飞机雷电防护标准试验与波形
飞机雷电直接效应防护试验标准与试验项目
飞机雷电直接效应防护试验标准与试验项目
一、介绍
飞机雷电直接效应（LPD）防护是在飞机设计过程中非常重要的一环，它能够给飞机
构型与构件提供关键的保护层，防止雷电直接效应对飞机构型及其组件造成的损伤。
为了
确保飞机LPD防护层的有效性，国际机场协会提出了《飞机雷电直接效应防护试验标准》，其中包含了具体的试验项目，以便确保飞机雷电直接效应防护层的有效性。
1、试验样品
本标准要求试验样品必须符合飞机各先进性能特性的设计标准，在结构和材料上都必
须和最终产品一致。
2、试验项目
（1）电弧灼烧试验：本试验用于测量电弧火花、热释电、跳火花和通过故障电路时
的回路中的绝缘材料的损伤程度；
（2）电弧火焰延伸测试：本试验用于测试电弧火花是否能够延伸到类似绞缆的复杂
配置形状中；
（3）电磁波效应测试：本试验可用于评估电磁波对介电材料以及涉及截面和构造的
安全性能，以确保电磁波不会传播到复杂的绞缆中；
（4）电磁脉冲试验：本试验主要是为了测量电磁脉冲对电子设备的损伤程度；
（5）传导效应测试：本试验主要是为了测量传导阻碍物件，例如电线缆、屏蔽罩、
接插件对电磁波传播效果的影响。
三、结论
通过依据国际机场协会提出的《飞机雷电直接效应防护试验标准》，可以明确地知道
飞机结构以及雷电直接效应防护层所需要满足的试验项目。
通过这些试验项目的测试，可
以更好的保护飞机的安全和结构的稳定性，对飞机的运行起到积极的作用。
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”。
雷电防护等级4波形3
雷电防护等级4波形3
【原创版】
目录
1.雷电防护等级的定义和重要性
2.4 波形 3 的含义和特点
3.4 波形 3 在雷电防护中的应用
4.4 波形 3 的优势和局限性
正文
雷电防护等级是衡量防雷设备防护能力的重要标准，它关乎到设备的安全和稳定性。
其中，4 波形 3 是一种常见的雷电防护等级，它具有独特的特点和应用场景。
4 波形 3，顾名思义，是指在 4 个波形中，第三个波形的电压峰值与第一个波形的电压峰值之比。
这个比值越大，表示防雷设备的防护能力越强。
4 波形 3 通常用于评估防雷设备的防护性能，帮助工程师设计和选择合适的防雷设备。
在实际应用中，4 波形 3 可以有效地防护雷电对设备的损害。
它能够快速地响应雷电产生的高电压，将电压降低到安全范围内，从而保护设备免受损坏。
然而，4 波形 3 并非万能，它也存在一些优势和局限性。
首先，4 波形 3 的优势在于其防护能力强。
由于其特殊的波形特点，它能够有效地抵御高强度的雷电冲击，降低设备损坏的风险。
其次，4 波形 3 的局限性在于其适用范围有限。
它主要适用于对防护能力要求较高的设备，如电力设备、通信设备等。
对于一些对防护能力要求不高的设备，使用 4 波形 3 可能会造成资源浪费。
综上所述，雷电防护等级 4 波形 3 是一种重要的防雷标准，它具有独特的特点和应用场景。
用于雷电防护的雷电流波形参数研究
用于雷电防护的雷电流波形参数研究用于雷电防护的雷电流波形参数研究雷电是自然界中常见且危害性较大的一种天气现象，其强烈的电荷分离产生的电场和电流对人类和物体都有一定的威胁。
为了有效地预防和缓解雷电对人类和设备的伤害，雷电防护成为了一个热门的研究领域，其中的一个重要方向就是研究雷电流波形参数。
在本文中，我们将讨论用于雷电防护的雷电流波形参数研究。
雷电流波形参数是指在雷电过程中由于电荷分离引起的电流的各项参数，包括电流幅值、波形特征、时间特征等等。
这些参数在雷电防护研究中具有非常重要的作用，其合理的选取和使用能够有效地提高防护效果。
