欢迎访问学兔兔标准下载网,学习、交流 分享 !
返回首页 |ICS 49.090 V 41
HB/Z 415-2014
民用飞机机载电子设备通用指南
General guidelines for airborne electronic equipment of civil aircraft
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
本指导性技术文件按照 GB/T 1.1-2009 给出的规则起草。
本指导性技术文件由中国航空综合技术研究所归口。
本指导性技术文件起草单位:中国航空无线电电子研究所、中国航空综合技术研究所。
本指导性技术文件起草人:陆 奇、黄永葵、朱晓飞、朱占奎。
民用飞机机载电子设备通用指南
1 范围
本指导性技术文件规定了民用飞机机载电子设备(以下简称设备)的设计和结构、元器件和零部件的选用、材料的选用、表面处理、环境应用和质量保证等通用要求。详细的电气和机械设计、性能及试验要求按设备专业规范或合同中的规定。
本指导性技术文件适用于民用飞机机载电子设备的研制。
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。
GB/T 191 包装储运图示标志
GB/T 4863 机械制造工艺基本术语
GB/T 4892 硬质直立方体运输包装尺寸系列
GB/T 6388 运输包装收发货标志
GB/T 13384 机电产品包装通用技术条件
GB/T 16251-2008 工作系统设计的人类功效学原则
HB 3-56 碳素、合金钢丝制圆柱螺旋压缩、拉伸弹簧规范
HB 6076 圆柱螺旋扭转弹簧技术条件
HB 6096 SZ-01 数字信息传输系统
HB 6524 飞机导线、电缆电磁兼容性分类及布线要求
HB 6733 飞机零部件和整机涂漆工艺质量控制
HB 6892 航空飞行器零部件互换性和替换性
HB 7093 飞机座舱电(场)致发光信息板
HB 7130 切削加工通用技术条件
HB 7271 电子设备中测试装置设计准则
HB 7390 民用飞机电子设备接口要求
HB 7471 民用飞机液压系统设计和安装要求
HB 7479 铝合金表面缺陷的修复
HB 7577 机载电子产品型号命名办法
HB 7671 飞机结构防腐蚀设计要求
HB 7704 民用飞机综合模块化航空电子系统封装与接口
HB/Z 230 运输机可靠性设计准则
HB/Z 231 运输机维修性设计准则
HB/Z 295 机载系统和设备合格审定中的软件考虑
HB/Z 298 民用飞机航空电子设备设计指南
HB/Z 301 航空电子系统和设备测试性设计指南
HB/Z 302 民用飞机供电系统设计指南
HB/Z 360 航空电子应用软件接口应用指南
ARINC 651 综合模块化航空电子系统设计指南(Design guidance for integrated modular avionics)
ARINC 653 航空电子应用软件标准接口(Avionics application software standard interface)
ARINC 818 航空电子高速数字视频总线(Avionics digital video bus high data rate)
ARINC 825 机载 CAN 总线通用标准(General standardization of CAN (Controller Area Network) bus protocol for airborne use)
SAE ARP 4754A 民用飞机和系统开发指南(Guidelines for development of civil aircraft and systems)
SAE ARP 4761 民用飞机机载系统和设备安全性评估过程的指南和方法(Guidelines and methods for conducting the safety assessment process on civil airborne systems and equipment)
SAE AS 9100B 航空航天质量标准(Quality management systems-aerospace-requirements)
SAE AS 9102 航空首件检验要求(Aerospace first article inspection requirement)
RTCA/DO-160G 机载设备环境条件和试验程序(Environmental conditions and test procedures for airborne equipment)
RTCA/DO-178B 机载系统和设备合格审定中的软件考虑(Software considerations in airborne systems and equipment certification)
RTCA/DO-254 机载电子硬件设计保证指南(Design assurance guidance for airborne electronic hardware)
RTCA/DO-297 IMA 开发指南以及合格审定考虑(Integrated modular avionics (IMA)development guidance and certification considerations)
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
机载电子设备 airborne electronic equipment
安装在飞机上组合采用电气或电子元器件组成的电路(该电路用以产生、控制、指示、处理或记录任何形式的电信号)的系统、分系统或单元体。这些系统、分系统或单元体的主要用途是发送或接收信息。
