飞机雷击检查教案

When lightning initially strikes on the forward fuselage or engine nacelles, it will usually move rearward over the fuselage surface or over the wing surface. 当雷电最初击到前机身或者发动机短舱，它通常移动 到后机身表面或者机翼表面 On the wing surface, the lightning will move aft of the nacelle or aft of the extended ends of the leading edge slats. 在机翼表面，雷电会移动到短舱或者前缘缝翼伸出的 末端
概述
A careful inspection of the strike area is done to find the type and quantity of damage which has occurred. 仔细检查雷击区域，确定损伤发生的类型和数 量
经常被误判的雷击点图示
The basic protection for fuel and for critical electronic systems is the metal fuselage and wing structure. 金属机身和机翼结构是燃油和关键电子设备的 基本保护 (a) Necessary protection is also supplied for the non-metal structure by aluminum mesh (the rudder has a picture frame configuration). 也必须用铝制的网给非金属结构提供必要的保 护（方向舵有一层构型）
(b) The external structure prevents fuel ignition and electrical/electronic system damage. 外部结构防止点着燃油和损伤电子电气设备 (c) Critical electronic systems also rely on wire shields and proper shield terminations for indirect effects protection. 关键的电气设备也要依靠电线的屏蔽和适当的 屏蔽终端来间接保护
后缘襟翼雷击烧伤图示
货舱门下部雷击点有凹坑
飞行中的飞机遇到雷击场景
风扇包皮遭雷击穿孔进口图
After the airplane is struck by lightning, a general inspection of the airplane is done to find the areas of the strike. 飞机遭雷击后，检查飞机，找到雷击区 There are always at least two strike points at different areas of the airplane surface; (a) an entrance point, and (b) an exit point. 至少有两个雷击点在飞机表面区域：一个进入 点，一个穿出点
飞机雷击检查标准程序
雷击和尖端放电
首先介绍下雷电的能量，雷电电流平均约为 20 000A（甚至更大），雷电电压大约是10 的10次方伏（人体安全电压为36伏），一 次雷电的时候大约为千分之一秒，平均一 次雷电发出的功率达200亿千瓦（一般电饭 锅的功率低于1000瓦）。
飞机在雷电中穿行
飞机在飞行中也有可能遇到雷击，但是飞机没有办法装接 地的避雷针等工具，那么是不是高空高能闪电会造成飞机的严 重损伤呢？乘坐飞机的人不用担心这个问题，因为飞机机身是 由金属构成的，在飞机外壳遭受雷击时，高能的电荷会均匀移 动到互斥力最小的金属外壳表面，而机身内部就不会有电荷， 因此内部的电场为零。 尽管如此，遭遇雷击的飞机仍可能因为强大电流流过使机 身过热而局部变形或熔毁，电流形成的磁场也会影响机上的电 子设备，对飞行安全有一定的风险，为了降低雷击的危害，飞 机机翼的端部会安装放电刷，称为尖端放电原理，释放机壳和 空气摩擦产生的静电，金属的尖端容易吸引电荷，也容易释放 电荷，当机壳的电荷由于释放而减少的时候，就能够大大的降 低雷击强度，也就能减缓飞机遭受雷击的伤害。也就是说静电 刷和避雷针不同，它的主要目的使释放电荷以降低雷击强度。
尖端放电的形式主要有电晕放电和火花放电两种。在导 体带电量较小而尖端又较尖时,尖端放电多为电晕型放电。 这种放电只在尖端附近局部区域内进行,使这部分区域的空 气电离,并伴有微弱的荧光和嘶嘶声。因放电能量较小,这种 放电一般不会成为易燃易爆物品的引火源,但可引起其它危 害。在导体带电量较大电位较高时,尖端放电多为火花型放 电。这种放电伴有强烈的发光和破坏声响,其电离区域由尖 端扩展至接地体(或放电体),在两者之间形成放电通道。由 于这种放电的能量较大,所以其引燃引爆及引起人体电击的 危险性较大。
导体（对孤立导体）表面有电荷堆积时，电荷密度与 导体表面的形状有关。在凹的部位电荷密度接近零，在平 缓的部位小，在尖的部位最大。当电荷密度达到一定的量 值后，电荷产生的电场会很大，以至于把空气击穿（电 离），空气中的与导体带电相反的离子会与导体的电荷中 和，出现放电火花，并能听到放电声。 如高压线有轮廓的地方，就会出现尖端放电。由于接 到电源上，它一边放电，一边不停的提供放电需要的电荷， 这种放电会持续下去。
放电刷是利用尖端放电原理工作的。尖端放电就是导体 尖端的电荷特别密集，尖端附近的电场特别强，就会发生把 电放掉，强电场作用下，物体尖锐部分发生的一种放电现象, 他属于一种电晕放电。他的原理是物体尖锐处曲率大，电力 线密集，因而电势梯度大，致使其附近部分气体被击穿而发 生放电。如果物体尖端在暗处或放电特别强烈，这时往往可 以看到它周围有浅蓝色的光晕 . 通常情况下，空气是不导电的，但是如果电场特别强， 空气分子中的正负电荷受到方向相反的强电场力，有可能被 “撕”开，这个现象叫做空气的电离。由于电离后的空气中 有了可以自由移动的电荷，空气就可以导电了，空气电离后 产生的负电荷就是负离子，失去原子的电荷带正电，叫做正 离子。
