飞机雷击专项培训

1、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. 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

2、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。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

3、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。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(4000-6000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。飞机设计上如何防雷 飞机的设计是基于防雷(lightning protection), 而不是

4、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 复合材料不导电，复合材料不导电，需要在复合材料上增加导电装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，这就是所谓的防置，把雷击时的电流引导出去，这就是所谓的防雷击设计。雷击设计。 复合材料防雷击设计主要包括以下措施：复合材料防雷击设计主要包括以下措施： 铝框铝框 图图a a幻灯片幻灯片 1515 镀铝玻璃纤维表面层（镀铝玻璃

5、纤维表面层（BMS8-278BMS8-278） 火焰喷涂铝涂层火焰喷涂铝涂层 铝箔层（铝箔层（BMS8-289BMS8-289） 金属网（扩展型铝箔）金属网（扩展型铝箔） 铝网（铝网（BMS8-336BMS8-336）铜网幻灯片铜网幻灯片 1616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

6、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。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

7、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。 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

8、，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。 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，通常，SRM还规定必须用还规定必须用NDT的手段来确定损伤的范围的手段来确定损伤的范围雷击损伤的特点 雷击损伤是由强电流引起的损伤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，至少有两个雷击点至少有两个雷击点：一

9、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”。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

10、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。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、穿孔、 小洞、小洞、 烧蚀、烧蚀、 表面涂层变色；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、表面涂层变色或丢失、 烧蚀、烧蚀、 穿孔、穿孔、 铺层丢失、铺层丢失、 分层、分层、 纤维损伤以及蜂窝夹芯损伤；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

11、伤部位的剖面图烧伤特征比较明显 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典型的金属结构雷击损伤表面涂层变表面涂层变色色典型的复合材料雷击损伤典型的复合材料雷击损伤烧蚀、表面涂层变色、丢失烧蚀、表面涂层变色、丢失 典型的复合材料雷击损伤典型的复合材料雷击损伤烧蚀、表面涂层变色、纤维损伤烧蚀、表面涂层变色、纤维损伤 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

12、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 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)

13、 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。 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

14、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。 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

15、化。 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。 检查飞机外表面 (2)

16、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而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。 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

17、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 检查飞机外表面 (5) 检查下列飞行操纵: (a) 如果方向舵显示雷击迹象,检查这些项目有无损坏迹象: 表面铰链、表面铰链、 轴承、轴承、 粘结点。粘结点。 (b) 如果升降舵有雷击迹象,则检查这些项目有无损坏迹象: 表面铰链、表面铰链、 轴承、轴承、 粘结点。粘结点。 (c) 如果副翼显示雷击迹象,则检查这

18、些项目有无损坏迹象: 表面铰链、轴承、粘结点。表面铰链、轴承、粘结点。 (6)如翼尖显示雷击痕迹,检查翼尖,并检查燃油通风口和通气油箱有无损坏痕迹。 雷达罩 易遭雷击的复合材料部件表面有雷击保护材料。复合材料之所以需要雷击保护是因为它们的导电性和导热性低，保护层可以减轻复合材料的烧伤和分层损伤。 雷达罩是雷击保护特别注意的地方。由于雷达罩里面的雷达须要传送信号，因此在雷达罩上不能使用保护层。它由安装在外表面的导电条进行雷击保护。这些导电条可以是实心的金属条，也可以是由紧挨在一起的导电性小颗粒粘附在塑料条上做成。雷达罩雷击后需要注意 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

19、好的防电水平雷达罩的导电条雷达罩的导电条受到雷击后严重损伤的雷达罩天线 凸出的天线比较容易受到雷击 甚高频天线 高频天线 固定式应急定位发射机天线天线 甚高频天线受到雷击后可以在天线上面找到烧蚀点 高频天线受到雷击后，由于高频耦合器和高频天线是连接在一起，因此雷击很容易引起耦合器损坏，高频系统失效！放电刷 确保静电刷完整、在位、无损。 检查静电刷是否燃烧，外部粗糙，静电刷底座锈蚀等，放电针是否弯曲，被损变钝。及电刷是否腐蚀（腐蚀区不应超过1/3宽度）。电针座是否脱开等。 若发现静电刷受损则需做电阻测试。检查外部导线护罩 注: 如果不能识别雷击出入点,或在雷击进出点的区域内没有导线屏蔽终端，则不

