飞机电磁环境安全裕度评估规程方法技术

本发明专利技术公开了一种飞机电磁环境安全裕度评估规程方法，包含适用于飞机外部电磁环境安全裕度评估的机身屏效法，步骤如下：(1)确认受评估系统；(2)确定飞机外部电磁环境电平；(3)确定在设备安装位置呈现的机身屏蔽效能；(4)确定各设备安装位置实际电磁场电平；(5)确定各设备电磁兼容性设计控制电平；(6)符合性评估。本发明专利技术通过上述的方法，对飞机电磁环境安全裕度评估工作具有规范化作用，操作性强，具有很好的实用指导性，能显著提高工程上进行此类评估的工作效率、降低费用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及应用于飞机的电磁兼容性试验，特别是指飞机电磁环境安全裕度评估规程方法。
技术介绍
在飞机研制阶段尤其是定型之前，需要就飞机对实际使用遭遇的外部电磁环境的适应性，以及飞机对此具备的安全裕度进行评估。它包括机载设备、系统、全机各层面的确认和验证工作，既需要有一套全面细致的工作程序周密规划指导，也依赖相应的完整技术文档、数据计算分析、试验实测结果的支撑。航空器适航取证文件、相关技术标准中一般只规定了电磁环境安全裕度的要求，即在什么电磁环境条件下飞机应如何表现，具体就是在恶劣电磁环境(用每米若干伏特电场强度来度量)下保持怎样功能和性能，而没有给出可操作的验证规程。因此按电磁兼容领域常规的做法，就是按定义要求直接对飞机进行高场强辐射照射HIRF试验。但是飞机电磁环境安全裕度试验涉及的高能量辐射电平量值远超出目前工业界实际试验能力水平，即用传统试验方法难以满足这些规定，业内迫切需要寻求并研究出一些较简易可行的替代方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供几种飞机电磁环境安全裕度评估规程方法，用以解决现有方式试验成本与产品研发成本过高的问题。为实现本专利技术目的，本专利技术提出一种飞机电磁环境安全裕度评估规程方法包含适用于飞机外部电磁环境安全裕度评估的机身屏效法，该方法包括如下步骤：(1)确认受评估系统；(2)确定飞机外部电磁环境电平；(3)确定在设备安装位置呈现的机身屏蔽效能；(4)确定各设备安装位置实际电磁场电平；(5)确定各设备电磁兼容性设计控制电平；(6)符合性评估。依据上述主要特征，其中根据设备出现EMC问题时对飞机可能造成的后果和危害程度，对飞机遂行使命任务的影响程度、设备的功能特性、硬件的不一致性以及有关的不确定性因素，建立各设备重要性等级和对应安全裕度要求。依据上述主要特征，确定飞机外部电磁环境电平EMEL外可直接采用用户给出的数据或适航认证的要求，一般多引用一些相关平台级电磁兼容标准中的规定，也有给出特定应用场景的具体量化指标。依据上述主要特征，确定飞机外部电磁环境电平EMEL外可采用分析实测法确定，即通过分析飞机使用过程中可能遭遇的各种电磁环境，参考、类比以往的工程经验，选取其中电磁环境最严酷的典型场景，进行现场测量统计。依据上述主要特征，确定飞机外部电磁环境电平EMEL外可采用仿真计算确定，即对电磁环境最严酷的典型场景进行尽可能逼真、详细地建模。凡是对电磁环境有可比拟贡献的辐射源都要考虑，在确定它们的发射功率、频率范围、信号波形、天线方向性、传播距离、极化方向等参试基础上，用电磁波无损空间传播距离公式、通信方程数值计算各场源的贡献，并进行矢量叠加而合成出总电磁环境。依据上述主要特征，确定在设备安装位置呈现的机身屏蔽效能可采用现场实测确定，对有无飞机两种情况，在机外不同位置、方位的天线以安全等值电平辐照，以机内受关注位置处(座舱、设备舱等)接收传感器收到的最小信号电平差为测量该地点的机身屏效参数。依据上述主要特征，确定在设备安装位置呈现的机身屏蔽效能可采用仿真计算确定，如使用电磁场仿真计算软件包，如EM3D、CST、FECO等，对飞机内外结构尺寸、材质，尤其是安装关注设备的舱内结构尺寸、材质，进行尽可能逼真、详细的建模，再选用合适的时域、频域数值算法进行解算。依据上述主要特征，确定在设备安装位置呈现的机身屏蔽效能可采用经验分析确定，即根据工程经验估计，无开口的全金属舱室的屏蔽性能最好，一般有40dB以上的屏效；有穿孔的金属舱室的屏蔽性能次之；有窗、门的金属或非全金属舱室的屏蔽性能最差，一般只有10dB以下的屏效，在谐振频率甚至反而增强，通用机身屏效选择原则是：0dB屏效对应无任何屏蔽措施场景，如非导电复合材料结构区域、无屏蔽开放区域、结构电搭接无保障区域等；6dB屏效对应很少屏蔽措施场景，如仅少量屏蔽的非导电复合材料机身的驾驶舱、机翼前后沿、起落架舱等；12dB屏效对应有些屏蔽措施场景，如金属飞机的带穿舱接头从而非全封闭电子设备舱、驾驶舱、无EMI扼流槽门窗/仪表板附近区域，这些区域中诸如液压管、线缆束、金属导线槽等载流导体并非都很好电搭接至所穿过的穿舱接头上。20dB屏效对应中等屏蔽措施场景，如载流导体电搭接良好、电缆束贴近金属结构走线的上述区域；32dB屏效对应很好屏蔽措施场景，如良好全屏蔽金属舱内。依据上述主要特征，确定各设备安装位置实际电磁场电平EMEL内为将飞机外部电磁环境电平EMEL外减去飞机机身屏蔽效能。依据上述主要特征，确定各设备实际电磁兼容性设计控制电平需要从电磁敏感度电平ElectromagneticSusceptibilityLevel─EMSL控制和电磁干扰电平ElectromagneticInterferenceLevel─EMIL控制两方面来考虑，一般由设备的EMC试验报告提供；对于EMC达标合格设备，其电磁干扰电平也可取自GJB151A中传导和辐射的电磁发射限值，而电磁敏感度电平以设备实测值为准。依据上述主要特征，符合性评估从设备的对外接口，包括机箱和互联线的辐射和传导两方面，分别把按前述步骤获得的各设备数据，代入以下公式即得到其传导、辐射安全裕度符合性情况：电磁干扰电平EMIL控制≤预期与“实际电磁环境电平EMEL内－3dB”比较电磁敏感度电平EMSL控制≥预期与“实际电磁环境电平EMEL内+M”比较如果电磁干扰电平EMIL控制≤实际电磁环境电平EMEL内－3dB电磁敏感度电平EMSL控制≥实际电磁环境电平EMEL内+M这时安全裕度M＝电磁敏感度电平EMSL控制－预期实际电磁环境电平EMEL内的值大于规定的值，则表明被评估设备/系统满足要求。与现有技术相比较，本专利技术通过上述的方法，实现了飞机电磁环境安全裕度评估，本方法操作性强，具有很好的实用指导性，能显著提高工程上进行此类评估的工作效率、降低费用，有助于我国正在起步推行的民用飞机的飞机级适航取、认证工作的开展。【附图说明】图1为本专利技术总的流程示意图。图2为实施本专利技术的第一实施例的流程示意图。图3为实施本专利技术的第二实施例的流程示意图。图4为实施本专利技术的第三实施例的流程示意图。图5为实施本专利技术的第四实施例的流程示意图。【具体实施方式】请参阅图1所示，本专利技术揭示一种飞机电磁环境安全裕度评估规程方法，是基于外部电磁环境EME应力对EUT产生的等价电磁效应和/或EUT功能性能的等价响应的若干变通等价试验方法，主要包括如下步骤：(1)确认受评估系统；(2)确定飞机外部电磁环境电平；(3)选用合适的方法确定外部电磁环境与内部关注点处电磁环境的传递函数；(4)依传递函数确定关注点实际电磁场电平；(5)确定各设备电磁兼容性设计控制电平；(6)符合性评估。本专利技术通过上述的方法，对飞机电磁环境安全裕度评估工作具有规范化作用，操作性强，具有很好的实用指导性，能显著提高工程上进行此类评估的工作效率、降低费用。至于上述方法中各步骤的具体内容，可以以下的四个实施例中的具体描述。安全裕度Margin指敏感门限与环境中实际干扰电平之差，常用dB表示。飞机的电磁环境安全裕度是机载最敏感设备/系统的敏感门限与环境实际干扰电平之差，过于笼统。工程上更关注各个机载设备/系统的具体电磁环境安全裕度，它们一般互不相同，所以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种飞机电磁环境安全裕度评估规程方法，其特征在于包含适用于飞机外部电磁环境安全裕度评估的机身屏效法，步骤如下：(1)确认受评估系统；(2)确定飞机外部电磁环境电平；(3)确定在设备安装位置呈现的机身屏蔽效能；(4)确定各设备安装位置实际电磁场电平；(5)确定各设备电磁兼容性设计控制电平；(6)符合性评估。

