飛機雷擊專項培訓(xùn)

1、目錄 雷電簡介 飛機與雷擊 靜電與雷擊 雷擊損傷的特點 雷擊后的檢查與修復(fù)雷電簡介【雷電的形成】 雷電是由于大氣層充電產(chǎn)生的結(jié)果。當充電到足夠高時就會擊穿空氣絕緣體從而發(fā)生雷擊。雷電現(xiàn)象主要是在積雨云（雷暴云）中產(chǎn)生，但有時也會在暴風(fēng)雪或天氣良好的情況下產(chǎn)生。 雷電可以分成很多種類：云到云的，云間的，云到地的等等。 大多數(shù)飛機遭遇雷擊都是云到地這一種類型的. 雷電簡介【雷電的威力】 雷電電流平均約為20 000A-30000A，雷電電壓大約是10的10次方伏，電場強度為20000v/m，一次雷電的時候大約為千分之一秒，平均一次雷電發(fā)出的功率達200億千瓦 。雷擊飛機的原理 飛機結(jié)構(gòu)是由導(dǎo)電材料

2、制成的（鋁合金），由于雷擊的發(fā)展是由云層到地面，飛機結(jié)構(gòu)就提供了一個“短路”的路徑，飛機成為了閃電路徑的一部分。當然這種情況是很少遇到的，特別需要注意的是當發(fā)生雷擊時，那么就至少有兩個雷擊點：一個進口，一個出口。飛機與雷擊 根據(jù)BOEING的統(tǒng)計結(jié)果，一架飛機，平均每飛3，000飛行小時被雷擊一次時被雷擊一次。雖然這樣的頻率不算高，但是對我們?nèi)粘５娘w機維護影響還是比較大。飛機與雷擊 大多數(shù)飛機遭雷擊時是處于上升、下降狀態(tài)，由于飛機在不斷改變飛行高度，當飛機正好處于兩個不同高度的正、負電荷區(qū)之間時，飛機起到搭橋作用，誘發(fā)閃電擊。另外，飛機遭雷擊大多發(fā)生在云中、雨中，云外、晴天遭雷擊機率較少。因此

3、要減小雷擊應(yīng)盡量避免在云中作改變高度飛行。當飛機需要通過雷暴區(qū)時，可根據(jù)積雨云的發(fā)展情況、飛機性能，采取從云旁繞過、云隙間穿過、云上越過、下飛過等幾種基本方法。飛機與雷擊 飛機一旦誤入積雨云時，除設(shè)法盡快脫離外，還應(yīng)采取以下措施：1在升限允許的情況下，迅速爬升高度至6000米以上，脫離積雨云中部，因為積雨云中部(4000-6000米左右)不但最易遭到雷擊，而且也是顛簸最強烈的區(qū)域。而6000米以上不但雷擊的機率會減少，顛簸也會減輕。2盡可能地保持平飛，柔和地操縱飛機，不要經(jīng)常使飛機處于上升或下降狀態(tài)。飛機設(shè)計上如何防雷 飛機的設(shè)計是基于防雷(lightning protection), 而不是

4、避雷(lightning proof)。 飛機機體由導(dǎo)電的鋁合金制成，機體各部分又用搭接帶連接起來。因此整架飛機相當于一個屏蔽罩，把各種設(shè)備屏蔽起來，起到保護設(shè)備的作用（法拉第效應(yīng)）。 雖然飛機的設(shè)計不能避雷，但可以通過氣象雷達探測雷區(qū)，進而饒過雷區(qū)從而實現(xiàn)避雷 復(fù)合材料不導(dǎo)電，復(fù)合材料不導(dǎo)電，需要在復(fù)合材料上增加導(dǎo)電裝需要在復(fù)合材料上增加導(dǎo)電裝置，把雷擊時的電流引導(dǎo)出去，這就是所謂的防置，把雷擊時的電流引導(dǎo)出去，這就是所謂的防雷擊設(shè)計。雷擊設(shè)計。 復(fù)合材料防雷擊設(shè)計主要包括以下措施：復(fù)合材料防雷擊設(shè)計主要包括以下措施： 鋁框鋁框 圖圖a a幻燈片幻燈片 1515 鍍鋁玻璃纖維表面層（鍍鋁玻璃

5、纖維表面層（BMS8-278BMS8-278） 火焰噴涂鋁涂層火焰噴涂鋁涂層 鋁箔層（鋁箔層（BMS8-289BMS8-289） 金屬網(wǎng)（擴展型鋁箔）金屬網(wǎng)（擴展型鋁箔） 鋁網(wǎng)（鋁網(wǎng)（BMS8-336BMS8-336）銅網(wǎng)幻燈片銅網(wǎng)幻燈片 1616飛機靜電的產(chǎn)生 飛機在空氣中運動，由于空氣和其它雜質(zhì)的摩擦，在飛機機身上將產(chǎn)生靜電電荷（摩擦生電），通常電荷均勻分布在機身表面，但大氣層也是一個電磁場，由于電磁場的作用，導(dǎo)致這些電荷集中到飛機外表比較尖銳、薄等電勢梯度大的邊緣區(qū)域。靜電的危害 飛行過程中聚集在飛機上的靜電荷越來越多。當電壓足夠高時，空氣以脈沖形式被周期性地擊穿，即產(chǎn)生電暈放電，這種擊

