趙野
(93066部隊,吉林 四平 130700)
飛機上的電子設備在維修過程中會因為摩擦和外力等因素而生成靜電,當靜電積聚到一定程度后必然要選擇釋放,這個過程我們稱為靜電放電(英文:Electrostatic Discharge,簡稱ESD)。瞬時放電會對各類機載電子設備造成損傷,不僅會降低電子元件的可靠性,甚至直接導致電子元件的損壞,進而形成安全隱患,靜電的作用雖然時間短,但是具有高電壓、強電場和瞬時大電流等顯著特點,如若靜電防護措施落實不到位,不但影響飛機電子設備的穩(wěn)定性和使用壽命,還會嚴重威脅飛行安全和地面安全,釀成責任事故。
靜電的形成有多種來源,包括接觸起電、摩擦起電、熱電和噴射起電等等,正常情況下物體電荷處于平衡的中性狀態(tài),當兩個不同物體之間進行互相摩擦或碰撞的時候,電荷會發(fā)生轉移,平衡的中性狀態(tài)被打破,就產(chǎn)生了靜電。通過飛機電子設備的維修實踐可以發(fā)現(xiàn),飛機上靜電來源主要分為以下三種情況:
(1)維修操作頻繁摩擦產(chǎn)生靜電。維修人員在維修過程中衣物和肢體的摩擦、工具和肢體的摩擦、工具和工具的摩擦碰撞以及維修過程中拆卸電子設備形成的摩擦,都有發(fā)生靜電的可能。
(2)檢測設備交叉接觸傳導靜電。維修人員在飛機維修過程中必然會用到檢測設備,這些檢測設備不僅自身能夠形成靜電,而且與其他帶電設備的接觸也有可能造成靜電傳導,最終將靜電傳導給機載設備。
(3)飛機自身電子設備積聚靜電。飛機在空中飛行時,機身與空氣的摩擦,飛機降落后被汽車牽引時,機身與地面之間的摩擦,都可以形成靜電,若是沒有充分釋放掉這些靜電,則會導致靜電聚積在機身中,從而向各個機載電子設備傳遞。
靜電放電的來源種類繁多,放電形式復雜多變,因此很難得到在相同條件下的靜電放電數(shù)據(jù),不能有效地對其危害進行精確評估,而且在大多數(shù)情況下,靜電放電并沒有直接將電子設備損壞,僅僅會導致電子設備內部元器件的性能下降或功能退化,從而降低使用壽命,這些故障具有極強的隱蔽性,不容易被及時發(fā)現(xiàn),這樣就往往可能會因為工作人員一時疏忽而釀成嚴重后果。因此分析飛機維修過程中靜電的影響,總結靜電放電對飛機的危害主要有以下幾個方面:
(1)影響飛機導航系統(tǒng)。導航系統(tǒng)主要為飛機安全航行提供必要的航姿航向信息,當靜電放電形成高電壓的電磁場靠近高靈敏的導航設備時,導航設備內部半導體器件就會因為極化而形成電流,不但會對導航設備形成干擾,甚至擊穿導航設備內部的電子芯片,導致飛機在飛行時瞬時位置出現(xiàn)偏差,飛行員不能準確判斷航向。
(2)影響飛機雷達系統(tǒng)。雷達系統(tǒng)是飛機上關鍵的探測設備,相當于飛機的眼睛,能夠實時、主動的獲取目標信息,機載雷達是集強電和弱電、直流和微波、模擬和數(shù)字電路等多種技術于一體的復雜集成設備,如果多次接觸靜電必然造成損傷,這種損傷極不容易被發(fā)現(xiàn),而且隨積累程度增加會愈演愈烈,最終導致雷達系統(tǒng)全面失效。
(3)影響飛機通信系統(tǒng)。通信系統(tǒng)是飛機上重要的聯(lián)絡設備,飛機無論在空中還是在起飛與著陸時,都要時刻與地面人員保持通訊,靜電放電瞬間產(chǎn)生的大電流不但會對通信系統(tǒng)集成電路造成危害,還會導致電磁場的形成,這些磁場對電子通信設備的內部磁場會產(chǎn)生干擾,引起通信設備漏失信號、中斷信號、誤串信號、劣化音質音量等故障。
(4)影響飛機武器系統(tǒng)。維修環(huán)境在相對溫度較高、濕度較低的情況下,人體所帶靜電電壓可高達25kV,當維修人員帶有較高的靜電電壓觸摸機載武器殼體時,一方面容易引起武器系統(tǒng)電起爆裝置點火,造成武器意外發(fā)射,另一方面,如果武器殼體沒有很好的靜電電荷泄放通路,就可能危及武器的內部電路,造成武器部分功能喪失,導致武器發(fā)射失敗或打擊目標偏離等嚴重后果。