3.2
机内自检测 built in test (BIT)
系统、设备内部提供的检测、隔离故障的自动测试能力。
3.3
设备性能要求 performance requirements of the equipment
在设备专业规范中,在为了尽可能逼真地模拟所遇到的各种环境而规定的试验条件下,设备应具有的各种电气特性和机械特性。
3.4
软性材料 soft material
表面布氏硬度值小于 86 的材料,包括塑性材料和没有硬化处理的金属。
3.5
硬性材料 hard material
表面布氏硬度值不小于 86 的材料。
3.6
脆性材料 brittle material
当其变形时就破裂的无延伸性、无弹性的材料。
3.7
裹覆 encapsulation
将元器件或分立元器件的组合件封装在保护材料内的过程。裹覆时,保护材料的厚度一般不超过2.5mm,不需要模具或容器来成型。裹覆后的元器件或组合件处于被封闭状态。
3.8
灌封 embedment
将元器件或分立元器件的组合件封装在保护材料内,并将其内部空隙充满的过程。灌封时, 保护材料的厚度一般超过 2.5mm,且需要模具或容器来成型。
3.9
颤噪效应 microphonics
由电子管电极、部件的机械振动所引起的噪音。
3.10
湿气阱 damp trap
一种湿气收集器,用于在设备中收集湿气。
4 总则
4.1 一般要求
4.1.1 标准硬件
在设计中,应采用标准化产品,如标准机箱、标准供电电源等。其他标准硬件的采用应符合相应标准的规定。
4.1.2 元器件、零件和材料
本指导性技术文件中规定的元器件、通用件和材料的选择范围主要是航空工业标准(包括相应的专业规范)。符合设备专业规范要求(包括使用环境)的国家标准、行业标准或企业标准规定的元器件、零件和材料亦可使用。
4.2 设计和结构
4.2.1 安全性
设备安全性应满足以下要求:
a) 基本依据:SAE ARP 4754A 和 SAEARP 4761 是指导安全性设计、编制安全性大纲和合同的基本依据,同时也可参照 HB/Z 295、RTCA/DO-254、RTCA/DO-178B。
b) 安全性等级:安全性等级分类和说明见附录 A。
c) 安全性评估过程:安全性评估过程是对安全性相关要求的符合性进行分析的工作过程。该过程随着设计的推进不断进行评估。主要安全性评估过程如下:
1) 功能危险分析(FHA):按层次检查各种功能和功能组合,识别各类功能故障状态,并按照其严重程度进行分类。FHA 是安全性评估的第一步,为新设计或改进设计建立安全性要求,其也是 PSSA 的起点。
2) 初步系统安全性评估(PSSA):对系统构架进行系统性检查来建立安全性要求,并确定系统结构是否满足 FHA 提出的安全性目标。PAAS 贯穿于设备的整个研制过程。
3) 系统安全性评估(SSA):对设计实现的各个系统进行评价,确认实施的设计既满足了 FHA提出的安全性目标和 PSSA 得到的安全性要求。
4) 共因分析(CCA):评估整个构架对共因事件的敏感度,确认物理和功能的分开和隔离要求以及验证这些要求已经被满足。
4.2.2 完整性
应对设备提出完整性要求、编制和实施设备完整性大纲要求。
4.2.3 可靠性
可靠性应满足以下要求:
a) 基本依据:HB/Z 230 是指导可靠性工作、编制可靠性大纲或合同的基本依据。
b) 可靠性指标:MTBF 是评估可靠性的一个重要指标。MTBF 越长说明设备可靠性越高,正确工作能力越强。设备应设计成具有较高的 MTBF。
4.2.4 维修性
维修性应满足以下要求:
a) 基本依据:HB/Z 231 是指导维修性工作、编制维修性大纲或合同的基本依据。
b) 修复性:应依据质量保证文件、平均修复时间(MTTR)、贮存的备件、鉴定程序和特定设备的修理人员要求确定设备的修复性。在设备专业规范中应规定 MTTR。
c) 修复性指标:MTTR 是评估修复性的一个重要指标。设备应设计成将 MTTR(平均修复时间)减到最小。其中包括软件加载以及硬件部件拆卸、更换所需要的时间。
d) 拆卸/更换设备硬件:设备应设计成允许使用手工工具进行所有硬件部件的拆卸和更换。
e) 软件更新和维护:设备内软件应使用机载数据加载器、维修访问终端或数据链进行更新和维护。同时应采取适当措施以避免未经许可的人员操作。
4.2.5 互换性
互换性应满足以下要求:
a) 设备的互换性应符合 HB 6892 的规定。
b) 可互换产品(单元体、零部件和元器件)应满足规定的互换性要求。
c) 对于再订购设备,不论供货来源是否一致,其可互换的产品仍应满足原有互换性要求。
d) 设计时应对有互换性要求的公差做出规定,以便对产品规范所允许的尺寸和特性的产品进行更换,而不影响设备的性能。
e) 当元器件、零部件和材料的标准提供的特性和公差不只一种时,应优先采用满足设备性能要求的、使用特性范围最宽、公差范围最大的产品。
f) 应采用标准的元器件、零部件。若无合适的标准件, 允许设计非标准件,但应为将来用标准件替换提供条件。用作替换的标准件,应在合同中注明。
g) 连接形式、功能和特性都等于或优于设备目录中规定的元器件、零部件, 可以用作替换件。质量和可靠性都优于规定值的替换件,不得用于进行鉴定检验、首件检验的设备。
4.2.6 可达性
可达性应满足以下要求:
a) 兼容性:在操作、维修、电磁兼容性和封装要求不相矛盾的前提下,应设计成具有最佳的可达性。
b) 进出口:进出口的可达性应满足以下要求:
1) 应在设备和主要部件的壳体上提供必要的进出口或检修窗口,以便检查调整内部的端子、导线、零部件和电路,拆卸和更换维修件;
