改装时，其上分布安装着上百个型号的传感器，每个传感器的信号线和电源线没有进行线束分类和规划具体敷设通道，给传感器提供电源的插头没有明确的安装部位，电缆过长造成堆积和捆扎、固定、保护的不规范，电缆过短导致横跨管路、油路和活动部件，间隔距离不够。

试验机平台改装时，给任务系统供电的大功率电源线，由于电缆的直径粗、重量大、难以成型，导致敷设、固定、捆扎的不够规范、标准，特别是配电机柜内部各类大功率的元器件体积较大，没有按一级、二级供电的顺序合理布局安装元器件，造成机柜内部各类元器件以及之间相连的汇流条、电缆的布局安装不符合相关的工艺标准。

4 试验机改装电缆敷设改进措施

不同型号的试验机改装任务需求不同，安装的测试设备类型各异，传感器安装位置也不同，电缆敷设通道选取各有差异；直升机、运输机需要加装的设备大多集中安装在仪器桌上，而歼击机系列飞机加装的测试设备大多数集中安装在机体某个舱内（改装搭建）的设备架上，如何巧妙、合理地在有限空间内安装需要加装的设备及布局电缆敷设，对于设计和施工人员来说是考验。

4.1 电缆敷设设计阶段

试验机改装首先从熟悉技术条件、确定方案开始。充分利用飞机的现有空间，在不影响飞机安全飞行及各系统正常工作的前提下，首先上机进行细致、准确的测量，考虑的因素如下：①按照设备/传感器安装的精度要求来确定安装位置；②电缆敷设主通道和电缆长度；③大功率电源线缆的敷设、固定、保护方式；④电缆工艺分离面的设置；⑤穿舱密封插座形式和安装位置；⑥电源引取部位和方式；⑦线束规划；⑧抽引信号的部位和方式；⑨电源地线接地点选取。

应制订和编写详细、可靠、完善的改装方案，因此，全机改装是否达到精细化、规范化、标准化，极大程度取决于改装方案是否细致、精确、可靠。

4.2 电缆敷设前期准备和管理

依照施工图纸和工艺规范，先地面加工电缆一端的插头，末端做好标记，要求字迹清晰、去向明确，对需要敷设的电缆全面检查，应符合图纸和相关标准要求，重点检查电源线外绝缘层的性能，并把电缆分类绑扎成束。在电连接器端标记图纸页码、部位和类型，按不同部位、类型进行管理；分类成束的电缆应平行、顺直，不扭曲、绷紧或扭绞。

4.3 仪器桌/架上设备安装及电缆敷设

4.3.1 设备安装

优化设备的安装。考虑设备安装位置、方向、减震、功能及电缆之间的交联关系，插头插拔、记录卡的装卸等因素，尽可能把有电缆交联关系的设备安装在同一层内，避免在改变设备安装位置或变换安装方向时出现线束过长造成堆积、过短、偏离敷设通道的情况。

4.3.2 仪器桌上电缆敷设

仪器桌上的电缆按照1∶1的比例绘制电缆布局图，把电缆加工成成品电缆后进行安装。先把制作好的一端设备插头对接到设备上，按照模板在电缆分叉点，根据接线关系依次将导线从线缆的一端排布到另一端，在仪器桌上完成分叉导线另一端的制作、固定，直至整束电缆成型，将仪器桌上设备和电缆全部完成后作为一个整体安装到飞机上，如图1所示。对于从仪器桌向飞机其他部位敷设的电缆，在仪器桌附近设置电缆工艺分离面，用卡箍把电缆工艺分离面固定好，再将电缆向其他部位敷设。

图1 电缆布局图

4.4 电缆上机敷设

4.4.1 敷设通道的选取原则

不同型号飞机电缆通道各异，同一种型号飞机有多种布线通道，应综合考虑，通道的选择原则如下：①最好沿着原机电缆通道，而不阻塞原机电缆通道。②不影响原机设备的拆装。③易产生干扰电缆、易受干扰电线、高电压或大电流电源线应与原机电缆及其他测试改装电缆隔离，单独敷设。极少数的改装电缆没有依附原机电缆进行敷设，应采取安装卡箍的形式固定、捆扎。

4.4.2 电缆敷设通道优化设计

随着不同型号飞机定型试飞以及同类型飞机不同项目内容改装任务的实施，为了规范、标准地敷设电缆，提高电气改装施工规范的标准度，尽可能地对同型号飞机的电缆敷设通道进行优化设计，从主机厂获得飞机外形，或者通过逆向扫描技术获得，针对同一类型飞机在机上选取不同基准点，测量基准点之间的距离，在飞机上取样、测量、放样，利用CATIA软件进行电缆通道固化，在飞机模型图上转化成曲线，以确定电缆长度，并标明通道经过的口盖名称，方便后期的改装工作。