(5)影響飛機地面安全。空氣中若是發(fā)生靜電放電反應可以使空氣電離,并伴隨著發(fā)光、發(fā)熱效應,在飛機維修維護過程中,經(jīng)常會對氧氣、燃油、彈藥等易燃易爆品進行填充,還有可能要用到汽油、乙醇等清洗劑對飛機外表和發(fā)動機進行清洗,靜電放電反應區(qū)局部溫度過高就會將這些易燃易爆品點燃,危及國家財產(chǎn)安全和維修人員生命安全。
飛機維修過程中的靜電危害是隨機的,具有較強的潛在性和隱蔽性,若是忽視了飛機維修中的靜電防護措施,會使其危害發(fā)生擴散,埋下安全隱患問題,為了降低靜電放電造成事故的發(fā)生概率,減少靜電所帶來的不良影響,保證飛機各項設備的穩(wěn)定運行,維修人員必須要加強對靜電的有效防護和管理,避免錯誤操作行為引起靜電故障。
(1)建立靜電防護操作規(guī)范。為了從根本上確保防靜電工作的有效性,必須要建立一套嚴密的防靜電操作規(guī)范,確保飛機維修過程中防靜電工作的規(guī)范化開展,具體應當對維修工具的使用與擺放、維修場地的規(guī)劃與設置、維修人員的操作與培訓,以及靜電放電事故應對處理等作出明確的規(guī)定,并就促進靜電防護程序、防護材料、防護設施等方面的技術和標準提出具體要求,使靜電防護工作有理可依、有據(jù)可查。
(2)改進維修人員操作方法。維修人員在飛機維修過程中應該盡量減少不必要的肢體動作和摩擦,禁止在工作區(qū)嬉戲打鬧,并且應當通過穿戴防靜電服裝、防靜電手套等方式,最大程度地減少靜電的產(chǎn)生,另外在更換和維修電子設備的過程中,要嚴格按照防靜電規(guī)范展開維修工作,對靜電放電敏感器件進行屏蔽或者隔離。
(3)重視利用靜電防護標識。為了及時提醒維修人員注意靜電防護,機載設備上的靜電敏感器件要標有相關的標識(如圖1),通常情況下,會根據(jù)設備的形狀、尺寸和大小設計該標識并貼在顯著位置,維修人員對貼有防靜電放電標識的故障器件進行維修和更換時,應妥善的采取防靜電措施,確保對器件良好的靜電防護,避免發(fā)生電子設備靜電故障問題。
圖1 防靜電標識
(4)保證電子設備接地可靠。為了降低飛機維修中電子設備的靜電故障問題發(fā)生概率,維修人員可采取將設備和人體可靠接地方式防止靜電放電,直接、有效的避免靜電故障,維修人員始終處于與大地等電位,電子敏感器件采用搭鐵線與機體時刻連接,飛機接地線盡量選用堅固耐磨且易導電材料,這樣不易受震動和多次修理拆裝等影響而產(chǎn)生斷裂,從而保證良好、可靠的接地效果,最大程度的降低靜電故障問題的發(fā)生概率。
(5)設置靜電安全工作區(qū)域。維修人員對飛機上特殊電子設備進行維修和檢測工作時必須要處于靜電安全工作區(qū)域,靜電安全工作區(qū)內應鋪設防靜電地板,各項檢測設備需要可靠接地,電子設備上的敏感器件有搬運或是存儲需求時,相關維修人員要避免手指與插頭直接觸碰,應使用能夠導電的防塵罩,保護好設備插頭后再觸碰電子設備,維修人員在進入靜電安全工作區(qū)域前還應當通過人體靜電檢測,最大程度地防止靜電安全問題發(fā)生。
綜上所述,靜電防護工程是一項綜合因素強的系統(tǒng)工程,靜電放電的控制水平直接影響著飛機維修安全,飛機維修中的電子設備靜電防護工作,對維修人員提出了較高的技術要求,飛機維修人員必須要加強對相關專業(yè)知識的熟練掌握和運用,對靜電放電的危害形成深刻的認知,在飛機維修的過程中,嚴格落實操作規(guī)范的工作內容,提高靜電防護措施的有效性,為航空事業(yè)的安全運行與發(fā)展提供切實保障。