DO-160F雷电间接效应试验波形
飞机雷电防护试验的有关标准
广电计量—环境可靠性与电磁兼容试验中心/1.FAR-25和CCAR-25FAR-25《美国联邦航空条例第25部：运输类飞机适航条例》是由美国FAA（联邦航空管理局）颁布的，其中“25.581 闪电防护”、“25.954 燃油系统的闪电防护”、“25.1316 系统闪电防护”与雷电防护有关，分别对结构部分、燃油系统及机载电子设备的雷电防护能力作了要求，但没有规定防护能力的验证方法。
CCAR-25是由中国民航总局颁布的运输类飞机适航条例，与FAR-25内容基本相同。
适航条例对飞机的雷电防护能力提出了要求，飞机获取适航证前，需验证这些能力，当不能满足任一条款对飞机雷电防护的安全性要求时，适航审查当局将拒发适航证，飞机也不得进入航线。
飞机雷电防护适航审查的符合性方法通常有分析计算法、类比法和地面模拟雷电试验法。
分析计算方法主要用于飞机某些能得出准确解得局部结构和部件的计算。
类比法主要是将外形、结构和用途都基本相同的飞机或结构与部件，与已通过适航审查的飞机或结构与部件进行比对，确实相同则可认为满足要求。
地面模拟雷电试验法，主要用于新机型的研制、设计和老机型的改进或改型设计。
由于飞机外形的不规则性及机械结构与电气电子系统的多样性与复杂性，电场与磁场的精确解非常困难，故上述方法中地面模拟雷电试验方法最有效。
目前国内进行地面模拟雷电试验可参考的标准主要有两个RTCA/DO-160和GJB3567A。
2.RTCA/DO-160RTCA/DO-160《机载设备环境条件与测试规程》是由RTCA（航空无线电技术委员会）下属的SC135特别委员会起草制定的。
DO-160的适用对象包括了所有的航空飞行器，从轻型到重型，从小型到大型，它提供了一整套实验室测试方法以判定被测对象在模拟的环境条件下是否满足规定的性能指标要求。
目前，RTCA/DO-160已更新至F版本（2007年12月发布）。
RTCA/DO-160中的第22节为“雷电感应瞬变敏感度”，第23节为“雷电直接效应”。
对DO160中雷电电缆束试验方法的探讨
关于DO160中雷电间接效应试验的探讨
标准与应用352021年第2期 安全与电磁兼容引言RTCA-DO160《民用机载电子设备环境条件和试验方法》[1]第22部分规定的雷电间接效应试验的瞬态电压/电流的波形及其电平，不能覆盖雷电实际电磁环境，下面就此展开分析，以期改善试验应力对实际环境的逼真度。
1 飞机雷电间接效应飞机雷电间接效应指对飞机外直击雷电瞬态的响应在机内产生的效应。
飞机被雷电击中附着后成为雷电通道一部分，流过的大雷电流及其伴随时变电磁场（主要是磁场）与平台界面作用，通过孔缝、电阻/透射耦合机制，穿过飞机外壳形成内部电磁环境，并产生间接效应——在内部导体（如非屏蔽导线、屏蔽芯线、屏蔽层、金属构件）上产生感应电压（高阻）或电流（低阻），它们相对机身结构参考地而言或呈现在与其构成的环 路中。
1.1 飞机电磁耦合机制（1）孔缝耦合实质为磁场耦合，机理是附着机身的直击雷电流或附近雷电通道里的雷电流（效果弱许多）的伴随磁场穿透机身孔缝后，有以下三种情况：（a）在导体回路中感应瞬态电流，因过程为电流→磁场→电流，故波形WF1与驱动源（直接雷电流分量A）相同；（b）在导体/电缆束/飞机结构上/间接感应瞬态电压，因过程为电流变化→变化磁场→电压（源电流时变），其波形WF2是驱动源（直接雷电流）的时间导数（E =d Φ/d t =L d I /d t ）；（c）穿透孔缝的电场/磁场，在导体上激励瞬态谐振电压/电流（正弦衰减），其波形为WF3，导体长度约为λ/2、λ/4或其整倍数时最强，谐振频率多在1~ 10 MHz，常另称为谐振耦合。
孔缝耦合实际适用于小孔缝/大开口/部分或无遮挡等所有场景。
电小导体上受迫响应电流WF1与激励雷电流分量A 同波形，受迫响应电压波形WF2是激励电流的时间导数；电大导体上的自由响应则是正弦衰减振荡电压/电流WF3，所谓谐振耦合。
（2）结构电阻耦合由直击雷电流或磁场感应电流在复材蒙皮/构件的摘要讨论了RTCA-DO160第22部分“雷电感应瞬变敏感度”中雷电间接效应试验应力未覆盖实际电磁环境的问题。
DO-160FG Section22雷电感应瞬态敏感度试验系统
