浅谈直升机静电危害及防护

崔康 王雯靖

摘要：随着技术发展，直升机机载设备呈现集成化、多样化特点，不同电子元器件越来越多应用到直升机上，其对静电的敏感性越来越高，需要在直升机的使用、维护、停放中做好静电防护措施，避免因静电对直升机造成损害，影响飞行安全。

关键词：静电防护;装备维护;飞行安全

1静电环境

1.1飞行中的静电环境

直升机飞行中，机体表面、旋翼表面会与空气中的粉尘、水蒸气及其他物质粒子相碰撞，连续碰撞使电子发生转移，大量电子脱离质子束缚转移到机体，产生静电，机体搭接不好，可能导致局部电位差过大击穿电子元件，甚至伤害到人员。飞行中发动机部件产生的高温气体与外界温差较大，使电子容易脱离产生静电，机上各类通信导航设备使用中产生的电磁波被机体材料吸收后也容易产生静电[1]。

1.2停放及维修作业中的静电环境

直升机在机坪停放过程中，受到自然条件中的风、尘埃、雨滴等物质的摩擦撞击，不断累积静电荷，尤其是在空气干燥的北方地区，静电更容易产生。维修作业中使用的各类检测修理仪器，在通电时产生的高频电磁波被机体金属吸收后相当一部分会产生静电[1]，在使用带有静电的工具在机上作业时，静电会发生转移使机体带电。

1.3加油过程中的静电环境

在飞机加油中，会产生大量的电荷，之后电荷分离，在流动的燃油、过滤器等表面产生大量静电荷。燃油很容易把分离的电荷带得很远。如果没有可利用的传导回路，电荷在金属表面积累，致使产生很高的电位能源。随着电荷的不断积累，产生足够高的电位，在飞机油箱中产生这些电压及其危险。如果这些电压对低电位处产生的电弧正好与存在的燃油气体结合，将会发生爆炸。已有研究表明，在飞机加油后，可产生13μA的电流和2.5kV的电位。由加油过程产生的场强可达到500kV/m，在1cm距离可能存在5kV电位[2]。

2静电产生的危害

2.1降低机载设备可靠性

静电具有吸附效应，能够大量吸附空气中的粉尘和杂物。机载设备电路复杂，电路板、继电器、汇流条等暴露在外部较多，不断积累的静电荷能加速设备上粉尘和杂物的积聚，容易造成设备短路，降低性能，加快老化。静电积聚到一定程度，形成较大电位差，会对电子元器件造成击穿效果，直接损坏设备，放电过程产生的热能也会影响电子元器件，降低设备的可靠性。

2.2干扰通信导航系统

静电放电能够产生大量电磁噪声，电磁噪声作为一种电磁干扰源，能够严重影响通信导航系统的工作。雷击是最严重的电磁干扰源，它所辐射的电磁场频率范围大致为10Hz～300kHz，主频在数千赫兹，持续时间可达几个微秒乃至几秒。相比雷击，静电放电量要小，放电的频谱从0.1MHz-3000MHz，但覆盖直升机上短波通信、超短波通信、罗盘、航管应答机等设备。有资料表明，静电积累到一定程度，瞬时放电给LW-9型罗盘带来超过5°的误差，同时也严重干扰电台的话音质量。

2.3危害电子元件

相比较其他影响而言，静电对电子元件的危害最大，可能造成电子元件永久性报废。随着技术的进步，机载设备电子元件集成度越来越高，对静电越来越敏感。电子元件集成度通常表现为线路面积小，耐压降低，对静电放电的抵抗力差[3]。现国产某新型直升机，将通信各个设备集成到通信管理器，集成度提高，需要更加注重静电防护。

3预防静电的一般防护措施

3.1搭铁与接地

直升机上很多重要系统设备的控制和告警信号的显示都是通过接地控制负线端实现的，搭铁则是通过导线将直升机上所有金属设备与机体连接起来，使静电荷自由移动，经过接地线导流到大地，平衡直升机各设备与机体之间的电势，有效避免因静电放电造成设备损坏。直升机上搭铁通常有四种：一是直接通过螺栓构成搭铁，机载设备的螺栓固定件与设备、机体具有良好导通性;二是通过外接搭铁线的方式进行，采用搭铁线的机载设备通常与与机体直接接触或有相对活动性;三是采用阳极处理的铆钉铆接搭铁，例如尾梁、尾斜梁等非拆卸元件;四是采用专用的卡箍搭铁，卡箍一般采用金属垫片或金属条的形式。评价搭铁质量好坏一般用接触电阻值表示，即搭铁元件之间的电阻值，不同元件之间的电阻值在技术资料中都有标注，直升机维护工作中要严格遵守。接地是通过接地线连接机体与大地，使机体多余的静电流通到大地，从而达到静电平衡的目的。

3.2放电刷

直升机通常装有静电放电刷，主要作用是放掉多余的静电。直升机在飞行中，旋翼旋转与空气高速摩擦，机体与空气摩擦都会产生大量静电，静电积聚形成高电位差，造成严重隐患。通过静电放电刷可有效将大量静电聚集到放电刷，对空气进行放电，平衡机体电荷，保护设备和人员。放电刷作为机体后缘及左右侧尖锐元件，容易成为雷击的出口，一旦发生雷击，需要对放电刷外部状态、物理阻值进行检查测量，确保性能符合装机要求。

3.3完善操作规程

直升机管理部门要积极发挥职能作用，完善操作规程，预防静电对装备产生的危害。一是做好静电防护的各类标识，在重要场合、重要位置处悬挂标识，提醒操作人员;二是配发不易产生静电的工作服，在对机载设备维修操作时，及时对使用的工具做好静电消除工作;三是普及预防静电知识，将预防静电作为专业考核要点，提高一线维护人员的知识和能力。

4结束语

本文从直升机静电环境出发，简要分析静电产生的原因和危害，提出几点防护措施。静电的产生具有隐蔽性特点，容易被人们忽视，维护过程中不去研究总结，加以防护，容易造成不可挽回的损失。一线维护人员要加强技能培养，拓宽防护知識，提高维修能力，确保装备安全可靠。

参考文献

[1]余衰炎，敬述征，李丹军，浅谈在直升机维修中对静电的预防[J].移动电源与车辆，2020，02（012）：59-62.

[2]王天顺，刘树斌，吕朝晖，飞机静电环境特性研究[J].飞机设计，2008，28（6）59-65.

[3]武文娟，电子元器件静电防护措施[J].数字技术与应用，2021，39（6）：46-48.

作者简介：崔康，男，1994.11-，湖北随州人，汉族，本科学历，工学学位，助理工程师，研究方向：直升机维修。