2) 设置进出口(用于接近端子、焊接点、固定螺钉和类似点)时,有关的导线、电缆、线束、零件和部件可采用焊接的固定方式。
c) 连接:在拆去的面板、外壳、辅助机架上, 应没有穿过的导线。在拆卸过程中, 不应出现焊点脱焊和导线拉断现象。
d) 零部件:零部件的可达性应满足以下要求:
1) 定期更换的零部件应设计成易于更换。可更换的零部件不应采用焊接、胶接或铆接的安装方式。
2) 不应采取焊开导线和零部件的方法接近被检修件。
3) 应保证插入式模块或部件能容易地插入到正确的位置上。
4) 为了检查或拆卸一个零件而必须移开另一个元器件或零部件时,不应断开被移开件的导线,且不应引起电路的失调或不稳定。
e) 壳体:壳体的可达性应满足以下要求:
1) 对装入机箱、控制台或装入其他壳体内的底板或零部件的可达性,可由下列方法提供: ——提供合适的进出口;
——安装回转门和推拉导板;
——采用电缆伸缩结构;
——采用转接板检查模块或印制电路板。
2) 当采用推拉导板时,该导板应具有导轨和轴承等导引结构。
3) 对于安装过程中的机械调整,应提供导引销或定位销,或其他相应机构。
4) 为了在维修位置上锁定底板,应提供自动或手动操作的锁定机构和锁定位置。
5) 应在设备安装位置附近留有足够的空隙,以便对设备进行拆装或对外露零部件进行维修。 4.2.7 测试性和综合诊断
测试性和综合诊断应满足以下要求:
a) 基本依据:HB 7390、HB/Z 301 是指导测试性和综合诊断工作、编制测试性大纲或合同的基本依据。
b) 综合诊断:设备应具有综合诊断能力,以便检测并隔离设备中已知的或预期的故障。应对测试性、自动和手动测试、培训、维修方式和技术资料等要素进行综合考虑, 建立一个综合诊断程序,确保诊断效率达到最高程度。
c) 测试:设备测试可以使用手动、自动的方式或专门测试设备进行。一般有外部测试(ET)、自动测试(AT)和机内测试(BIT)这几种。
d) BIT 一般分为以下几种:上电自检测、周期自检测、维护自检测。对于具有 BIT 测试能力的设备,设备应能不依赖外部测试设备就可以对设备进行功能检查、故障诊断、隔离和性能测试。
e) 测试装置:测试装置应满足以下要求:
1) 测试准则。HB 7271 提供了测试装置的设计准则,应在设备专业规范或合同中规定用于监测性能、校准和故障隔离的测试装置。
2) 机内测试装置。机内测试装置应在含有该装置的设备所要求的全部工作条件下保持其准确
性,并应提供用于自身工作检查或校准的连接点或进出口。
3) 在外部测试点电路中应提供保护装置,以防止由于测试点的外部接地而引起设备损坏。
4) 除另有规定外,机内测试装置发生故障时,不应降低含有该装置的设备的性能或导致设备停止工作。
4.2.8 热设计
对设备进行热设计时,应充分考虑到设备内的热平衡,防止热量集中和温度过高,同时也应进行热载荷分析。提出冷却要求。必要时, 应采用强迫冷却或加热措施,以保证设备在专业规范规定的环境温度范围内正常工作。RTCA/DO-160G-2010 提供了设备的热设计指南。
a) 加热:当某些特殊元器件、零部件和材料的使用环境温度的下限值不能满足设备专业规范规定的低温要求时,应采用加热措施,将元器件、零部件和材料加热到保证正常性能的温度范围内,以确保设备在低温下的性能要求。
b) 冷却:设备冷却应满足以下要求:
1) 冷却设计数据:当设备主要电路参数确定之后,应尽快计算出冷却设计数据。该数据应包括计算、制图和涉及到选择一种特定冷却系统构型的其他信息。应依据在规定工作条件下的初步计算结果导出用于热设计鉴定的第一组数据,并作为初始数据的一部分。对冷却系统的批准,应依据对这些数据的考虑。应在可靠性预先分析中利用从这些计算中得出的相关部分的温度。随着设备研制的进展, 这些数据将更加完善,并应以实际的热试验结果为基础。
2) 强迫空气冷却:
——为确保设备在高温下的性能要求,当自然冷却不能满足要求或为了减小设备体积和重量时,应采用强迫冷却方式。强迫风冷可以采用飞机上通风、排气扇、环流扇、吹风机等,并由无刷电动机或具有屏蔽的直流电动机来驱动。采用这些冷却装置时, 应考虑耗散热量、传送空气量、空气中湿度、所允许的噪声电平、排到周围环境所允许的热量、以及影响冷却要求的其他因素。
——所有的通风口应按电磁兼容性和机箱设计指南进行设计和定位。空气排出方向应远离操作人员。
——对要求外部源冷却空气冷却的设备,应利用冷板或热交换器,以避免冷却空气直接接触内部元器件和电路。
3) 其他冷却方式:当采用空气冷却不能满足要求而必须选择其他冷却方式(如液体冷却、蒸发冷却、相变材料冷却等)时,应事先得到订购方的同意。
4.2.9 电磁兼容性
电磁兼容性应满足以下要求:
a) 基本依据:RTCA/DO-160G.19,RTCA/DO-160G.20,RTCA/DO-160G.21 和《电磁兼容性工程设计手册》是指导设备电磁兼容性设计和诊断的基本依据。
b) 电磁发射和敏感度要求和测试: 设备的电磁发射和敏感度要求和测试应按 RTCA/DO - 160G.19,RTCA/DO-160G.20,RTCA/DO-160G.21 的规定。
4.2.10 保护
4.2.10.1 电过载保护
电过载保护应满足以下要求:
a) 设备应采用电子保护电路、熔断器和断路器实现电过载保护。所采用的保护装置, 不应影响设
备的正常工作。
b) 设备中使用的保护器件应安装在易于可达的位置上,并应安全可靠。
c) 用作过流保护的熔断器,应安装在便于更换的位置上,并在熔断器的负载端设置指示器或测试点。熔断器与相邻元器件、零部件之间, 应有足够的空隙。当主电路和支路中使用多个熔断器时,应设计成使支路中的熔断器先熔断。
