高清可复制 HB 8412-2014(2017) 民用飞机系统电搭接通用要求

　　ICS 49.020 V 04

　　HB 8412-2014

　　民用飞机系统电搭接通用要求

　　Electrical bonding requirement for civil aircraft systems

　　2014-05-19 发布 2014-10-01 实施

　　中华人民共和国工业和信息化部 发 布

　　前 言

　　本标准按照 GB/T 1. 1-2009 给出的规则起草。

　　本标准由中国航空综合技术研究所归口。

　　本标准起草单位：中国航空综合技术研究所，中航工业第一飞机设计研究院。

　　本标准主要起草人：王伟科、胡平道。

　　民用飞机系统电搭接通用要求

　　1 范围

　　本标准规定了民用飞机结构部件之间以及结构部件、设备、附件与基本结构之间电搭接的特性、应用和检测要求。

　　本标准适用于民用飞机的电搭接，也适用于直升机的电搭接。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件， 仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　HB 5795 航空导线载流量

　　HB/Z 185 民用飞机雷电防护及搭接设计指南

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　基本结构 aircraft structure

　　飞机结构骨架以及铆接或焊接在结构骨架上，与其有低阻抗通路的蒙皮、角片、支架和型材。

　　3.2

　　搭接 bonding

　　电搭接，是使飞机结构部件之间以及结构部件、设备、附件与基本结构之间有低阻抗通路的可靠的电连接。

　　3.3

　　固有搭接 inherent bonding

　　机械上互相连接的飞机结构部件之间或结构部件与基本结构之间，本来已有足够的低阻抗电气通路，无需再附加任何专门的元件或材料。

　　3.4

　　搭接线 bonding jumpers

　　导线、金属编织线或金属带， 用于使原来无充分电接触的飞机结构部件之间或结构部件、设备、附件与基本结构之间有必要的低阻抗导电性。

　　3.5

　　故障电流 fault current

　　设备内部电源与连接设备外壳的地短路、大电流经过设备外壳流到基本结构时， 电气系统能够过载

　　传输的最大电流。

　　3.6

　　接地 grounding

　　将设备的负载、壳体或机架搭接到基本结构， 为设备与基本结构之间提供低阻抗通路，为设备提供基准电位。

　　3.7

　　电化序 electrochemical series

　　按各种金属的标准电极电位高低依次排列而成的电极电位表。

　　3.8

　　非同类族金属 dissimilar metal

　　在化学元素周期表中处于不同族位置，因而其电极电位不同的金属。

　　3.9

　　静电防护 electrostatic protection

　　控制静电荷在飞机上积聚，提供静电泄放通路的防护措施。

　　3.10

　　雷电防护 lightning protection

　　为进入飞机的雷电电流提供足够泄放通路，并使之不会在飞机上引起危险效应的防护措施。

　　3.11

　　复合材料 composite materials

　　以碳纤维为增强材料的树脂基复合材料。

　　4 材料与零件要求

　　4.1 材料选择

　　实施本标准所需要的全部电搭接材料，均应按国家标准和航空行业标准选用。对于国家标准和航空行业标准未作规定的材料，可由厂、所的主管部门按其他有关标准选用。

　　4.2 标准件

　　4.2.1 紧固件

　　紧固件的使用应遵循以下原则：

　　a) 螺栓、螺母和螺钉：

　　1) 镀镉钢制件只能在 230℃以下温度使用;

　　2) 镀锡钢制件只能在 100℃以下温度使用;

　　3) 铝制件只能在 150℃以下温度使用;

　　4) 禁止使用镀锌件(对镁合金构件搭接时除外)。

　　b) 垫圈：

　　1) 禁止使用齿形垫圈;

　　2) 禁止使用发蓝的平垫圈;

　　3) 禁止使用阳极化垫圈;

　　4) 禁止使用镀锌垫圈;

　　5) 禁止使用无金属保护层的垫圈。

　　c) 用来连接复合材料结构件的紧固件(铆钉、螺栓、螺母、螺钉和垫片等)应用钛合金、钛铌合金或不锈钢等材料制成。

　　4.2.2 搭接线接头

　　禁止使用镀锌的搭接线接头(对镁合金结构搭接除外)，与复合材料结构件接触的搭接线应使用铜制镀锡的接头。

　　4.2.3 卡箍、卡锁和导管固定座

　　禁止使用镀锌的卡箍、卡锁和导管固定座(对镁合金构件搭接时除外)。

　　4.3 非标准件

　　原则上不应采用非标准件，在不得不采用非标准件时，经制造商的有关主管部门批准，可参照同类标准件，根据实际需要自行设计，其材料应符合本标准要求。

　　5 技术要求

　　5.1 搭接的目的、应用分类及一般要求

　　5.1.1 目的

　　搭接的目的在于为飞机各结构件之间以及结构件、设备、附件与基本结构之间提供稳定的低阻抗通路，从而防止它们之间产生电磁干扰，提供电源电流返回通路，也是静电防护、雷电防护以及保证天线性能的必要措施。