避雷针是另外一个好的例子。高大建筑物上安装避雷 针，当带电云层靠近建筑物时，建筑物会感应上与云层相 反的电荷，这些电荷会聚集到避雷针的尖端，达到一定的 值后便开始放电，这样不停的将建筑物上的电荷中和掉， 永远达不到会使建筑物遭到损坏的强烈放电所需要的电荷。 雷电的实质是2个带电体间的强烈的放电，在放电的过程中 有巨大的能量放出。建筑物的另外一端与大地相连，与云 层相同的电荷就流入大地。显然，要是避雷针起作用，必 须保证尖端的尖锐和接地通路的良好，一个接地通路损坏 的避雷针将使建筑物遭受更大的损失。
在强电场作用下，物体表面曲率大的地方(如尖锐、细小物 的顶端)，等电位面密，电场强度剧增，致使它附近的空气 被电离而产生气体放电，此现象称电晕放电。尖端放电为电 晕放电的一种，专指尖端附近空气电离而产生气体放电的现 象。故要观察尖端放电的现象，除了要有足够高的电压外， 还必须有适当的形状配合，才容易做到。
火花型尖端放电随两极间距的减小而更易发生。这可由 击穿电压随极间距离的减小而下降来说明。 尖端放电的发生还与周围环境情况有关。环境温度越高 越容易放电。因为温度越高，电子和离子的动能越大,就更容 易发生电离。另外,环境湿度越低越容易放电。围为湿度高时 空气中水分子增多,电子与水分子碰撞机会增多,碰后形成活 动能力很差的负离子,使碰撞能量减弱。再者，气压越低越容 易放电。因为气压越低气体分子间距越大,电子或离子的平均 自由程越大,加速时间越长,动能越大,更容易发生碰撞电离。
The areas that initial lightning strike do not normally occur are as follows: 内部雷击区通常不会在以下区域： (a) the drain masts排水口 (b) the pitot probes皮托管 (c) the blade antennas刀型天线 (d) the extended ends of leading edge slats 前缘缝翼伸出末端 (e) the trailing edge flap track fairing tips 后缘襟翼导轨尖端 (f) the landing gear.起落架
(a) wing leading edge,机翼前缘 (b) wing trailing edge,机翼后缘 (c) wingtips,翼尖 (d) engines,发动机 (e) vertical fin tip,垂尾尖端 (f) horizontal stabilizer tips,水平安定面尖端 (g) elevators,升降舵 (h) nose radome,前鼻雷达屏蔽器 (i) APU. 辅助动力装置
飞机遭遇雷击的区域分布
雷击的进口和出口示意图
A lightning strike usually attaches to the airplane in Zone 1 and goes out a different location in Zone 1. The external components most likely to be hit are listed below (Figure 201):雷电通常击中飞机的区域1并在区域1的不 同位置穿出。容易被击中的外部部件如下；
翼尖表面被烧焦变色图示
(b) Indirect Damage is identirical/electronic systems equipment, wire shielding and shield terminations. This is caused by large electrical transients on the wiring 非直接损伤是干扰电子电气系统设备，线路屏 蔽，屏蔽终端。这会导致瞬间有大量的电在电 线上
Lightning strikes can cause two types of damage: 雷击会引起两种类型的损伤： (a) Direct Damage : 直接损伤 1) Metallic surfaces are burned, melted or show signs of metal distortion. 金属表面烧焦或者金属变形的迹象 2) Non-metallic surfaces are burned, punctured or delaminated. 非金属表面烧焦或者穿孔、分层
在导体的带电量及其周围环境相同情况下,导体尖端越尖, 尖端效应越明显。这是因为尖端越尖,曲率越小,面电荷密度 越高,其附近场强也就越强。在同一导体上，与曲率小的部位 相比，曲率大的部位就是尖端。因此,设备的边.棱.角相对于 平滑表面,管道的喷嘴相对于管线，细导线相对于粗导线,人 的手指相对于背部等等,前者都可认为是尖端,都容易产生尖 端效应。而且,即使带电体没有尖端，而与之相邻近的接地导 体具有尖端，它们之间也会产生尖端效应。此时,由于静电感 应,在接地体的尖端处会感应出异性电荷,并容易与带电体之 间发生放电。
When lightning initially strikes the aft area of the empennage or wing surface, it will stay there until the lightning current stops. 当雷电最初击到尾部或者机翼表面的后面区域， 它会停留直到雷击结束 Lightning strike entrance and exit points are usually found in Zone 1, but can also occur in Zone2 and 3 雷击进入点和穿出点通常在区域1发现，但是也 会在区域2和区域3发现