空客飞机的防静电和雷击气候影响.docx

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空客飞机的防静电和雷击气候影响

空客飞机的防静电和雷击

飞机的静电放电现象主要影响无线电通信和导航系统，在飞行中遇到适当情况由于空气摩擦产生静电时，无线电通信的噪音非常大。

而闪电电击定义比较确定，经常可以通过闪电震波和相应的冲击噪音来感知。

两种情况有不同的征兆，也可以通过他们不同的持续时间来识别。

空客公司发布过两个特别的通告来描述电击和静电放电。

即：

SIL05-005闪电电击情况

SIL23-027静电放电情况

下面就是关于两个通告的摘要翻译稿。

全文请参阅英文原件

SIL05-005闪电电击情况

在过去，关于闪电电击现象在欧洲、美国、日本都有比较密切的研究。

本服务信息通告主要是向运营人提供关于电击情况的概述，例如现象、在飞机上的传输过程、对飞机结构和飞机系统的影响，以及电击以后的适当程序。

毫无疑问这个通告是不全面的，但希望对空客的用户有所帮助。

1.电击现象

电击是由于大气中的电量积聚导致的。

当这些电量积聚超过了空气的绝缘能力后，就会发生电击现象。

静电积聚主要发生在卷积云中，暴风雪也可以产生放电，也有报告无云晴空中也发生过闪电。

有不同的闪电：

云对云、云内、云对地

对飞机影响最大的是云对地闪电。

研究也主要集中在此。

2.闪电电击在飞机上的传输过程

3.对飞机结构和系统的影响3.1直接影响

直接影响是闪电电击对飞机物理结构的构成的损坏。

要点是考虑到闪电在飞机上有一个进入点和一个外出点。

瘢痕和熔透

当电击击中飞机后产生电弧，有些面板的熔透不会对飞机的持续飞行和安全着陆产生影响，所有空客飞机的设计都确保在重要部件上不会发生熔透现象。

如果不对电弧击中区维护，会产生腐蚀现象。

发生电击的证据是有陷坑和焦痕以及颜色变化。

对于复合材料，除了变色外，还会发生一些纤维的分层。

飞机能够承受的损坏数量在飞机结构维修手册中有规定。

磁场力

只有表面电流密度为每平方毫米几千安培时有显著影响，产生破坏的地方是大电流集中在一个小的交叉区间的地方。

大电流也可能流经飞机体（从接触点到离开点），从而在这个过程中产生大的磁场（参见间接影响）。

电阻发热

当闪电电流产生，能量在它流经的通道上以热能消散。

对一定的通道电阻为R，电流为I，则发散的能量为R*I*I瓦特，空客公司的设计确保机体有良好的导电性（电阻低），这样避免了任何热聚集点，因此避免了任何过热情况的产生。