d) 对设备中使用的每种尺寸和额定值的熔断器,应有总使用数量 10%的备用熔断器(但至少应有一个)。
e) 断路器或其他可恢复器件应使用于关键电路保护、预计过载或由于设备的特殊功能或工作人员不可避免的影响而产生浪涌的场合。
f) 设备应采用嵌位、分压和反馈控制等电路实现过压保护。对于高电压发射机中的低压保护电路,应具有严格的电磁屏蔽和电绝缘措施,确保设备安全可靠的工作。
4.2.10.2 电晕放电保护
当设备用电缆和其他设备连接时,在规定的工作电压和频率、环境条件(温度、湿度、冷凝和气压等)下,电晕引起的电磁干扰不应使设备总的干扰值超出 RTCA/DO-160G 中规定的极限值。电晕电平不应使设备性能降低到规定的范围之外,也不应引起设备中零部件性能(包括绝缘系统的寿命)的长期下降。在高强度电场中的所有金属零件,不应有锐利的棱角。
4.2.10.3 电击穿保护
设备中不同电位的元器件、零部件之间,应留有足够的间隙和漏电距离,并选用合适的绝缘材料,以保证设备在规定的工作电压、环境条件(温度、湿度、冷凝和气压等)下,在规定的使用寿命期间,不发生电击穿现象。除另有规定外,在设备中不应采用液体介质、空气以外的气体介质来防止电击穿。
4.2.10.4 闪电间接瞬时防护
设备应具有一定的闪电感应电瞬变的防护能力。当设备承受闪电瞬变时, 闪电感应电瞬变不应对设备产生功能干扰或者设备损坏。设备应按照RTCA/DO-160G 的第 22 规定的实验方法和程序进行测试。
4.2.10.5 闪电直接影响防护
设备应具有承受剧烈闪电的能力。当设备被闪电直接击中时, 闪电的直接影响不应对设备产生功能干扰或者设备损坏。设备应按照 RTCA/DO-160G 的第 23 章规定的实验方法和程序进行测试。
4.2.11 防静电放电控制
设备应具有一定的对静电放电的抗扰性。设备不会由于空气释放的静电脉冲而产生永久性能损坏。 RTCA/DO-160G 是指导设备防静电放电控制、编制防静电控制大纲或合同的基本依据。
4.2.12 人机工程
GB/T 16251-2008 提供了设计人机工程的准则,可根据设备的特点选择相应的规定。可将人机工程要求规定在合同或设备专业规范中。
4.2.13 接口
民用飞机机载电子设备各接口应满足以下要求:
a) 数字传输接口:设备数字传输接口应采用标准接口,应按民用飞机电子系统的要求选择相应的标准接口。
b) 离散电气接口:设备的离散电气接口一般应按相关标准的规定。
c) 视频信号接口:设备视频信号输入/输出接口处阻抗应匹配,其信号体制应按相关标准的规定。
d) 机械接口:设备的定位、安装、连接和外形尺寸应和民用飞机的要求一致。
e) 冷却接口:设备冷却接口应按 HB 7390 和 HB 7704 的规定。
4.2.14 多路传输总线
选用多路传输总线时,可采用 HB 6096 规定的多路传输总线、AFDX 总线、ARINC818 总线、ARINC
825 总线等。
4.2.15 软件
软件要求如下:
a) 软件开发和需求分析:软件开发和需求分析应按 HB/Z 295 的规定。而对于 IMA 软件,应同时参照 ARINC 651 和 ARINC 653 的规定。
b) 软件可靠性和安全性:软件可靠性和安全性设计应按 HB/Z 295 的规定。而对于 IMA 软件,应同时参照 ARINC 651 和 ARINC 653 的规定。
c) 软件接口:软件接口设计应按 HB/Z 360 的规定。而对于 IMA 软件,应同时参照 ARINC 653的规定。
d) 语言:应尽量采用标准高级语言编程,只有必要时才允许采用汇编语言编程。
4.2.16 硬件
硬件要求如下:
a) 硬件开发和需求分析:对于复杂硬件,它的开发和需求分析应参照 RTCA/DO-254 的规定。而对于 IMA,它的开发和需求分析应同时参照 RTCA/DO-297 的规定。
b) 硬件可靠性和安全性:对于复杂硬件,它的可靠性和安全性应参照 RTCA/DO-254 的规定。而对于 IMA,它的可靠性和安全性应同时参照 RTCA/DO-297 的规定。
c) 硬件接口:非 IMA 硬件的接口应按 HB 7390 的规定,而 IMA 硬件接口应按 HB 7704 的规定。
4.2.17 湿气处理
湿气处理要求如下:
a) 设备在正常位置时,应避免设置能聚集水或冷凝液的阱和类似装置。
b) 在不密封设备中,应设置湿气阱,并对湿气阱采取排水措施。在湿气阱内, 不应使用干燥剂或吸湿材料。
c) 在密封设备中,可使用干燥剂或其他方法(如气体清除法)。
4.2.18 颤噪效应
设备性能不应受颤噪效应的影响。
4.2.19 电源
设备应设计成在采用符合 HB/Z 302 规定的飞机电源供电特性条件下能正常工作,并满足 HB/Z 302的对用电设备的要求。当需要采用 A 类供电时,应征得飞机设计单位的同意。
4.2.20 控制机构
控制机构一般分为:
a) 工作控制机构:在设备正常工作期间要求使用的控制机构;
b) 调整控制机构:仅用于设备的微调和校准,而在设备正常工作期间不使用的控制机构。
控制机构要求如下:
a) 设备中的工作控制机构应具有可达性,一般应安装在设备的前面板上。对经常需要微调和校准
的调整控制机构,应安装在易达表面有遮盖的孔内,不经常调整的控制机构不必接近前面板,但应便于维修。控制机构的布置和定位,应使其操作方便、平稳、快速、灵活和可靠。
b) 控制机构上的标志、指示刻度、显示器以及所定尺寸和位置, 都应能方便地识别。对要求预调的控制机构,应有固定的指示标志。
c) 控制机构的操作方向,应与指针偏转方向、刻度或显示值变化方向相一致。从工作位置看去,操作方向向前、向上、向右、顺时针旋转时, 应使设备启动、引起量的增加或引起位置向相应方向移动。
