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                                                                          航空器的雷擊防護

                                                                          作者:admin 發佈日期:2019/4/12 關注次數: 二維碼分享

                                                                          多年來,民用航空器遭遇雷擊事件頻頻發生 ,而且季節性強 ,事故率高,極大的影響了飛行安全。目前,無論是飛行還是地面維修  ,都總結了許多寶貴的經驗,力圖將這些不安全事件發生的可能性和破壞性降到低。




                                                                          1.雷擊的原理

                                                                          高空中有好多股氣流在不斷地運動。這些氣流方向不同 ,速度也不相同 。氣流的運動使空氣中的積雲有的向上衝,有的向下降。雲和雲之間的磨擦使雲帶上不同種的電荷 。由於同種電荷相排斥 ,因此正電荷或負電荷聚集到雲的兩端  。空氣流動越快、雲層越厚 ,帶的電荷就越多 。積雲所帶的電荷達到一定程度,就會穿過空氣放電,使兩種電荷中和。

                                                                          2.飛機空中是如何遭遇雷擊的

                                                                          雷擊時 ,飛機充當的實際上是雷電的一段導體,雷電從其入口進入,出口出去 ,入口一般是雷達罩,翼尖等突出位置,出口一般在翼尖等位置 ,所以尖端突出的位置一般是雷擊出口 。正常情況下 ,只要飛機表面各區域導電性能良好,彼此間搭接狀況理想 ,那麼就一般不會出現結構燒燬,而飛機上的電子設備都有雷擊保護功能,也是不容易損壞的 。

                                                                          3.飛行中如何儘可能防止被雷擊

                                                                          防雷擊主要的方法還是繞過雷雨區飛行 ,這個主要就是依靠飛行員對雷達的使用技巧 。下面就來討論一些操作技巧,以便及早正確的發現並遠離雷區。

                                                                          3.1.正確對待路徑衰減修正警告(PAC ALERT):

                                                                          相互干涉的降水形成衰減區 ,即所謂的雷達陰影區 ,PAC ALERT功能就會在外面的距離圈處標出一段黃色的弧,提醒飛行員存在衰減條件。只要增益設定在CAL位置 ,而且飛機距離雷雨區小於80海里 ,PAC ALERT就處於開啓狀態 。當與雷達波束干涉的降水很大時 ,雷達的衰減會很嚴重 ,導致沒有足夠的能量穿過天氣 ,沒能探測到背後的目標就反射回了飛機,當發生這種情況時 ,降雨後邊的天氣就被遮蔽住了,這部分被遮蔽的區域叫做雷達陰影區。

                                                                          3.2.對增益調節的使用:

                                                                          校正(CAL)是將雷達靈敏度設定在標準校正的反射水平上,這是正常操作時推薦的設定 。如果需要的話 ,可以從CAL位順時針旋轉調高增益,增大雷達靈敏度 ,也可以逆時針旋轉調低增益,降低雷達靈敏度。MAX增益相當於增加了約一個半顏色等級 ,MIN增益相當於減少了約一個半顏色等級 。

                                                                          3.3.人工俯仰調節:

                                                                          首先推薦使用自動位方式,在自動位 ,雷達天線俯仰自動控制 。人工俯仰調節每個人的操作習慣以及不同的雷達系統都有稍許差異 ,下面是COLLINS雷達使用手冊對於人工位俯仰控制的操作建議  。

                                                                          ―爬升俯仰設定:俯仰設定爲7°就使得雷達掃描方向沿着飛行航跡 ,可以防止飛機穿越雷暴,同時還可消除地面雜波。

                                                                          ―下降俯仰設定:飛機下降到10.000英尺以下時,如果機組很忙碌 ,則+5°的俯仰設定是佳的折衷 。但是 ,這樣也有可能飛入在航跡下面生成並處在雷達波束以下的雷暴。所以,另一種10.000英尺以下的備用俯仰設定方法是 ,先設定爲+2 °,然後隨着飛機的不斷下降逐步提高到+5°,這樣可以消除大部分地面雜波,並防止來自航跡下的雷暴威脅。

