高清可复制 HB 8750-2023 民用飞机系统电磁环境效应控制要求

　　ICS 49.020 V 06

　　HB 8750-2023

　　民用飞机系统电磁环境效应控制要求

　　Electromagnetic environment effects control requirements for

　　civil aircraft systems

　　2023-12-29 发布 2024-07-01 实施

　　中华人民共和国工业和信息化部 发 布

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第 1 部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利，本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

　　本文件由中国航空工业集团有限公司提出。

　　本文件由中国航空综合技术研究所归口。

　　本文件起草单位：中国航空综合技术研究所、中国商飞上海飞机设计研究院、航空工业第一飞机设计研究院。

　　本文件主要起草人：王伟科、陈 洁、胡平道、刘 卓、杨 武、陈志贤、买 华。

　　民用飞机系统电磁环境效应控制要求

　　1 范围

　　本文件规定了民用飞机研制过程中电磁环境效应控制工作内容和要求。

　　本文件适用于民用飞机整机、系统、分系统和设备，其他民用航空器可参照执行。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件;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 6167A 民用飞机机载设备环境条件和试验方法

　　HB 8412 民用飞机系统电搭接通用要求

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　电磁兼容组织机构 electromagnetic compatibility organization

　　由采购商设立，负责管理、检查、建议和技术咨询， 以及在主要系统的设计和采购过程中组织处理电磁环境效应事务的组织。

　　3.2

　　电磁环境 electromagnetic environment

　　设备、分系统或系统在执行规定的功能时，可能遇到的电磁发射电平在适当频率范围内功率和时间的分布。

　　3.3

　　电磁兼容性 electromagnetic compatibility

　　电子电气设备、分系统和系统在预期的工作环境中正常工作， 而不会因电磁干扰而遭受或导致不可接受的降级的能力。

　　3.4

　　电磁干扰 electromagnetic interference

　　任何中断、阻碍，甚至降低或限制电子电气设备有效性能的传导或辐射电磁骚扰。

　　3.5

　　不可接受的响应 unacceptable response

　　电磁干扰导致的系统、分系统或设备功能、性能超过其设计容差， 并会影响到系统安全或功能完成的一种响应。

　　3.6

　　不希望有的响应 undesired response

　　电磁干扰导致的系统、分系统或设备功能、性能超过其设计容差， 但不会影响到系统安全或功能完成的一种响应。

　　3.7

　　高强辐射场 high intensity radiated field

　　由于大功率射频能量发射到自由空间产生的电磁环境。

　　3.8

　　雷电 lightning

　　发生在云内、云间或云地之间， 由一个首次回击和后续回击组成，伴随有持续电流或中间电流的整个放电过程。

　　3.9

　　沉积静电 precipitation static ，P-STATIC

　　由于空气、潮雾、空气中的粒子与运动的飞行器之间的电荷转移所形成的电势累积。

　　4 一般要求

　　4.1 电磁环境效应控制程序

　　应在论证阶段为系统制定完整的电磁环境效应控制程序，并在其全寿命周期内执行。控制程序应包括满足本文件要求所需的必要方法、计划、技术设计和管理控制。可对本文件中规定的要求进行剪裁，以满足采购商的需求。在程序的执行期间，应密切保持与系统安全性、维修性和可靠性管理机构的协调。

　　同时，应成立电磁环境效应组织机构，以监控电磁环境效应控制程序，提供解决电磁环境效应问题的方法以及建立高级别的协调途径。电磁环境效应组织机构的详细情况和功能应包含在电磁环境效应控制计划中，除非有其他规定。

　　4.2 电磁环境效应控制计划

　　系统电磁环境效应控制计划应包含在采购商审查和批准程序中，并应提早上报。控制计划中应包括详细的系统电磁环境效应控制程序，并且制定和提交的控制计划应与采购文件要求一致。控制计划应包括但不限于本文件规定的整个程序的纲要和控制计划中数据项的说明，并应按照合同要求进行更新。所有必需的信息(最初提交的时间不适用)均应包含在补充和修订版本内。