d) 对于有限制范围的控制机构,应在终端加限位装置。
e) 带有锁定装置的控制机构,其锁定装置不应影响控制机构的调节范围。锁定装置的锁定和解锁状态,应能准确和快速地转换,在解锁状态下,锁定装置不应对控制机构的正常工作有任何妨碍。
4.2.21 液压系统
设备液压系统的设计和安装应参照 HB 7471 的规定。
4.2.22 面板、机箱和安装架
面板、机箱和安装架应满足以下要求:
a) 当采用电致发光信息板时,应征得订购方同意, 飞机座舱电致发光信息板应按 HB 7093 的规定;
b) 所选用的机箱和安装架应满足振动频率、幅度和特定设备的要求;
c) 除另有规定外,设备机箱和安装架的安装形式和基本尺寸应按 HB 7390 的规定。
4.2.23 弹簧
弹簧应满足以下要求:
a) 圆柱螺旋弹簧应按 HB 3-56 或 HB 6076 的规定,其他弹簧应按有关标准的规定。
b) 可采用铍青铜、硅青铜、锡青铜等材料制造来制造要求导电的弹簧; 可采用耐腐蚀钢来制造不要求导电(有特殊用途除外)的弹簧。
c) 设备在使用期间合理预计的最大工作周期应高于弹簧的疲劳极限,以防止弹簧过早失效。
d) 弹簧绕制成型后,一般应进行热处理。碳钢制成的弹簧应选择合适的镀层。
e) 片弹簧弯曲和成型后的交线,应与材料的纹理方向垂直。其垂直方向的偏差不应超过 45˚。
f) 弹簧一般应装在封闭结构内或用适当方法固定,以避免断裂后失去控制。
4.2.24 增压
对于需要增压或用增压来满足专业规范要求的设备,应按下列原则进行设计:
a) 增压箱在规定的环境条件下,应能适应(81.0~121.6)kPa 的内部压力变化。
b) 增压箱内部的元器件、零部件、导线和电缆等, 在规定的环境条件下, 应能承受(81.0~ 121.6)kPa 的压力变化,且不出现电晕放电、弧光放电、电击穿现象。
c) 增压箱应密封,并应提供检测密封效果的装置。如果可行,箱体一侧应有密封说明。
d) 增压箱应维持压力,以适应最长的工作时间。对于静态试验和不工作飞行, 增压箱应维持工作压力的时间为 24h。除另有规定外, 则在专业规范规定的高度和温度条件下,在 24h 之内的总压降不应超过 20.3kPa。
e) 在任何规定的工作条件下,不允许增压箱泄漏现象发展到因潮气或其他有害气体进入而造成永久性破坏或性能下降。
f) 如果可行,设备或部件移出增压箱后仍能正常工作。在箱内更换设备或部件时,不应影响调整。
g) 增压箱应提供气门活塞之类的接头装置,并能与增压开关、减压器和飞机增压系统相联接, 还可用一个气泵加压,使箱内压力能超过海平面压力 20.3kPa。
h) 除专业规范有规定或得到允许外,不应采用增压泵维持压力。当需要增压泵时, 应备有气压自动调节开关或其他类似的自动装置,以保证飞行期间既使不工作也能自动增压及调压。该开关或自动装置,应在民用飞机起飞的同时同步启动。
i) 应配备压力传感器检测箱内压力;应提供故障报警和监控信号;机箱外应配备安全活门,以保证箱内压力在安全值范围之内。
j) 在有电子管的增压箱中,不应使用氦作增压气体。需用氦作检漏时,检验后应彻底清除。
k) 如果需要,箱内可放干燥剂。
4.2.25 裹覆和灌封
对于元器件或部件,有特殊需要时,应进行裹覆或灌封,但裹覆或灌封不应影响其工作性能和对其性能的检查。
对功能模块一般不应进行裹覆和灌封。
4.2.26 定位
设备的定位及位置间距,应符合设备专业规范的规定。设备应在其专业规范规定的任何位置范围内正常工作。
4.2.27 标志
标志的要求和方法如下:
a) 一般原则:设备、零部件和软件的标志(包括文字、符号、代号、图形、颜色等)应简明、清晰、耐久、明显、易读,标志不应影响设备的机械和电气性能。
b) 设备标志:设备标志应满足以下要求:
1) 设备标牌应标有设备名称、型号、生产厂、出厂编号、出厂时间等内容。除另有规定外,其型号命名应按 HB 7577 的规定。
2) 除设备标牌外,设备上也可有其他标签:如设备取得的适航标签,如 TSO 、TC 证等,以及实验件标签、安装标签等并以颜色加以区分,如红色、黑色等。
3) 设备外部和相应部件上应有必要的安全标志。在直流电压或交流电压有效值超过 500V 的高电压部件或单元体的防护罩外应有醒目的警告标志,其内容为“高压危险(最大电压值)”,其颜色为红底白字或银灰字;在静电放电敏感的电子部件或单元体的外罩上应标有静电放电敏感标志。
4) 在许可的条件下,在设备上应尽量提供产品的接线图、电路图、润滑和操作说明、安全注意事项等标志。
c) 零部件标志:零部件标志应满足以下要求:
1) 熔断器座附近,应标有熔断器额定电流值。
2) 接线片附近,应标有该接线片的代号。
3) 控制机构和指示器附近,应标有功能和操作符号。
4) 插头上应标有名称(或代号);机箱面板上的插座附近,应标有该插座的名称(或代号);底板接线面上的插座,应标有该插座的名称(或代号);安装插入件的一面,应标有插入件的名称(或代号)。
5) 印制线路板上应标有名称(或代号),电子模块上应标有名称(或代号)、出厂日期、出厂编号。
6) 可更换零部件上和安装位置附近,应标有易识别的标志。
7) 在电池附近的隔板或盖板上,应标有型号、极性、标称电压值、定期更换时间等。
8) 在可能危及人员安全或非常精密又易损害的部件上,应标有警告符号。
9) 在可行之处,设备内的导线应采用不同的颜色进行编码或用数字/字母进行编号。对于小于 150mm 的短导线,当走线易见易找的情况下,可不作标记,但应在接线图上加以规定。在难以查看查找线号的地方(例如:布线密集的组件内)不应采用数字/字母编号。扁平电缆导线可在终端识别。只有在不上墨的绝缘导线上才允许热印或冷印标记。若该标记会降低导线的介电能力,则不使用这种标志。飞机导线应按 HB 6524 的规定进行标识。
