某型直升机超短波电台干扰飞行控制系统故障分析

万荣根，王晓鹏

(陆航驻景德镇地区代表室，江西景德镇 333002)

0 引言

直升机上分系统间的电磁兼容是整机各分系统正常工作的强力支撑，通信分系统和飞控分系统作为直升机航电系统的重要组成部分，如因电磁干扰导致一方出现功能降级或失效，特别是飞控分系统输出数据异常，将会对飞行安全带来较大的影响［1］，［2］。2012 年7 月初，飞行员在某型直升机的试飞过程中发现，超短波电台2在常用频点发射时，载机飞行控制系统会自动退出，并伴随有直升机抖动现象。本文对此次超短波电台干扰飞控系统的故障进行分析，提供了解决措施。

1 故障地面复现

该直升机着陆后，经地面通电检查发现，超短波电台2在常用频点发射时，可明显听到横滚舵机异常响动，飞控报“－YF－”故障并退出。对超短波电台1进行相同操作，电台工作正常，未有上述干扰现象。对多架机进行地面通电验证发现:超短波电台2发射时对飞控系统均有不同程度的干扰。将该电台进行串件后再次检查，故障依然存在，为电磁干扰问题。

2 原因分析及故障定位

电磁干扰分为传导干扰和辐射干扰。由于超短波电台2和飞控系统使用了两套相互独立的供电线路，传导干扰的可能较小，因此很可能是辐射干扰。使用吸收负载代替超短波2上的天线，超短波电台2在相同频点发射时，干扰消失，证实了上述推断。

解决辐射干扰问题，主要有三种途径:一是抑制干扰源;二是截断干扰路径;三是加强敏感体抗干扰能力。由于超短波电台2在其工作频点上发射电磁波属于正常现象，不能简单地通过抑制干扰源，限制使用干扰频点的方法加以解决，只能通过截断干扰路径，加强敏感体抗干扰能力两种途径进行排故。

为有针对性地采取抗干扰措施，需准确找到飞控系统引入电磁干扰的薄弱环节。通过检查飞控系统的电缆、成附件在机上的实际安装情况，发现飞控伺服放大器安装在复合材料地板上，但没有通过搭接线与机体相连，搭接效果很差。再检查飞控系统接线图，其4个串联电动舵机的3根信号输入线针脚上均未使用屏蔽线，容易引入干扰。对飞控伺服放大器进行有效搭接，将4个串联电动舵机的信号输入线8、22、23针脚改为屏蔽线，并且在伺服放大器的插座上改用滤波插针，对舵机反馈信号线进行滤波后，飞控受干扰现象有一定程度改善，但仍未完全排除。

该型机有两部超短波电台，但所用天线的型号和安装位置均不相同，超短波电台1天线安装在尾梁下方，超短波电台2天线安装在尾梁上方，如图1所示。为找到电磁耦合路径，第一步:将超短波收发机1与收发机2射频电缆在收发机端进行对调，即超短波电台1改用上天线，超短波电台2改用下天线，此时飞机表现为超短波电台1发射对飞控有干扰，证明干扰源存在于超短波电台2的射频电缆和天线上。第二步:因超短波电台2射频电缆在尾传动轴平台上通过转接器过孔连接，如图2所示，此转接器可能由于电磁泄漏造成干扰;现场提供一套不含转接器的新电缆在机体外敷设替换超短波电台2电缆，并使用上天线进行发射，干扰现象仍然存在，证明干扰与此转接器无关，干扰源定位于上天线。第三步:用下天线直接替换上天线，干扰现象仍在，证明干扰与天线型号无关，而与天线安装位置有关。通过比对分析，因超短波上、下天线均为全向天线，且安装位置相近，与飞控系统各附件安装位置距离也均相当，如果仅是空间电磁辐射造成的干扰，不可能仅仅只有上天线发射存在干扰现象，主机必然存在一条将上天线辐射的电磁能量耦合到飞控系统电路中的通道。

图1 超短波电台天线安装位置示意图

图2 超短波电台2射频电缆转接插座

检查上天线安装发现:安装于尾长轴整流罩前后端的两个编队灯，通过一束贯穿整流罩的电缆连接;安装于尾长轴整流罩前端的北斗卫星天线接地线，为一根贯穿整流罩的搭接铜条，与安装于尾长轴整流罩后端的上天线的搭接铜条相连，北斗卫星天线搭接铜条与编队灯电缆平行，约1.5m长，如图3所示。此处很可能是造成电磁干扰的重要因素。经检查，发现北斗接地铜条与机体间的搭接电阻为138mΩ，大大超过要求值2.5mΩ，未起搭接作用。将尾传动轴整流罩内北斗接地铜条取消，将后编队灯线缆微型连接器脱开，并将该线缆抽离超短波电台2上天线附近，再次试验发现，干扰现象完全消失。

图3 尾长轴设备安装形式示意图

3 机理分析及解决措施

通过上述分析和检查可以明确:由于编队灯线缆未选用屏蔽线，且安装位置与超短波上天线相近，当超短波电台2发射时，编队灯线缆与北斗接地铜条相当于两个鞭状接收天线，将强电磁能量耦合吸收，并以编队灯线缆为通道，将干扰引入机舱内部，由于编队灯电缆在机舱内部与飞控系统的电缆捆扎在一起，造成了对飞控系统的干扰，是一种典型的因线缆耦合造成的二次辐射干扰现象。为截断干扰路径，排除故障，对原故障机采取了以下措施:

1)将后编队灯电缆由非屏蔽线换成屏蔽线，并做好屏蔽收头处理;

2)将现有北斗卫星天线接地铜条拆除，从尾长轴前端重新为北斗卫星天线引接地铜条，新铜条长度大大缩短，接地更为可靠;

3)将中、后编队灯线缆向下平移150mm，尽量远离超短波2上天线敷设;

4)将超短波电台2上天线射频电缆向后平移100mm，远离北斗搭接铜条。

经试飞验证，原干扰消除，措施有效。

4 小结

按主机电磁兼容设计要求，将编队灯等照明系统的线缆划分为一次电源线，该类导线一般不需要屏蔽，但须采用扭绞形式，并和其它电缆保持间距15cm以上，以降低磁场耦合。该型机实际设计生产过程，基本是按主机电磁兼容设计要求进行的，但因直升机空间的局限性，未能将编队灯电缆与飞控系统电缆进行有效隔离，从而造成了对飞控系统的干扰，因此在后续机型设计过程中，应严格按照电磁兼容设计要求进行，如因其它因素不能完全贯彻的，也应采取相应的补救措施。

此外，虽然一次电源线不需进行屏蔽，但敷设在超短波天线、短波天线等大功率辐射源附件的一次电源线，因其周围存在强电磁能量，容易将其耦合吸收并沿电缆传导引入机内，形成二次干扰源，干扰其它设备，因此，敷设在大功率辐射源附件的一次电源线，也应采取屏蔽措施，从而避免引入电磁干扰，减少电磁干扰问题。

［1］姜兴杰.电磁兼容设计及其应用［J］.现代电子技术，2011(9).

［2］梁振光.电磁兼容原理技术及应用［M］.机械工业出版社，北京，2007.