　　4.3 电磁环境效应评估

　　在最初的设计阶段就应对系统电磁环境效应进行评估，以建立获得需要的电磁环境效应等级的总体方案。评估的内容包括：

　　a) 明确预期工作的电磁环境;

　　b) 确定系统电磁环境效应功能降级准则;

　　c) 确定安全裕度要求;

　　d) 进行支撑性分析。

　　系统电磁环境效应评估结果应包含在电磁环境效应控制计划中，并可用于分系统和设备电磁环境效应要求的剪裁。

　　4.3.1 降级准则

　　在与采购商协商后，由供应商确定每个分系统和设备的降级准则。这些准则可用于评价系统、分系

　　统和设备的电磁环境效应故障、不希望有的响应。当分系统和设备在实验室内的干扰试验结果适用时，可用于降级准则的建立或确定。

　　4.3.2 分析和预测

　　为实现系统的电磁兼容，确定降级准则和安全裕度，以及发现系统设计、研制、试验和生产中的潜在问题，应对系统进行电磁兼容性分析和预测。

　　系统电磁环境效应分析应包括预期工作的电磁环境，以及系统根据电磁兼容降级准则、安全裕度和电磁环境的分配给分系统和设备的电磁干扰指标。

　　分系统和设备分析主要基于分配的电磁干扰指标和相关的分系统和设备要求，内容包括电磁干扰发射和敏感度特性。

　　5 电磁环境效应控制要求

　　5.1 概述

　　应通过合理的设计对飞机系统电磁环境效应进行控制，以满足全机电磁环境效应要求。

　　系统设计应与系统规定的电磁环境(如高强辐射场、雷电、静电)相兼容， 并应考虑预期的外部环境可能导致系统效能的降低程度。

　　所有的分系统和设备电磁在规定的电磁环境中执行预定功能时能够相互兼容的工作，设备的设计和安装应采用适当的电磁防护设计措施。

　　5.2 电磁兼容性要求

　　5.2.1 电气设备

　　电气设备和控制装置的安装，应使任何一个部件或部件系统的工作不会对同时工作的、对安全运行起主要作用的其他系统和部件产生不利影响。飞机上任何可能产生的电气干扰不得对飞机或其系统产生危险的影响。产生相互不利影响的因素有：

　　a) 电气设备、控制装置产生的干扰;

　　b) 电气设备、控制装置抗干扰能力;

　　c) 电气设备、控制装置之间安装位置;

　　d) 电气设备、控制装置的电线(或线束)敷设。

　　5.2.2 电子设备

　　无线电和电子设备、控制装置和线缆的安装应保证在任一部件或系统工作时，对民用航空规章所要求的任何其他无线电和电子部件或系统的同时工作不会有不利影响。

　　电子设备必须被设计和安装成当由于电源供电瞬变或其他原因产生的瞬变时不会导致重要负载不工作。电子设备电磁兼容性应考虑可能有的干扰源包括：

　　a) 无线电发射机发射的基波、谐波及杂散发射;

　　b) 接收机和计算机的电磁泄漏;

　　c) 旋转设备和荧光照明工作时伴随产生的宽带电磁频谱;

　　d) 各种机电开关、电子开关产生的宽带干扰;

　　e) 交流电源系统的 400Hz～800Hz 的基频及其谐波。

　　应当考虑的可能的干扰耦合路径包括：

　　a) 天线之间的耦合;

　　b) 电线、电缆之间或电缆、电缆与天线馈线之间的耦合;

　　c) 天线与电线、电缆之间(包括天线至电线、电缆或电线、电缆至天线)之间的耦合;

　　d) 共阻抗耦合(包括电源共阻抗耦合和地回路耦合)。

　　5.2.3 货架产品

　　当系统中使用货架产品时，系统中设备的选择和使用应遵循以下原则：

　　a) 如果系统要求低于设备的设计要求，则认为设备能够满足系统要求。同时， 应提供相关的电磁环境效应试验报告，以充分证明其兼容性。然而， 与分系统和设备相关要求的符合性不应免除供应商承担的系统兼容性的责任;

