飞机雷击专项培训

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• • • • • • 经常发生雷击的区域如下:(见后图): (a) 机头部分和雷达罩 (b) 发动机短舱 (c) 机翼尖端 (d) 水平安定面尖端和升降舵尖端 (e) 垂直尾翼尖端和方向舵尖端。
检查外部和内部区域有无雷击损坏 概述
• • • • • • • 不经常发生雷击的区域如下(见后图): (a) 排泄管 (b) 皮托管 (c) 刀形天线 (d) 前缘缝翼的伸出端 (e) 后缘襟翼导轨整流罩尖端 (f) 起落架。
飞机设计上如何防雷
• 飞机的设计是基于防雷(lightning protection), 而不是避雷(lightning proof)。 • 飞机机体由导电的铝合金制成,机体各部 分又用搭接带连接起来。因此整架飞机相 当于一个屏蔽罩,把各种设备屏蔽起来, 起到保护设备的作用(法拉第效应)。 • 虽然飞机的设计不能避雷,但可以通过气 象雷达探测雷区,进而饶过雷区从而实现 避雷
检查飞机外表面
• (3)检查可能发生雷击的区域周围的复合 材料结构,查找分层或脱胶。 • 注: 像分层那种看不见的损坏类型会延伸到 可见损坏区域周围的区域。可用仪器 NDI 方法或轻敲检查查找分层。做轻敲打测试, 使用一固体金属盘,轻敲损坏区域附近的区 域(在主要结构的实心层中该敲打测试不起 作用)。如果区域分层,则听到的声音不同于 实心粘接区域的声音。
检查外部和内部区域有无雷击损坏 概述
• 高强度雷击会引起电气/电子设备故障。 • 注: 当电气系统受到保护,以避免电气/电子 导线和电缆遭受直接雷击时会产生损坏的 可能性。在不增压区域内,高强度雷击能够 产生电磁场,该不增压区域的面积大到足以 可能导致对电气系统部件的破坏。 • (a) 特别是,位于增压机身外部的部件的问题。 • (b) 导线屏蔽罩也会受干扰或退化。
飞机与雷击
飞机与雷击
• 根据BOEING的统计结果,一架飞机,平均 每飞3,000飞行小时被雷击一次。虽然这 样的频率不算高,但是对我们日常的飞机 维护影响还是比较大。
飞机与雷击
• 大多数飞机遭雷击时是处于上升、下降状态, 由于飞机在不断改变飞行高度,当飞机正好处于 两个不同高度的正、负电荷区之间时,飞机起到 搭桥作用,诱发闪电击。另外,飞机遭雷击大多 发生在云中、雨中,云外、晴天遭雷击机率较少。 因此要减小雷击应尽量避免在云中作改变高度飞 行。当飞机需要通过雷暴区时,可根据积雨云的 发展情况、飞机性能,采取从云旁绕过、云隙间 穿过、云上越过、下飞过等几种基本方法。
放电刷放电原理
• 放电刷的放电原理其实跟上面讲的电晕放 电是一样的。放电刷使得飞机在较低电压 下即开始出现电晕放电从而消散静电荷, 放电刷的电晕放电产生的尖脉冲幅度远小 于高电压下的放电脉冲,其辐射不足以对 接收机产生干扰
放电刷能否防雷
放电刷采用弱电流放电,放电电流只有几个μ A,放电刷 根本抵挡不了雷击强大的电流和电压。因此即使雷电先击 中放电刷,雷电的威力并不会因此减小。 由于飞机是导电的铝合金结构组成的,加上雷电多发生 在云中和雨中等潮湿的大气中,这个时候飞机积累的静电 荷将大大减小,飞机机体的电场强度将变得很小,因此飞 机在此区域飞行并不会因为静电的积累而增加或减少雷击 的概率。 但是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。这是放电刷的形状和 位置决定的:在机翼或操纵面后缘的尖锐元件往往成为雷 击的出口。
飞机雷击专项培训
目录
• • • • • 雷电简介 飞机与雷击 静电与雷击 雷击损伤的特点 雷击后的检查与修复
雷击简介
雷电简介
【雷电的形成】 • 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。雷电 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.
