电磁干扰与屏蔽在飞机维修中的应用

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电磁干扰与屏蔽在飞机维修中的应用
引言：一般在飞机设计时，都会考虑电磁干扰问题，并采取适当的电磁屏蔽措施。但在飞机运行时，会出现一些系统失效状态下形成的强电磁干扰超出电磁屏蔽设计能力的情况。
一、电磁屏蔽原理
     电磁屏蔽是用金属屏蔽材料将电磁干扰源封闭起来，使其外部电磁场强度低于允许值的一种措施；或用金属屏蔽材料将电磁敏感电路封闭起来，使其内部电磁场强度低于允许值的一种措施。电磁干扰可以分为三种形式：静电干扰、交变电场干扰、交变磁场干扰。实际上这三种干扰可能同时存在。针对这三种干扰，可以采取三种电磁屏蔽措施。
1、 静电屏蔽
     用完整的金属屏蔽体将带正电导体包围起来，在屏蔽体的内侧将感应出与带电导体等量的负电荷，外侧出现与带电导体等量的正电荷，如果将金属屏蔽体接地，则外侧的正电荷将流入大地，外侧将不会有电场存在，即带正电导体的电场被屏蔽在金属屏蔽体内。
2、 交变电场屏蔽：
     为降低交变电场对敏感电路的耦合干扰电压，可以在干扰源和敏感电路之间设置导电性好的金属屏蔽体，并将金属屏蔽体接地。交变电场对敏感电路的耦合干扰电压大小取决于交变电场电压、耦合电容和金属屏蔽体接地电阻之积。只要设法使金属屏蔽体良好接地，就能使交变电场对敏感电路的耦合干扰电压变得很小。电场屏蔽以反射为主，因此屏蔽体的厚度不必过大，而以结构强度为主要考虑因素。
3、 交变磁场屏蔽：
     交变磁场屏蔽分高频和低频。低频磁场屏蔽是利用高磁导率的材料构成低磁阻通路，使大部分磁场被集中在屏蔽体内。屏蔽体的磁导率越高，厚度越大，磁阻越小，磁场屏蔽的效果越好。当然要与设备的重量相协调。高频磁场的屏蔽是利用高电导率的材料产生的涡流的反向磁场来抵消干扰磁场而实现的。
二、电磁干扰与屏蔽应用实例
1、故障报告及处理
     在DORNIER328支线飞机上，曾经出现虚假舱门位置警告信息的多发性故障。在检查完舱门位置指示及警告系统本身都正常后，排故陷入了僵局。后来经仔细观察发现，在开关客舱日光灯管时，驾驶舱会间歇性出现门警告效应。然后我们通过关掉部分客舱日光灯管飞行观察，门警告故障不再出现。最后确定是由于舱门位置信号线附近的某个日光灯闪烁形成的电磁干扰导致故障。灯光系统失效部件为灯光整流器或日光灯管，也有的是门位置信号线老化引起的，更换相应部件后故障排除。
2、电磁干扰分析
     DORNIER328飞机舱门位置传感器用的是临近电门。临近电门内部有一个线圈, 产生磁场, 形成磁通，门的标靶和临近电门的距离改变, 磁通会改变，最终会改变临近电门的阻抗。客舱灯光系统的整流器给灯管发出的低频交流高压电，会向周围空间发出电磁波。正常情况下，舱门位置指示系统能抵抗设计范围内的灯光系统的电磁干扰，但如果灯光系统在失效状态下对门位置信号形成强电磁干扰超出原设计抗干扰能力，或者舱门位置指示系统抗干扰能力下降，将导致临近传感器形成的阻抗值出现错误，从而产生错误的门位置指示。
3、电磁屏蔽的应用
     DORNIER328舱门警告系统抗电磁干扰能力弱，导致舱门警告系统可靠性不高。调查发现舱门位置指示与警告系统没有采取合适的电磁屏蔽技术：客舱灯光整流器壳体与机体等电位没有等电位搭接；门位置指示信号线没有有效屏蔽材料保护；舱门位置信号线没有避开灯光系统。利用电磁屏蔽技术，针对灯光系统的电磁干扰，可以采取以下任意一种屏蔽措施都可以在不同程度上提高舱门位置指示系统的可靠性：
1）客舱灯光整流器壳体与机体等电位搭接进行静电屏蔽；
2）信号线加保护屏蔽材料层并接地进行交变电场和磁场屏蔽；
3）舱门位置信号线有效避开客舱灯光线路从而避免电磁干扰。
4）另外还有一种间接方法，提高舱门位置指示系统的可靠性，那就是提高客舱灯光系统的可靠性，减小灯光系统失效产生的强电磁干扰出现的概率。
     经过经济性评估和实验论证后，我们在全DORNIER328飞机机队上选择性地对舱门警告系统进行了电磁屏蔽，提高了舱门警告系统可靠性。
三、结语
     电磁干扰与屏蔽技术在通讯系统和导航系统的维修当中有更多的应用，特别是在排除这类与电磁有关的系统故障时，不能将思路局限于本系统，需要联系到与其它系统的电磁干扰关系，采取电磁屏蔽措施。