　　b) 由于试验报告的无效性而使得符合性要求不能被证明时，可按照与采购商达成的协议通过实验室试验或预测分析的方法取得认证资格;

　　c) 完成评估之后，如果确定必须使用更加严格的要求，应由供应商负责执行相关要求，或按照与采购商达成的协议选用其他能满足要求的设备。

　　5.3 高强度辐射场(HIRF)防护

　　高强辐射场(HIRF)防护要求包括：

　　a) 除本节(d)规定以外，对于其功能失效会影响或妨碍飞机继续安全飞行和着陆的每个电气和电子系统必须设计和安装，以符合以下要求;

　　b) 当飞机暴露 HIRF 环境Ⅰ时和暴露后，其功能不会受到不利影响;

　　c) 飞机暴露于 HIRF 环境Ⅰ后，系统及时地自动恢复其功能的正常运行，除非系统的这种功能恢复与该系统其他运行或功能要求相冲突;

　　d) 当飞机暴露于 HIRF 环境Ⅱ时和暴露后，系统不会受到不利影响;

　　e) 对于其功能失效后会严重降低飞机性能或飞行机组对不利运行条件的反应能力的电子和电气系统必须设计和安装，当提供这些功能的设备暴露于 HIRF 设备试验等级 1 或等级 2 时，系统不会受到不利影响;

　　f) 对于其功能失效后会降低飞机性能或飞行机组对不利运行条件的反应能力的电子或电气系统设计和安装，当提供这些功能的设备暴露于民用航空规章中规定的 HIRF 设备试验等级 3 时，系统不会受到不利影响;

　　g) 在 2012 年 12 月 1 日前，如果其功能故障后会妨碍继续安全飞行和着陆的电子或电气系统的设计和安装，在符合以下要求时可以不满足(a)的规定：

　　1) 系统先前已经符合 2011 年 12 月 7 日前颁布的 CCAR 21. 16 规定的专用条件;

　　2) 自从表明符合专用条件后系统的 HIRF 抗干扰特性没有改变;提供以前表明符合专用条件的数据。

　　5.4 雷电防护

　　5.4.1 整机雷电防护

　　整机雷电防护要求包括：

　　a) 飞机必须具有防止雷电引起的灾难性后果的保护措施;

　　b) 对于金属部件，下列措施之一可表明符合本条(a)的要求：

　　1) 该部件合适地搭接到飞机机体上;

　　2) 该部件设计成不致因雷击而危及飞机。

　　c) 对于非金属部件，下列措施之一可表明符合本条(a)的要求：

　　1) 该部件的设计使雷击的后果减至最小;

　　2) 具有可接受的分流措施，将产生的电流分流而不致危及飞机。

　　5.4.2 机载系统雷电防护

　　机载系统雷电防护要求包括：

　　a) 对于其功能失效会影响或妨碍飞机继续安全飞行和着陆的所有电气、电子系统的设计和安装，必须保证在飞机遭遇雷电环境时，执行这些功能的系统工作状态与工作能力不受不利影响;

　　b) 对于其功能失效会影响或造成降低飞机飞行能力或飞行机组处理不利运行条件能力的所有电气和电子系统的设计与安装，必须保证在飞机遭遇雷电环境之后能及时恢复这些功能;

　　c) 应按遭遇严重雷电环境来表明对于本条 a)和 b)的雷电防护准则的符合性。可通过下列办法来设计并验证飞机电气/电子系统对雷电影响的防护能力：

　　1) 确定飞机的雷击区;

　　2) 确定雷击区的外部雷电环境;

　　3) 确定内部雷电环境;

　　4) 确定必须满足本节要求的所有电子电气系统及其在飞机上或飞机内的位置;

　　5) 确定系统对内部和外部雷电环境的敏感度;

　　6) 设计防护措施;