【技术特征摘要】
1.一种飞机电磁环境安全裕度评估规程方法，其特征在于包含适用于飞机外部电磁环境安全裕度评估的机身屏效法，步骤如下：(1)确认受评估系统；(2)确定飞机外部电磁环境电平；(3)确定在设备安装位置呈现的机身屏蔽效能；(4)确定各设备安装位置实际电磁场电平；(5)确定各设备电磁兼容性设计控制电平；(6)符合性评估。2.如权利要求1所述的飞机电磁环境安全裕度评估规程方法，其特征在于：根据设备出现EMC问题时对飞机可能造成的后果和危害程度，对飞机遂行使命任务的影响程度、设备的功能特性、硬件的不一致性以及有关的不确定性因素，建立各设备重要性等级和对应安全裕度要求。3.如权利要求1所述的飞机电磁环境安全裕度评估规程方法，其特征在于：确定飞机外部电磁环境电平采用用户给出的数据或适航认证的要求，引用一些相关平台级电磁兼容标准中的规定，也有给出特定应用场景的具体量化指标。4.如权利要求1所述的飞机电磁环境安全裕度评估规程方法，其特征在于：确定飞机外部电磁环境电平采用分析实测法确定，通过分析飞机使用过程中可能遭遇的各种电磁环境，参考、类比以往的工程经验，选取其中电磁环境最严酷的典型场景，进行现场测量统计。5.如权利要求1所述的飞机电磁环境安全裕度评估规程方法，其特征在于：确定飞机外部电磁环境电平采用仿真计算确定。6.如权利要求1所述的飞机电磁环境安全裕度评估规程方法，其特征在于：确定在设备安装位置呈现的机身屏蔽效能采用现场实测确定，对有无飞机两...

【专利技术属性】
技术研发人员：方愔，马琼，徐琪皓，孙文静，吴藻菡，
申请(专利权)人：中国航空无线电电子研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31