检查外部和内部区域有无雷击损坏 概述
• 雷击会造成 2 类损坏: (a) 直接损坏: 1) 金属表面有烧灼,溶化或显示金属变形 迹象。 2) 非金属表面灼伤,刺穿或分层。 • (b) 间接损坏 损坏或受干扰的电气/电子系统设备,导线屏 蔽和屏蔽终端。
检查外部和内部区域有无雷击损坏 概述
• 金属结构的直接损坏通常显示为直径大约为 1/8 英寸小的圆形熔化痕迹。 • 注: 溶化标记可能在小区域内。 • (a) 在后缘表面,熔化痕迹会沿着更大的表面区域 展开。 • (b) 如果发生高强度雷击,则可能会有 1/4 英寸直 径或更大的孔。 • (c) 其它直接损坏的迹象可能是灼伤或变色的蒙皮 和紧固件。 • (d) 由于附近强烈的闪电电流作用,钢结构部件有 形成强磁场情况。
飞机与雷击
飞机一旦误入积雨云时,除设法尽快脱离外,还应 采取以下措施: 1.在升限允许的情况下,迅速爬升高度至6000米 以上,脱离积雨云中部,因为积雨云中部(40006000米左右)不但最易遭到雷击,而且也是颠簸 最强烈的区域。而6000米以上不但雷击的机率会 减少,颠簸也会减轻。 2.尽可能地保持平飞,柔和地操纵飞机,不要经常 使飞机处于上升或下降状态。
• 2009年厦航B-5307飞机发生的雷击烧蚀
典型的金属结构雷击损伤——紧 固件周围小孔、烧蚀
典型的金属结构雷击损伤——表面涂层变 色
典型的复合材料雷击损伤——烧蚀、表面涂层变色、丢失
典型的复合材料雷击损伤——烧蚀、表面涂层变色、纤维损伤
雷击的检查与修复
• 雷击损伤检查的目的在于确认雷击的范围, 损伤的程度。 • 雷击后的检查程序在AMM05-51-19
• 复合材料不导电,需要在复合材料上增加导电装 置,把雷击时的电流引导出去,这就是所谓的防 雷击设计。 • 复合材料防雷击设计主要包括以下措施: • 铝框 ————————图a幻灯片 15 • 镀铝玻璃纤维表面层(BMS8-278) • 火焰喷涂铝涂层 • 铝箔层(BMS8-289) • 金属网(扩展型铝箔) • 铝网(BMS8-336)———铜网幻灯片 16
检查外部和内部区域有无雷击损坏 概述
• 当闪电起初打击前机身或发动机短舱时,它 通常会越过机身表面或者机翼表面向后方 移动。 • 在机翼表面上,雷击将移动到发动机短舱后 面或移动到前缘缝翼的伸出端后面。 • 当闪电最初打击尾翼的后部或者机翼表面 时,它将停留在那儿一直到雷击电流停止。
检查外部和内部区域有无雷击损坏 概述
检查飞机外表面
• (4) 检查所有外部灯。 (a) 如果发现损坏的灯,检查下列项目: 1) 损坏灯处的导线 2) 导线到跳开关。 (b) 对下列灯做测试: 防碰撞灯-操作试验 应急灯-操作试验
雷电简介
【雷电的威力】
雷电电流平均约为20 000A-30000A,雷 电电压大约是10的10次方伏,电场强度为 20000v/m,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。
雷击飞机的原理
• 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。
放电刷的作用
为了避免电晕放电对通信系统的干扰, 飞机安装有放电刷,放电刷可以及时地把 飞机飞行中产生的静电释放到空气中。
放电刷的作用
• 现代大型飞机均装有多根放电刷。它的作用是将 由于蒙皮和空气摩擦产生的静电释放掉,一方面 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;另一方面如果这些电荷不设法释放,一 旦飞机落地,它们就会极力寻找宣泄的通路,例 如人员、油灌车一旦靠近,这些电荷便伺机释放 所有的电能,产生「跳火」的现象,导致人员伤 亡、器材设备损坏,甚至引燃油气发生爆炸,因 此飞机飞行时,就得设法尽量将电荷放掉。
雷击损伤的特点
