王悅++李承昊

摘 要：雷電是由大氣層中溫度、濕度等參數(shù)不同的氣流相互摩擦運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的，會對飛機(jī)的飛行產(chǎn)生一定的影響。飛機(jī)在飛行的過程中，難免會受到雷電的影響，尤其是會對機(jī)外的照明系統(tǒng)產(chǎn)生影響，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致飛行事故的發(fā)生。為了確保飛機(jī)的飛行安全，基于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對飛機(jī)機(jī)外照明系統(tǒng)的雷電防護(hù)技術(shù)進(jìn)行了相關(guān)的研究和分析，以期為機(jī)外照明雷電防護(hù)技術(shù)的研究和應(yīng)用提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：雷電防護(hù)技術(shù) 機(jī)外照明系統(tǒng) 技術(shù)實(shí)施

中圖分類號：TM862 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）12（b）-0071-02

雷電是飛機(jī)飛行過程中不可避免會遇到自然現(xiàn)象，雷電會導(dǎo)致大氣電離，導(dǎo)致帶導(dǎo)電的等離子氣流的產(chǎn)生，等離子氣流會產(chǎn)生瀉放電荷或者中和電荷等離子體導(dǎo)電通道，這個(gè)通道會在大氣層中產(chǎn)生雷電電磁脈沖，從而對飛機(jī)的機(jī)外照明系統(tǒng)產(chǎn)生影響，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致飛機(jī)飛行事故的發(fā)生。隨著現(xiàn)代飛機(jī)制造技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)外照明系統(tǒng)也發(fā)生了相應(yīng)的變化，探究新時(shí)期雷電防護(hù)技術(shù)對機(jī)外照明系統(tǒng)的影響對維護(hù)飛機(jī)的安全飛行具有十分重要的意義。

1 機(jī)外照明系統(tǒng)雷電防護(hù)工作現(xiàn)狀

隨著現(xiàn)代航空技術(shù)的不斷發(fā)展，很多新型的復(fù)合機(jī)械材料和微電子測控技術(shù)被廣泛地應(yīng)用到飛機(jī)制作過程中，飛機(jī)上攜帶的電子設(shè)備越來越多，這在一方面增加了飛機(jī)飛行的智能性，另一方面為適應(yīng)各種氣候條件提出了挑戰(zhàn)，在一定程度上來說，現(xiàn)代飛機(jī)遭受雷擊的幾率有著一定的增加，在這種情況下，為了減少由于雷電導(dǎo)致的飛機(jī)事故，確保相關(guān)人員的生命財(cái)產(chǎn)安全，需要對飛機(jī)的抗雷電性能進(jìn)行優(yōu)化和提升。目前在飛機(jī)防雷電技術(shù)應(yīng)用方面，主要是結(jié)合飛機(jī)防雷擊的相關(guān)要求、雷電產(chǎn)生的原理以及飛機(jī)雷擊不同的區(qū)域，對飛機(jī)機(jī)外照明系統(tǒng)采用直接雷擊防護(hù)技術(shù)和感應(yīng)雷擊防護(hù)技術(shù)，來優(yōu)化機(jī)外照明系統(tǒng)的雷電防護(hù)技術(shù)。

2 飛機(jī)機(jī)載電子產(chǎn)品對防雷電技術(shù)的要求

根據(jù)相關(guān)研究和分析，飛機(jī)機(jī)載電子電氣產(chǎn)品對雷電的防護(hù)要求主要分為3個(gè)主要類型：一是飛機(jī)機(jī)構(gòu)和部件對雷電技術(shù)的防護(hù)要求；二是飛機(jī)燃油系統(tǒng)對防雷電技術(shù)的要求；三是飛機(jī)電子電氣系統(tǒng)對防雷電技術(shù)的要求。在飛機(jī)制造領(lǐng)域，尤其是在軍用飛機(jī)制造方面，對雷擊的防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)主要有《飛機(jī)雷電防護(hù)要求及試驗(yàn)方法》《軍用飛機(jī)雷電防護(hù)》等標(biāo)準(zhǔn)，在機(jī)外照明系統(tǒng)的防雷電技術(shù)方面的相關(guān)要求比較多，直接要求主要采用的是《飛機(jī)雷電防護(hù)要求及試驗(yàn)方法》中的相關(guān)條款要求和試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。

3 機(jī)外照明系統(tǒng)中雷電防護(hù)技術(shù)的應(yīng)用和措施

3.1 飛機(jī)機(jī)外照明系統(tǒng)的組織和相關(guān)工作原理

不同的飛機(jī)在機(jī)外照明系統(tǒng)設(shè)置方面是不同的，但是總體來說，飛機(jī)的機(jī)外照明系統(tǒng)的控制方式主要有以下幾個(gè)方面：首先，是控制盒是通過模擬的通信接口或者是數(shù)字通信接口接收不同的飛機(jī)飛行控制指令。其次，控制盒的驅(qū)動(dòng)控制工作是根據(jù)相應(yīng)的指令進(jìn)行計(jì)算處理和信號處理的。另外，如果飛機(jī)上設(shè)置了閉環(huán)控制系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)還能夠?qū)C(jī)外照明工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控?？刂坪信c機(jī)外照明系統(tǒng)之間是通過固定的檢測接口來進(jìn)行控制指令工作的，當(dāng)機(jī)外照明系統(tǒng)的負(fù)載燈工作出現(xiàn)異常時(shí)，控制盒能夠通過檢測接口采集到相關(guān)的故障信息，根據(jù)控制管理協(xié)議要求進(jìn)行關(guān)斷輸出處理，并且根據(jù)與上機(jī)位的通信接口與通信協(xié)議，及時(shí)調(diào)整機(jī)外照明系統(tǒng)中的負(fù)載燈工作狀態(tài)。

3.2 飛機(jī)機(jī)外照明系統(tǒng)必須通過的抗雷電實(shí)驗(yàn)

機(jī)外照明燈、控制盒以及連接電纜構(gòu)成了飛機(jī)的機(jī)外照明系統(tǒng)。當(dāng)雷電對裸露在蒙皮外面的光源產(chǎn)生雷擊作用時(shí)，光源的表面和燈具與飛機(jī)蒙皮機(jī)械之間的連接面就可能會產(chǎn)生熔斷、擊穿甚至是結(jié)構(gòu)變形等物理畸形變化，如果雷電產(chǎn)生的部分能量傳導(dǎo)或者是輻射到飛機(jī)機(jī)外系統(tǒng)中的控制盒，控制盒可能會出現(xiàn)電能性能失效或者是功能損壞等問題。從這個(gè)角度上來說，光源表面、裸露在飛機(jī)表面的結(jié)構(gòu)件、控制盒接口處的電子元件是比較容易受到雷電干擾和破壞，因此，要根據(jù)機(jī)外照明系統(tǒng)的不同安全區(qū)域，對機(jī)外照明系統(tǒng)的開展以下抗雷擊實(shí)驗(yàn)。

首先，要針對飛機(jī)機(jī)外照明系統(tǒng)中的外部照明設(shè)備，如，航行燈、著陸燈以及空中加油燈等相關(guān)外部設(shè)備進(jìn)行直接雷電雷擊效應(yīng)試驗(yàn)。其次，針對機(jī)外照明系統(tǒng)中的外部設(shè)備進(jìn)行間接雷擊效應(yīng)試驗(yàn)。最后，針對機(jī)外照明系統(tǒng)的內(nèi)部設(shè)備，如，控制盒設(shè)備，進(jìn)行雷電擊中瞬間的敏感度試驗(yàn)。

需要注意的是對外部設(shè)備進(jìn)行間接效應(yīng)試驗(yàn)?zāi)康氖菍纂姰a(chǎn)生的干擾電流和電壓進(jìn)行直接測量，這只是針對機(jī)外安裝設(shè)備進(jìn)行的試驗(yàn)。而對控制盒進(jìn)行的瞬間敏感度試驗(yàn)是對飛機(jī)電力電子設(shè)備在一定的干擾下能否正常工作進(jìn)行測評的，試驗(yàn)測試的對象是飛機(jī)所有的機(jī)載電子電力設(shè)備。