20、需要进行外部导线屏蔽目视检查。 (a) 在雷击区域的进出点,目视检查有无损坏导线护罩终端。 (b) 如果雷击后飞行机组报告任何系统的问题,则对那个系统线路的导线屏蔽终端做一次目视检查看是否损坏。 (c) 如果在导线护罩终端发现损坏,则检查整个导线束。 检查外部电线屏蔽。进行如下目视检查： 若雷击从机头进入而从机尾出来，则检查雷达罩与机尾内部电线屏蔽。 若雷击从一边翼尖进入而从另一边翼尖出来，则检查机翼前缘与后缘内部电线屏蔽。 若雷击从发动机吊舱进入而从机尾出来，则检查机翼前缘与吊舱内部电线屏蔽。检查外部电线屏蔽。进行如下目视检查： 若雷击从发动机吊舱进入而从对面机翼翼尖出来，则检查吊舱、支柱与

21、机翼前、后缘内部电线屏蔽。 若翼尖进入而从机尾出来则检查吊舱、机翼前、后缘，机尾内部电线屏蔽。 若雷击从机头进入而从一边翼尖出来，则检查雷达罩，机翼前、后缘内部电线屏蔽。若发现损坏，及时修复。飞机内部测试 若电击致使系统故障，则对故障系统做全面测试。 若机组发现偏航，则应对备用磁罗盘进行检测。 确保燃油量指示系统正常。测试FQIS与油尺。对无线电和导航系统进行检查和工作性能检查 概述 (1) 飞机遭雷击后的检查等级由机组人员信息和事故后的飞机状态确定。 例如,如果雷击或出现异常后,在飞行时所有的 NAV/COM 系统被机组人员使用过,则不必要对所使用的系统进行检查。只对于飞行中机组不使用的系统

22、或产生异常的系统,进行附加检查。 此外,即使雷击后系统在飞行中被使用且未发现异常,但随后的检查表明损坏靠近系统天线,则对该系统进行附加检查。 (2) 检查和操作测试的等级由机组人员信息和事故中及事故后的飞机状况来确定。检查无线电和导航系统(1) 检查下列系统天线是否损伤: (a) HF (b) VHF (c) VOR (d) DME (e) ATC (f) ILS (g) 自动测向 (h) 无线电高度计 (i) 指示电信标系统 (2) 检查机头雷达罩 (a) 查找针孔,刺穿和有缺口的喷漆。 (b) 确保将雷达罩搭接带正确连接到机身。 (c) 修理或更换损坏的避雷针带。 (d) 如雷达罩损坏,检

23、查天线和波导是否损伤。无线电和导航系统工作性能检查 (1) 检查 HF 系统(如果安装的话)。 (a) 对每个 HF 系统的一些频率进行工作性能检查。 (b) 每个站位系统的接地检查至少间隔 100 英哩。 (c) 监视每个系统上的一些频率以确认 HF 接收机操作。 无线电和导航系统工作性能检查 (2) VHF 系统, (a) 对每个高频通讯系统传感器的部分频率进行加载检查;确保所有的传感器仪表指示正确。 (b) 对带有当地控制塔设备的每个 VHF 系统做地面检查确保系统工作。 (c) 监视每个系统上的一些频率以确认甚高频通讯系统接收机工作。无线电和导航系统工作性能检查 (3) VOR 系统 VOR 系统-操作测试, (4) ADF 系统 (a) 自动测向仪系统-系统试验, (b) 选择一个当地 AM 广播或无方向信标(NDB)站,然后核实响亮且清楚的 ADF音频是否听到,以及 ADF 针是否指向所选的方向(站位)。 (5) 雷达系统 (a) 气象雷达(WXR)系统-操作测试, (b) 确认系统在相应范围内读出目