Top-Tipps für RFI/EMV-Abschirmung in der Luft- und Raumfahrtindustrie

Top-Tipps für RFI/EMV-Abschirmung in der Luft- und Raumfahrtindustrie

Über den Autor: David Wall ist Chairman der Kemtron Ltd.

EINFÜHRUNG:

Die Luft- und Raumfahrt- sowie die Verteidigungsindustrie waren schon immer die Haupttreiber für RFI-/EMV-Abschirmungsdesign und -produkte. Während sie im Alltag nur Auslöser für ein frustrierendes Ärgernis sein kann, ist das Erreichen der EMV (elektromagnetische Verträglichkeit) in diesem Bereich sicherheitskritisch. David Wall, Chairman von Kemtron Ltd., geht auf einige der Herausforderungen ein, mit denen Ingenieure in der Luft- und Raumfahrt konfrontiert sind, und spricht über die besten verfügbaren Abschirmungsoptionen.

Leitfähige Elastomere
Leitfähige Elastomere
O-Ringe
„O“-Ringe

Flugzeuge können regelmäßig von Blitzen getroffen werden, die einen elektromagnetischen Impuls oder EMP verursachen. EMP hat eine verheerende Wirkung auf elektronische Schaltkreise. Es ist daher wichtig, dass das Flugzeug einen Weg hat, auf dem der Blitz seinen Weg fortsetzen kann, ohne Schäden zu verursachen. Im Weltraum ist es eine andere Sache: Satelliten befinden sich in einer sehr feindlichen elektromagnetischen Umgebung mit Sonneneruptionen, die einen koronalen Massenauswurf verursachen können. Auf der Erde sind wir durch die Magnetosphäre geschützt, Satelliten aber haben diesen Vorteil nicht. Daher ist die Abschirmung von größter Bedeutung, um die Sicherheit des Satelliten und seiner Systeme zu gewährleisten.

 

Die zunehmende Integration von Elektronik bedeutet, dass die elektromagnetische Kompatibilität zwischen den Systemen von größter Bedeutung ist. So lässt sich sicherstellen, dass sie harmonisch funktionieren und sich nicht gegenseitig stören. Flugzeuge sind eher Fly-by-Wire als mechanische Systeme. Sie verfügen über komplexe Software, die computergesteuerte Systeme betreibt. Sensoren zur Messung der Flugzeugumgebung, der Flugdaten usw. müssen alle miteinander kommunizieren, unabhängig voneinander arbeiten und bei einem Systemausfall oder einer Fehlfunktion als Backup dienen.

 

Elektronikingenieure sind damit bestens vertraut und berücksichtigen bei ihren Designs einen guten Leiterplattenaufbau, Filterung, Erdung, Signalintegrität usw., um zu versuchen, EMI an der Quelle zu beseitigen. Die Abschirmung des Gehäuses ist jedoch ebenso wichtig und löst das Problem der Störaussendungen und der Störanfälligkeit. Passende Oberflächen auf einem Gehäuse können sehr flach aussehen und man denkt, dass es einen vollständigen Metallkontakt gibt. In einem Massenproduktionsprozess kann allerdings nichts derartig flach sein und es werden Lücken bestehen. Diese Lücken sind Schlitze und können zu strahlenden Antennen werden. Diese Unebenheiten in der Verbindung können durch die Verwendung einer elektrischen Abdichtung und das Hinzufügen weiterer Befestigungsmittel ausgeglichen werden, um einen guten Kontakt zwischen den Gegenflächen zu erreichen.

 

Die RFI-/EMV-Abschirmung ist eine mechanische Lösung für ein elektrisches Problem, und der Konstrukteur des Gehäuses sollte die verfügbaren Dichtungstypen und ihre unterschiedlichen Eigenschaften kennen und sicherstellen, dass an den Gehäusenähten, Türen usw. genügend Fläche für die Abdichtung vorhanden ist. In der Luft- und Raumfahrt spielen Gewicht und Größe von Geräten und Systemen eine wichtige Rolle, sodass nach Möglichkeit auf Miniaturisierung gesetzt wird. Dies bedeutet, dass die den Konstrukteuren zur Verfügung stehenden Abschirmungsoptionen ebenfalls klein sein und eine gute Abschirmung bieten müssen. Elektrisch leitfähige Elastomere sind die beste Option für die Luft- und Raumfahrt, da das Material geformt, extrudiert oder zu sehr kleinen Komponenten verarbeitet oder direkt auf die Hardware aufgebracht werden kann. Viele elektrisch leitfähige Füllstoffe stehen zur Verfügung, um den Anforderungen an die Abschirmung gerecht zu werden, und eine Fluorsilikonbasis erfüllt die Anforderungen an die Beständigkeit gegen Heizöle usw.

 

Ziel ist es, immer für den schlimmsten Fall zu planen und die Abschirmung bereits in einem frühen Stadium des Konstruktionsprozesses zu berücksichtigen. Es kann nämlich sehr schwierig, wenn nicht gar unmöglich sein, eine Abschirmung an einem Gehäuse nachzurüsten, das keinen Platz für eine abschirmende Dichtung oder Komponente bietet.

  1. Auswahl einer EMV-Dichtung (Englisch)

In diesem Video erfahren Sie, wie man eine EMV-Dichtung auswählt und vieles mehr.

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