最近的现场经验已经表明了在飞机起落装置上敷设某些类型的电线和电缆的代表性问题。航空航天工业信息报告的目的是确定周围环境关系,设计师必须考虑,在此区域内使用的材料应该是最适合的,敷设、卡箍紧固和其它的保护方式都是适用于此这些应用的。
2 起落装置运行环境
起落装置的运行环境对于电线和电缆来说是非常苛刻的。设计师应该记住敷设在起落装置的导线和电缆将遭受:
a. 风速达到 300 节-风压可能会导致导线和电缆拉紧和震动(通常像班卓琴琴弦震动一样)
b. 由于跑道喷雾、降雨、用于除冰的盐、海水和就舰载机来说的舰船烟囱气体导致的湿度
c. 应用压力喷雾的飞机的清洁溶液可以或可能不被冲掉
d. 紫外线照射
e. 由于旋转自旋减慢/加快、高下落速度着陆、弹射座椅发射并迫降、制动钢索的拍击、手推车装货贮存、拴紧铰链、轮胎炸裂、曾用于起落架装置的工具和为机修工准备的手把导致的机械碰撞力
f. 来自临时着陆表面的跑道上的沙粒、飞行甲板上的防滑物、尘土、沙子和沙砾,类似于由于喷气式飞机排气或旋翼清洗或垂直短距离起落飞机排气气流抛出的碎片
g. 液压油、润滑油、以及燃料泄漏,包括肼、和来自炭刹车盘的炭尘
h. 温度范围从-65℉到由于内部封闭式轮腔制动发热导致的温度
i. 电磁辐射
j. 摩擦衬片磨屑包含的铁、铜、石墨等,来自用于刚制动器的烧结衬片
3 推荐使用在起落装置的组件
3.1 综合
使用在起落装置上的导线、电缆、导管、和卡箍的所用材料选择应该具备以下特性:
a. 除制动器周围区域外,可运转的温度应从-65~250℉。制动器周围区域 的可使用温度范围应该更高(可高达 350℉持续 10min);材料在可能由制动发热导致的局部温度下不应该发生老化
b. 良好的拉伸强度和弯曲特性以承受风压、摆动、和传动装置运转
c. 对高 pH 值的飞机清洗溶液、液压油、润滑油、来自炭刹车盘的炭尘、和燃料有一定的抗性
d. 阳光照射或紫外线照射无降级
e. 机械方面坚韧到可以抵抗碰撞和刺穿
f. 不会随时间的推移和受臭氧影响导
3.2导线和电缆
使用在起落装置应用中的导线和电缆选择应该遵循以下指导原则:
a. 导线尺寸:最小规格 18—单线
最小规格 20—2 根或 3 根导线电缆扭绞
最小规格 22—扭绞、屏蔽、多层护套—导线电缆
b. 导线材料:选择高强度铜合金、电镀镍或银;“镍铬耐热合金”导线用于热电偶
c. 薄壁绝缘(在 MIL-W-5088 中归类为连接导线)不可以使用
d. 绝缘材料在湿热、水分、高 pH 值清洁溶液、飞机液压液、润滑油和燃料,以及阳光/紫外线辐射的影响下应该不易发生退化。通常,可溶性聚四氟乙烯(PFA)、聚四氟乙烯(PTFE)、全氟乙丙烯共聚物(FEP)和乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)绝缘材料将不会受影响,且弹性均匀,聚四氟乙烯类型应被选择使用在轻量级多层、不易弯曲和有弹性的结构中。
e. 对碰撞和刺穿损伤有一定的抗性以及良好的弯曲性能应加入到导线和电缆绝缘应满足的特性中
f. 能满足额定性能从-65~250℉
g. 聚酰亚胺类绝缘在此应用中是不适合使用的
3.3 保护套管(导管)
在允许的情况下,导线和电缆在起落装置区域的敷设应该使用保护套管(导管)。典型例子已经在图 1、2 和 3 中展示。以下指导原则是为最适合的性能所提出的:
a. 使用刚性导管以提供最大程度的保护
b. 当时用易弯曲的导管时,它应该在-65~250℉具有良好的弯曲特性。应该首选可从商业上购取的加固缠绕。这提供了必备的碰撞和刺穿抗性,碰撞和刺穿一般来自飞行碎片和推车装货碰撞。薄壁缠绕管单独使用是不适当的,且应该不使用。
c. 对湿热、水分、高 pH 值的飞机清洁溶液、飞机液压液及润滑油,阳光/紫外线辐射、传输缺口及刺穿、老化引起的损伤有一定的抗性。
d. 应该每隔 4 到 8 英寸钻孔作为排水孔。在每个间隔,应该至少有两个孔是截然相反的。有必要确定滴水环弯曲末端的位置以防止累积的水分冻结并且导致导线损伤。
e. 典型的布线方案,终端一般在起落架负重开关、下位锁开关及防滑轮速度传感器、着陆灯、搬运下滑灯、和启动栏位置传感器。应该在波纹管组合(产和区域修理)和固定器/连接器收缩套管上投入专用的设计注意力。水顺着这些导线进入波纹管内不应该被困在这些终端点。波纹管的底点不应该被编织、包带或收缩管包裹以确保水分从波纹管中漏出;否则,水分将被引导到连接器区域。(见图 4)。
f. 套管的最小弯曲半径不应该小于制造商或军用规范中指定的。
g. 通过在紧固区域用卡箍、使用玻璃纤维丝或金属适配器(可拆除装置)或通过与波纹管一致的螺旋衬垫来夹紧以消除套管的变形。
