【簡介:】如果前方有雷區(qū),一般飛機(jī)雷達(dá)會(huì)顯示,或者地面空管會(huì)告訴飛行員,這時(shí)可以采取繞過去的辦法。如果進(jìn)入了雷區(qū),也不要害怕,因?yàn)轱w機(jī)都要進(jìn)行閃電防護(hù)的試驗(yàn),驗(yàn)證具備防雷擊的能力,因此
如果前方有雷區(qū),一般飛機(jī)雷達(dá)會(huì)顯示,或者地面空管會(huì)告訴飛行員,這時(shí)可以采取繞過去的辦法。如果進(jìn)入了雷區(qū),也不要害怕,因?yàn)轱w機(jī)都要進(jìn)行閃電防護(hù)的試驗(yàn),驗(yàn)證具備防雷擊的能力,因此飛機(jī)都有一定的防雷擊的能力。
飛機(jī)的防雷裝置系統(tǒng)分為兩類別,第一類別是在停泊時(shí)配置使用,即在飛機(jī)機(jī)身安裝一條避雷帶與地面扣接.第二類別是飛機(jī)在飛行狀態(tài)中使用,配置包括雷暴預(yù)報(bào)系統(tǒng),它能告知機(jī) 師在前方的天氣變化,讓機(jī)師有充分時(shí)間作好預(yù)防措施或遠(yuǎn)離雷暴云帶;飛機(jī)本身亦安裝有防雷裝置.
有時(shí)候 , 當(dāng)飛機(jī)在避無可避的情況之下,可將危險(xiǎn)的雷電流分流到機(jī)身外,并從機(jī)身帶離飛機(jī)本體,從而避免油缸及機(jī)上控制及通訊設(shè)備受到破壞,保障機(jī)上的乘客,與及飛機(jī)本身的運(yùn)行安全.
雷電災(zāi)害個(gè)案
事 件 日 期
叁遭雷劈國泰機(jī)頭(空中)玻璃裂碎 2001年5月9日 (星期叁)
機(jī)場上的局部地區(qū)性雷暴 2002年7月14日(星期日)
維修飛機(jī)兩遭雷擊 五人觸電 2002年7月15日(星期一)
表243.1 近年香港國際機(jī)場因雷暴導(dǎo)致的意外
飛機(jī)防雷保護(hù)主要目的
I 減低過壓突波至耐壓水平 , 防止人身與及電子儀器的損壞
II 提高電子儀器對(duì)過壓突波的容通電流電壓
過壓突波 ( LEMP ) 的形成
當(dāng)閃電擊中飛機(jī)機(jī)身后,具破壞性而強(qiáng)大的雷電流如上圖一樣經(jīng)機(jī)身導(dǎo)體流向各部份.雖然機(jī)上的電子儀器沒有和機(jī)殼有任何直接接駁點(diǎn),但雷電流的改變可以產(chǎn)生 破壞性的電波和感應(yīng)過電壓,亦即是過壓突波( LEMP ).
飛機(jī)的防雷裝置系統(tǒng)之大剖析 (二)
防雷設(shè)計(jì)步驟:(圖略)
A) 決定飛機(jī)機(jī)身的雷擊區(qū)域 ( Lightning Strike Zone )
B) 設(shè)立飛機(jī)外各雷擊區(qū)域的環(huán)境
C) 設(shè)立飛機(jī)內(nèi)的環(huán)境
D) 確認(rèn)飛機(jī)飛行的緊急 或 必要系統(tǒng)及儀器
E) 設(shè)立突波控制水平 ( TCL ) 及儀器突波設(shè)計(jì) ( ETDL )
F) 設(shè)計(jì)雷電保護(hù)系統(tǒng)
G) 檢驗(yàn)故障系統(tǒng)
A) 飛機(jī)機(jī)身的雷擊區(qū)域 ( Lightning Strike Zone )
飛機(jī)防雷設(shè)計(jì)第一個(gè)步驟,是要將機(jī)身分成五個(gè)雷擊區(qū)域(ZONE).因?yàn)槔讚魠^(qū)域的設(shè)立,決定飛機(jī)上的電子儀器合適安裝在哪個(gè)位置上,遠(yuǎn)離雷電過壓突 波的源頭.五個(gè)雷擊區(qū)域(ZONE)如下:
1) Zone 1A;雷擊起始依附點(diǎn)及低閃電糾纏機(jī)會(huì)
2) Zone 1B;雷擊起始依附點(diǎn)及高閃電糾纏機(jī)會(huì)
3) Zone 2A;雷擊橫掃區(qū)域及低閃電糾纏機(jī)會(huì)
4) Zone 2B;雷擊橫掃區(qū)域依附點(diǎn)及高閃電糾纏機(jī)會(huì)
5) Zone 3;機(jī)身此部份處於 Zone 1 及 Zone 2 之間,在直擊雷或橫掃雷時(shí)作為各區(qū)域間雷擊電流的傳導(dǎo)體.各飛機(jī)的雷擊區(qū)域定義因應(yīng)飛機(jī)及操作的因素而有所不同.因此個(gè)別飛機(jī)評(píng)估是必須的.