　　5.1.2 应用分类

　　搭接应用分类如下：

　　a) 天线及滤波器搭接;

　　b) 电流回路搭接;

　　c) 防射频干扰搭接;

　　d) 防电击搭接;

　　e) 静电防护搭接;

　　f) 雷电防护搭接;

　　g) 飞机及地面辅助设施接大地。

　　5.1.3 一般要求

　　对搭接设计的一般要求规定如下：

　　a) 应尽量采用永久性固有搭接连接(如焊接、压接等)，使搭接件金属本体之间永久接触。

　　b) 应尽量选用相同的金属材料进行搭接，以降低腐蚀。如不可避免使用非同类金属材料进行搭接，则应通过选择连接材料和辅助元件来控制搭接点的腐蚀，同时还应在安装完成后使用密封剂对搭接区域进行保护性涂封。

　　c) 搭接设计应不影响飞机结构的完整性，以及飞行安全、操纵性、空勤人员视界以及设备性能，搭接点位置应便于地面维护检查和更换。

　　d) 搭接性能应不受飞机正常运行及维护时振动、冲击、温度变化及相对位移的影响。

　　e) 零部件搭接一般不采取间接的搭接方式，而应直接搭接到基本结构上。

　　f) 搭接连接不应通过非金属材料进行压紧固定。

　　g) 在满足要求的前提下，应尽量选用长度短、宽厚比大的搭接线。搭接线的数量应尽量少， 不可将两根或多根搭接线串联使用。

　　h) 搭接线应不妨碍各活动部件在各种飞行状态的正常运行。对于带减振架的设备， 搭接线应不影响其减振性能。

　　i) 电气、电子设备外壳的搭接线不可与电源负线固定在同一接地点上。

　　j) 对于采用螺栓或螺钉的搭接，应规定其最大和最小力矩。

　　k) 当某一搭接供两种或两种以上应用时，应按其中最严格的搭接要求进行设计。

　　5.2 详细要求

　　5.2.1 天线及滤波器搭接

　　5.2.1.1 天线

　　除地网为设备组成部分的装置(如雷达扫描天线等)外，安装天线时均应配置均匀的地网或地平面，该地网或地平面在电子设备工作频率范围内的阻抗应尽量低。对于安装天线的复合材料蒙皮， 可在压制成型过程中置入一块接地板作为地网，使天线通过接地板与复合材料保持直接接触。为了确保天线辐射方向图符合要求，天线的形状、大小及安装部位应与所配置的地网相适应。

　　当天线的有效工作性能取决于其与地网之间的低阻抗时，其安装搭接应使射频电流从飞机外表面到天线的金属底座部分有最短的低阻抗通路。

　　天线底座或连接器至机身接地板之间有直流通路时，其搭接电阻应不大于 2.5mΩ。

　　5.2.1.2 滤波器

　　为了保证滤波效果，滤波器的壳体应与基本结构有良好的电接触，其搭接电阻应该不大于 0.5mΩ;滤波器一般不要安装在复合材料结构件上。如果不得不安装在复合材料结构件上时， 在不影响滤波效果的前提下，滤波器壳体与复合材料结构件之间的搭接电阻值应不大于 2.5mΩ。

　　5.2.2 电流回路搭接

　　5.2.2.1 结构部件之间

　　作为电源回路组成部分的结构件之间，应有能够传输电源回路电流的低阻抗通路，其搭接电阻应不大于 1mΩ。镁合金构件不可作为电流回路的组成部分。

　　在复合材料结构件上应有一条金属组成的主电流回路和若干条支路，用于传输电源回路电流和设备搭接。电流回路组成部分与基本结构之间的搭接电阻值应不大于 1mΩ。不具有低阻抗导电性的复合材料结构件不可作为电流回路组成部分。