3.3 機(jī)外照明系統(tǒng)的直擊防雷電技術(shù)

機(jī)外照明系統(tǒng)的直擊雷防護(hù)技術(shù)主要有以下幾個(gè)：首先，是外形防雷電技術(shù)，這是根據(jù)飛機(jī)協(xié)議中的隱身要求，機(jī)外照明系統(tǒng)中的照明燈罩外露在飛機(jī)的外部，需要結(jié)合飛機(jī)蒙皮的實(shí)際情況對照明燈罩的產(chǎn)品外形進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，由于雷電會在尖點(diǎn)處附著并且在該處產(chǎn)生能量的雷擊而發(fā)生放電現(xiàn)象，因此，在進(jìn)行產(chǎn)品外形設(shè)計(jì)的時(shí)候要盡量保證外形平滑。其次，是燈罩鍍膜處理技術(shù)，雷電會對燈罩產(chǎn)生直接的雷擊作用，因此，采用真空蒸鍍技術(shù)對燈罩的表面進(jìn)行導(dǎo)線鍍膜處理是提高照明燈燈罩整體導(dǎo)電性能的最優(yōu)方法。最后，是燈罩與壓板導(dǎo)線連接處理技術(shù)，在飛機(jī)機(jī)外照明系統(tǒng)中，燈罩與壓板之間的連接由于材料材質(zhì)的不同，會在連接部位產(chǎn)生一定的間隙，這個(gè)間隙的存在會對飛機(jī)機(jī)外照明系統(tǒng)的導(dǎo)電性能產(chǎn)生影響，因此，需要對燈罩和壓板的導(dǎo)線連接進(jìn)行有效處理，在接縫處涂導(dǎo)電橡膠，以此將燈罩和壓板連接成為一個(gè)連續(xù)的金屬反射面，提高導(dǎo)電性能。

3.4 機(jī)外照明系統(tǒng)的感應(yīng)雷電防護(hù)技術(shù)

雷電對機(jī)外照明系統(tǒng)中的控制盒影響主要體現(xiàn)在浪涌沖擊方面，通過控制信號和電流傳導(dǎo)等對控制盒內(nèi)部產(chǎn)生危害，針對這一問題，目前主要是采用浪涌抑制器進(jìn)行合理線路的設(shè)計(jì)，以此來對浪涌電流、電壓進(jìn)行控制。在具體處理措施方面，主要是在控制盒所有的交直流電源端口和信號控制端口設(shè)計(jì)專用的可吸收浪涌沖擊的抑制線路，以此來防止外部電流進(jìn)入到電子產(chǎn)品的內(nèi)部，對控制盒與相關(guān)的電子電氣設(shè)備產(chǎn)生危害。由于雷電產(chǎn)生的浪涌沖擊能量是十分巨大的，因此，普通的濾波器和鐵氧體磁芯等傳統(tǒng)的防護(hù)方案是沒有效能的，在目前對浪涌沖擊采用的主要是氣體放電管、壓敏電阻以及半導(dǎo)體放電管等專用的設(shè)施設(shè)備。另外，直接將浪涌吸收器件與被保護(hù)的控制盒和其他電子產(chǎn)品設(shè)備進(jìn)行并聯(lián)操作，以此來達(dá)到能夠承受浪涌沖擊能量的設(shè)備也是典型的防護(hù)措施之一。

4 結(jié)語

飛機(jī)機(jī)外照明系統(tǒng)的雷電防護(hù)技術(shù)的應(yīng)用對提高飛機(jī)的安全飛行性能、減少飛機(jī)飛行安全事故的發(fā)生具有十分重要的意義。由于不同飛機(jī)在機(jī)外照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方面是不同的，因此，在進(jìn)行雷電防護(hù)技術(shù)應(yīng)用和選擇的時(shí)候，要根據(jù)飛機(jī)機(jī)外照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，通過直擊雷和感應(yīng)雷兩個(gè)方面的防護(hù)技術(shù)，強(qiáng)化機(jī)外照明系統(tǒng)的雷電防護(hù)系統(tǒng)，以此來提升飛機(jī)飛行的安全性能。

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