　　7) 验证防护措施的充分性。

　　5.5 静电防护

　　应对系统、分系统和设备进行防静电设计，以防止其造成系统性能降级。如与其他系统要求不冲突，飞机上应使用沉积静电放电器。飞机静电防护要求包括：

　　a) 静电防保设计应使得造成如下危害的静电积聚最小：

　　1) 人员电击受伤;

　　2) 点燃可燃蒸汽;

　　3) 干扰安装的电子电气设备。

　　b) 通过如下方法，以证明符合 a)的要求：

　　1) 将部件对机身可靠搭接，或

　　2) 采取其他可接受的方法消除静电，使其不危及飞机、人员或其他安装的电子电气系统的正常运行。

　　5.6 电搭接

　　在系统、分系统和设备的设计中应包含对电搭接的要求， 以获得要求的电磁兼容性水平，以及对静电放电、雷电的防护。

　　为使系统达到满意的工作状态，在研制程序的最早阶段就应建立系统搭接计划，确定电搭接要求，并将必需的设计准则下发给分系统和设备设计者。

　　应对所有的搭接点进行防腐蚀控制，以防止在整个寿命周期内搭接质量下降。

　　具体的电搭接要求参见 HB 8412。

　　5.7 线缆敷设

　　导线和电缆的敷设应尽量减少耦合，并获得最佳的线缆间距以及合理利用线缆布设空间。线缆设计应包含单个线缆屏蔽层端接装置，并应使用与屏蔽接地路径元件(如连接器)之间的屏蔽端接要求相一致

　　的导电处理。当需要整体屏蔽时，应使用能够提供线缆屏蔽层连接的连接器后壳。

　　6 研制过程电磁环境效应控制

　　6.1 概述

　　民用飞机研制一般分为五个阶段，分别为：需求与论证阶段、初步设计阶段、详细设计阶段、试制与验证阶段、批量生产阶段。为了保证飞机的电磁兼容性，在研制各阶段都需要实施电磁环境效应控制。

　　6.2 需求与论证阶段

　　需求与概念论证阶段电磁环境效应控制的主要工作：

　　a) 根据机载系统性能、电磁防护通用要求和频率管理的相关规定，确定和分析预期的电磁环境;

　　b) 提出飞机电磁环境效应控制的一般要求，明确机载系统在研制各阶段需要考虑的电磁环境效应问题，包括电磁兼容性、高强度辐射场、雷电和静电等;

　　c) 电磁防护涉及的新技术、新材料和新工艺的技术攻关;

　　d) 分析飞机可供选用的不同电磁环境效应控制方案的风险、成本和影响。

　　6.3 初步设计阶段

　　初步设计阶段电磁环境效应控制的主要工作：

　　a) 按飞机研制需求组建电磁环境效应组织机构，在产品设计评审的同时开展电磁环境效应评审，对电磁干扰的疑难问题和设计改进措施进行技术把关;

　　b) 制定初步的电磁环境效应控制技术要求;

　　1) 选用和剪裁适用的电磁环境效应控制标准;

　　2) 确定系统、结构和线缆的电磁环境效应控制设计要求;

　　3) 与飞机总体专业协调，提出系统、设备，特别是天线及电缆的最佳安装布局准则。

　　c) 制定飞机/系统电磁环境效应控制计划;

　　d) 开展飞机电磁环境预测分析，分析内容包括天线隔离度分析、飞机内部雷电、高强度辐射场环境分析、飞机舱室屏蔽效能分析和关键系统设备电磁特性分析等;

　　e) 开展设备、分系统的电磁环境效应控制设计分析，分解并初步确定系统/设备的电磁环境效应控制设计需求;

　　f) 基于飞机、系统初步安全性分析的结果，开展飞机电磁环境效应风险分析;

　　g) 确定飞机电磁环境效应验证要求，制定验证计划;

　　h) 根据适航审定基础，制定初步的飞机电磁环境效应控制专项合格审定计划;

　　i) 开展飞机电磁环境效应控制初步设计与验证方案的技术评审，对本阶段电磁环境效应控制工作进行总结;

　　j) 开展电磁环境效应控制研制经费预算;