• 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”。
• 修理时,主要根据上述的表现形式确定雷 击损伤的范围。通常,SRM还规定必须用 NDT的手段来确定损伤的范围
雷击损伤的特点
雷击损伤的特点
• 雷击损伤是由强电流引起的损伤。就损伤的产生 来看,雷击与裂纹和腐蚀等损伤是有区别的。裂 纹是由力引起的飞机构件的损伤;腐蚀是由环境 (化学物质)引起的飞机结构损伤。 • 发生雷击时,至少有两个雷击点:一个进口,一 个出口。这是因为,雷击时,飞机是放电路径的 一部分。既然是电路的一部分,那么就至少有一 个进口,一个出口,否则电荷就停留在飞机上了。
雷击后的检查
• 检查外部和内部区域有无雷击损坏 • 对无线电和导航系统进行检查和工作性能 检查
检查外部和内部区域有无雷击损坏 概述
• 飞机遭受雷击后,对飞机进行一般检查找到 受击区域。 • 在飞机表面不同区域总是至少有 2 个雷击 点:进口点和出口点。 • 仔细检查遭雷击区域以查明损坏类型和数 量。
检查飞机外表面
• (1) 检查认为受到雷击的区域有无损坏迹象。 • 检查区域 1 表面是否有雷击迹象。
• 1)检查机头雷达罩的外表面, 查看蜂窝夹心结构有无烧 灼点,刺穿和针孔; 2)如果在机头雷达罩的外表面发现损坏,则检查机头雷达 罩的内表面,查看蜂窝夹心结构有无烧灼点,刺穿和针孔。 3) 检查金属结构有无孔或坑。查找灼伤的或变异常颜色的 蒙皮或铆钉。 4) 检查复合材料蜂窝夹层部件的外表面。查找是否有变色 的油漆和灼伤的,刺穿的或分层的蒙皮层。 告诫: 确认密封或修理所有损坏。如果不对损坏处进行密 封或修理,如果湿气进入会造成更多内部损坏。
损伤的形式
• 对于金属结构,雷击损伤的表现形式主要 有: 穿孔、 小洞、 烧蚀、 表面涂层变色;
• 对于复合材料,雷击损伤的表现形式主要有 表面涂层变色或丢失、 烧蚀、 穿孔、 铺层丢失、 分层、 纤维损伤以及蜂窝夹芯损伤; • 当然,除此之外,可能还有其他的损伤表现形式
图3 雷击损伤部位的剖面图——烧伤特征比较明显
静电与雷击
飞机静电的产生
• 飞机在空气中运动,由于空气和其它杂质 的摩擦,在飞机机身上将产生静电电荷 (摩擦生电),通常电荷均匀分布在机身 表面,但大气层也是一个电磁场,由于电 磁场的作用,导致这些电荷集中到飞机外 表比较尖锐、薄等电势梯度大的边缘区域。
静电的危害
飞行过程中聚集在飞机上的静电荷越来越 多。当电压足够高时,空气以脉冲形式被 周期性地击穿,即产生电晕放电,这种击 穿是在电场最高的尖锐点产生。尖脉冲的 产生会产生辐射干扰,降低带有天线的接 收机的性能,特别是低频的接收机,脉冲 产生很快,导致接收机只产生咝咝声,无 法使用。

• • •
检查飞机外表面
• (2) 检查区域 2 表面是否有雷击迹象。 • 注: 确保检查了一个面停止wenku.baidu.com另一个面开始的区域。 • (a) 检查迎角传感器(AOA),空速管探头、静压孔 及其周围区域是否有损伤、灼伤,刺破、褪色的 喷漆和一般的蒙皮变形。 • (b) 检查金属结构有无孔或坑,查找灼伤或变色的 蒙皮或铆钉 • (c) 检查复合材料蜂窝夹心结构部件外表面, 查找 是否有退色的油漆、灼伤、刺穿、或分层的蒙皮。
雷击损伤的特点
• 此外,整个机身蒙皮也是经常发现雷击的 地方。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,因此往往会在机身或发动机吊 舱上留下多个雷击点。
雷击损伤的特点
• 雷击损伤的烧伤特征比较明显。产生雷击 的电压高达一百万伏特、电流达到三万安 培,如此强大的电流可使飞机的局部温度 瞬间达到1200℉,高于飞机结构的熔点, 引起飞机结构烧伤。
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