4. Бортовые электрические сети летательных аппаратов на гибких печатных платах ( шлейфах ).

Постановка вопроса.

С развитием авиации, развивалось и бортовое оборудование летательных аппаратов, а вслед за ним развивались (увеличивались в объеме и весе) и электрические сети, связывающие это оборудование между собой, передающие электрические сигналы, обеспечивающие электропитание. Нежелательным следствием развития электросетей стало увеличение их геометрических размеров и веса. Так, например, вес электрических жгутов на современных вертолетах МИ-24, МИ-28, КА-52, КА-62 и др. достигает нескольких сотен килограмм. Как следствие, возникли проблемы, связанные с изготовлением электрических жгутов, контроля, испытаний, а также эксплуатации, регламентных работ,замены и ремонта этих жгутов.

Решение вопроса.

Предлагается упростить конструкцию, уменьшить вес, упразднить контроль правильности изготовления, сократить работы по обслуживанию и ремонту бортовых электрических жгутов за счет замены традиционных проводных электрических жгутов на гибкие печатные платы (шлейфы).

Вместо проводов с круглым сечением предлагается применить полоски металлической фольги, укрепленные на гибком основании. Такие гибкие печатные платы могут быть многослойными. Ширина токоведущих полос фольги выбирается из следующих соображений - установлено, что электрический ток, проходя по проводу с круглым сечением, практически, на 95% движется по внешней поверхности провода, следовательно:

1. Если длина окружности внешней поверхности круглого провода равна ПхD ( П=3,14, D=диаметр провода) , то ему эквивалентна полоска фольги шириной ПхD:2. Полоска фольги в два раза уже длины окружности круглого провода потому, что ток передается по верхней и нижней поверхностях фольги. Т.е., если, например, длина окружности сечения провода диаметром 1мм равна 3,14мм., то такой провод можно заменить полосой фольги шириной 3,14мм:2=1,57мм.

2. Масса жгута изготовленного из проводов с круглым сечением в 2 - 5 раз больше гибкого шлейфа выполняющего ту же функцию.

Для производства гибких печатных плат используется самое тонкое основание из всех доступных сегодня материалов. В настоящее время изготовители научились производить гибкие печатные платы толщиной менее 50 мкм.

Одно из преимуществ гибких печатных плат – это малая масса. Это качество все больше стало привлекать внимание разработчиков космической и электронной техники.

Гибкие печатные платы обеспечивают простую и быструю технологию создания электрических соединений блоков и узлов, входящих в комплекс бортового оборудования летательных аппаратов.

В сравнении с шлейфами, проводной монтаж и гибкие многожильные кабели требуют прокладки проводов по заранее намеченным трассам, закрепления их и соединения с разъемами, зачистки и пайки каждого провода в отдельности, кроме того, требуется еще и маркировка обозначения, указание адресов и связей. Шлейфы освобождают производителя от этих операций, т.к. возможность ошибки, в результате человеческого фактора, во время монтажа исключается. Появление такой ошибки возможно только на этапе проектирования, после чего технология изготовления шлейфов не позволяет изготовить его иначе, чем это задано по чертежу.

Внедрение шлейфов обеспечивает повышение надежности электрических соединений летательных аппаратов, т.к. позволяет значительно уменьшить количество контактных соединений еще на этапе изготовления чертежей. Чем меньше количество таких соединений, тем выше надежность всей системы.

Опыт применения гибких печатных плат говорит о том, что использование их становится рентабельным, когда появляется более 20 – 25 электрических соединений.

В производстве изготовления летательных аппаратов мы имеем количество электрических соединений в десятки раз больше.

Для выполнения проекта « Бортовые электрические сети летательных аппаратов на гибких печатных платах (шлейфах) » необходимо:

1. Изучить технологию производства гибких печатных плат.

2. Изучить технологию изготовления, сборки и монтажа жгутов, применяемую на авиазаводах при монтаже электросетей самолетов и вертолетов.

3. Спроектировать техническую документацию, необходимую для производства шлейфов, взамен,например, жгутов для вертолета КА-52.

4. Сравнить экономические, геометрические и весовые показатели производства жгутов изготовленных традиционным способом и производства электрических сетей в виде гибких печатных плат.

5. Разработать технологию сборки и монтажа электрических сетей (шлейфов) и коммутируемого ими оборудования в условиях авиазавода, например, на вертолете КА-52.

6. Разработать методику контроля правильности изготовления шлейфов.

7. Разработать технологию ремонта и замены неисправных шлейфов в эксплуатирующих организациях.

8. Представить экономический расчет, демонстрирующий целесообразность внедрения, например, на вертолете КА-52 гибких печатных плат.

9. Внедрить в производство данное техническое решение.