震波

闪电电击的突然性会产生震波，震波正交于电击通道，因此它的传播途径平行于飞机结构。

震波对飞机的影响很小，可能导致蒙皮的变形。

3.2间接影响

与电磁场相关的闪电电击，有可能在飞机的电线和系统中产生意外的电压和电流。

因为机身是用铝材料制作，它使飞机机体对外部辐射有天然的屏蔽作用。

但是当闪电电流绕经机身，会在飞机内部产生感应的瞬间电流和电压。

这些瞬间的电压和电流会潜在的影响飞机系统，甚至会使系统降级。

给哪种系统以什么样的保护（包括内部连接）根据下面两个标准：

-系统易受威胁的程度

-系统失去后对飞机适航性的影响力。

临界的功能是，如果这样一个系统失去后，将危害飞机继续安全的飞行和着陆。

重要的功能是，如果一个这样的系统失去后，将对飞行安全产生显著的影响，或者对机组应对复杂的操作条件的能力产生显著的影响。

对最重要系统高水平的保护和高裕度是确保飞行安全的方法。

飞行阶段与电击的关系

绝大多数的电击产生在15000英尺以下。

主要原因有两条：

-闪电电击在靠近地面时强度更大，

-由于气象雷达的作用，航路中机组可以避开雷暴区。

绝大多数闪电电击可能发生在起飞、爬升、进近、着陆、以及等待航线上。

--.电击后程序

在飞机被闪电电击后，因为机组不能察觉它的影响，因此很有必要在闪电电击后进行检查，确保在下一次飞行前所有的情况都正常。

闪电电击后的检查，首先是考虑系统（临界的和重要的）的性能要进行测试，然后是MEL的要求，第三是可接受的结构损坏和结构维修手册的维护程序。

为了缩小飞机在闪电电击后的检查时间，空客公司以及更新了程序，使之更容易操作。

关于容易被电击区域在AMM（飞机维护手册）中提供。

---建议

飞机并不是设计成防闪电电击的，它的设计原则是使电击造成的影响最小，并且确保在被电击后可以确保继续安全飞行和着陆。

因为电击可能发生在飞机的任何地方，不可能预测在什么地方和会产生多少电击损坏。

因此，在每次电击后要进行综合检查，评价损坏，并且根据至少要根据MEL和SRM的条件确定是否可以继续飞行。

为了进一步的建立关于电击的经验，空客公司鼓励用户报告电击情况。

SIL23-027静电释放情况

1目的

飞机在飞行中由于高速运动与空气摩擦被充电，通过这样方式给飞机充的电需要释放，否则无线电导航和无线电通信将会被频繁的打断并产生噪音。

静电沿着机身通过静电释放器被释放到空气中，静电释放器装在飞机后面尖端部位（机翼、尾翼的后沿和末梢），因为那里的电场最强。

本通告是帮助运营人识别、然后故障诊断飞机任何的静电释放故障。

空客公司在此也列表给出静电释放器备用部件以及安装面板安装在飞机的什么部位。

2背景

飞行中的飞机一般经过下列三种方式被充电：

-通过粒子摩擦充电

周围大气粒子将负电（很少也有正电）充给飞机。

这种情况发生在高充电区域（雨、雪、冰、沙、灰尘）

-由于发动机排气充电

发动机排除电离的气体，有可能给飞机充正电或者负电。

-由外部电场导致的充电。

在临近雷暴，飞机在它的前后端分别被充正电和负电。

绝大多数报告有噪音干扰或导航/通信干扰的区域是大气释压情况（从亚洲收到的许多报告是在雨季），实际上，当飞机从云中飞过，充电率当然增加，这样的情况下，任何飞机静电释放方面的缺陷，将不可避免的影响到飞机无线电通信和无线电导航系统。

更经常的，静电现象在致密大气环境中更强烈，如雨、冰、沙和灰尘，在这样的环境中，没有固定的外部面板电量积聚可以到达一个达到电压释放的临界量，这时，周围的空气被电离化，空气变为导体，这样情况下，静电释放是完全不可控制，并会发生无线电频率干扰。

通常，现场报告显示，由于静电释放器缺陷在无线电接收中有噪音出现，一般出现在飞机重新喷漆后，或者更换蒙皮以后。

如果在飞机上的喷漆层太厚，在蒙皮表面的静电释放器被从金属结构中孤立出来。

4故障诊断

4.1故障诊断指导

本章节提供了根据报告的现象来进行静电干扰型故障的诊断

在无线电接收器中可以听到持续的低频噪音，一般产生条件是：

-对复合材料面板，当

·没有使用低阻值材料的油漆喷漆

·没有很好的固定在飞机结构上（固定跳线失去或者失效了）。

-雷达罩

·金属条失去或者失效·没有用特殊油漆喷漆

-天线

·没有使用固定螺栓很好的固定在飞机结构上

·外部喷漆情况不好

在无线电接收器中可以听到喀哒或者碎裂的噪音，一般产生条件是：

-金属面板没有很好的固定在飞机结构上（固定跳线失去或者失效了）。

-飞机喷漆太厚

-静电释放器失效或失去

-静电释放器没有很好的固定连接到安装座上

-安装座没有很好的通过固定铆钉固定连接到飞机结构上。

4.2故障诊断

CORAS是一个可以测量复合材料面板导电性的工具，使用CORAS可以测量出任何复合材料涂层上的低阻值材料的导电缺陷（测试方法在AMM20-28中）即使这个涂层在非导电涂层之下。

INJECO是一个静电释放喷射器，它可以通过再现三种形式的充电来模拟飞行中的飞机。

这个工具可以用来识别金属条或者复合材料的外部面板是否很好的固定连接到飞机的其它部分。

COARS和INJECO都是由CHELTON制造的，他为航空公司提供了现场故障诊断的辅助方法。

注意：

静电释放器不是用于闪电电击的，也没有设计它承受这样大的力量，空客的经验证明电击一般发生在飞机外部尖锐的地方，因此静电释放器经常是闪电电击的进入点或脱离点。