搭接技术在飞机上的应用

来源:用户上传      作者: 田建学 魏俊淦

　　【摘要】飞机上任何电气、电子系统都需要利用搭接技术，通过结构连接建立一条稳定的低阻抗电气通路。通过对搭接分类及加工方法的研究，提出了在飞机上应用搭接技术的各种要求，以确保设备和人身安全，并抑制机载设备的电磁干扰、保证系统性能。
　　【关键词】飞机;搭接;电磁干扰
　　1.引言
　　搭接是指两个金属物体之间通过机械或化学方法实现结构连接，以建立一条稳定的低阻抗电气通路的工艺过程。飞机上任何电气、电子系统中，无论是一个小部件或整套设备都需要在金属体之间进行相互搭接，以便提供电源和信号的回路，因此搭接在飞机上的应用十分普遍。
　　2.搭接目的
　　搭接的目的是在两金属间建立低阻抗的电流通路，以避免在相互连接的两金属间形成电位差。通过搭接，可以降低机箱和系统壳体上的射频感应电势，防止静电电荷的积聚，实现对射频干扰的抑制，保证系统电气性能的稳定，同时能够有效防止雷电放电的危害，保护设备和人身安全[1]。
　　3.搭接分类及加工方法
　　3.1 搭接的分类
　　搭接有着各种不同的分类方法。
　　从搭接的方法上可分为永久性搭接和半永久性搭接两种。永久性搭接是利用两种结构铆接、熔焊、锡焊、压接等工艺方法，将两种金属物体保持固定的连接。它在装备的全寿命期内应保持固定的安装位置，不要求拆卸进行检查、维修。永久性搭接在预定的寿命期内应具有稳定的低阻抗电气性能。半永久性搭接是利用螺栓、螺钉、销键紧固装置等辅助零件使两种金属物体连接的方法。在需要进行检查、维修和替换部件的情况下，应采用半永久性搭接。
　　从搭接的形式上可分为直接搭接和间接搭接。直接搭接是在互连的物体之间不使用辅助导体而直接由两种物体特定部位表面接触，建立一条导电良好的电气通路。直接搭接一般通过焊接工艺在接合处建立起一种熔接的金属搭接，或者利用螺栓、铆钉在搭接表面间保持强大的压力来获得电气连续性。间接搭接，是利用中间过渡导体（搭接条或搭接片）把需搭接的两个金属构件连接在一起。在实际工程中，有许多场合需要使两种互连的物体在空间位置上必须分离或者保持相对的运动，这就妨碍了直接搭接方式的实现，此时就需要采用间接搭接。
　　3.2 搭接加工方法
　　两种金属材料搭接的加工方法很多，按接合作用原理可分为物理、化学和机械三类不同的原理。
　　3.2.1 物理加工方法
　　物理加工的方法主要有熔接、钎焊等。热熔接合是通过气体燃烧和电弧加热使两种金属熔化流动形成连续的金属桥加工工艺，接合处的电导率高、机械强度好、耐腐蚀，但经济成本高。常用的熔接加工方法有气焊、电弧焊、亚弧焊等。
　　钎焊是一种金属流动工艺，它把被连接的金属表面加热到高于熔点的温度，而后施加填充的金属焊料和适当的焊剂，通过焊料与连接金属表面的紧密接触实现结合。
　　3.2.2 机械加工方法
　　机械加工的方法有螺栓连接、铆接、压接、卡箍紧固、销键紧固、拧绞连接等方法。
　　3.2.3 化学加工方法
　　化学加工方法主要采用导电粘合剂。它是一种具有两种成分的银粉填充的热固性环氧树脂，经固化后成为一种导电材料，通常应用于搭接金属的表面，既使之粘合，又形成导电良好的低电阻通路，不仅有很好的防腐能力，还具有很强的机械强度。有时它和螺栓结合使用，效果更佳。
　　4.搭接技术的应用
　　搭接技术应用于各种设备的金属机箱之间，设备机箱到接地平面之间，信号回路到地线和电缆屏蔽层到地线之间，也应用于接地平面与连接大地的地网和地桩之间，屏蔽体与大地之间。可以说，搭接使滤波、屏蔽等设计目标得以实现。