ETS 160MB 技术参数：
波形 波形类型 T1
峰值误差 输出阻抗 测试能力
通用技术参数 使用电源
-0%﹢10% 1Ω 端子：—— 电缆束：1-5级
AC380V 3相10A
-0%﹢10% 5Ω 端子：1-5级 电缆束：1-5级
-0%﹢10% 1Ω 端子：1-5级 电缆束：1-5级
-0%﹢10% 1Ω 端子：—— 电缆束：1-5级
充电极性 电流采集 电压采集/120)
W5B(50/500)
波形类型 T1 T2 峰值输出
电流 6.4μs±20% 69μs±20% 1600A
电压 6.4μs±20% 69μs±20% 1600V
电流/电压 40μs±20% 120μs±20% 1600V/1600A
电流/电压 50μs±20% 500μs±20% 1600V/1600A
应用领域
> 通讯 > 电信 > 医疗 > 广播电视 > 铁路
> 信息技术 > 军用 > 航空 > 新能源电力 >
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技术参数
面向未来的现代化测试设备
测试系统输出波形如下：
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技术参数
面向未来的现代化测试设备
800V/800A
W5B(50/500) 电流/电压 50μs±20% 500μs±20% 1600V/1600A
雷电间接效应试验与标准解析
１ 引言
雷 电间接效应 ，是指 当直接雷击 的 电流在 导体上 流动引起结构 电阻性 电压升 高 ，以及快速 变化 的电磁
Ｌｉ ｆ ｅ ｎ ｇ Ｌｕｏ
（ Ｘｉ ’ ｔ ｉ ｎ Ａｉ ｒ ｂ ｏｒ ｎ ｅ ， Ｐ ｃ ｆ ， Ｄ 口 ｇ ８ ｆ ｆ ｃ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｃｏ ． Ｌｔ ｄ ，Ｘｉ ａ ｎ ，Ｓ ｈａ ｎ ｘ ｉ ，７１ ０ ０７ ７ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｒ ｅ ｖ ｉ ｅ ｗｓ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ａ ｎ ｄ ａ ｒ ｄ ｏ ｆ ＲＴ ＣＡ／ ＤＯ－ １ ６ ０ Ｇ ｓ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ２ ２ ， ａ ｎａ ｌ ｙｚ ｉ ｎｇ ｔ ｈ ｅ ｋ ｅ ｙ ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ，ａ ｎ ｄ ａ ｌ ｓ ｏ ｍａ ｋ ｅ ｓ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｔ ｅ ｓ ｔ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ａ ｃ ｃ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｃ ａ ｔ ｅ ｇ ｏ ｒ ｉ ｅ ｓ ，ａ ｎ ｄ ｗｉ ｔ ｈ ｓ ｏ ｍｅ ｓ ｕ ｇ ｇ ｅ ｓ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｇ ｉ ｖ ｅ ｎ ｄ ｅ ｔ ａ ｉ ｌ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｐ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｃ ｅ ， ｉ ｔ ｃ ａ ｎ ｈ ｅ ｌ ｐ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｒ ｓ ａ ｎｄ ＥＭ Ｃ ｔ ｅ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ｐ ｅ ｒ ｓ ｏ ｎ ｎ ｅ ｌ ｏ ｆ ａ ｉ ｒ ｃ ｒ ａ ｆ ｔ ａ ｎ ｄ ａ ｉ ｒ ｂ ｏ ｒ ｎ ｅ ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｓ ｔ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ａ ｎ ｄ ａ ｒ ｄ ’ Ｓ ｒ ｅ ｑ ｕ ｉ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ， ｐ ｌ ａ ｎ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｔ ａ ｒ ｇ ｅ ｔ ，ｃ ａ ｒ ｒ ｙ ｏ ｕ ｔ ｔ ｈ ｅ ｖ ｅ ｒ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｅ ｓ ｔ ．
DO-160G雷电间接效应试验类别
DO-160G雷电间接效应试验类别
根据设备的用途和安装对设备确定试验类别，试验类别由6个字符组成，如图1所示。
EUT的雷电感应瞬态敏感度试验波形和试验电平等级通常采用三组字母和数字组合进行标记。
图1试验类别标记
a)第1位为字母，表示插针注入试验，用字母A或B标记；
b)第2位为数字，表示插针注入试验电平等级，用数字1～5标记；
c)第3位为字母，表示线缆束单次回击和多重回击试验，单次回击波形组
用字母C、D、E、F标记，单次回击和多重回击波形组用字母G、H、J、
K标记；
d)第4位为数字，表示线缆束单次回击和多重回击试验电平等级，用数字
1～5标记；
e)第5位为字母，表示线缆束多重脉冲组试验，用字母L或M标记；
f)第6位为数字，表示线缆束多重脉冲组试验电平等级，用数字1～5标记。
插针注入试验波形可选项为A、B（波形3、4、5的组合），线缆束试验单次回击波形可选项从C~F（波形1~5构成的单次回击），线缆束试验多重回击波形可选项从G~K（波形1~5构成的多重回击），线缆束试验多重回击波形可选项为L、M（波形3和波形6构成的多重脉冲群）。
其中，A、C、E、G、J适用于全金属机身，主要感应瞬态源为孔缝而非结构电阻时，安装在机身或机身部件内部导线互连的设备，也适用于金属框架和复合材料蒙皮组成的机身以及主要表面用金属丝网或薄膜保护的碳纤维复合材料机身内部的设备；当机身的结构电阻也是重要感应瞬态源时（如碳纤维复合材料结构），波形组B、D、F、H、K适用于安装在机身或机身内部，用导线互连的设备。
线缆束试验波形组E、F、J、K适用于用含有屏蔽线的线缆束互连的设备。
线缆束试验波形组C、D、G、H适用于用含有非屏蔽线的线缆束互连的设备。
do160 雷击测试标准
do160 雷击测试标准
DO-160 标准是由美国航空无线电技术委员会（RTCA）制定的，用于评估航空电子设备在雷电环境下的耐受能力和性能的测试标准。
以下是DO-160 雷击测试标准的部分内容：
1. 测试目的：评估航空电子设备在遭受直接雷击和间接雷击时的耐受能力和性能。
2. 测试环境：模拟真实的雷电环境，包括直接雷击、间接雷击和电磁兼容性测试。
3. 测试设备：包括雷击模拟器、电流传感器、电压传感器、电磁场探头等。
4. 测试方法：根据设备的安装位置和使用环境，选择适当的测试方法。
测试方法包括直接雷击、间接雷击、电磁场感应等。
5. 测试等级：根据设备的重要性和使用环境，将测试等级分为A、
B、C、D 四个等级。
等级越高，要求越严格。
6. 测试结果：根据测试结果，评估设备的耐受能力和性能。
如果设备在测试中出现故障或性能下降，需要进行修复或改进。
DO-160 雷击测试标准是航空电子设备必须遵守的标准之一，它可以确保设备在雷电环境下的安全性和可靠性。
战机雷电间接效应试验的研究
战机雷电问接效应试验研究孟莹成飞公司西南电磁兼容监督检测中心［摘要］雷电直接效应可导致飞行器发生熔融、击穿等物理畸变，而雷电的间接效应却会使飞行器电性能失效或损坏，导致飞行器极限损失，对于装载有高精度飞控系统和航电系统的现代化战机进行雷电间接效应研究，确定雷电间接效应试验波型、试验布局和数据采集方式，将成为雷电间接效应防护设计的依据和里程碑。
［关键词］雷击雷电流模拟件峰值电流１综述在全球大气环境中，每天约发生８００万次雷电自然现象，雷电电磁脉冲放电能量可达数百兆焦耳。
