民航客机飞机级电磁兼容性适航验证技术研究

摘 要：飞机级电磁兼容性验证是新研民航客机适航审定的一部分。该文介绍了民航客机电磁兼容性相关的适航要求，符合性方法、飞机级地面试验方法和飞行试验方法。

关键词：电磁兼容性 电磁干扰 适航审定 前门耦合

中图分类号：V217 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）05（c）-0042-02

众所周知，近些年来国内已开展了多个型号民航客机的研制，使得无论在研制技术水平方面，还是在适航取证能力方面，都得到了快速的发展和提高。飞机级电磁兼容性验证是民航客机适航取证的重要组成部分，只有通过了飞机级的试验验证才能最终表明相关适航条款的符合性。

1 适航要求

中国民用航空管理局（CAAC）规定，大型运输类飞机应当按照适航规章CCAR第25部取证。在该适航规章中，条款25.1353a和25.1431c分别对电子电气系统/设备提出了电磁兼容性要求，即机载系统/设备间能够相互兼容正常工作，互不影响。

2 符合性方法

通常，新研民航客机在设计阶段就需要确定电磁兼容性符合性方法，并得到适航审查方的认可和批准。表1示出了民航客机电磁兼容性条款的符合性方法。

从表1可以看出，可用飞机级地面试验和飞行试验来验证电磁兼容性条款的符合性。

3 飞机级地面试验

3.1 机载接收机干扰试验

为评估机载接收机干扰情况，通常需要先分析机载设备射频能量发射[1]情况。尽管在飞机设计阶段，已为用电设备定义了限值要求，但仍有可能因货架产品和超出限值要求的设备而不得不在飞机上进行检验。对于功能等级低的非必需和非要求安装的用电设备，如客舱娱乐系统和厨房用电设备等，也需要防止这些设备引起的前门耦合[2][3]。图1示出了某设备在128 MHz频率时的辐射发射超标情况，该超标频率处于VHF通信工作频段内，可能导致VHF通信系统功能失效或降级。

当设备及其连接电缆装机后，大量而集中的设备和电缆引起的电磁辐射使得飞机内部电磁环境异常复杂，即使每个设备和电缆辐射的电磁能量都得到了很好的控制，但这些能量经过多次叠加、反射后，仍有可能引起机载接收机的干扰。图2示出了机载接收机电磁干扰试验布置。

图2中，电流探头用于测量机上电缆的传导发射，其作用在于对飞机各舱电磁环境进行评估和干扰源的确定。被测接收机通常工作在190 kHz～340 MHz频率范围内，如Marker、VOR、LOC、GS、HF-comm和VHF-comm等[4]。试验时，将机载天线馈线在接收机端断开，在断开位置将馈线连接至频谱分析仪，测量由天线进入的电磁能量。测量结果为接收机工作频率范围内的功率值，当该值超过接收机灵敏度时，就会导致接收机扰或功能降级。

3.2 干扰源/敏感设备相互干扰检查

干扰源/敏感设备相互干扰检查是指通过分析建立干扰源/敏感设备矩阵，如表2所示，试验时，分别设置干扰源进入干扰能量最强的工作模式，同时检查敏感设备的工作情况[5]。

试验应当在开阔的场地进行，周围无高大建筑及金属支架。试验前，应当确保机载电子电气系统/设备功能正常。试验过程中尽量不要使用地面辅助设备，可使用飞机发动机和APU为飞机电子电气系统供电。试验时，舱门及口盖等应当关闭；通信及导航收发机作为干扰源时，应至少在其工作频段内选择高、中、低三个频率进行试验。

4 飞行试验

飞机级电磁兼容性适航审定试飞是地面试验的补充部分，主要针对在地面状态下无法实现的功能而进行的定性检查，并对地面试验中发现的潜在干扰进行进一步验证，以消除地面反射及环境电平对试验结果的影响。通常，地面试验优先行试验，对机级电磁兼容性验证应尽可能的在地面试验中完成。

5 结语

该文仅阐述了民航客机飞机级电磁兼容性验证方法，对于符合性方法中提及的设计说明和设备鉴定不属该范畴，在本文中不作介绍。

参考文献

[1] RTCA DO-160， "Environmental Conditions and Test Procedures for Airborne Equipment”， 2004.

[2] RTCA DO-313， “Certification Guidance For Installation Of Non-Essential， Non-Required Aircraft Cabin Systems & Equipment”， 2008.

[3] AC20-168，“Certification Guidance for Installation of Non-Essential，Non-Required Aircraft Cabin Systems & Equipment （CS&E）”，2010.

[4] AC43.13-2B，“Acceptable Methods，Techniques，and Practices Aircraft Alterations”，2008.

[5] AC500-02，“Electromagnetic Compatibility Testing of Electrical and Electronic Equipment”， Canada，2008.