[发明专利]用于测试飞行器电流回路网络中的电接点的性能的方法

说明书

技术领域

本发明一般地涉及一种包括由复合材料制成的构件的飞行器的机载电设备的电流回路。

背景技术

传统上，飞行器上的机载电设备的电能供给通常由电流供电电缆和飞行器结构构成的电流回路网络提供。电流回路网络可以被看作类似于飞行器的通用接地面。

在机身构件和主要结构(镶板、机架、纵梁)由金属材料制成的飞行器中，由许多互连的结构部形成电流回路。从飞行器的一端到另一端的大量互连使得它容易传输电流。

为了降低飞行器的重量，当今飞行器的设计对飞行器的外部结构或者内部结构的一些零件采用复合材料。

所使用的诸如碳或者树脂和纤维合金的复合材料具有低的电导率，因此不能用于形成电流回路网络。在这种情况下，利用位于机身的承压区并且主要由金属结构构件构成的被称为ESN(电结构网络)网络的高电导率金属结构的网络形成电流回路。

图1示出飞行器1的一部分的ESN网络2的总图。图1更特别地示出飞行器的ESN网络2是网状冗余网络，因为ESN网络中的每个构件都连接到网络中的至少两个构件。为了满足民用航空当局设定的安全标准，ESN网络的冗余是必需的。

更具体地说，ESN网络由结构金属构件和接点金属构件构成，它们确保不同结构构件之间的电连续。图2示出包括由复合材料3制成的构件和ESN网络的飞行器1的机身的垂直截面图。

ESN网络中有两种类型的结构构件：

－飞行器的主结构构件4a，例如，金属机架、金属十字架、金属座椅轨道、飞行器地板；

－飞行器的辅助结构构件4b，它们包括用于支承飞行器中的例如诸如计算机的电设备的金属十字架构件。

还有两种类型的接点：

－“金属编织层”型的柔性电接点，用于例如在ESN网络中的主构件与辅助构件之间实现某些连接。

－既执行机械功能又执行电功能的机电接点。它们是ESN网络中位于两个结构构件之间的基于铆钉或者螺丝和螺栓的接点。在某些情况下，机电接点可以由柔性接点增强。

ESN网络还包括用作飞行器的电缆的支承件的例如诸如U型或者I型金属部件的标准零件4c。在航空学语言中，这种支承件被称为“桥架”。标准零件通过上面描述的柔性电接点或者机电接点连接到网络的主结构构件或者辅助结构构件。

如图2所示，ESN网络中的各种结构构件均在复合/金属界面5电连接到由形成飞行器的结构零件的合成材料制成的构件。

构成ESN网络的不同金属构件之间的电连续性仅在飞行器的生产环节中执行了所谓金属化操作之后获得。

防锈漆通常覆盖ESN网络中的所有金属构件。显然，这种油漆不导电。此外，在ESN网络中的不同结构构件之间的机电接点通常存在中间胶，用于防止发生接触磨损现象。

金属化操作包括除掉油漆，并且如果需要，去除接触面上的中间胶，以局部露出所考虑的金属构件4a、4b。

ESN网络中的两个构件之间的接点处少量残余胶或者油漆足以降低电接触的质量，因此，降低ESN网络的效率。

因此，我们明白，ESN网络中的不同构件之间的接点必需被测试。当组装ESN网络时，或者当维修它时，或者在飞行器检修期间，这种测试可能是必须的。

如果在不出现显著过热或者不显著降低其阻抗的情况下，能够传输对足够长时间换句话说例如至少60秒规定的电流强度，则可以认为ESN网络中的电接点具有满意的导电性能。ESN类型网络中的机电接点或者柔性接点必须能够传输频率约为400Hz的至少50A rms。

传统上在电子器件中采用的例如使用毫欧表或与电压表相连的电流发生器的阻抗测量方法不适合用于测试ESN网络中的两个构件之间的接点，因为该网络是网状的并且冗余。

图3示出实施还被称为开尔文(Kelvin)方法的所谓四线方法来利用与电压表7相连的交流电发生器6测量ESN网络中的机电接点AB的阻抗。显然为了简洁的原因，图3以图解方式示出ESN网络，并且仅示出网络的主结构构件A、B、C、D、E之间的机电连接。阻抗R1和R2是因为飞行器的ESN网络与复合构件之间的界面产生的阻抗。

在应用该方法时，交流电发生器6注入的大于或者等于50A的电流与每个分支的阻抗成比例分配到由飞行器的不同构件A、B、C、D、E和复合构件形成的不同分支。

因此，四线方法不能测试接点AB的性能，因为该应用与网络的其余部分同时测量接点AB的阻抗而非独立测量AB的阻抗。

此外，该方法不能控制注入ESN网络的电流强度，并且特别是当采用的复合材料是碳时，其应用可能破坏对流过的电流特别敏感的复合结构。