h. 套管的内径(I.D.)应该考虑到所有导线与电缆内部直径和留出在未捆绑时其活动的空间。导线与电缆的直径不应该大于套管内径的 80%。
i. 典型套管材料应是可溶性聚四氟乙烯(PFA)、聚四氟乙烯(PTFE)、全氟乙丙烯共聚物(FEP)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、凯夫拉纤维、铝或不锈钢。
j. 典型的套管编织材料应是电镀铜、不锈钢、磷青铜、高熔点芳香族聚酰胺或涤纶。
k. 典型护套覆盖应是氯磺化聚乙烯、氯丁橡胶、三元乙丙橡胶(EPDM)、涤纶、高熔点芳香族聚酰胺(NOMEX)、全氟乙丙烯共聚物(FEP)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、可溶性聚四氟乙烯(PFA),或硅树脂。
l. 在商业应用上,典型套管材料应该是不锈钢和铝。
m. 在套管终端是连接器的地方,应该使用一个转接器以保护朝着连接器后盖的套管。如果连接器的应力缓解,套管应该在轴衬卡箍终止。在紧固区域应在波纹管下使用一个螺纹转接器。
n. 在需要分支的区域,应该使用一个转换适配器来容纳分支。
o. 当需要电磁干扰保护时,金属编织套管提供改进的屏蔽性能取决于使用单层金属编织、双层金属编织、或金属箔中的哪一种。
p. MIL-T-81914 应该被用作在起落装置区域内选择和使用套管的额外指南。
q. 电磁效应(EME)保护要求在传动装置上的屏蔽和在机身上使用的良好的连接器屏蔽有足够低的搭接阻抗。
r. 适当的排水孔是必须的,且不会降低电磁效应保护。
s. 具备电磁效应保护需求的商业飞机要求有金属管道、编织等。
3.4 卡箍
卡箍对于在起落装置中为套保持长期的支撑是极重要的。以下为适当的指导原则:
a. 使用一个特定大小的缓冲阻尼垫将卡箍和套管之间的磨损和摩擦减小至最低程度。推荐使用有棱纹的或波纹缓冲阻尼垫。
b. 确定卡箍支撑套管的位置以减小气流的冲击力和压力。
c. 确保卡箍金属和衬垫不会在-65~250℉、湿热、潮湿、高 pH 值清洁溶液、飞机液压液、润滑油、燃料、阳光/紫外线、以及时间下发生退化。
d. 在卡箍中不得使用石棉或玻璃纤维材料。其作用类似震动期间布线中的砂纸。
e. 如果卡箍使套管变形,在阻尼区域使用适配器来提供足够的对卡箍压力的抗性或者使用一个螺纹转接器来配合波纹管。
f. 塑料卡箍不应该使用在强风和潮湿问题(3.5)区域。
g. 典型套管卡箍应符合 MS21919,具有耐腐蚀铠装带。当需要蝶形卡箍时,MS1713 类型是首选的。
h. 卡箍的放置应该每隔 6 到 8 英寸以内或更小,以尽可能减小套管在气流中的震动。
i. 线束和支撑/阻力支撑上的颜色标记可以准确的定义线束剪切点以避免错误安装可能导致线束与周围设备的挤压和摩擦。
3.5 强风和湿度问题连接器
SWAMP 这一词汇被采用来描述飞行器上强风和湿度问题区域。这些包括发动机区域、轮舱、等。
a. 所有位于强风和湿度问题区域的电气连接器应该是螺纹连接、环境密封型,并且在连接器接口、导线终端区域和电缆卡箍或导管适配器处有合适的弹性密封。
b. 已经通过 MIL-C-38999、IV 系列叉形耦合连接器取得了一些成功的应用。
c. 连接器接触件是被推荐安排被选择来提供一个最小值为 0.125 英寸的空间在相邻的销子之间和销子与壳之间,并且尺寸为 16 号作为苛刻环境中的最低限度。
d. 各种各样的机身制造商和销售商有不同的研制试验,为应用创立了合适的单个连接器。
4 布线位置
导线和电缆的布线位置在起落装置上是很重要的。下列提供的指导原则是为了使其位置最优化:
a. 套管布线要尽可能减少暴露在气流中。(注意:判决这个区域时讨论是需要的。
b. 保证插孔位置和插孔路径远离插座衬垫。
c. 弯曲应该不小于导线、电缆、和套管制造商或通过军标 MIL-W-8160 或MIL-W-5088 允许的所推荐的最小半径。
d. 布线应该允许有缓冲阻尼垫的支撑。
e. 铰练式枪机应该不通过扭转动作弯曲电缆/导管。
f. 定位来避开轮胎碎片,系紧铰链,阻止用力放置电缆,等。
g. 在需要的地方提供保护壳。
h. 布线应该允许起落装置的压紧,折叠,或扭转而不会导致过度的拉力或压力作用在在套管上。
i. 电缆装配应该按路线穿过铰链,越可能的近越好,和铰链中心线并列。
j. 硬的护套或屏蔽应该被考虑为邻近已固定设备的电力电线和电缆提供额外的保护,以防止其受来自系紧铰链时的无意识损伤。
5 摘要
敷设在起落装置上的导线和电缆暴露在强风和潮湿环境中。飞机上导线和电缆少量应用的安装都暴露在与起落装置上遇到的一样苛刻的环境中。设计师应该承认并将该设计作为一个特别的要求对待,而且应考虑到该文档的设计指导原则。