客机雷击的防护

2016-05-30陈超

科技资讯 2016年17期

关键词：雷击

陈超

摘要：在春夏雷雨频发的季节，民航客机的高频次飞行导致民航客机雷击事件频频发生。为了飞行和地面的安全，为将雷击对航空器的破坏降到最低。总结出飞机遭雷击后，在下次飞行前必须做以下工作：对飞机所有外表面做一个一般目视检查，找出雷击点；对雷击区做详细检查，确定可能损伤的类型和数量；如找到损伤，确定必要的修理措施及检查所需的相应工具设备，工作台等所需的必要设备。通过检查可以确定雷击通常出现在机身蒙皮上有两个或多个发生点，至少一个击入点和一个击出点。

关键词：气象雷达雷击烧蚀

中图分类号：V257 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）06（b）-0016-02

雷击的原理：一部分带电的云层与另一部分带异种电荷的云层，或者是带电的云层对大地之间迅猛放电。这种迅猛的放电过程产生强烈的电流并伴随巨大的声音，这就是人们所看到的闪电和雷鸣，雷击对客机有很大危害。

1 雷击的危害

1.1 雷击的直接危害

单位面积单位时间内积聚大量电荷，由于电流没有及时传导出去，容易造成结构的烧蚀和损伤。（1）金属表面被灼伤、熔化或显示出金属变形的现象。（2）非金属表面被灼伤、击穿或分层。若雷击击中垂直安定面，水平安定面或尾翼，将损伤铝合金液压管接头并导致损伤接头处漏油。

1.2 雷击的间接损害

闪电释放电荷，并在电源和数据传输线路及金属管道金属支架上感应生成过电压。雷电不直接放电在物体（飞机）本身，而是对布放在物体（飞机）外部的线缆放电。线缆上的雷电波或过电压几乎以光速沿着电缆线路扩散，侵入并危及内部电子设备。因此，往往在听到雷声之前，电子设备、控制系统等可能已经损坏。损坏或干扰电气/电子系统设备、导线的屏蔽和屏蔽终端，这是由导线上巨大的瞬时放电现象造成的。

2 雷击损伤和静电烧蚀的区分

雷击损伤：（1）金属表面被灼伤、穿孔、小洞、表面涂层变色、熔化或显示出金属变形的现象。（2）复合材料的表现形式有表面被烧蚀、击穿或分层、铺层丢失、纤维损伤以及蜂窝夹芯损伤。

雷击在设备设施或线路的附近发生，或闪电不直接对地放电，只在云层与云层之间发生放电现象。周围形成强大的瞬变磁场，轻则造成电子设备受到干扰，数据丢失，产生误动作或暂时瘫痪；严重时可引起元器件击穿及电路板烧毁，使整个系统陷于瘫痪。闪电放电过程中，传导闪电电能的物体将遭到破坏，这就说明物体遭遇雷击。雷击有较大的破坏力，其破坏作用是综合的，包括电性质、热性质和机械性质的破坏。一旦飞机遭到雷击，必须在地面进行全面检查。静电烧蚀时候电流容量比较小，可能是电弧等的烧蚀，而雷击的产生电流可以高达200 kA（见图1）。

静电烧蚀：飞机在高速运动中与干燥的空气摩擦，会产生大量的电荷，当电荷积累到一定程度时，就会发生静电放电，烧蚀表面漆层。静电烧蚀通常不会立即引起结构的损伤，但时间久了，也会侵蚀结构。

雷击通常都有进入点和退出点两个以上的点，并且容易发生在尖端部位，如翼尖、垂尾、等部位。而静电烧蚀通常只有一个点。

3 如防止被雷击中

飞行中防止雷击最主要的方法还是绕过雷雨区飞行，这个主要依靠飞行员对气象雷达的使用以及飞行员的经验判断。因此在雷雨季节要确保气象雷达系统工作正常，飞行员在飞行前对航路气象状况的了解。遇到雷雨区域要绕飞或者备降甚至返航等。不要在雷雨到来时，给飞机加油。

当机场近空正在雷电时，航空器在地面不要使用高频等大功率的无线电设备。当机场近空正在雷电时，航空器不要使用桥载电源进行供电容易引起雷击。注意飞机、部件的绝缘和接地。

放电刷能否防雷，放电刷的主要作用是，当航空器与空气摩擦产生的静电通过放电刷尖端放电的原理进行放电，减少机身静电荷的聚集对飞机通讯和导航等无线电系统的干扰。放电刷采用弱电流放电，放电电流只有几个μA ，放电刷根本抵挡不了雷击的强大电流和电压。因此放电刷根本不能使雷击的威力减少。现在的飞机多是导电的铝合金组成，加上雷电多发生在云中和雨中等潮湿的大气中，这个时候飞机积累的静电荷会因为放电刷大大减少，航空器的机体电场强度会因此变得很低，因此航空器在此区域飞行不会因为静电荷的多少而影响被雷击的概率。

但是被雷击后，放电刷都会损害，这时因为放电刷的位置决定的，在机翼和垂尾的尖部是雷击的主要进入点或除出点。

4 如何降低雷击对飞机的损害

雷击时，飞机实际是雷电的一段导体，入口和出口一般都是机身比较突出的部分，比如雷达罩，大翼尖部，垂尾，发动机吊舱等位置。正常情况下，只要飞机各部件导电性能良好，彼此间搭接导电性好，不会出现结构烧毁。理想状况下，整个飞机结构是个大的等式体，如果某些部件相互连接不良，在有大电流经过时，会与其他结构处形成电势差，这种地方显然更容易在雷击时受到冲击损伤。因此航空器各部件安装时一定注意把搭接线等正确安装，除掉接触面部分的胶和防腐剂，对于已氧化的部分，要对接触面进行打磨，尽量减小接触电阻。这样不止能减少部件间静电荷的聚集，在雷击时也会降低结构烧毁的可能性。

5 航空器遭遇雷击后要及时检查和修复

5.1 雷击的检查

（1）检查外部和内部区域是否有雷击损伤。（2）操作检查各无线电和导航系统工作是否正常。

5.2 雷击特检概述

（1）飞机遭受雷击后，应做一次全面的检查以找出受击区域。

（2）在飞机表面的不同区域总是至少有两个雷击点。

① 一个是受击点（进入点）。

② 一个是放电点（退出点）。

雷击常常击中飞机1区并且从1区的另一个部位穿透出去。最可能出现雷击受击点的区域如下。

①机翼前缘；②机翼后缘；③大翼翼尖；④发动机；⑤垂直尾翼翼尖；⑥水平安定面翼尖；⑦升降舵；⑧机鼻雷达罩；⑨APU。

5.3 检查区域表面是否有雷击迹象

（1）检查机头雷达罩的外表面，查看蜂窝夹心结构有无烧灼点，刺穿和针孔，对于分层这种看不见的损坏类型会延伸到其他区域，可以通过敲击听声音来判断是否分层。