10) 在需要表明接线、功能等的部件上或部件附近,应有相应的标志。
d) 软件标志:软件程序应有易识别的编号和修订版本号。该编号和修订版本号应在构型管理内可调出查看并显示在显示器上。若不可行时,应标于设备的机箱上。
e) 标志方法
1) 直接标志法:用刻蚀、铸造、冲压、移图印花、型板喷制、丝网印制、冷印和热印等方法,直接将标志标在零部件、电缆和导线上;
2) 间接标志法:用铆接、粘接、加套管等方法,将标牌固定在设备部件上,或用非金属带、套管、标签等牢固地固定在电缆或导线上, 对于密封的设备或部件,当采用机械方法固定时,不应影响其密封性能。
4.2.28 工具
在设备校准、调整、维护、修理和安装中, 应尽可能地采用经过适航认证的工具。工具分为软件工具和硬件工具。
4.2.29 生产性
生产性工程和计划有助于预防、发现和纠正工艺性设计缺陷。其应检查制造数据的完整性及与所配置的设计数据的一致性,以确保其在生产中可用性和适宜性;对在产品转化过程中加入的更改,进行评价以确保其遵循所有的产品需求,尤其是安全性需求。生产性测定是确定合格产品生产性设计程序中的重要工作。应确定进行生产性测定和评估工具,确定的遗漏和错误应提供给相应的过程进行纠正。
4.2.30 制造质量
4.2.30.1 机械加工
机械加工应满足以下要求:
a) 应根据设备图样的要求编制机械加工工艺规程。
b) 对于壳体类零件,可采用铸造、压延、板金、融焊、粘接等方法制造。对于不宜焊接的零件,可采用铆接和螺钉连接。
c) 零件加工后和设备组装后,应清除多余物。螺纹件不应有毛刺或有伤痕。轴承件转动应灵活,接触面不应有锈蚀、痕迹等缺陷。
d) 机械制造工艺的基本术语应按 GB/T 4863 的规定,切削加工应按 HB 7130 的规定。
e) 铝合金表面缺陷的修复应按 HB 7479 的规定。
f) 设备涂漆工艺质量控制应参照 HB 6733 的规定。
4.2.30.2 电气装配
设备电装工艺应符合专业规范的要求。
4.2.30.3 内部布线
内部加工应满足以下要求:
a) 应优先采用预制的电缆和线束,并按合适的走向敷设;
b) 应对电缆和线束进行适当的固定和防护,以防止由于振动或活动而被擦伤;
c) 电缆和线束需弯曲时,其弯曲半径不易过小,以避免产生永久变形;
d) 电缆、线束和导线应尽可能短,并应留有一定的余量,以满足维修要求。
4.2.30.4 外部布线
外部加工应满足以下要求:
a) 应按 HB 6524 的规定进行布线。
b) 布线时,应避免与尖锐的角、棱以及粗糙和不规则表面接触。无法避免时,应采取防护措施,以避免损坏导线和相邻的零件。
c) 导线和电缆的屏蔽层应采取防护措施,以避免接触或短接到裸露的载流元件上。
4.3 元器件和零部件的选择和使用
元器件和零部件选用应根据以下原则:
a) 所选用的元器件和零部件应能保证设备满足其专业规范的要求,并经过鉴定、具有合格证和清晰的标志,应是不易燃不易爆的。在选用时应尽量减少品种、规格。
b) 所选用的元器件应有可靠性指标,并应经过严格筛选。
c) 用于非密封设备中的元器件、零部件应是耐腐蚀、耐霉菌的,或经过防腐蚀、防霉菌处理的。
d) 在选用元器件和零部件的特性及公差时,应综合考虑其互换性和成本。
e) 应按以下优先次序选用元器件、零部件:
1) 符合国家标准的产品;
2) 符合航空工业标准的产品;
3) 符合其他行业标准的产品;
4) 符合企业标准的产品。
f) 所选用的非标准件(即 4.3e)中不包括的那些元器件和零部件)应相当或优于类似的标准件。
4.4 材料的选择和使用
材料的选用应根据以下原则:
a) 当某些材料都能满足设备要求时,应选择使用特性范围最广和允许公差最大的材料,以满足设备的性能要求;
b) 当某些材料的质量高于设备所要求的质量时,在不增加成本时,可以采用这些材料;
c) 尽量不采用聚氯乙烯(PVC)材料;
d) 尽量采用阻燃材料;
e) 在符合可靠性,安全性的前提下,尽量选用无铅材料;
f) 不得采用有毒和含有其他危险物质的材料;
g) 应按 4.3e)规定的优先次序选用标准材料。
4.5 表面处理
4.5.1 应用范围
表面处理的应用范围如下:
a) 需提高零件的抗腐蚀能力时;
b) 需提供适宜的热传递速率时;
c) 有一定颜色要求时;
d) 有精饰要求时;
e) 有其他要求时。
4.5.2 要求
表面处理应满足以下要求:
a) 涂镀层应均匀、光洁、美观,不应有气泡、龟裂、凝结、脱落等缺陷;
b) 涂覆后,不应改变涂覆对象的固有特性;
c) 保形涂覆应有抗逆变性和对水解作用的稳定性,并应保持涂覆材料固化后所具有的特性;
d) 不锈钢零件应进行钝化处理;
e) 对于碳钢、低合金钢及铸钢零件, 应采用镀镉、镀锌钝化或化学氧化等防护方法, 但在油中工作的零件,允许不加镀覆层;
f) 对于铜及铜合金零件,应采用电镀、化学氧化和钝化等防护方法;
g) 对于铝及铝合金零件,应采用阳极氧化及铬酸盐封闭或化学氧化后涂漆的防护方法;对于耐磨表面的铝合金零件,应进行硬质阳极化处理;
h) 对于镁合金零件,应采用化学氧化并涂有机涂层的防护方法;
i) 设备腐蚀防护设计应按 HB 7671 和其他相应标准的规定。
4.5.3 颜色
飞机座舱以外的设备表面颜色设计应满足飞机人机设计要求,一般应为无光灰色。其外部紧固件(在维修中需经常拆装的)的可见面应和设备表面的颜色形成明显的对比。
4.6 安装
设备的安装应符合 HB 7390、HB/Z 298 等标准以及飞机制造单位的补充要求。设备制造单位应根据设备的安装位置以及准备采用的安装接口来选择这些标准。