因此，近年来许多学者对雷电流波形参数进行了深入研究，取得了一系列的研究成果和进展。
首先，电流幅值是衡量雷电能量大小的重要参数。
在雷电过程中，由于电荷分离带来的放电能够产生巨大的电流，因此需要选取适当的电流传感器对其进行测量。
针对不同的雷击情况，对电流幅值进行适当的调节是保证防护效果的重要手段。
其次，雷电流波形特征也是研究雷电防护的重要参数之一。
雷电在产生的瞬间会形成一个几乎瞬间的脉冲电流，而这种电流波形会对被保护物体产生不同的影响。
因此，研究并确定不同雷电脉冲波形对保护物体的影响是关键。
最后，时间特征也是研究雷电流波形参数的重要方面。
由于雷电实际有着一定的持续时间，因此需要考虑雷电的时间特征对被保护物体的影响。
根据实际数据的分析，确定最佳的雷电防护时间范围是保证防护效果的关键环节之一。
综上所述，用于雷电防护的雷电流波形参数研究在现代科技中具有重要意义。
的确，目前已然有许多成熟的研究成果，但是未来的研究还需继续深入。
例如，应用新型的传感器和分析手段，制定更高效的防护策略等等，这些都是未来雷电防护研究的重要前沿和挑战。
为了更加深入地研究用于雷电防护的雷电流波形参数，我们需要从实验和理论两个方面进行探究。
首先，实验研究是深入研究雷电流波形参数必不可少的手段之一。
通过对实际雷电的测量和分析，可以获取精确的电流数据和波形特征，并基于实验数据建立相关的模型。
飞机雷电防护标准试验与波形
飞机雷电防护标准试验与波形飞机雷电防护标准试验与波形1 概述地球上平均每天约发生800万次雷电各类飞行器不可避免(不以人的意志为转移)的要遭遇大气雷电环境巨大的雷电能量和雷电电磁脉冲辐射场使得飞行事故时有发生如1969年美国阿波罗12号宇宙飞船在发射升空时遭到雷击;1987年美国瓦罗普斯岛上5枚火箭遭雷击其中3枚自行点火升空1988年9月越南一架客机在曼谷上空遭雷击76人遇难美国军方70年代10年间的雷击事故统计表明平均每年约有一架飞机遭雷击而坠毁各种等级事故每年则不下百起2000年6月,我国一架飞机在强雷暴环境中失事,飞机遭到了雷击通常一架固定航线的飞机平均每年要遭到一次雷击航空史上已有2500多架飞机遭雷电击毁在现代航空航天技术中为减轻飞行器结构重量和提高飞行器测控系统性能而大力发展并大量采用的先进复合材料技术和微计算机微电子测控技术对雷电更敏感遭到雷击时损失更大因此必须发展飞行器的雷电防护设计和试验研究技术2 飞机的雷电防护要求自上世纪60年代中期以来一直每两年举行一次国际雷电与静电学术会议(ICOLSE)交流与讨论飞机的雷电防护要求标准与设计和试验研究工作美国和欧洲等适航当局先后颁发了各类适航条例如FAR23部25部27部29部等适航条例就飞机的雷电防护提出了严格的要求我国也参照欧美飞机雷电防护体系颁发了相应的适航条例如CCAR25部等这些适航条例对飞机雷电防护的要求主要归为三大类即飞机结构与部件飞机燃油系统和飞机电气电子系统例如25581条款针对飞机的总体及其组件25954条款针对飞机的燃油系统25.1316条款针对飞机的电气电子系统需对这些要求进行验证当不能满足上述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将不得进入航线3 飞机雷电防护的适航审查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的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4 我国飞机雷电防护标准和试验波形要实现飞机在雷电环境下的各项安全要求除需进行正确有效的设计和制造外还需有效的试验与检测手段目前国际公认的有关飞行器的雷电试验波形由美国SAE学会于上世纪70年代发布的AE4L报告给出其后的一系列军民用飞机的雷电防护试验标准中基本都采用了这个报告给出的波形我国目前采用的飞机雷电防护标准,主要有国家军用标准GJB 