浅析大飞机全机线缆自动化检测技术

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摘 要：文章介绍了线缆检测的工作原理，介绍了目前国内外各机型线缆检测的现状及存在的问题，结合大飞机的特点，从设计要求、工艺性和工作效率方面进行分析研究，提出新的适用于大飞机的全机线缆自动化检测技术。

关键词：大飞机；线缆检测；自动化；LRU

1 概述

在国外，随着计算机控制技术和集成检测技术的飞速发展，将飞机制造数字化装配、自动化检测推向了一个新的高度。空客、波音、洛克希德・马丁等领先的航空制造企业，在全机线缆检测方面已经没有采用人工方式完成的方法。高效、快捷、更为可靠的全机线缆自动化集成检测技术被广泛采用。军用飞机方面欧洲的A400M、美国的F-22、F-35飞机，民机方面波音的787飞机、空客的A-350、A-380等飞机在总装配检测站位都采用自动化手段完成全机机线缆的导通、绝缘检查。

在国内，线缆集成检测技术在ARJ21等型号上陆续开始使用，因这些机型都属于中、小型飞机，测试点数相对较少，采用的整机线缆检测是基于全部使用工艺转接电缆的方法，工作量和工作效率相对能够接受。

国内正在开展的大飞机研制因为检测点数多、分散等特点，如果采用传统的主要基于转接电缆的线缆集成检测方法，工作效率低下。通过对大飞机全机线缆自动化集成检测技术的研究，在总装配检测环节上实现适用于大飞机特点的数字化、自动化检测技术，能够极大地缩短飞机的总装配周期并提升产品质量。

2 线缆检测的工作原理

两线测试法原理：两线测试法是将电压表接到测试产品的两端，同时测试通过电压表的电流大小，通过欧姆定律计算出测试产品的电阻值。在使用三用表进行电缆导通时，即采用此原理，将三用表置于欧姆档，通过导通线直接测电缆的电阻值。目前国内几种机型采用的线缆集成检测技术均使用二线法进行测试。

四线测试法原理：四线测试法是将电流表和电压表分别接到测试产品的两端，这样得出来的电压值及电流值更接近产品本身的相对应的值，然后用测出的电压值与系统提供的电压进行比较从而得出产品的电阻值，相对于两线测试法来说，它的测试精度更高，测试结果更可靠。

线缆集成检测的工作原理：从接线图、电缆制造图中梳理出线缆检测的针脚关系（导通表）并输入系统检测数据库。使用工艺设备（工艺LRU、工艺转接电缆、电缆插头转接器）将全机线缆与检测设备连接起来，通过程序自动控制实现线缆导通、绝缘检查、耐压检查、总线检查并对故障智能定位。

3 目前国内各机型线缆集成检测的方法及问题

在国内和国外的中、小型飞机上，全机线缆测试点数相对较少（2万点以内），采用的全机线缆检测是基于全部使用工艺转接电缆的方法，工作量和工作效率相对能够接受。

例如，欧洲台风战斗机的全机线缆集成检测现场布置大量的工艺转接电缆（该型机的测试点数不超过10000点）。但对于大飞机来说，如果测试点数是台风战斗机的三倍，测试方案仍然采用传统的全部为工艺转接电缆连接各测试点的方案是不可取的，转接电缆的存取管理和设计制造成本以及准备阶段的工作量都非常巨大。据统计，3万点的转接电缆（拿取、上机、连接）至少需要三天时间，工作量和工作效率均无法接受。

我国正在研制的大飞机（如C919飞机）线缆检测工作的特点可概括如下：

（1）全机检测点数多，检测周期长：采用自动化检测可以对全机线缆的导通、断路、短路、串接进行集成检测，判断线缆网络连接的正确性和全机线缆故障，如短路、断路、错接、漏接、多接、不正确等信息，可以加快检测速度，提高检测可靠性，避免人为差错。

（2）整机检测点分布极为广且分散，检测难度大：全机检测点数分布范围遍布整个机身段和机翼，尾翼部位、发动机短舱也有覆盖。检测过程中距离较远，易造成检测错位，全部采用转接电缆连接测试点的方法费时费力。

（3）电子设备集中放置、可实现LRU检测模块代替转接电缆完成线缆检测：如果全部采用转接电缆造成会局部检测电缆数量非常大，极易造成电缆连接错误和电缆的损坏，同时给工艺转接电缆安装、分解造成困难。

4 大飞机全机线缆自动化集成检测技术的思路和核心技术

为了解决大飞机点数多、分布广、工作量大、检测难度大的问题，与国内普遍采用的全部基于工艺转接电缆的线缆集成检测方法不同，大飞机全机线缆自动化集成检测技术的设计思路是：通过工艺LRU转接，实现LRU线缆集成检测，最大程度做到工艺转接电缆的通用性，大大减少工艺转接电缆的数量和体积。通过电缆插头转接器的大量使用，大大减少工艺转接电缆的数量，提高工作效率和质量。

核心技术有如下几点：

4.1 在设备集中放置的区域采用工艺LRU进行转接进行测试

现在航空机载电子成品大多采用标准机箱（如ATR系列），使用与机载成品外形及接口相同的检测LRU单元安装在原有成品的位置，一端与机上真实电缆完成对接，一端与工艺转接电缆对接（可以实现工艺转接电缆标准化），完成线缆的导通和绝缘检查，从而实现工艺转接电缆的标准化和盲插功能并增加了检测设备的使用寿命。

4.2 在末端成品插头处采用工艺插头转接器

工艺插头转接器采用二极管、电阻为核心原件将相邻、相近的线束连通，在进行电缆自动化测试时，通过正反两次导通即可验证连通的两段线路的通断性能。

对机分散在末端的成品，如作动器、传感器、天线、活门等，可采用工艺插头转接器与相关电缆插头连接，达到大量节省工艺转接电缆、减轻工作强度、加快检测效率的目的。

4.3 采用分布式测试架构

对于某型机全机线缆测试点数多、分散的情况，将全机按部件、段位划分为八组测试单元，采用分布式测试架构。分别在驾驶舱左、驾驶舱右、货舱前、货舱后、左机翼下、右机翼下左右主起设备舱、尾翼下布置测试终端，就近与机上电缆对接。

4.4 工艺转接电缆的智能管理

对于工艺转接电缆的存放、拿取工作要采用智能化管理的方法（RFID）。每一束工艺转接电缆中均有唯一的身份识别芯片（电缆ID），通过电缆ID查找转接电缆存储位置，智能存取柜上的LED指示目标电缆存储位置，通过测试程序自动检索指示电缆存储位置。在与飞机上的工艺LRU对接时，同等规格的电缆可以实现盲插拔（可互换），通过电缆ID自动识别连接的工艺LRU，大大提高检测准备阶段的效率和工作质量。

5 结束语

通过对大飞机全机线缆自动化集成检测技术的研究，从系统原理分析、国内外机型检测方法的现状和存在的问题、大飞机线缆检测工作的特点、技术的核心四个方面进行分析并提出新的适用于大飞机的全机线缆自动化集成检测技术。对于加快我国大飞机生产效率、提高检测质量有深远的意义。

参考文献

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