特种飞机结构电磁防护方法探索(2)

　　实际工程实践中往往是口盖和机体刚性不一致，使用中变形不均匀，导致口盖和机体不能完全接触，就需要控制口盖和机体连接件的数量和间距，在保证口盖使用要求的前提下，尽量多的使用紧固件，紧固件间距不大于30 mm；

　　同时机体抗腐蚀要求零件表面需阳极化处理并涂覆聚氨酯底漆；经过对模拟结构件的褪漆和涂漆对比表明单层聚氨酯底漆对屏蔽效能影响不大，褪漆比涂漆的情况屏蔽效能大5～6 dB，所以多数情况下可以不褪漆使用；

　　另一类有间隙搭接口盖主要用于水密要求的机体部位；这类口盖结构需要在口盖和机体之间增加密封材料，达到电磁防护的效果，这层密封材料必须是导电的，增加导电密封橡胶或导电衬垫是常用的方法；由于口盖不承力，所以导电密封材料只要求将口盖缝隙填实即可，主要考虑的不是导电密封材料物理性能，而是考虑材料的导电性能。

　　（2）承力口盖是在机体结构中气密线处设置的功能性口盖；此类口盖主要是承受气密载荷的作用，要达到密封和电磁防护一体化设计，必须考虑导电密封材料的物理性能；增加导电密封橡胶或导电密封衬垫也是常用的方法；

　　承力口盖处使用的导电橡胶或导电密封衬垫都是需要一定的压缩量才能起到密封和导电的双重效果；压缩量的确定是实现电磁防护与结构功能一体化设计的关键。压缩量过大会导致橡胶感觉“软”，虽然屏蔽效能较好，但是密封效果太差，结构功能性不好；压缩量过小导致橡胶感觉“硬”，这样屏蔽效能较差，同时口盖开关费时费力，功能性和可靠性差，容易剥落。

　　要达到密封效果和结构功能性都较好的目的，压缩量应控制在一个合适的范围内。根据工程实践，以一般使用的硅橡胶为例，导电橡胶衬垫（平板）的高度压缩量控制在10%～15%之间为宜；成型橡胶型材的高度压缩量控制在25%～45%之间为宜；具体应根据生产厂商橡胶材料和生产工艺通过实验找到最佳压缩量。

　　（3）间隙搭接部位，以搭接缝的间隙大小分为2种电磁防护设计。

　　搭接缝隙宽度0-2 mm可定义为小搭缝搭接；这类搭接部位一般面积比较大，使用涂导电胶或导电腻子的方法实现电磁防护，导电胶或导电腻子要求涂覆在被搭接表面，防止在装配过程中出现脱落的情况，影响电磁防护性能。

　　导电胶适用于填充小于1 mm的搭缝，导电腻子适用于填充1～2 mm的搭缝；由于大面积使用导电腻子或导电胶对接触表面要求高，所以在填充导电物之前应对粘接面和接触面进行处理，具体应完全褪除漆层并使用240#以上的砂纸打磨光滑，用丙酮等溶剂清洗表面后自然干燥，干燥过程需进行保护，防止二次污染；这样使导电物与搭接面金属层充分完全接触，形成完整的电连续通路，可靠防止危害电磁波的进入。

　　搭接缝隙宽度大于2 mm可定义为大搭缝搭接部位；但搭接缝尺寸不允许过大，过大的缝隙进行电磁防护设计效果很差，是没有意义的；

　　大搭缝搭接一般设置专门的屏蔽辅助结构（如压条、搭接型材）用于安装屏蔽材料；由于缝隙尺寸相对较大，一般选用空心导电橡胶管或空心填充导电衬垫作为屏蔽搭接材料，截面形状一般采用“P”型或“B”型，需要采用机械连接方式固定在屏蔽辅助结构上；搭接表面需要进行一定的处理，处理方法与小搭缝搭接相同。

　　（4）电介质结构部件一般是指电阻率超过10 Ω/cm的绝缘材料；机体结构中通常的电介质是玻璃、玻璃钢面层复合材料板。

　　机体结构中玻璃运用于各种表面部位，要求破损安全设计，通常为双层结构，电磁防护一般在双层玻璃之间，既外层玻璃内层和内层玻璃外层复合导电材料，并外伸与固定金属结构充分搭接，搭接宽度要求大于15 mm。

　　机体结构运用的玻璃包括硅酸盐玻璃和有机玻璃。对于硅酸盐玻璃由于软化温度很高，一般选用喷镀IT0导电屏蔽膜作为防护界面；航空有机玻璃由于耐用温度较低，不能高温喷镀导电膜，一般选用在双层玻璃之间胶合一定厚度的屏蔽金属丝网，形成屏蔽界面。

　　玻璃钢面层复合材料板一般使用在机体内部，作为隔框时用作电磁防护界面时；主要采用在面板的电磁波入射面安装金属屏蔽板或粘接屏蔽导电纸，通过和金属骨架的充分连接与机身形成电连续；金属骨架和屏蔽物连接面应褪除氧化层，不允许涂缝内胶。

　　（5）由于飞机中设备通风和气压平衡的要求，机体结构中存在通风口和均压孔；这2种孔缝对于电磁防护是非常不利的，需要进行封堵，同时又不能影响它的功能，一般是在孔口安装金属丝网或金属蜂窝波导通风板：其中金属丝网只适用于入射电磁波频率小于1GHz的环境中，超过范围频率越高屏蔽效能越差；金属蜂窝波导通风板对高频率电磁波具有可靠的屏蔽效能，但对小于1GHz的电磁波屏蔽能力较差。

　　4 特种飞机结构电磁防护的重要性和可行性

　　特种飞机结构电磁防护，是针对电子战飞机或未来的作战飞机在复杂电磁环境下甚至电磁脉冲武器攻击下保护人员安全、设备安全、燃油安全、电子设备的兼容性而采取的一系列措施；为特种飞机提供安全的电磁环境，为人员、设备、燃油提供安全保障。

　　随着电子战技术和高能电磁武器的快速发展的今天，结构电磁防护设计技术已显现出异常重要的地位，是重要的安全保障，是飞机结构设计和新机研制最重要的组成部分之一，具有广泛的应用前景和发展空间。

　　特种飞机电磁防护技术在机体结构本身想办法、找措施，将结构设计和功能实现与电磁防护设计一体化，相对于单纯在电子方法在工程运用上成本低廉，应用范围广泛，使用方法简单；可大规模运用在现役飞机的改装，提高军用特种飞机整体性能。

　　参考文献

　　[1] 路宏敏，余志勇，李万玉.工程电磁兼容第[M].2版.西安电子科技大学出版社，2010-09.