2639-96军用飞机雷电防护GJB 3567-99军用飞机雷电防护鉴定试验方法和航空工业标准HB 6129-87飞机雷电防护要求及试验方法等飞机雷电防护试验主要有雷电附着点试验雷电直接效应试验和雷电间接效应试验在雷电附着点试验中分别有最高可达MV级的高电压ACB和D波等波形如图1所示以满足飞机不同的雷电压试验要求其中电压A波要求上升率为1000kVs 电压B波上升时间约1.2s 半峰时间约50s用于在试验样品与电极间建立所要求的电场梯度电压C波持续时间2s电压上升率和幅值不作规定主要用于飞机或飞机模型的雷电区域划分试验电压D波的上升时间约50250s在雷电流试验中分别有雷电流ABCD分量和EH波等不同参数的波形以满足不同的雷电流试验要求其中A分量的电流峰值可达200kA 作用时间500s(可调整为10350s波形)作用积分为2106A2s各分量主要用于能量冲击试验即雷电直接效应试验根据试验要求可以不同的组合以连续的方式作用到试验样品上图2为雷电流A(500s)B(5ms)C(0.251s)D(500s)各分量的示意图E波和H波主要用于雷电电磁兼容LEMC即雷电间接效应试验电流变化率可达105AsH波的波形见图3但试验时H波需以波形串的方式作用到试验样品上5飞机雷电防护试验要求51 工程试验一架新飞机在设计时就需严格考虑雷电防护飞机的气动外形确定后即开始飞机雷电区域划分的确定这通常由雷电附着点试验来完成可采用雷电压A波C波和D波等波形飞机的不同部位结构或部件包括电气电子系统等在进行雷电防护设计时首先需确定自己所处飞机上的雷电防护区域不同的区域对雷电防护的设计要求是不同的目前国际上通行的作法是将飞机表面划分为36个区可采用不小于130的飞机缩比模型试验如A319飞机进行了117的缩比模型雷电附着区域划分试验,模型飞机的电气结构特征应与原机一样在确定了飞机的雷电区域划分后飞机的各个。
飞机雷电防护试验相关标准
飞机雷电防护试验相关标准国内外与飞机雷电防护试验有关的标准很多，这些标准可分为两类，一类是对飞机的雷电防护能力提出要求的标准，另一类是对飞机的雷电防护方法及试验方法做出规定的标准。
由于我国的适航审查体系基本参照美国，因此主要介绍我国和美国的标准。
1 对飞机雷电防护能力提出要求的标准1.1 适航条例适航条例对民用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。
中国民航总局颁布适航条例主要有：-23：正常类、实用类、特技类、通勤类飞机适航条例；-25：运输类飞机适航条例；-27：正常类旋翼航空器适航条例。
-29：运输类旋翼航空器适航条例。
这些适航条例基本参照美国FAA（联邦航空管理局）颁布的FAR（美国联邦航空条例）系列。
CCAR-25对雷电防护要求最为严格，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，并要求对防护能力进行验证。
其余适航条例也对雷电防护能力有要求。
1.2 MIL-STD-464AMIL-STD-464A《系统电磁环境效应要求》由美国国防部于2002年12月发布，该标准对军用设备（包括飞机）的雷电防护能力提出了要求。
其5.4节规定：“对于雷电的直接效应和间接效应，系统都应满足其工作性能的要求。
当在暴露状态下，经受一个邻近的雷击以后，或在储存条件下经受一个直接雷击后，军械应满足其工作性能要求。
在经受暴露条件下的直接雷击期间及以后，军械应保证安全……符合性应通过系统、分系统、设备和部件（如结构件和天线罩）级试验、分析或其组合来验证。