                                                                          ―低空俯仰設定(10 ,000英尺以下):在10.000英尺高度以下時,推薦俯仰設定在+2 °至+7°之間,+5°是一個很好的折衷選擇 。

                                                                          ―中空俯仰設定(10,000,25 ,000英尺):一般原則是將俯仰設定在使少量的地面回波顯示在屏幕外緣上 。

                                                                          ―高空俯仰設定(25 ,000英尺以上):在陸地上空飛行 ,160海里範圍內時  ,調整俯仰 ,使外距離圈處出現一些地面雜波,保持這種狀態就能保證天線總是指向雷暴的反射部分  。

                                                                          3.4.顯示距離的選擇:

                                                                          雷達波束在距離飛機80海里的範圍內能量相當集中,對於80海里以外區域,由於波束有了較大的發散,因此雷達應主要用於對大局天氣的準備及規避 。另外,由於波束衰減的原因 ,兩個完全相同的雷雨,距離近的比距離遠的雷雨顯示的強度要大,現在大多數飛機雷達使用了STC技術,就可以對衰減進行補償 ,從而對遠距離目標進行精確的觀測和顯示。這樣 ,距離飛機80海里以內的目標可以被精確地顯示(精確的顏色級),同時目標的強度不會隨着離飛機距離的縮小而增大。靈敏度時間控制(STC)主要用於距飛機80海里內的波束衰減補償,因此,推薦對天氣目標的評估應在距離飛機80海里以內,對於80海里以外 ,雷達的主要作用應是參考性的天氣分析。

                                                                          4.維修人員的地面檢查:

                                                                          雷擊一般在兩處地方造成損傷 ,第一處就是雷擊點,第二處則是釋放電流的地方 。

                                                                          4.1.常見的雷擊點:

                                                                          4.1.1.雷擊或電流釋放往往發生在後緣襟翼和下後機身部位 。天線、水平安定面、垂直安定面、機翼的後邊緣也是易被雷擊損傷的部位 。

                                                                          4.1.2.在金屬結構上 ,雷擊一般會造成燒蝕的小圓孔。這些小圓孔可能聚集在一起也可能獨立存在於一個較大的區域內。蒙皮褪色或被燒過的痕跡也是曾經受到雷擊的表現 。

                                                                          4.1.3.在複合結構上,表漆掉色是損傷的表現 。也可能表現爲燒蝕、穿孔、分層 。在複合結構上有一些損傷是看不到的。這些損傷可以擴展到那些可見的損傷部位 。火弧和燒傷痕跡也可能發生在支撐結構的連接部位。

                                                                          4.1.4.飛機外表一般首先受到損傷。比如雷達罩、發動機、大翼尖端、安定面尖端、升降舵、前緣縫翼尾部、後緣襟翼的整流錐、外部燈組件等等。另外一些伸出機身的部件也是易受損傷的部位,比如起落架、污水排放口和皮托管等。

                                                                          4.1.5.雷擊可以引起電源系統和外部燈光導線故障。儘管電源系統在設計上是抗雷擊的 ,不過一些嚴重的雷擊還是可以對其造成嚴重破壞、

                                                                          4.1.6.雷擊經常伴隨着靜電的釋放 ,那麼檢查放電刷的同時也要檢查機體表面。

                                                                          4.2.雷擊後的應對措施:

                                                                          4.2.1.首先應當確認是否真的遭遇雷擊 。飛機落地後,地面維修人員應和飛行人員充分溝通以瞭解飛機是否飛經雷雨區,這是維護人員判明飛機是否遭受雷擊的重要手段。

                                                                          4.2.2.查找雷擊點 ,重點檢查相關區域。如果判明飛機已遭受雷擊,參照相應手冊 ,對相應的無線電導航系統進行測試檢查 ,然後再根據結構修理手冊對發現的雷擊損傷部位進行修復和處理。

                                                                          4.2.3.對飛機結構的搭接點(搭地線)進行檢查測量,確保連接可靠,防患於未然 。理想

                                                                          狀況下,整個飛機結構應是一個大的等勢體 ,如果某些搭接處接地不可靠 ,在有大電流經過時,會與其他結構處形成電勢差  ,這種地方顯然更容易在雷擊時受到衝擊損傷。大多數搭接是通過機身上的鉚釘或螺釘實現的,另外一些搭接依靠材料類型、結合緊密度、物理結構等來實現 。

                                                                          案例展示

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