　　5.2.2.2 单线制设备与结构之间

　　单线制设备与结构之间的搭接应符合以下要求：

　　a) 搭接线载流量：单线制电气、电子设备与基本结构之间的搭接线应有足够的截面传输电源回路电流，具体可根据 HB 5795 选用。

　　b) 搭接线安装：截面不小于 20mm2 的电流回路搭接线，应通过回线板(包括负线板)间接地搭接到基本结构上。回线板与基本结构应有足够的接触面积， 以保证其电搭接性能良好。截面小于20mm2 的电流回路搭接线，可用图 2 和图 3 所示的典型搭接方式直接搭接到基本结构上。每个接地桩最多允许安装 4 个接地端子，直流和交流接地线不允许使用同一接地点。发动机上发电

　　机和起动机的负线不可搭接到发动机壳体上，而应直接搭接到基本结构上。

　　5.2.2.3 危险区

　　在易燃易爆的危险区，电气、电子设备外壳与基本结构之间不可采用搭接线进行搭接，也不应安装在不具有低阻抗导电性的复合材料结构件上，而应通过两者间良好的金属面接触实现搭接，其搭接电阻应不大于图 1 所示的最大搭接电阻值。此外， 在进行电气、电子设备设计时， 应尽量减小其内部电源发生故障所导致的过热、火花放电以及熔融金属喷溅的程度，尽可能消除燃爆隐患。

　　图 1 设备到结构最大允许搭接电阻与故障电流关系曲线

　　5.2.3 防射频干扰搭接

　　5.2.3.1 电子、电气设备

　　安装所有产生电磁能或对电磁场敏感的电子、电气设备或部件时，各设备应有单独的低阻抗通路，

　　其设备外壳应通过最短的低阻抗搭接线搭接到基本结构上，其与基本结构之间的搭接电阻值应不大于2.5mΩ。对于有安装基座的设备或设备安装基座上有减震器而采用搭接线时，设备外壳到基本结构的搭接电阻值也应满足上述要求。

　　5.2.3.2 天线附近导体

　　距无屏蔽的发射天线引线 300mm 以内，所有线性尺寸大于 300mm 的导体，均应搭接到基本结构上。该搭接最好是导体与基本结构金属本体之间的直接搭接。如果需要用搭接线，搭接线应尽量短。

　　5.2.3.3 飞机蒙皮

　　飞机蒙皮装配后应使蒙皮成为均匀的低阻抗通路，从而具有防射频干扰的功能。构成蒙皮的所有构件(如机翼、机身等)之间，均应实现射频搭接。作为蒙皮组成部分的口盖、舱盖、检修门等均应搭接到基本结构，其搭接电阻应不大于 10mΩ。复合材料蒙皮与相邻的金属蒙皮之间应实现射频搭接，其搭接电阻值应不大于 10mΩ。

　　5.2.3.4 电缆

　　电缆插座外壳与基本结构的搭接电阻值应不大于 2.5mΩ。电缆总屏蔽层与连接器壳体的搭接应尽量采用 360 度连续搭接的方法，屏蔽层到设备壳体之间(包括所有的连接器和附属的接触面)的搭接电阻不大于 15mΩ。

　　5.2.3.5 发动机

　　每台发动机应至少有两处搭接到基本结构上，发动机与基本结构的搭接电阻值应不大于 2.5mΩ, 发动机的附件应保持其电气连续性，以防止产生射频干扰。

　　5.2.3.6 搭接线要求

　　用于防射频干扰搭接线，一般不采用金属编织线，而应采用金属带。不同设备的两根搭接线不可固定在同一点上。

　　5.2.4 防电击搭接

　　5.2.4.1 金属导线管

　　金属导线管各端均应搭接到基本结构。用于安装电源导线和电缆的金属导线管， 搭接电阻应不大于100mΩ。用于安装信号线和低电流线路的金属导线管，搭接电阻应不大于 2.5mΩ。

　　5.2.4.2 电子、电气设备

　　电子、电气设备裸露的金属机架或部件，均应搭接到基本结构进行接地，其搭接电阻值应不大于100mΩ。如果设备的接地端或插头座的接地插针已在内部与上述裸露件相连接，则该裸露件可通过设备地线搭接到基本结构，不必再采用专门的搭接线。

