智能线束检测系统的设计与实现

智能线束检测系统的设计与实现

卢山    冯柏润   赵宏建    秦恒加

沈阳兴华航空电器有限责任公司  辽宁沈阳  110000         空军装备部驻沈阳地区第三军事代表室  辽宁沈阳  110000        空军装备部驻沈阳地区第三军事代表室  辽宁沈阳  110000         空军装备部驻沈阳地区第三军事代表室  辽宁沈阳  110000

摘要：随着社会经济的发展，新能源航空技术的发展，对航空的电器要求越来越高，而航空线束作为航空电器的核心零部件之一，对其要求也日益增加。航空线束布置走向对新能源航空的可靠性和稳定性产生较大影响，因此如何将新能源航空线束布置得科学合理、安全美观且便于维修安装，是需要重点关注的对象。

关键词：智能线束；检测系统；设计与实现

引言

航空线束犹如人体的血液与神经系统，贯穿航空各个部位，连接所有的电子零部件，传递电力与数据。线缆即是路径，连接器即是连接的节点，航空线束是线缆、连接器以及各种附属零部件的总成，搭建起了航空电力与数据的网络。连接器是为航空电器输入信号和电源的连接器件，由端子、护套及其附件组成。航空线束与连接器对航空的安全性、稳定性、可靠性起着至关重要的作用。航空智能网联化带来了信息流大量增加，航空电子电气迎来了升级，航空架构从分布式—域集中—中央计算的方式逐步进化，车身域控制器作为区域决策中心，逐渐被应用。

1航空线束捆扎方法

航空线束通常分为导线和电缆两类，如图1所示。在实施航空线束捆扎时应主要考虑三点：一是航空线束本身的特性，主要是其耐高温性能和导线自身芯线的材质;二是航空线束的使用功能;三是航空线束铺设路径周围环境的特点，主要有增压区、非增压区、高温区、低温区、高振区、低振区[1]。航空线束捆扎方法有两种：一是捆扎线捆扎施工方法;二是塑料拉带捆扎施工方法。

1.1 捆扎线捆扎施工方法

捆扎线同时兼顾两种功能：捆绑导线和用其自身不同颜色来区分不同作用的导线[1]。捆扎线的主要打结方法分为直角结、防滑直角结，如图2、图3所示。进行施工前，应对捆扎线的适用件号及打结方法进行选择，首先应辨别使用区域，以某型客机为例，如图4所示。制造厂家将客机分为3个区域：振动等级1、振动等级2、振动等级3，振动等级1对应飞机增压区;振动等级2对应飞机高振区;振动等级3对应飞机高温高振区。该厂家规定件号为NSA8420-5、-7、-9、-10的捆扎线作为不同高温区域适用的捆扎线，其最大可承受温度范围为-55～427℃。其次应确定捆扎线打结的方法，防滑直角结须使用在振动等级2、振动等级3区域，直角结可以使用在振动等级1区域。

通常在直角结或防滑直角结的捆扎施工中应保证两个结扣间的间距不超过50 mm，尽可能在导线直径的1.5至2.5倍之间。捆扎线留头约为8 mm，最长不超过12.7 mm。若需拆除捆扎线，应用剪钳剪去结扣避免线束的损伤。

1.2 塑料拉带捆扎施工方法

塑料拉带的使用范围通常仅限于图4所示振动等级1的增压区域，对于标准件号为NSA935401的塑料拉带其可承受的工作温度为-55～135℃。塑料拉带自身颜色同样能用于区分不同导线所处机身位置，如在燃油箱附近使用拉带时为便于观察须用红色拉带，线束末段仅能使用黑色、海绿色或自然色拉带。用塑料拉带进行捆扎施工时应尽可能与拉带枪配合使用，进行施工前应首先确认线束直径，线束直径与拉带的长、宽尺寸对应关系如图5所示。其后，根据已知的拉带长、宽尺寸找到对应的拉带件号。施工时应正确的调节拉带枪拉力，拉带件号与拉带枪拉力调节代号的对应关系如图6所示。在不易于接近的地方，也允许手动的收紧拉带。

2航空线束制造业的现状

航空线束如同飞机的神经血脉，连通着飞机的各个成品。是信息收发、指令传达、状态反馈的桥梁。但是由于目前航空线束制造的批量小，复杂度高等特点，导致了航空线束的加工到目前为止，仍旧是以手工作业为主。

线束的加工的流程可概括为下料、敷设、绑扎、死接头及接线端子的端接、包覆物的加装、连接器的端接、导通绝缘检测、连接器的防松处理。目前，只有下料实现了自动化。其余均需要操作者来手工进行。这其中，布线及端接的工序需要严格按照设计图纸及工艺要求来进行，所以在进行这些工序时，操作者需要不断的核对设计图纸及工艺文件来确保加工的正确性，加工效率低，劳动强度大且依旧难以避免出错。

目前，航空线束制造的加工流程，需从以下几方面进行优化：

（1）图板及工艺指令是线束加工的必备之物。但是，航空产业的数量多、批量小、更新频繁的特点，使得这种依靠纸质图板进行加工的方式，不再适合当下的生产现实。当操作者、工艺人员需要维护大量纸质图板，不停更换图板时，这本身就是对于生产力的一种浪费。