圖244.1 介定飛機(jī)機(jī)身的雷擊區(qū)域
B) 設(shè)立飛機(jī)外各雷擊區(qū)域的環(huán)境
C) 設(shè)立飛機(jī)內(nèi)的環(huán)境
為了測試飛機(jī)防雷系統(tǒng)的可靠性,會(huì)使用實(shí)際飛機(jī)材料模擬飛機(jī)內(nèi)外環(huán)境:
實(shí)驗(yàn)會(huì)向飛機(jī)機(jī)殼注入一個(gè)多元配電流.其中有些是過千安培值的電 流,可以擴(kuò)散機(jī)殼的金屬部份,并透過改變電磁場,打穿飛機(jī)內(nèi)部,成過電壓突波.
D) 確認(rèn)飛機(jī)飛行的緊急或必要系統(tǒng)及儀器
美國聯(lián)邦航空局 (FAA) 定立了聯(lián)邦航空條例 (FAR), 其中FAR 25.581聲明, 飛機(jī)一定能受到災(zāi)難級(jí)閃電的保護(hù). 關(guān)於飛機(jī)的設(shè)備, 系統(tǒng)及安裝,需要在任何能預(yù)計(jì)的情況下發(fā)揮其功用.“飛機(jī)在雷擊后,,無論其損壞部份是電機(jī)設(shè)備,電子儀器或結(jié)構(gòu)上都不可以影響飛機(jī)繼續(xù)安全性飛行”因此,必須確認(rèn)飛機(jī) 飛行的緊急/必要系統(tǒng)及儀器并對(duì)它們采取額外保護(hù):
重點(diǎn)保護(hù)電子儀器
引擎參數(shù)儀表
飛翼防冰系統(tǒng)
飛機(jī)電源
燃油流動(dòng)儀表
航空儀器
警告燈電源
Stall barrier
聽頻發(fā)生器
通訊系統(tǒng)
引擎火警警報(bào)系統(tǒng)
導(dǎo)航系統(tǒng)
E) 設(shè)立突波控制水平“Transient Control Levels (TCL)”及儀器突波設(shè)計(jì)水平“Equipment Transient Design Levels (ETDL).
最終目的是控制飛機(jī)的實(shí)際突波水平是低過突波控制水平.與此同時(shí),儀器的突波接受水平亦要高於突波控制水平一段距離.才可抵抗過壓突波的破壞.< br>實(shí)際突波水平ATL<突波控制水平TCL<儀器突波設(shè)計(jì)水平(ETDL)
之后的檢驗(yàn)就會(huì)根據(jù)這 定立的各水平作模擬參數(shù).
飛機(jī)的防雷裝置系統(tǒng)之大剖析 (叁)
F) 設(shè)計(jì)保護(hù)系統(tǒng)(圖略)
為避免感應(yīng)電壓產(chǎn)生過壓的情況出現(xiàn),飛機(jī)電子儀器的電線包括電源通訊及控制線都加裝有接地金屬網(wǎng) (Shielding)保護(hù),作用如STP線.感應(yīng)雷出現(xiàn)時(shí),感應(yīng)電場(Magnetic flux)就會(huì)經(jīng)金屬網(wǎng)到飛機(jī)的地線,防止各電線出現(xiàn)過壓現(xiàn)象,避免儀器損壞.
除了以上的防雷技術(shù)之外,以下是其他飛機(jī)使用的防雷技術(shù):
加裝電源電子防 雷裝置
-使用低燃性燃油,加厚燃油門
G) 檢驗(yàn)系統(tǒng)
經(jīng)過設(shè)計(jì)過程后,需要對(duì)各防雷操施作檢驗(yàn),以確保之前定立的規(guī) 附合.
以下是檢驗(yàn)程式:
- 量度儀器連接線實(shí)際突波水平(ATL)是否超過預(yù)定的突波控制水平(TCL)
- 量度各自儀器是否應(yīng)付到所定的儀器突波設(shè)計(jì)水平(ETDL) 而沒有組件損壞
- 量度各自儀器在相互連接后是否應(yīng)付到所定的儀器突波設(shè)計(jì)水平(ETDL) 而沒有組件損壞
陸地狀態(tài)
當(dāng)飛機(jī)停泊在陸地上,其實(shí)它與一般建 物無異.最好的防雷方法停泊在安裝了防雷系統(tǒng)的停機(jī)砰內(nèi).如果需要停泊在停機(jī)砰外,應(yīng)安裝一條飛機(jī)專用的接地線將飛機(jī)的機(jī)殼與大地連接起來.
雷擊分流帶
不過美國消防協(xié)會(huì)(NFPA)發(fā)現(xiàn)類似飛機(jī)專用的接地線不能有效保護(hù)維修人員在雷雨其間工作, 仍不時(shí)有一些工作人員受雷擊經(jīng)飛機(jī)機(jī)身觸電致傷的事故發(fā)生.因此,協(xié)會(huì)建議在雷暴發(fā)生其間不適宜進(jìn)行任何停泊飛機(jī)的戶外維修工作.