轻松获取认证：针对电动飞机和传统飞机的铜鸟测试

如今的飞机依赖于庞大且相互依存的电气网络。铜鸟测试有助于在实际使用条件下进行验证并获取认证。

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Illustration of an electric power integrated solution testing of eVTOL's in isometric perspective

无论是宽体客机还是电驱动的电动垂直起降飞机（eVTOL），当今的飞机比以往任何时候都更加依赖广泛且相互依存的电气网络。随着这些电动和混合动力系统从原型阶段迈向量产，它们必须满足更严格的要求，以符合严苛的安全和认证标准。

在真实环境中对这些网络进行验证，正是“铜鸟”测试成为认证成功新跑道的关键所在。

“铜鸟”测试迅速被视为航空航天电气化验证的支柱，如今已成为传统喷气式飞机、新兴电动飞机以及行业供应商在认证过程中必不可少的一环。

让我们更详细地了解“铜鸟”测试——以及HBK的可扩展、实时数据采集系统如何通过针对开发和认证各个阶段的“铜鸟”测试，助力航空航天领域创新者。

什么是铜鸟测试？

别说飞行了 — 在飞机离开机库之前，对“铜鸟”的测试早已开始。

“铜鸟”试验是在受控的全尺寸试验装置中，对飞机的电气系统进行地面模拟测试。所有主要组件——包括发电机、转换器、配电电缆和终端负载——均按照其在飞机上的安装方式进行安装和布线。

该设置使工程师能够模拟实际飞行场景，对系统进行压力测试，并观察电气网络在真实或极端条件下的运行表现。

这些场景通常反映了实际飞行中的事件、监管要求（例如 FAA Part 25 和 Part 33）或既定标准（如DO-160电源质量标准），该标准规定了在雷击、电源中断和电气瞬变等环境及电气条件下，飞机系统应如何运行。

铜鸟测试之所以具有不可替代的价值，在于它能够：

模拟完整的飞行过程，例如起飞、巡航和紧急下降
引入实际故障— 包括发电机失效、逆变器故障或短路 — 以研究各电气节点间的因果关系
在数百个电流和电压通道上，进行长时间的高分辨率数据采集与分析

这些测试通常比较复杂。许多系统都需要以高速采集500多个通道的数据。有些甚至涉及更多。

航空航天领域电功率测试（电气与机械信号）信息图

铜鸟测试应用于哪些领域？

铜鸟测试不仅适用于前沿项目。也是以下验证过程中的关键环节：

传统喷气式飞机（如A320和787）— 这些飞机已经依赖复杂的电气系统来驱动执行器、泵、客舱控制系统、照明设备、厨房设备等。随着车辆系统越来越多地采用电动执行器，并将更多动力分配给乘员系统，其验证工作也变得更加严苛。
eVTOL（电动垂直起降）和 eCTOL（电动常规起降）平台（其推进系统完全或部分采用电力驱动，且动力分布于多个节点）—这类飞机采用了更高的电压，面临更多的故障场景，且仍需符合 DO-160 标准。
供应商（如逆变器、电机和电池系统制造商）——每家供应商都必须独立验证其组件，或向其OEM客户提供可追溯的证据。即使在规模较小、通道较少的系统中，铜鸟测试也能提供他们所需的关键信息。

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防止电磁兼容性问题以进行无妥协的电功率测量和分析分布式光纤功率分析仪

将电源卡与主机分离的设计，使远程探头能够更接近被测对象，从而缩短高压电缆的长度。这确保了任何EMC问题都被最小化，同时光纤电缆能够实现快速、无电磁兼容性问题且安全的数据传输到主机箱。

全新系列的光纤隔离探头——提供 4 通道和 8 通道两种配置，采样率高达 20 MS/s——专为实现无与伦比的精度而设计。

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为什么认证准备工作对飞机如此重要？

任何飞机在投入商业运营之前，都必须满足一系列认证要求。对于电动和混合动力飞机而言，这些要求虽在不断演变，但仍以久经考验的标准为基础：

DO-160：一套针对电能质量、环境及电磁条件的全面测试
FAA Part 25：运输类飞机的认证要求
FAA Part 33：飞机发动机（包括电动推进子系统）的要求
MIL-STD-704F：最大失真谱
还有几个……

这些规定涵盖了从总谐波失真（THD）和电压瞬变到电磁干扰（EMI）及容错能力等各个方面。对于工程师而言，要证明符合性，需要详细且可追溯的数据。

如果没有一个强大且灵活的测试环境，满足这些要求可能会延迟认证进程并增加项目风险。

以下是铜鸟测试结合 HBK 数据采集解决方案，如何帮助航空航天创新者实现可靠测试的几种方式：

#1:铜鸟测试验证了复杂的电气网络

现代飞机包含数百个带电节点 — 每个节点都可能成为故障或电源干扰的源头。在每个飞行阶段验证所有这些节点之间的交互是一项艰巨的任务— 也是大规模应用时面临的一大工程难题。

HBK的数据采集平台支持500多个同步测量通道 — 可扩展至1,200多个通道 — 使工程师能够对每个节点的电压和电流进行监测与分析。当多个设备共用一条电源总线，或者下游负载影响上游电源质量时，这一点尤为关键。