”1.3 GJB1389AGJB1389A《系统电磁兼容性要求》由中国人民解放军总装备部于2005年10月批准发布，对应于MIL-STD-464A。
飞机雷电防护的适航要求与试验
飞机雷电防护的适航要求与试验飞机雷电防护的适航要求与试验自人类诞生以来，对雷电就产生了许多美丽的遐想和神话传说，也许正是雷电，使人类懂得了火，从而给人类带来最初的文明和进步，但对于人类的的航空活动来说，雷电则是危险的。
雷电是由大气层中不同湿度和温度的气流相对运动而形成的自然现象，一般分布在15千米左右以下的空间内，雷电电压可高达亿伏以上量级，当云层之间或云层对地之间的电场强度达到约1000千伏每米量级时，大气就会被电离，形成导电的等离子体气流，从而产生泄放和中和电荷的等离子体导电通道。
通道上电流巨大，温度极高，使通道上的气流瞬间膨胀，便产生了明亮耀眼的闪电和震耳欲聋的雷鸣。
在地球大气中，平均每天约发生800万次雷电。
其中幅值高达到200千安以上的雷电流占0.5%，电流的上升速率最高可达每秒1000千安培左右。
有统计表明，一架固定航线的飞机，平均每年要遭到一次雷击，由此造成的飞行安全事故时有发生，有些是灾难性的。
特别是现代先进飞机，为提高飞机飞行性能，大量采用了现代电子技术，如计算机飞控系统，通信导航系统，同时还大量采用了先进复合材料，如碳纤维复合材料等。
但遗憾的是，这些先进的电子技术和材料技术，对雷电相当敏感，遭到雷击后损失更大。
迄今为止，至少有2500架飞机被雷电击毁。
因此，将大气雷电环境给飞行安全带来的影响减至最小，一直是人们努力追求的目标。
为了减少损失，在相关适航条例中，对飞机的雷电防护设计提出了严格的要求，以此来确保飞机在雷电环境中的安全性。
因此，当设计一架新型飞机，或对已有飞机进行改进改型设计时，均需切实考虑飞机的雷电防护性能，并将其贯穿于飞机设计的始终。
由于电场位形对导电物体的几何分布敏感，而飞机的外形或结构往往又是非常复杂的，根据电磁场理论，采用常规的算法很难得出精确解。
因此，在飞机设计过程中，必须进行充分的的实验室雷电试验，依据有效地雷电试验数据指导设计，以满足飞机适航取证的要求。
飞行器雷电防护试验
ＥＭＰ模拟器不能用于研究ＬＥＭＰ和ＥＳＤＥＭＰ等，这就要求人们建造新型的ＥＭＰ磷攒器；尤其是
用小的投资建造一机多用途的太型模拟设备，显得十分重要。作者就是基于上述情势和思想，
申请了｜“多功能电磁脉冲模拟器”发蹦专利，并在研制的试验基础上利用本文做细牝介绍，
二、主要ＥＭＰ源简介
ＥＭＰ源来自两方面。天然的ＥＭＰ源有：ＬＥＭＰ、ＥＳＤＥＭＰ和太阳周期性的磁爆“骚动”产生
闪电
核爆炸
静电放电
模拟器
一、引言
电磁脉冲（ＥＭＰ）是一类高功率的脉冲电磁场。众所周知，它对电力和电子系统能产生严重 的危害，特别是随着电子元器件小型化，这种危害程度将更加严重。嘲此防ＥＭＰ的危害和对电 子设备进行抗ＥＭＰ的加固，是电磁兼容的重要任务之一。 以往，由于各种原因，人们从６０年代起只注重研究核爆炸产生的核电磁脉冲（ＮＥＭＰ），井为 此目的建造了众多ＮＥＭＰ模拟器。而ｊｉ这些模拟器所用的高功率脉冲电源基本全系电容储能 形式，绝大多数采用Ｍａｒｘ发生器的倍压电路输出高压脉冲。而照射器（负载）主要是两种形式： 有界波（封闭式）照射器和辐射波（开放式）照射器。前者可把能量集中在照射器的工作间，能获 得高场强，产生宽频带的平面渡；后者用偶极天线辐射，因此场强不均匀，被试物获得能鼍小，效 率低，但相对成本较低“’。 以前用这种模拟器对高空核爆炸产生的ＮＥＭＰ已有较充分研究；近年又由于禁止棱试验条 约生效，因此相关的电磁兼容工作者应当把研究重点转到其它天然ＥＭＰ源的防护研究上，诸如