（2）航空连接器种类繁多，各类连接器配套的接触耦所使用的压接工具各不相同。操作者在进行操作时，需要不断的核对工具与接触耦是否匹配，以防出现压接故障。这在无形之中，就消耗了不少的工作时间。

（3）航空线束制造过程中，引用了不少的典型加工文件。而操作者接触这些文件的途径很少：①每次培训时进行学习;②去资料室进行借阅;③请求工艺人员帮忙查阅。很难做到需要学习文件时，就可直接查阅。

（4）由于航空电连接器的造价相对较高，每当青工培训时，实际操作部分所使用的成品，都需要一笔不小的经费来进行采买，从而造成了青工上岗前实际操作次数有限，无法深入了解和领会加工方法的问题[2]。

3航空线束运行可靠性设计优化路径

3.1加强线束保护设计

线束保护是对线束表层进行防护，保护层设计是否合理，选择的材料是否符合规范，是影响线束运行可靠性的重要因素。设计者可以结合主要保护方式和保护材料使用要求，从3个方面入手进行线束保护设计。选择合适的热缩管。热缩管主要应用于部分线束连接及固定位置，在选择热缩管时，应当选择与导线线径和保护长度相符的热缩管，还需要确保热缩管具备与线束运行环境相适应的耐温等级，确保其热缩后能够具有良好的密封性能。选择合适的橡胶件。橡胶件主要应用于干区与湿区相连接的钣金位置，能够实现线束与钣金有效隔离，避免线束表层受到破坏。在布置线束时，应当确保其与周围零部件保持足够间隙，尤其在部分活动区域，要确保导线保持足够流量，尽量降低线束破损概率。

3.2线束设计与安装可靠性

航空线束的作业环境往往很恶劣，并经常存在腐蚀性的气体和液体。在环境高温、潮湿和其他零部件碰撞、摩擦等因素的影响下，线束的绝缘外衣很容易损坏，或者是在接口位置出现松动问题，严重情况下很容易引起航空线束的断路和短路问题。因此，为提高航空线束设计的安全性，工作人员需要先行做好线束设计工作规划，然后对航空线束进行科学固定与包扎处理。另外，在进行航空线束设计时，同样需要做好防潮、防腐和防高温措施，并使用具有较好气密性的材料，以对航空线束中的连接器和接头进行保护。工作人员在进行航空线束安装时，应当选择使用专业的线夹和扎带对线束进行固定处理，从而防止航空在行驶过程中因为发生振动而对线束造成负面影响。对于一些连接位置，更需要进行保护，以此避免因为线束和线控之间发生了摩擦而损坏绝缘外衣。工作人员在开展包装作业期间，需要把握不同部件的实际情况和特点，然后对其所处环境做好分析，从而保证其安全性与可靠性。之后，针对材料开展比对测试，整理不同材料的数据信息，确保材料选择和使用的合理性。开展测试工作，可有效防止不符合质量标准的材料进入下一个环节。

3.3提升线路端子与接插件可靠性

端子与接插件是线束系统运行故障发生概率较高的部位，对线束运行可靠性有重要影响。因此，在具体设计中，应当从细节方面优化，提升端子与接插件运行可靠性。以搭铁端子为例，在设计时需要设计有限位防旋结构，整体上采取就地接近原则进行布置，确保功率地和信号地能够分开接地。固定连接的部位应尽量设置在拐点处，固定点之间的距离控制在300mm以内为宜。接插件选型应当合理，尽量为安装和拆卸留出足够空间。在有接插件的部位，应当就近设置固定点，尽量减少端子和接插件所承受的振动。在端子和接插件选型过程中，应当确保材料具有良好的耐温差性能和耐腐蚀性能，有效提升线束运行可靠性。

3.4回路设计可靠性

航空线束系统的设计具有复杂性的特点，尤其是其中的线路电流回路问题。当处于某些特殊环境时，保证回路设计的合理性是航空电气系统的核心所在。航空电路系统中存在的不同电子设备一般会通过并联的方式进行连接。因此，为了能够对线路进行测试，需要改变原本的线路连接方式，并同时做好不同情况下可能发生的问题的模拟，整理关键数据信息，从而确保航空线束系统能够正常运行。

结语

电子系统是航空整体组成中的关键设施，线束则是航空电子系统的核心。线束的作用主要是对其中的电流进行运输，对电信号进行传递。目前，随着交通事故发生频率的不断提高，人们对航空的安全性提出了更高的要求。因此，在进行航空线束设计时，需要重点做好安全因素的考量，从而真正发挥其作用。从线路端子与连接器可靠性分析、线束保护性与可靠性分析、回路设计可靠性分析等角度切入，希望能在实践中取得良好效果。

参考文献

[1]周景春，分析航空线束设计对航空安全性的影响[J].电子元器件与信息技术,2021(1):110-111.

[2]张艳,崔振亚,徐顺,等.浅析航空线束设计对航空安全性的影响[J].航空实用技术,2017(17):69-71.

[3]白雪，提高航空线束设计可靠性的再探讨[J].科技创新与应用,2012(25):136.

[4]王超,齐翔宇,王旭.航空线束安全设计原则[J].航空实用技术,2018(6):113-114.