飞机在空中为什么不怕被雷击？

飞机在空中为什么不怕被雷击？

飞机与雷击 工程技术分公司杭州维修基地 翁嘉思 一． 雷击产生的原理 雷电是由于大气层充电产生的结果。当充电到足够高时就会击穿 空气绝缘体从而发生雷击。静电现象主要是在积雨云（雷暴云）中产 生，但有时也会在暴风雪或天气良好的情况下产生雷电。 雷电可以分成很多种类：云到云的，云间的，云到地的等等。大多数 飞机遭遇雷击都是云到地这一种类型的。 二． 飞机与雷击 飞机结构是由导电材料制成的（铝合金），由于雷击的发展是由 云层到地面，飞机结构就提供了一个“短路”的路径，飞机成为了闪 电路径的一部分。 当然这种情况是很少遇到的，特别需要注意的是当 发生雷击时，那么就至少有两个雷击点：一个进口，...全部

  飞机与雷击 工程技术分公司杭州维修基地 翁嘉思 一． 雷击产生的原理 雷电是由于大气层充电产生的结果。当充电到足够高时就会击穿 空气绝缘体从而发生雷击。静电现象主要是在积雨云（雷暴云）中产 生，但有时也会在暴风雪或天气良好的情况下产生雷电。
   雷电可以分成很多种类：云到云的，云间的，云到地的等等。大多数 飞机遭遇雷击都是云到地这一种类型的。 二． 飞机与雷击 飞机结构是由导电材料制成的（铝合金），由于雷击的发展是由 云层到地面，飞机结构就提供了一个“短路”的路径，飞机成为了闪 电路径的一部分。
  当然这种情况是很少遇到的，特别需要注意的是当 发生雷击时，那么就至少有两个雷击点：一个进口，一个出口。由于 飞机通常是在水平面上前进，所以进口通常在飞机的前部（机头、发 动机吊舱、翼尖等），出口在飞机的后部（翼尖、垂直和水平安定面 的后部、起落架等）。
  由于在空中飞机是朝前飞行的，那么每一次雷 击都是沿着机身或发动机吊舱向后走的，因此往往会留下多个雷击点, 这种情况叫做“Swept stroke”。 据统计各种可能的雷击点，可以在飞机上分成以下不同的区域： (参见FIG。
  1) 区域1： 该区域的飞机表面是最易受到雷击的（进口和出口）； 区域2： 该区域的飞机表面是最易受到从区域1 开始的雷击扫 荡的； 区域3： 包括除区域1 和2 以外的所有飞机表面，受到雷击的 可能性较低。
  但是该区域仍然被两个雷击点（进和出）的电流穿过。 区域1 和区域2 根据雷击的持续时间可以进一步的分为“A”和 “B”两个子区域。“A”子区域产生雷击电弧的可能性较低，而“B” 子区域产生电弧的可能性较高。
   区域1A： 是指该子区域内雷击产生电弧的可能性较低，比如雷 达罩的静电带或发动机吊舱的边缘、皮托管附近； FIG 1 区域1B： 产生电弧的可能性较高，比如大翼、水平安定面、翼 尖等及其后缘； 区域2A： 由于“awept stroke”而产生电弧的可能性较低，比 如发动机后部，整个机身表面、机翼表面的弦中点附近区域等； 区域2B： 由于“awept stroke”而产生电弧的可能性较高，比 如区域2A 的机翼后缘。
   飞机的设计是基于防雷(lightning protection), 而不是避雷 (lightinng proof)。 避雷针的原理是将雷电的能量引入地下，从而避免雷电对目标的 破坏。
  要实现有效避雷，避雷设备必须满足两个条件： 1。 在保护目标前接触雷电 2。 有效接地 由于飞机是在空中飞行,所以不可能将雷电引到地下,因此也就 不可能避雷。 美国联邦航空局 (FAA) 制定的联邦航空条例 (FAR), 其中FAR 25。
  581声明, 飞机一定能受到灾难级闪电的保护。 关于飞机的设备, 系统及安装,需要在任何能预计的情况下发挥其功用。“飞机在雷击 后,，无论其损坏部份是电机设备，电子仪器或结构上都不可以影响 飞机继续安全性飞行。
   飞机的设计可以确保将雷击的后果减少到最小，并确保飞机在遭 受雷击后继续飞行，安全着陆。 A320 飞机采取了以下措施以确保飞机在雷击后的安全: 1。 所有关键性的盖板在雷击后不会熔化 2。
   在复合材料结构中加入避雷条,如雷达罩上装有放电条。 3。 飞机结构设计成良好的导通性(低电阻值),可以避免雷击时产 生过热。 4。 对于雷击产生的电磁干扰: A。 金属的飞机外壳为内部设备提供屏蔽保护(法拉第效应), 使电荷分布在飞机外部。
   B。 对于最为关键的设备提供高等级的保护。如飞机电子仪器 的电线包括电源通讯及控制线都加装有接地金属网 (Shielding)保 护，作用如STP 线．感应雷出现时，感应电场(Magnetic flux)就会 经金属网到飞机的地线，防止各电线出现过压现象，避免仪器损坏． C。
   采取冗余技术(多套设备互为备份) 5。 安装密封性佳、防止火花引爆的结构油箱。 飞机复合材料分布图 1 飞机复合材料分布图 2 三． 避雷 虽然飞机的设计不能避雷，但可以通过探测雷区，进而饶过雷区 从而实现避雷。
   在实际飞行中，干雷暴的情况很少，一般以雷雨区的情况存在， 所以可以使用气象雷达探测雨区来确定雷区位置。 注意：气象雷达探测的是雨量的强弱，它显示的颜色与雨量有直 接关系，而与雷区的强度无关。
   根据空客资料, 绝大多数雷击事件发生在15000 英尺以下, 因 此起飞,着陆,和保持阶段是最容易发生雷击的。 在起降阶段, 可以 利用ACARS 系统, 及时获得最新的气象信息，对于避雷可以起到一定 作用。
   四． 放电刷的作用 A320 系列飞机总共装有41 根放电刷。它的作用是将由于蒙皮和 空气摩擦产生的静电释放掉，以避免静电对通信和导航系统的干扰。 如果放电刷失效过多，在某些情况下，通信系统将变的充满噪音。
   放电刷与避雷/防雷没有关系。放电刷与雷击存在这样一种联系： 发生雷击后，放电刷往往发生损坏。这是放电刷的形状决定的：在机 翼或操纵面后缘的尖锐元件往往成为雷击的出口。 五． 维护工作 1。
   作好雷达系统的维护 A． 通过培训，总结等手段，提高维护人员的维护水平，及时 准确的排除雷达系统的故障 B． 追踪雷达发展信息，及时组织完成雷达设备的改装，消除 被确认的故障，保证雷达系统的可靠性和精确性。
   2。 对于出现的雷达罩放电条，搭铁线等的破损，及时修复，使飞 机保持良好的防电水平。 3。 由于雷击可能发生在飞机的任何部位，所以重要的是在雷击 后，严格按照工作单完成雷击后的检查，测试和修理，严格按照MEL 和SRM 放行飞机。
   4。 不断总结雷击维护经验,提高雷击维护水平。 。收起