4.4.3 机上电缆余量控制

沿敷设通道把分类成束的电缆从设备一端开始敷设到另一端传感器（或工艺分离面、密封座）进行预固定后，剪掉多余电缆再完成另一端插头制作。

4.5 发动机上电缆敷设要求及改进措施

4.5.1 技术要求

尽量远离电阻器、排气管、加热导管等发热装置，不应在这些设备的上方敷设；高温、油污、高振区域的线束捆扎，应按照材料的温度等级和抵抗液压油腐蚀能力等级选取，禁止使用尼龙系带。

4.5.2 发动机部位电缆敷设

4.5.2.1 沿发动机舱壁敷设电缆

先把从仪器桌/架敷设到发动机舱的电缆在合适的位置设置电缆分离面，再从分离面沿着发动机舱壁电缆通道敷设到传感器处，预固定后剪掉余量再进行插头制作，按照发动机舱内电缆敷设要求进行固定、捆扎、保护。

4.5.2.2 发动机上电缆敷设

这部分电缆可制作成成品电缆安装到发动机上，其安装要求是应平行于管路敷设、固定，对于不同级别的振动、高温区域，捆扎按照相关的规范标准实施。

4.5.2.3 发动机部位捆扎电缆使用的线卡选择

线卡种类和尺寸的选用：不同种类的导线束卡子材质、尺寸、安装环境不同，适用导线束的直径也不同，施工时应按具体情况选择直径恰好与线束直径相一致或者略微大于导线直径的导线卡子。

4.6 大功率供电电源线敷设改进措施

首先绘制出详细、可靠的电缆安装、固定、保护装配图；考虑粗电源线的载流量、重量、弯曲半径，定期方便维护；和其他电缆分开敷设固定，避开高温区、活动部件、油门钢索、尖锐的隔框，每隔一定距离用特殊卡箍固定；粗电源线接线端子处留有足够的松弛量，必要时就近使用卡箍进行固定，以防飞机振动引起电缆摆动致使接线端子变形；机柜内部各类元器件按配电级别分布安装，汇流条之间间隔一定的安全距离，控制线和电源线以及交、直流电缆尽量分开敷设，给互感器留够安装位置，尽可能把配电机柜做成独立的、完整的机柜，避免在机柜的不同面进行粗电源线的连接。

4.7 起落架电缆敷设改进措施

掌握不同型号飞机起落架的结构、工作原理、收放时的运动轨迹、行程的范围等因素，确定电缆的长度和敷设路径、固定方式；敷设电缆时应不影响其收放自如，避开活动部位，对于裸露的电缆应用布套进行保护，不应有余量堆积，应变、

位移、压力、过载等传感器对接插头应放置在安全空间内；歼击机系列起落架一般安装刹车压力、过载、位移等传感器，电缆应沿着原机电缆走向敷设，过载传感器附近的电缆应绕过起落架支柱的轴心，留有足够的余量，以防轮胎收放时拉断电缆；捆扎拉线位移传感器的电缆时应留有前轮左右转弯时的余量；大型运输机起落架一般安装有应变、刹车压力、位移、过载等传感器，一般沿着起落架原机电缆进行敷设，位移传感器有的安装在起落架支柱的作动筒上，电缆的敷设和余量按照其行程大小留取，以不影响作动筒的工作，又不拉断电缆为准，全部采用铁皮卡带固定，电缆捆扎完成后应配合机务进行起落架收放工作。

5 结束语

本文对试验机改装电缆敷设现状、存在的问题、产生的原因进行了分析，并对改进措施进行了详细阐述。通过上述改进措施在实际改装中的应用，使电缆敷设达到了横平竖直、美观、整齐，敷设质量达到规范、标准的要求。在直升机、歼击机、大型运输机等不同型号多架试验机上具体实施，证实了上述电缆敷设改进措施的可行性，以期为后续试验机改装电缆敷设施工提供借鉴。

TD611

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.13.029

2095－6835（2019）13－0072－02

谭秀萍（1966—），女，陕西临潼人，高级工程师，现从事试验机电气改装方面的研究。张琦（1991—），男，陕西周至人，工程师，现从事试验机电气改装方面的研究。韩晨兴（1986—），男，陕西蓝田人，现从事试验机改装方面的研究。赵渊昉（1985—），女，陕西澄城人，现从事试验机电气改装方面的研究。

〔编辑：张思楠〕