　　k) 开展必要的电磁环境效应控制技术培训。

　　6.4 详细设计阶段

　　详细设计阶段电磁环境效应控制的主要工作：

　　a) 冻结飞机/系统电磁环境效应控制计划;

　　b) 实施电磁环境效应控制计划，监控计划执行状态;

　　c) 完成飞机电磁环境效应风险分析，定义电磁环境效应控制的关键/重要设备清单;

　　d) 在产品功能设计、制造工艺和制定安装要求时， 确保电磁防护设计要求的贯彻，如接地、搭接、滤波等防护措施;

　　e) 评审电磁环境效应控制设计偏离申请，分析工程更改对电磁防护性能的影响;

　　f) 设置电磁环境效应风险控制关键节点，开展关键设备电磁环境效应设计评审;

　　g) 电磁环境效应控制专项合格审定计划与适航审查方达成一致;

　　h) 对设备、分系统进行研发试验，针对研发试验后暴露的问题完善设计;

　　i) 制定详细的设备级、系统级和飞机级电磁环境效应验证试验方案;

　　j) 根据维修工程的要求，完成初步雷电/高强度辐射场防护维修性分析;

　　k) 综合分析飞机电磁环境效应控制设计状态，对本阶段电磁环境效应控制工作进行总结;

　　l) 开展必要的电磁环境效应控制技术培训。

　　6.5 试制与验证阶段

　　试制与验证阶段电磁环境效应控制的主要工作：

　　a) 持续跟踪产品研制中的电磁环境效应问题，及时进行风险评估和干扰控制;

　　b) 实施设备级电磁环境效应试验，试验方法参考 HB 6167A，若试验发现问题，确定改定措施和方案，并监督落实;

　　c) 实施关键系统级雷电间接效应/高强度辐射场(HIRF)试验，验证执行飞机关键功能的系统在遭受审定的雷电和 HIRF 环境时其运行能力不会受到不利影响;

　　d) 持续跟踪飞机制造过程中发现的电磁防护设计问题，及时进行风险评估和干扰控制;

　　e) 根据维修工程的要求，完成雷电/高强度辐射场防护维修性分析，确定定期的维修任务和雷电/高强度辐射场防护保证计划;

　　f) 开展研制飞机首飞安全性 EMC 试验;

　　g) 开展研制飞机首飞安全性雷电间接效应/HIRF 评估;

　　h) 实施 EMC 机上地面试验;

　　i) 实施雷电间接效应机上地面试验;

　　j) 实施 HIRF 机上地面试验;

　　k) 实施沉积静电机上地面试验;

　　l) 实施天线方向图与隔离度机上地面试验;

　　m) 实施便携式电子设备(PED)机上地面试验(按需);

　　n) 实施电搭接机上检查;

　　o) 实施 EMC 飞行试验;

　　p) 实施沉积静电飞行试验;

　　q) 如果在飞机级电磁环境效应试验验证中发现了问题，应确认相应的改进措施和方案，并落实更改，设计更改后按需执行补充电磁环境效应试验验证(设备、系统和飞机);

　　r) 若设备在完成飞机电磁环境效应试验验证后构型发生变化，则应通过试验或分析确定该变化对设备系统以及飞机电磁环境的影响，按需执行补充电磁环境效应试验验证(设备、系统和飞机);

　　s) 完成设备级/系统级/飞机级电磁环境效应防护验证并得到适航审查组批准后，编制飞机电磁环境效应控制符合性报告，支持飞机完成型号取证。

　　6.6 批量生产阶段

　　批量生产阶段电磁环境效应控制的主要工作：

　　a) 在飞机完成型号取证后，监控机载系统、结构和线束的设计更改，执行电磁环境效应控制管理;

　　b) 针对证后工程更改项目，开展电磁环境效应技术评估、试验验证等工作;

　　c) 通过质量控制和维修措施来保证飞机的电磁防护设计不会降级;

　　d) 收集飞机运营过程中的维修数据，按需开展航线飞机的检查测试工作，确保飞机电磁防护设计的持续适航。