[發明專利]用于測試飛行器電流回路網絡中的電接點的性能的方法

有效

• 申請號: 201310132163.0
• 申請日: 2013-04-16
• 公開（公告）號: CN103376379B
• 公開（公告）日: 2017-07-11
• 發明（設計）人: 奧列弗·蘭德斯
• 申請（專利權）人: 空中客車營運有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R27/14
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 李春暉,李德山

技術領域

本發明一般地涉及一種包括由復合材料制成的構件的飛行器的機載電設備的電流回路。

背景技術

傳統上，飛行器上的機載電設備的電能供給通常由電流供電電纜和飛行器結構構成的電流回路網絡提供。電流回路網絡可以被看作類似于飛行器的通用接地面。

在機身構件和主要結構(鑲板、機架、縱梁)由金屬材料制成的飛行器中，由許多互連的結構部形成電流回路。從飛行器的一端到另一端的大量互連使得它容易傳輸電流。

為了降低飛行器的重量，當今飛行器的設計對飛行器的外部結構或者內部結構的一些零件采用復合材料。

所使用的諸如碳或者樹脂和纖維合金的復合材料具有低的電導率，因此不能用于形成電流回路網絡。在這種情況下，利用位于機身的承壓區并且主要由金屬結構構件構成的被稱為ESN(電結構網絡)網絡的高電導率金屬結構的網絡形成電流回路。

圖1示出飛行器1的一部分的ESN網絡2的總圖。圖1更特別地示出飛行器的ESN網絡2是網狀冗余網絡，因為ESN網絡中的每個構件都連接到網絡中的至少兩個構件。為了滿足民用航空當局設定的安全標準，ESN網絡的冗余是必需的。

更具體地說，ESN網絡由結構金屬構件和接點金屬構件構成，它們確保不同結構構件之間的電連續。圖2示出包括由復合材料3制成的構件和ESN網絡的飛行器1的機身的垂直截面圖。

ESN網絡中有兩種類型的結構構件：

－飛行器的主結構構件4a，例如，金屬機架、金屬十字架、金屬座椅軌道、飛行器地板；

－飛行器的輔助結構構件4b，它們包括用于支承飛行器中的例如諸如計算機的電設備的金屬十字架構件。

還有兩種類型的接點：

－“金屬編織層”型的柔性電接點，用于例如在ESN網絡中的主構件與輔助構件之間實現某些連接。

－既執行機械功能又執行電功能的機電接點。它們是ESN網絡中位于兩個結構構件之間的基于鉚釘或者螺絲和螺栓的接點。在某些情況下，機電接點可以由柔性接點增強。

ESN網絡還包括用作飛行器的電纜的支承件的例如諸如U型或者I型金屬部件的標準零件4c。在航空學語言中，這種支承件被稱為“橋架”。標準零件通過上面描述的柔性電接點或者機電接點連接到網絡的主結構構件或者輔助結構構件。

如圖2所示，ESN網絡中的各種結構構件均在復合/金屬界面5電連接到由形成飛行器的結構零件的合成材料制成的構件。

構成ESN網絡的不同金屬構件之間的電連續性僅在飛行器的生產環節中執行了所謂金屬化操作之后獲得。

防銹漆通常覆蓋ESN網絡中的所有金屬構件。顯然，這種油漆不導電。此外，在ESN網絡中的不同結構構件之間的機電接點通常存在中間膠，用于防止發生接觸磨損現象。

金屬化操作包括除掉油漆，并且如果需要，去除接觸面上的中間膠，以局部露出所考慮的金屬構件4a、4b。

ESN網絡中的兩個構件之間的接點處少量殘余膠或者油漆足以降低電接觸的質量，因此，降低ESN網絡的效率。

因此，我們明白，ESN網絡中的不同構件之間的接點必需被測試。當組裝ESN網絡時，或者當維修它時，或者在飛行器檢修期間，這種測試可能是必須的。

如果在不出現顯著過熱或者不顯著降低其阻抗的情況下，能夠傳輸對足夠長時間換句話說例如至少60秒規定的電流強度，則可以認為ESN網絡中的電接點具有滿意的導電性能。ESN類型網絡中的機電接點或者柔性接點必須能夠傳輸頻率約為400Hz的至少50A rms。

傳統上在電子器件中采用的例如使用毫歐表或與電壓表相連的電流發生器的阻抗測量方法不適合用于測試ESN網絡中的兩個構件之間的接點，因為該網絡是網狀的并且冗余。

圖3示出實施還被稱為開爾文(Kelvin)方法的所謂四線方法來利用與電壓表7相連的交流電發生器6測量ESN網絡中的機電接點AB的阻抗。顯然為了簡潔的原因，圖3以圖解方式示出ESN網絡，并且僅示出網絡的主結構構件A、B、C、D、E之間的機電連接。阻抗R1和R2是因為飛行器的ESN網絡與復合構件之間的界面產生的阻抗。

在應用該方法時，交流電發生器6注入的大于或者等于50A的電流與每個分支的阻抗成比例分配到由飛行器的不同構件A、B、C、D、E和復合構件形成的不同分支。

因此，四線方法不能測試接點AB的性能，因為該應用與網絡的其余部分同時測量接點AB的阻抗而非獨立測量AB的阻抗。

此外，該方法不能控制注入ESN網絡的電流強度，并且特別是當采用的復合材料是碳時，其應用可能破壞對流過的電流特別敏感的復合結構。