【簡介:】飛機的防雷裝置系統(tǒng)分為兩類別,第一類別是在停泊時配置使用,即在飛機機身安裝一條避雷帶與地面扣接.第二類別是飛機在飛行狀態(tài)中使用,配置包括雷暴預(yù)報系統(tǒng),它能告知機 師在前方
飛機的防雷裝置系統(tǒng)分為兩類別,第一類別是在停泊時配置使用,即在飛機機身安裝一條避雷帶與地面扣接.第二類別是飛機在飛行狀態(tài)中使用,配置包括雷暴預(yù)報系統(tǒng),它能告知機 師在前方的天氣變化,讓機師有充分時間作好預(yù)防措施或遠離雷暴云帶;飛機本身亦安裝有防雷裝置.有時候 , 當(dāng)飛機在避無可避的情況之下,可將危險的雷電流分流到機身外,并從機身帶離飛機本體,從而避免油缸及機上控制及通訊設(shè)備受到破壞,保障機上的乘客,與及飛機本身的運行安全.雷電災(zāi)害個案事 件 日 期叁遭雷劈國泰機頭(空中)玻璃裂碎 2001年5月9日 (星期叁)機場上的局部地區(qū)性雷暴 2002年7月14日(星期日)維修飛機兩遭雷擊 五人觸電 2002年7月15日(星期一)表243.1 近年香港國際機場因雷暴導(dǎo)致的意外飛機防雷保護主要目的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)閃電擊中飛機機身后,具破壞性而強大的雷電流如上圖一樣經(jīng)機身導(dǎo)體流向各部份.雖然機上的電子儀器沒有和機殼有任何直接接駁點,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 ).飛機的防雷裝置系統(tǒng)之大剖析 (二) 防雷設(shè)計步驟:(圖略)A) 決定飛機機身的雷擊區(qū)域 ( Lightning Strike Zone )B) 設(shè)立飛機外各雷擊區(qū)域的環(huán)境C) 設(shè)立飛機內(nèi)的環(huán)境D) 確認(rèn)飛機飛行的緊急 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 ( ETDL )F) 設(shè)計雷電保護系統(tǒng)G) 檢驗故障系統(tǒng)A) 飛機機身的雷擊區(qū)域 ( Lightning Strike Zone )飛機防雷設(shè)計第一個步驟,是要將機身分成五個雷擊區(qū)域(ZONE).因為雷擊區(qū)域的設(shè)立,決定飛機上的電子儀器合適安裝在哪個位置上,遠離雷電過壓突 波的源頭.五個雷擊區(qū)域(ZONE)如下:1) Zone 1A;雷擊起始依附點及低閃電糾纏機會2) Zone 1B;雷擊起始依附點及高閃電糾纏機會3) Zone 2A;雷擊橫掃區(qū)域及低閃電糾纏機會4) Zone 2B;雷擊橫掃區(qū)域依附點及高閃電糾纏機會5) Zone 3;機身此部份處於 Zone 1 及 Zone 2 之間,在直擊雷或橫掃雷時作為各區(qū)域間雷擊電流的傳導(dǎo)體.各飛機的雷擊區(qū)域定義因應(yīng)飛機及操作的因素而有所不同.因此個別飛機評估是必須的. 圖244.1 介定飛機機身的雷擊區(qū)域B) 設(shè)立飛機外各雷擊區(qū)域的環(huán)境C) 設(shè)立飛機內(nèi)的環(huán)境為了測試飛機防雷系統(tǒng)的可靠性,會使用實際飛機材料模擬飛機內(nèi)外環(huán)境:實驗會向飛機機殼注入一個多元配電流.其中有些是過千安培值的電 流,可以擴散機殼的金屬部份,并透過改變電磁場,打穿飛機內(nèi)部,成過電壓突波.D) 確認(rèn)飛機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, 飛機一定能受到災(zāi)難級閃電的保護. 關(guān)於飛機的設(shè)備, 系統(tǒng)及安裝,需要在任何能預(yù)計的情況下發(fā)揮其功用.“飛機在雷擊后,,無論其損壞部份是電機設(shè)備,電子儀器或結(jié)構(gòu)上都不可以影響飛機繼續(xù)安全性飛行”因此,必須確認(rèn)飛機 飛行的緊急/必要系統(tǒng)及儀器并對它們采取額外保護:重點保護電子儀器引擎參數(shù)儀表飛翼防冰系統(tǒng)飛機電源燃油流動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)計水平“Equipment Transient Design Levels (ETDL).最終目的是控制飛機的實際突波水平是低過突波控制水平.與此同時,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>實際突波水平ATL<突波控制水平TCL<儀器突波設(shè)計水平(ETDL)之后的檢驗就會根據(jù)這 定立的各水平作模擬參數(shù).飛機的防雷裝置系統(tǒng)之大剖析 (叁) F) 設(shè)計保護系統(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,作用如STP線.感應(yīng)雷出現(xiàn)時,感應(yīng)電場(Magnetic flux)就會經(jīng)金屬網(wǎng)到飛機的地線,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) 檢驗系統(tǒng)經(jīng)過設(shè)計過程后,需要對各防雷操施作檢驗,以確保之前定立的規(guī) 附合.以下是檢驗程式:- 量度儀器連接線實際突波水平(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)計水平(ETDL) 而沒有組件損壞陸地狀態(tài)當(dāng)飛機停泊在陸地上,其實它與一般建 物無異.最好的防雷方法停泊在安裝了防雷系統(tǒng)的停機砰內(nèi).如果需要停泊在停機砰外,應(yīng)安裝一條飛機專用的接地線將飛機的機殼與大地連接起來.雷擊分流帶不過美國消防協(xié)會(NFPA)發(fā)現(xiàn)類似飛機專用的接地線不能有效保護維修人員在雷雨其間工作, 仍不時有一些工作人員受雷擊經(jīng)飛機機身觸電致傷的事故發(fā)生.因此,協(xié)會建議在雷暴發(fā)生其間不適宜進行任何停泊飛機的戶外維修工作.
飛機上有防雷條目的主要是防止雷電直接擊中雷達天線,不一定非要脈沖多普勒雷達,一般需要進行全天侯飛行的飛機上(包括民用飛機)都有類似的設(shè)計。現(xiàn)在的飛機都可以抵抗雷電的影響,電流可以通過機上的放電桿傳導(dǎo)出去,一般情況下受雷擊不會出現(xiàn)危險。雷達罩都是復(fù)合材料制的,所以要用防雷擊的金屬條把雷擊時的強大電流傳導(dǎo)到機身上去,當(dāng)然這個金屬條也并不能完全保證雷達的安全,但有總甚與無。機身就是飛機在空中時的接地電位。它主要是防止雷達被雷擊壞,以保證飛行安全和盡量減少被雷擊后的損失。雷達是非常昂貴的電子設(shè)備,當(dāng)然要做好能夠做到的保護?! ★w機上的放電刷叫靜電放電刷,主要是防靜電而不是起防雷擊作用,雷電中的強電流是防不了的。被雷擊中是很危險的,但并不是死定了,飛機機身會被打出洞來,但只要飛機還可控制,就可以降落,被雷擊中的飛機降下來檢查一般都會發(fā)現(xiàn)放電刷被打掉了,有時機身或其它部位甚至?xí)粨舸1荛_雷雨區(qū)飛行是必須的,因為雷雨區(qū)飛行是很危險的,無論軍機或民機