5 环境适应性要求
5.1 RTCA/DO-160G 应用指南
RTCA/DO-160G 提供了设备环境试验方法,包括试验条件、试验程序等。应用RTCA/DO-160G时,应根据设备在寿命周期历程中实际遇到的环境条件来选定实验项目。选定实验项目后, 应按照每个环境试验程序中规定的设备分类进行选择。一旦确定了设备分类,就要严格按照该类的量值、时间和试验程序进行试验,不允许对实验条件进行裁剪。
下面所列出的环境试验项目在 RTCA/DO-160G 中都有相应的试验方法,供选取试验项目和试验方法时参考。为了能正确有效地完成这些试验,应选取具体的方法、试验程序和试验条件等。
a) 温度-高度(RTCA/DO-160G.4)
b) 温度变化(RTCA/DO-160G.5)
c) 湿热试验(RTCA/DO-160G.6)
d) 冲击和坠撞安全(RTCA/DO-160G.7)
e) 振动(RTCA/DO-160G.8)
f) 爆炸性防护(RTCA/DO-160G.9)
g) 防水(RTCA/DO-160G.10)
h) 流体敏感试验(RTCA/DO-160G.11)
i) 砂尘试验(RTCA/DO-160G.12)
j) 霉菌试验(RTCA/DO-160G.13)
k) 盐雾试验(RTCA/DO-160G.14)
l) 磁影响试验(RTCA/DO-160G.15)
m) 电源输入试验(RTCA/DO-160G.16)
n) 电压尖峰试验(RTCA/DO-160G.17)
o) 电源音频传导敏感性试验(RTCA/DO-160G.18)
p) 感应信号敏感度(RTCA/DO-160G.19)
q) 射频敏感度(辐射和传导)(RTCA/DO-160G.20)
r) 射频能量泄露(RTCA/DO-160G.21)
s) 闪电感应瞬态敏感度(RTCA/DO-160G.22)
t) 闪电直接效应(RTCA/DO-160G.23)
u) 结冰试验(RTCA/DO-160G.24)
v) 静电放电试验(RTCA/DO-160G.24)
w) 防火试验(RTCA/DO-160G.26)
5.2 设备要求
5.2.1 总则
设备应根据其在寿命周期中实际遇到的环境条件,设计成在 5.2.2~5.2.23 描述的相应的环境条件或设备产品规范规定的环境条件下,在工作期间或存放后,不应引起固定件松动、活动件卡死、可动件移位、控制机构的调定位置偏移以及结构变形或其他机械损伤;性能降低不应超出设备详细规范的规定。
5.2.2 温度-高度
设备应能在 RTCA/DO-160G 表 4.1 所示的相应温度-高度组合条件下工作。
5.2.3 温度变化
温度变化试验的要求如下:
a) 设备应能暴露在 RTCA/DO-160G 表 4.1 所示相应类别的温度条件下。在规定的温度范围内,环境温度能长期保持不变,也能一定的速率变化。设备应能在 RTCA/DO-160G 图 5-1 所示的温度变化率下正常工作。
b) 工作
设备应能在 RTCA/DO-160G 表 4.1 中所列的温度范围内和相应类别的条件下工作。
c) 不工作
设备处于不工作状态,应能长期暴露在表 1 相应类别所列的温度极值和温度冲击条件下。
5.2.4 高度
设备应能在表 1 中所规定的高度条件下工作。高度可长期保持不变, 也可以一定速率变化,进行减压或者增压。设备应在 RTCA/DO-160G 图 4-6、图 4-7 和图 4-8 所示高度变化率下正常工作。
5.2.5 温度
设备应能在 RTCA/DO-160G 表 1 中所规定的温度条件下工作,温度可长期保持不变。设备应在RTCA/DO-160G 图 4-1、图 4-2、图 4-3、图 4-4 和图 4-5 所示温度条件下正常工作。
5.2.6 湿热
设备在工作和不工作期间,应能承受在工作地区所遇到的湿热条件。在此湿热条件下, 金属件不应出现锈蚀,仪表表蒙玻璃内表面不应出现雾气和冷凝水汽。
5.2.7 冲击
冲击试验的要求如下:
a) 设备:除另有规定外,设备(如果有隔振器时,必须带隔振器)在经受 18 次 6g 的后峰锯齿波(沿三个垂直轴的六个方向,每一个方向冲击 3 次,冲击脉冲持续时间为 11ms,低频冲击为 20ms),冲击后不应损坏,且性能应符合设备详细规范的规定。当用一个 0.2Hz~250Hz 的滤波器测量时,加速度值的容差极限为 10%。
b) 安装基座(坠撞安全装置):除另有规定外,当在适当位置使用偏移制动器或缓冲器并按正常方式施加最大额定负载时,安装基座、单个隔振器或其他附加装置至少应能经受 6 次最大 20g的后峰锯齿波的冲击(沿三个垂直轴的六个方向,每一个方向冲击 3 次,冲击脉冲持续时间为11ms 或 20ms)。冲击后,允许弯曲或变形,但连接处不应断裂,且设备或模拟件应保持在原来位置上。当用 0.2Hz~250Hz 的滤波器测量时,加速度值的容差极限为 10%。
c) 工作台操作:设备应能承受在维修期间所遇到的冲击环境。
5.2.8 振动
当设备在正常安装情况下(如果设备有隔振器时,必须带隔振器),经受本规范所规定的相应环境条件或设备详细规范或合同所规定的振动环境时,不应受到损坏,并满足所规定的性能要求。
5.2.9 防水
设备应能耐受喷淋或降落在其上面液态水的影响。
5.2.10 流体敏感性
设备机构中使用的材料应能耐受流体污染的有害影响。
5.2.11 砂尘
设备在工作和不工作状态下,应能暴露在各工作地区所遇到的砂尘微粒条件下。
5.2.12 霉菌
设备应能暴露在热带气候霉菌生长条件下(不应对整个设备进行喷涂处理)。
5.2.13 盐雾
设备在工作和不工作状态下,应能暴露在海洋盐雾大气条件下。
5.2.14 电源输入
当输入电源的频率和电压变化时,设备应能正常工作。