　　5.2.4.3 电击危险电压

　　在人员可能接触到的任意两点之间(包括复合材料)，不可产生大于 24V(有效值)的交流或直流电压，以免发生电击使人员触电。

　　5.2.5 静电防护搭接

　　5.2.5.1 外部导体

　　飞机外部所有线性尺寸大于 80mm 的导体(天线除外)，干燥时与基本结构的搭接电阻值应不大于 1Ω。

　　5.2.5.2 非金属部件

　　对于非金属部件，可采用在其表面涂覆导电涂层的方法防止静电荷积聚，并应使用尽可能多的导体在导电涂层边缘进行接地处理，不可采用单点接地。用于雷达罩的导电涂层的面电阻应不大于 10MΩ/ □~50MΩ/□,用于其他部件时面电阻则应不大于 50MΩ/□。

　　5.2.5.3 油箱

　　油箱及油箱内可能带静电的附件，均应搭接到基本结构。金属部位与基本结构的搭接电阻值应不大于 10mΩ,复合材料部位与基本结构的搭接电阻值应不大于 50mΩ。每个油箱至少应有两处搭接到基本结构。

　　5.2.5.4 气体和液体管路

　　所有金属管路与基本结构(包括复合材料结构件)的搭接电阻值应不大于 10mΩ。相互连接的各段金属导管应彼此搭接，使整条管路形成连续的低阻电气通路。对于较长的金属管路， 应以不大于 6m 的间距多点搭接到基本结构上。金属导管在电气系统正常或故障情况下均不应成为电源电流的主要通路。

　　非金属管路导管外面任意处产生的静电压所产生的能量不应超过可燃混合气的点火能量值 0.2mJ。

　　5.2.5.5 静电放电器

　　机翼、水平尾翼、垂直尾翼的翼尖及其后缘等静电荷最易积聚的部位， 应安装足够数量的静电放电器，以利于平稳地泄放静电。

　　铝制的放电器底座与铝金属材料的搭接电阻应不大于 0.5mΩ, 与喷镀铝材料的搭接电阻值应不大于100mΩ。钛制的放电器底座与碳纤维复合材料的搭接电阻应不大于 1Ω。

　　5.2.5.6 地毯和内饰

　　应对飞机舱内地板上铺设的地毯和内饰采取有效的静电防护措施，使地毯及内饰与基本结构之间有电接触，以保证人员安全。

　　5.2.6 雷电防护搭接

　　飞机基本结构以及基本结构与各系统、部件之间进行良好搭接， 形成低阻抗的导电通路，以保证雷电电流通过时不会损坏飞机结构和飞行的关键系统、部件和设备， 避免产生火花。飞机雷电防护涉及的搭接对象主要包括：

　　a) 基本结构和部件;

　　b) 机外突出物;

　　c) 燃油系统;

　　d) 发动机;

　　e) 线缆。

　　具体搭接方法和要求见 HB/Z 185。

　　5.2.7 飞机和地面辅助设施接大地

　　5.2.7.1 着陆接大地

　　飞机着陆时应有接大地措施(如放电钢索、接地刷、静电导电轮胎等)，泄放机体上残留的静电荷。

　　5.2.7.2 停机接大地

　　飞机应安装接地插座，以便在加油、维修、维护和停放时连接接地电缆。接地应使用标准插头和插座。接地插座应接到接地参考点，以使配合的插头和系统接地参考点之间的直流电阻不超过 1Ω。

　　5.2.7.3 地面辅助设施接大地

　　飞机与地面辅助设施相互连接前应分别接大地，以防人员触电、设备故障以及产生电火花。飞机在地面加油时，油车与大地、飞机与大地以及油车的油枪与飞机基本结构之间均应保持良好的搭接， 以防产生电火花。