作者简历： 段泽民高级工程师，博士生，所长，长期Ｊ＾事强脉冲功率技术及微计算机删控技术研究与应用，开皂ｊ了我 国飞行嚣雷电防护试验研究工作。 附：Ｔｅｌ：０５５１—５３２０２６８
Ｅ—ｍａｉｌ：ｈｆｉｅｐ＠ｍａｉｌ
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
飞机雷电防护标准试验与波形
1 概述
地球上平均每天约发生800万次雷电各类飞行器不可避免(不以人的意志为转移)的要遭遇大气雷电环境巨大的雷电能量和雷电电磁脉冲辐射场使得飞行事故时有发生如1969年美国阿波罗12号宇宙飞船在发射升空时遭到雷击;1987年美国瓦罗普斯岛上5枚火箭遭雷击其中3枚自行点火升空1988年9月越南一架客机在曼谷上空遭雷击76人遇难美国军方70年代10年间的雷击事故统计表明平均每年约有一架飞机遭雷击而坠毁各种等级事故每年则不下百起2000年6月,我国一架飞机在强雷暴环境中失事,飞机遭到了雷击通常一架固定航线的飞机平均每年要遭到一次雷击航空史上已有2500多架飞机遭雷电击毁
在现代航空航天技术中为减轻飞行器结构重量和提高飞行器测控系统性能而大力发展并大量采用的先进复合材料技术和微计算机微电子测控技术对雷电更敏感遭到雷击时损失更大因此必须发展飞行器的雷电防护设计和试验研究技术
2 飞机的雷电防护要求
自上世纪60年代中期以来一直每两年举行一次国际雷电与静电学术会议(ICOLSE)交流与讨论飞机的雷电防护要求标准与设计和试验研究工作美国和欧洲等适航当局先后颁发了各类适航条例如FAR23部25部27部29部等适航条例就飞机的雷电防护提出了严格的要求我国也参照欧美飞机雷电防护体系颁发了相应的适航条例如CCAR25部等这些适航条例对飞机雷电防护的要求主要归为三大类即飞机结构与部件飞机燃油系统和飞机电气电子系统例如25581条款针对飞机的总体及其组件25954条款针对飞机的燃油系统25.1316条款针对飞机的电气电子系统需对这些要求进行验证当不能满足上述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将不得进入航线
3 飞机雷电防护的适航审查
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的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
4 我国飞机雷电防护标准和试验波形
要实现飞机在雷电环境下的各项安全要求除需进行正确有效的设计和制造外还需有效的试验与检测手段目前国际公认的有关飞行器的雷电试验波形由美国SAE学会于上世纪70年代发布的AE4L报告给出其后的一系列军民用飞机的雷电防护试验标准中基本都采用了这个报告给出的波形我国目前采用的飞机雷电防护标准,主要有国家军用标准GJB 2639-96军用飞机雷电防护GJB 3567-99军用飞机雷电防护鉴定试验方法和航空工业标准HB 6129-87
飞机雷电防护要求及试验方法等飞机雷电防护试验主要有雷电附着点试验雷电直接效应试验和雷电间接效应试验
在雷电附着点试验中分别有最高可达MV级的高电压ACB和D波等波形如图1所示以满足飞机不同的雷电压试验要求其中电压A波要求上升率为1000kVs电压B波上升时间约1.2s 半峰时间约50s用于在试验样品与电极间建立所要求的电场梯度电压C波持续时间2s电压上升率和幅值不作规定主要用于飞机或飞机模型的雷电区域划分试验电压D波的上升时间约50250s
在雷电流试验中分别有雷电流ABCD分量和EH波等不同参数的波形以满足不同的雷电流试验要求其中A分量的电流峰值可达200kA作用时间500s(可调整为10350s波形)作用积分为2106A2s各分量主要用于能量冲击试验即雷电直接效应试验根据试验要求可以不同的组合以连续的方式作用到试验样品上图2为雷电流A(500s)B(5ms)C(0.251s)D(500s)各分量的示意图