　　4.1 搭接表面清理和防腐涂覆
　　为了获得有效而可靠的搭接，在飞机上进行搭接时，搭接表面必须进行精心的处理，其内容包括搭接前的表面清理和搭接后的表面防腐处理。
　　搭接前的表面处理主要清除固体杂质，如灰尘、碎屑、纤维、污物等。其次是有机化合物，如油脂、润滑剂、油漆和其它油污等。还要清除表面保护层和电镀层，如铝板表面的氧化铝层以及金、银、镍、锡之类的金属镀层。
　　搭接完成后为了保护搭接体不直接暴露在空气中，在接缝表面往往要附加涂覆，如涂油漆或电镀覆盖层等，特别注意保护阳极金属的表面。
　　4.2 搭接技术在飞机上的应用要求
　　搭接是抑制电磁干扰的常用技术措施之一，下面分别说明飞机上搭接技术的应用要求。
　　4.2.1 电连接器与设备壳体搭接
　　电连接器与设备壳体的搭接能使电缆屏蔽获得最佳效果。如果没有搭接措施，电连接器屏蔽效能将大为降低，使全部电缆的屏蔽防护功亏一篑。因此，这个搭接对于保持电缆屏蔽的完善性和维持电缆的低损耗传输特性是必不可少的。
　　4.2.2 电流通路上搭接点应牢固
　　在电流通路上若某一个搭接点没有牢固地连接，或由于振动而使连接点产生松动，这种连接点会起到间歇式触点的作用。即使通过直流电流或工频交流电流，在此所产生的火花亦可能会形成频率高达几百MHz的干扰信号。
　　4.2.3 信号参考地各构件搭接应良好
　　由于信号参考地中各构件搭接不良，会使接地措施形同虚设。参考地对各种不同的信号提供了回流的低阻抗通路，如若参考地中各构件间连接不良会增加电流通路的阻抗。各种信号电流流过这些阻抗会形成不相等的压降，影响了信号参考地等电位关系，由于不同信号的电位差构成了多余的干扰电压[2]。
　　4.2.4 高电平射频电磁场应良好连接
　　在高电平射频电磁场中出现的不良连接，可能会产生一种极其麻烦的干扰。当存在两个或两个以上高电平信号发射时，不良连接的接头就会产生交叉调制和其它混频分量[3]。因为某些金属氧化物本身就是具有非线性器件特性的半导体，它能在这些入射信号之间产生混频作用。由此而产生的干扰信号往往难以发现和排除。
　　4.2.5 交流供电线路搭接应良好
　　在交流供电线路中，如遇搭接松动，会在用电负载上产生很高的电压，足以使用电设备损坏。同时，因负载电流过大而在松动的搭接点处发热致使绝缘破坏，轻则造成线路故障，重则引起火灾。
　　5.结束语
　　搭接是飞机上常用的技术措施之一。搭接不良或不适当，不仅直接降低设备或系统的抗雷电放电、抗静电和抗信号噪声干扰的能力，直接影响系统和人身的安全。此外，搭接作为抑制电磁干扰的技术措施之一，若出现搭接不良或不适当现象，还会影响其它抑制电磁干扰技术措施的实施效果，如滤波、屏蔽和接地等。
　　参考文献
　　[1]田建学，赵波，魏俊淦.机载设备电磁兼容设计与实施[M].北京：国防工业出版社，2010.
　　[2]王耕，谢宇.发射机的射频搭接技术及有效性分析[J].电子质量，2009（12）.
　　[3]赵奇来，马惠芳.低压配电柜内部主母线通长及搭接技术的应用[J].电气制造，2011（06）.
　　作者简介：田建学（1967―），男，河南荥阳人，硕士，海军航空工程学院青岛校区副教授，研究方向：无线电传输技术、电磁兼容技术、机载设备维护技术。
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