在大气中飞行的飞行器，如：飞机、直升机、导弹、火箭、飞船等，不可避免的会遭遇到雷电环境，出现极限损失。
为此，飞行器的雷电防护设计已是其常规设计指标，有许多较为先进的雷电防护设计措施已在各种飞行器上使用，并有效地减少了雷电直接效应的危害。
当雷电扫掠机体后，对战机机载电子、电气设备产生的雷电间接效应，将给飞机带来灾难性的影响，据悉飞机的雷电间接效应试验研究在国内尚未开展。
现代化战机不仅装载有高精度的航电设备和飞控系统，以及大功率的电子对抗系统和火控雷达，这些电子设备通常与数据总线交联由计算机控制来实现高集成化的运作，对电磁环境的要求非常高，当飞机经过雷电环境或雷电掠过机体表面时，均可能在飞机设备舱产生雷电间接效应，而造成灾难性的损失。
因雷电作用使一架载有现代化大规模集成电路装备的战机出现致命故障，只需百分之一的雷电能量。
２雷电间接效应对机载设备的影响战机的电子、电气设备包括飞控计算机、显控台、雷达等Ｉ类重要设备，一般均装在战机前设备舱内，将战机前设备舱作为研究对象，根据雷电在飞机上不同的附着方式进行分析，可看到雷电的间接效应带来的后果。
当雷电附着在机头部位时（如雷达罩上），雷电电流的瞬态过程及分布，会产生强大的ｆ雷电脉冲电磁场，在电磁耦合效应的作用下，将会有部分雷电能量传导或辐射到机载电子电气设备上，导致机内Ｉ类（危及飞行安全的设备）设备不能正常工作，而使飞机出现灾难性事故，当雷电扫掠战机前设备舱外表面时，雷电电流部分通过前设备舱表面，部分则通过前设备舱机载设备的电缆，同样会给战机带来毁灭性灾难。
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DO-160F雷电间接效应试验波形
DO-160F的第22节“雷电感应瞬变敏感度”规定了设备级的雷电间接效应试验，该试验通过模拟雷电感应产生的瞬态信号，验证设备耐受雷击间接效应的能力。
试验包括两组：针脚注入试验和电缆束试验。
针脚注入试验为破坏性容差试验；而电缆束试验用于评价瞬态信号施加到互连电缆束时设备功能的失效性容差。
1.五种试验波形
标准规定了五种试验波形，分别如图1~图5所示。
图1波形1（电流）
波形1为电流波形，用于电缆束试验。
图2波形2（电压）
波形2为电压波形，用于电缆束试验，上升最快，周期最短。
图3波形3（电压/电流）
波形3为阻尼振荡波形，用于针脚试验和电缆束试验，是组成多脉冲群的波形。
波形3的频率为1MHz和10MHz。
图4波形4（电压）
波形4是电压波形，T1、T2与波形1相同，用于针脚试验与对地注入试验。
图5波形5（电压/电流）
波形5为电压/电流波形，用于针脚试验和电缆束试验，在五个波形中上升最慢，周期最长，标准中表22-1.1与表22-1.2规定的试验要求中只用到了5A，但在22.5.2（h）中提到：“在某些与飞机机身设计和线缆敷设有关的情况下，设备可能遭受像5B一样较长持续时间的波形。
在该条件下进行的试验应表示为Z类”。
2.三种波形施加方式
标准规定了三种波形施加方式：单次回击、多次回击、多脉冲群。
a)单次回击是指一次施加单个波形，标准要求连续施加10次，且每次单击之间间隔不超过1分钟；
b)多次回击则是模拟飞机在遭受雷击时，在第一回击后跟有多次后续回击的情况，波形如图6所示，随后的瞬态信号电平为首个瞬态信号电平的50%，但结合标准中表格22-4说明的幅度容差，随后的瞬态信号电平为首个信号电平的50%~75%都是可以的。
另外，单次回击和多次回击试验可合并，只要多次回击的首个瞬态信号电平达到单次回击的电平即可。
进行试验时，标准要求连续施加10个多次回击，且每个多次回击之间间隔不超过5分钟。
图6多次回击
c)多脉冲群（图7）主要是模拟一次雷电放电过程中随机出现的高上升率脉冲，这些脉冲分布在雷击放电的各电流分量之间，尽管它们不太可能对飞机或电子元器件造成物理损伤，但其随机的重复特性却有可能对某些系统造成干扰或使其失常。
每组多脉冲群由3个脉冲群组成，每个脉冲群由20个波形3组成。
进行多脉冲群试验时，标准要求每个3秒施加1组多脉冲群（两组脉冲群的起始时间相隔3秒），至少连续施加5分钟。
另外，标准规定：为了达到多次回击和多次脉冲群试验目的，通过设置瞬态信号中单个脉冲之间和单个脉冲群之间的时间间隔来获得随机间隔效应。
图7多脉冲群。