E波和H波主要用于雷电电磁兼容LEMC即雷电间接效应试验电流变化率可达105AsH波的波形见图3但试验时H波需以波形串的方式作用到试验样品上
5飞机雷电防护试验要求
51 工程试验
一架新飞机在设计时就需严格考虑雷电防护飞机的气动外形确定后即开始飞机雷电区域划分的确定这通常由雷电附着点试验来完成可采用雷电压A波C波和D波等波形飞机的不同部位结构或部件包括电气电子系统等在进行雷电防护设计时首先需确定自己所处飞机上的雷电防护区域不同的区域对雷电防护的设计要求是不同的目前国际上通行的作法是将飞机表面划分为36个区可采用不小于130的飞机缩比模型试验如A319飞机进行了117的缩比模型雷电附着区域划分试验,模型飞机的电气结构特征应与原机一样在确定了飞机的雷电区域划分后飞机的各个局部即可根据自己在飞机上的不同位置进行有针对性的雷电防护设计当设计完成后再根据不同区域雷电试验的要求选择雷电试验的电压和电流波形同样的部件和结构当处在飞机的不同雷电区域时其雷电防护设计的要求是不同的区域1的要求较高通常为机头翼尖旋翼垂尾座舱外挂物等突出的部位这些部位还常安装有电气电子部件如空速管航行灯天线等在雷击发生时所承受的雷电能量较大因此一般设计要求较高区域2为雷电等离子体弧的扫掠区所承受的雷电能量相对1区弱些区域3为传导区一般不会直接遭到雷击通常只考虑雷击电流的传导雷电防护要求相对较低例如碳纤维复合材料位于区域1时需进行抗击雷电高能量的设计如表面喷涂铝等措施位于区域3时表面可不喷涂铝或少量喷涂铝位于电子仪器舱口盖时则需进行高导电磁能力的处理以提高电磁屏蔽能力雷电试验完成后需判断其是否符合飞机的安全要求对于结构件通常可用现场观察的方法以及探伤和力学试验的方法来判断对于燃油系统常用火花和燃爆试验的方法来判断对于电气电子部件可检查其硬件是否有损坏软件是否受干扰是否误动作等这个过程一般就称为工程试验
5.2 鉴定试验
飞机完成了雷电防护设计和工程验证试验后为了取得适航认证还需进行雷电防护鉴定试验试验件应是实际的并获得适航认可的装机件或其一部分并确定试验件所处的雷电区域试验
点的数量和分布以及适用的试验波形和每点的试验次数目前我国已可开展飞机的雷电防护试验包括鉴定试验
5.3整机试验
飞机在经历了缩比模型雷电附着区域划分试验部件工程试验和部件鉴定试验后最后进行整机的雷电防护特性试验F14A340等飞机均开展过整机试验因为当将符合雷电防护安全性要求的各飞机局部结构或部件组装成整机时由于局部结构或部件相互间的影响如负载效应电磁耦合等原因并不能保证整机也符合雷电防护安全性指标要求只有通过整机的雷电防护试验来验证对发现的问题进行技术处理并达到规定的要求后才能认为飞机满足雷电防护安全性指标的要求
6 我国的飞机雷电防护试验
自1994年以来由于我国航空工业的快速发展开始研制飞机雷电防护试验装置先后开展过运七运八歼八直十一等各类飞机直升机的改型及其它新型号的雷电防护试验研究为我国飞机大量采用先进的复合材料和先进的电气电子系统提供了大量重要的技术数据和图片资料使国产飞机的防雷性能得到极大提高如在Y7200A飞机上机头雷达罩为雷击1区进行了雷电压A波和D波的雷电附着点试验以及雷电流A分量和B分量的能量冲击试验取得了非常有价值的试验数据(见图4)图5图6为部分典型的雷电试验波形
7 结语
飞机雷电防护试验是一项投入很大技术要求很高的试验目前我国已初具试验条件但与发达国家相比还有相当差距由于投入很大飞机型号任务数量有限应避免重复投入加强支持现有实验室的完善和建设积极跟踪国际新版飞机雷电防护标准及时修改编制我国的飞机雷电防护标准研究新的科研模式使我国飞机雷电防护适航取证与国际接轨。