　　6 搭接方法

　　6.1 搭接的典型安装方式

　　典型的搭接安装方法见图 2～图 20。

　　图 2 典型的接地桩安装方法示意图

　　图 3 典型的搭接线安装的方法示意图

　　图 4 卡箍与导管的搭接方法示意图

　　图 5 跨过卡箍的导管搭接方法示意图

　　图 6 螺栓连接的结构搭接方法示意图

　　图 7 使用紧固螺钉进行搭接的方法示意图

　　图 8 因粘结而绝缘结构的搭接方法示意图

　　图 9 检修门和检修窗的搭接方法示意图

　　图 10 结构件之间的搭接方法示意图

　　图 11 电子设备通过与机架前端进行搭接的方法示意图

　　图 12 电子设备通过导钉与机架进行搭接的方法示意图

　　图 13 电子设备法兰与机架的搭接方法示意图

　　图 14 减振器搭接带安装方法示意图

　　图 15 设备安装支架与基本结构的搭接方法示意图

　　图 16 典型连接器的搭接方法示意图

　　图 17 发光面板边缘的搭接方法示意图

　　图 18 电路开关与安装面板的搭接方法示意图

　　图 19 天线的搭接方法示意图

　　图 20 静电放电器的搭接方法示意图

　　6.2 铆接件和螺纹连接件搭接

　　飞机结构件之间应用铆钉和螺纹连接件进行搭接。使用铆钉和螺纹连接件固定构件时， 铆钉和螺纹连接件的数量至少应为 3 个，以满足搭接的要求。

　　6.3 搭接线搭接

　　应合理选择搭接线的安装位置，并要有足够的接触面积，以保证良好的搭接性能。应选用标准的搭接线或图样上规定的专用跨接线，在设备、附件与基本结构之间进行搭接。在选用搭接线时， 必须注意搭接线接头在电化学序列中的位置，使被搭接材料不易腐蚀，并且要保证搭接线能够承受可能出现的最大电流，以免过载熔断而造成更大的危害。

　　6.4 管路搭接

　　管路搭接连接应采用非减震夹紧装置及其与搭接线的组合件。减震卡箍不可用于搭接。当需要在可弯曲的金属导管或软管上安装搭接卡箍时，应保证不是圆管弯皱或损坏。

　　6.5 导电粘结搭接

　　当本标准规定的其他搭接方法不适用时，可选用导电粘合剂进行搭接。为使粘结具有较低的电阻率，搭接安装应施加足够的压力。导电粘结使用的粘合剂应能够承受搭接部位可能遇到最高工作温度。

　　6.6 非同类材料搭接

　　当搭接为非同类族金属的接合时，应按电化序选用搭接线及其他搭接零件，使电化学腐蚀的可能性最小，保证即使发生电化学腐蚀，也只损害可更换的搭接零件(如搭接线、螺栓、螺母、垫圈及回线板等)，而对基本结构无损害。除不锈钢垫圈外，均应使用有保护层的垫圈以防腐蚀，但该保护层不应降低其导电性能。

　　非同类材料的搭接可按表 1 中列举的不同金属材料兼容性组合进行选用，螺钉类型、搭接线的接头及垫圈应根据结构材料按表 2 进行选择。

　　表 1 不同金属材料兼容组合

　　表 2 不同材料搭接的零件选用

　　表 2 不同材料搭接的零件选用 (续)

　　7 表面处理

　　7.1 表面预加工

　　应采用专用工具和清洗剂对搭接构件的接触面进行搭接前打磨或清洗，去除全部非导电涂层及高阻面层，以保证搭接件之间的低阻抗。打磨时既要使接触面洁净平滑， 又不可过多地去掉涂层下的金属材料，特别是复合材料结构表面的金属层。表面有金属保护层的搭接件不需要进行打磨，但要进行清洗。打磨或清洗区域通常为接触面的 1.25 倍～1.5 倍，或超过接触面外缘 2mm～3mm。

　　7.2 表面整修

　　在完成搭接安装和检查后，应采用原有涂料或与其等效的涂料在 24h 内对预加工处理的金属表面进行重新整修，使涂料严密覆盖接合处露裸的金属表面，以防止其产生腐蚀。如果希望便于以后检查， 可选用透明清漆涂封。整修区域的通常为打磨或清洗区域面积的 1.5 倍。

　　8 检测

　　飞机制造商应在搭接安装完成后、表面涂封前，按本标准规定的技术要求实施检测，检测时应注意：

　　a) 测量搭接电阻值应使用高精度微欧表，其刻度分辨率优于 10μΩ。

　　b) 测量搭接电阻时，仪器探头的触点应尽量靠近零件、组合件或构件的结合处， 一般距结合处应不大于 20mm。

　　c) 测量用铆钉铆接的复合材料蒙皮结构的搭接电阻时，仪器探头的触点应直接与铆钉接触。

　　d) 除工作压力在 13MPa 以上的空调系统和液压系统的管路外，所有导管与基本结构的搭接电阻均应检测。测量薄壁导管时， 应注意不要使探头损伤管壁。长度不大于 2m 的导管，仅在靠近其连接端测量;长度大于 2m 的导管，还应以不大于 2m 的间距在其中部各处测量。对于直径小于 12mm 的导管，可进行抽检。

　　e) 如果搭接表面涂层经测试后有所破损，应在规定时间内采用原有涂料或与其等效的涂料重新进行表面涂封。