通过实现实时、高速采集和长时间记录，HBK 能够捕捉复杂网络在真实条件下的完整行为。

在一项铜鸟测试中，某家大型原始设备制造商采用了 HBK 的解决方案，利用 1,200 个通道的同步数据模拟了一次完整的飞行。该系统捕获了700个电流节点和500个电压节点的实时响应数据，并能即时分析谐波行为，从而在飞行测试尚未开始之前，就帮助识别出需要关注的区域。

#2:铜鸟测试有助于满足电能质量标准

电能质量是航空航天认证的核心。飞机电气系统必须在所有运行场景下保持清洁、稳定的电源供应。

DO-160 等标准对总谐波失真（THD）、闪变、压降及其他干扰设定了严格的性能标准。这些措施确保从航电系统到推进系统的一切设备在负载下都能平稳运行。

HBK 通过直接集成在数据采集系统中的实时电能质量指标计算功能，简化了这一过程。工程师可以在测试过程中以半周期为单位分析总谐波失真（THD）、检测电压骤降并监测瞬态行为 — 无需等到数小时后、无需后处理，也无需使用单独的设备。这使他们能够立即识别故障点，并在精准控制和降低成本的情况下重复测试。

这在测试条件变化迅速的情况下，或者当系统承受类似飞行状态的载荷（例如客舱系统与推进系统同时工作）时，尤为有用。

#3:“铜鸟”测试助力管理高压环境中的电磁兼容性

电磁兼容性（EMC）是高压电力系统中始终需要关注的问题。随着系统性能的提升和布局的日益密集，电磁兼容性（EMC）的挑战也日益严峻。在传统的测试环境中，噪声和干扰可能会导致数据失真并延误分析，从而引发误诊、认证失败或无法追溯的异常情况。

正因如此，HBK 开发了 Fusion Probes— 一款专为航空航天环境设计的高压探头。这些探头具有以下特点：

采用电磁兼容（EMC）抗干扰能力的光纤通信，可最大限度地减少干扰和信号衰减
信号保真度高，即使在长距离布线或经过多台交换设备的情况下也是如此
即使在存在接近效应噪声的飞机试验台上，电压和电流读数也能保持一致的准确性

在配备高压开关设备且接地拓扑结构复杂的测试台上，Fusion Probes 能帮助工程师确信数据的可靠性，从而避免追查虚假故障。

#4:铜鸟试验有助于对电动推进系统和直流母线进行认证

电动飞机使认证工作变得更加复杂。在电力推进系统中，高压直流母线、分布式电机和电池系统都会引入额外的故障模式 — 且其谐波特性与传统飞机相比截然不同。

HBK 通过数据采集系统支持以下应用场景，使这些系统能够：

故障注入测试 — 同步数据采集（DAQ）数据，以便在一个数据集中同时分析原因和结果
实时谐波分析 — 适用于交流母线和直流母线
可追溯且带有时间戳的数据记录，用于将测量结果与故障代码、控制器事件及飞行阶段进行关联——所有这些数据均符合认证审查流程的要求

某电动飞机开发商利用 HBK 的数据采集系统，对六个电动推进单元进行了电机故障、电池异常及意外负载工况的仿真测试。随着全部六台设备在测功机上运行，工程师们能够引入故障并记录完整的飞行序列 — 包括同步的电气和CAN总线数据 — 以备认证之需。

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HBK在未来兼容性测试中的作用

航空航天认证的未来需要更智能的工具和更具可扩展性的系统。HBK 两者兼备，其平台专为应对航空航天领域的不断变化而打造：

具备长时存储功能的实时数据采集 — 在事件发生时即时捕获，同时保留所有原始数据以供事后分析
可扩展的通道架构 — 从 50 个通道到 1,200 多个通道，HBK 可根据您的测试项目规模灵活调整
内置分析工具 — 通过机载计算加速分析，最大限度地减少后期处理工作
Fusion 探头 — 即使在高压、高噪声环境下也能提高信号精度

展望面向未来的认证

随着飞机日益电气化，认证标准也将不断演进。铜鸟测试为降低电气化项目的风险提供了最可靠、可重复且最具洞察力的方法，同时还能满足DO-160、FAA Parts 25 和 33标准的要求。

通过采集整个系统的原始数据，采用 HBK 数据采集解决方案的航空航天创新者们已为未来做好了准备。从传统喷气式飞机到eVTOL先驱，再到供应链创新者，HBK助力实现更智能、更快速、更可靠的电气验证。

立即咨询专家 ，了解HBK的铜鸟试验如何助力您的飞机认证进程。

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轻松获取认证：针对电动飞机和传统飞机的铜鸟测试

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什么是铜鸟测试？

航空航天领域电功率测试（电气与机械信号）信息图

铜鸟测试应用于哪些领域？

防止电磁兼容性问题以进行无妥协的电功率测量和分析分布式光纤功率分析仪

为什么认证准备工作对飞机如此重要？

#1:铜鸟测试验证了复杂的电气网络

#2:铜鸟测试有助于满足电能质量标准

#3:“铜鸟”测试助力管理高压环境中的电磁兼容性

#4:铜鸟试验有助于对电动推进系统和直流母线进行认证

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