5.2.15 电压尖峰
设备应能耐受其交流或直流引线上电压尖峰的影响。
5.2.16 电源音频传导敏感性
设备应能适应通常预期的大量频率部件。
5.2.17 感应信号敏感度
设备的互连电路配置应适应安装环境引起的某一级别的感应电压。
5.2.18 射频敏感度(辐射和传导)
设备及其互相连接线路暴露在某一级别的射频调制功率下时应能在性能规范内正常运行。
5.2.19 射频能量泄露
设备发射的射频噪音不应超过相应的规定值。
5.2.20 闪电感应瞬态敏感度
设备应能抵抗闪电感应瞬态电流的能力。
5.2.21 闪电直接效应
设备应能承受某一级别剧烈雷击的能力。
5.2.22 结冰
设备在工作和不工作状态下,应能暴露在结冰环境条件下。
5.2.23 静电放电
设备应具有一定的对静电放电的抗扰性。设备不会由于空气释放的静电脉冲而产生永久性能损坏。
5.2.24 防火
设备应具有一定的耐燃和防火性。
6 其他要求
6.1 详细的电气和机械设计
单个设备的具体要求应按设备专业规范或合同中的规定。承制方应利用本指导性技术文件中的要求及其任何补充的专业规范完成特定设备详细的电气和机械设计。本指导性技术文件仅详细到为获得预期的通用的电气和机械特性、性能和耐久性所需要涉及的内容。设计布局和单元体及其元器件、零部件的装配应便于批量生产,并能使尺寸和重量减小到最低程度。
6.2 技术资料
技术资料和管理应在合同中规定。图样绘制规则应按有关国家标准和行业标准的规定。技术资料和设备专业规范的编写规则应按有关规定。
6.3 质量保证
产品研制过程应参照 HB/Z 295、RTCA/DO-178B、RTCA/DO-254、SAEARP 4754A 和 SAEARP 4761 等标准内相关规定进行设计、开发、验证,并制定质量保证计划,实行质量保证活动以及生成质量保证记录等。
6.3.1 检验责任
除另有规定外,设备生产商应负责本指导性技术文件和设备专业规范或合同中规定的所有检验和试验。必要时,客户或上级审定机构有权对任一检验和试验项目进行检查。
6.3.2 客户检验
客户应对由设备生产商负责完成的所有质量和安全保证工作随时进行检验。检验内容包括:
a) 监督和监控工作,以确定是否严格地应用了质量控制惯例、方法和程序,以及安全性大纲的要求;
b) 检验产品,以判定提交验收产品的质量和安全性;
c) 检验所交付的项目,以保证符合设备专业规范或合同的规定。
6.3.3 不合格判据
除在设备专业规范或合同中另有规定外,当发生下列任一情况时,应判定设备或其组成部分规定的检验和试验项目不合格:
a) 设备发生故障,不能满足规定的性能参数,或超出允许的范围;
b) 结构损坏或变形;
c) 对人员或设备安全造成危害的任何情况;
d) 程序控制缺陷;
e) 检验和试验程序缺陷;
f) 标签、处置和包装错误。
设备生产商应确保不符合产品要求的产品得到标识和控制,以防止其非预期性的使用和交付。
6.3.4 问题/故障报告和纠正措施
在合同或设备专业规范中对检验期间在试验中发生的故障应规定问题/故障报告和纠正措施。另外,还应规定每一级硬件所发生的故障数或百分比。
6.3.5 质量一致性
设备生产商应建立并实施有效的质量体系,比如 SAE AS 9100B,并通过 CAAC 的审核,用于保证产品质量一致性,证明能持续稳定地制造出符合设计的产品。
6.3.6 首件检验
首件检验仅在实施生产合同时进行。在设备专业规范或合同中应规定首件检验的实施要求。
首件检验应按 SAE AS 9102 的要求进行,包括订购方认为必要的所有检验,其中包括环境试验。
6.4 交货准备
在设备专业规范或合同中应规定为发运和存放设备所需的包装、装箱、运输、贮存和包装标志等要求。
6.4.1 包装
设备的包装应按 GB/T 13384 或有关标准的规定。
6.4.2 装箱
设备包装箱的外形尺寸应按 GB/T 4892 的规定。随设备一起装箱的资料清单应按专业规范或合同规定。
6.4.3 运输
设备包装件应能适应公路、铁路、水路和空中各种运输工具和单一或组合的运输方式。在运输过程中应避免直接的雨雪淋袭和剧烈碰撞。
6.4.4 贮存
设备存放库房的环境条件应满足设备专业规范中详细规定的贮存要求,不应在周围存在酸碱和其他腐蚀性气体以及强磁场的库房中贮存。
在设备专业规范或合同中应规定设备的贮存期要求以及启封后的定期通电检查要求。
6.4.5 包装标志
设备包装箱外部的文字标志和图示标志应按 GB/T 191 和 GB/T 6388 的规定,且至少应有“小心
轻放 ”、“向上 ”、“怕潮湿”等储运标志。
7 说明事项
7.1 预定用途
本指导性技术文件预定用于研究和编写设备专业规范或合同的通用指南,以便规定适用于特定设备的要求。
7.2 专业规范或合同中的详细内容
在设备专业规范或合同中应依据对下列内容的选择或剪裁规定出实用要求:
a) 分类要求;
b) 剪裁要求;
c) 完整性大纲要求;
d) 电磁兼容性;
e) 防静电放电控制大纲要求;
f) 人机工程要求;
g) 维修性大纲要求;
h) 设备定位;
i) 规定空气泄漏的压力和高度要求;
j) 可靠性大纲要求;
k) 系统安全性大纲要求;
l) 测试性大纲要求;
m) 热设计要求;
n) 工具;
o) 元器件和零件控制大纲要求;
p) 环境试验方法、程序和极限值;
q) 设备详细设计;
r) 技术资料;
s) 首件检验;
t) 质量一致性检验和要求;
u) 包装要求。
7.3 氮的使用
在有电子管的密封单元体中,不应将氮气作为增压气体使用。当必须用氮气作泄漏检验时, 其氮气存在时间应限制在试验所需的时间内,且试验结束后应立即清除。
附 录 A (规范性附录)安全性等级
表 A.1 安全性等级