6、穿是在電場最高的尖銳點產(chǎn)生。尖脈沖的產(chǎn)生會產(chǎn)生輻射干擾，降低帶有天線的接收機的性能，特別是低頻的接收機，脈沖產(chǎn)生很快，導(dǎo)致接收機只產(chǎn)生咝咝聲，無法使用。放電刷的作用 為了避免電暈放電對通信系統(tǒng)的干擾，飛機安裝有放電刷，放電刷可以及時地把飛機飛行中產(chǎn)生的靜電釋放到空氣中。放電刷的作用 現(xiàn)代大型飛機均裝有多根放電刷。它的作用是將由于蒙皮和空氣摩擦產(chǎn)生的靜電釋放掉，一方面以避免靜電對通信和導(dǎo)航系統(tǒng)的干擾，如果放電刷失效過多，在某些情況下，通信系統(tǒng)將變的充滿噪音；另一方面如果這些電荷不設(shè)法釋放，一旦飛機落地，它們就會極力尋找宣泄的通路，例如人員、油灌車一旦靠近，這些電荷便伺機釋放所有的電能，產(chǎn)生跳火的

7、現(xiàn)象，導(dǎo)致人員傷亡、器材設(shè)備損壞，甚至引燃油氣發(fā)生爆炸，因此飛機飛行時，就得設(shè)法盡量將電荷放掉。 放電刷放電原理 放電刷的放電原理其實跟上面講的電暈放電是一樣的。放電刷使得飛機在較低電壓下即開始出現(xiàn)電暈放電從而消散靜電荷，放電刷的電暈放電產(chǎn)生的尖脈沖幅度遠小于高電壓下的放電脈沖，其輻射不足以對接收機產(chǎn)生干擾放電刷能否防雷 放電刷采用弱電流放電，放電電流只有幾個A，放電刷根本抵擋不了雷擊強大的電流和電壓。因此即使雷電先擊中放電刷，雷電的威力并不會因此減小。 由于飛機是導(dǎo)電的鋁合金結(jié)構(gòu)組成的，加上雷電多發(fā)生在云中和雨中等潮濕的大氣中，這個時候飛機積累的靜電荷將大大減小，飛機機體的電場強度將變得很小

8、，因此飛機在此區(qū)域飛行并不會因為靜電的積累而增加或減少雷擊的概率。 但是放電刷與雷擊存在這樣一種聯(lián)系： 發(fā)生雷擊后，放電刷往往發(fā)生損壞。這是放電刷的形狀和位置決定的：在機翼或操縱面后緣的尖銳元件往往成為雷擊的出口。 修理時，主要根據(jù)上述的表現(xiàn)形式確定雷擊損傷的范圍。通常，通常，SRM還規(guī)定必須用還規(guī)定必須用NDT的手段來確定損傷的范圍的手段來確定損傷的范圍雷擊損傷的特點 雷擊損傷是由強電流引起的損傷由強電流引起的損傷。就損傷的產(chǎn)生來看，雷擊與裂紋和腐蝕等損傷是有區(qū)別的。裂紋是由力引起的飛機構(gòu)件的損傷；腐蝕是由環(huán)境（化學(xué)物質(zhì)）引起的飛機結(jié)構(gòu)損傷。 發(fā)生雷擊時，至少有兩個雷擊點至少有兩個雷擊點：一

9、個進口，一個出口。這是因為，雷擊時，飛機是放電路徑的一部分。既然是電路的一部分，那么就至少有一個進口，一個出口，否則電荷就停留在飛機上了。雷擊損傷的特點 由于飛機通常是在水平面上前進，所以進口通常在飛機的前部（機頭、發(fā)動機吊艙、翼尖等），出口在飛機的后部（翼尖、垂直和水平安定面的后部、起落架等）。由于在空中飛機是朝前飛行的，那么每一次雷擊都是沿著機身或發(fā)動機吊艙向后走的，因此往往會留下多個雷擊點,這種情況叫做“Swept stroke”。雷擊損傷的特點 此外，整個機身蒙皮也是經(jīng)常發(fā)現(xiàn)雷擊的地方。由于在空中飛機是朝前飛行的，那么每一次雷擊都是沿著機身或發(fā)動機吊艙向后走的，因此往往會在機身或發(fā)動機

10、吊艙上留下多個雷擊點。雷擊損傷的特點 雷擊損傷的燒傷特征比較明顯燒傷特征比較明顯。產(chǎn)生雷擊的電壓高達一百萬伏特、電流達到三萬安培，如此強大的電流可使飛機的局部溫度瞬間達到1200 ，高于飛機結(jié)構(gòu)的熔點，引起飛機結(jié)構(gòu)燒傷。損傷的形式 對于金屬結(jié)構(gòu)，雷擊損傷的表現(xiàn)形式主要有： 穿孔、穿孔、 小洞、小洞、 燒蝕、燒蝕、 表面涂層變色；表面涂層變色； 對于復(fù)合材料，雷擊損傷的表現(xiàn)形式主要有 表面涂層變色或丟失、表面涂層變色或丟失、 燒蝕、燒蝕、 穿孔、穿孔、 鋪層丟失、鋪層丟失、 分層、分層、 纖維損傷以及蜂窩夾芯損傷；纖維損傷以及蜂窩夾芯損傷； 當然，除此之外，可能還有其他的損傷表現(xiàn)形式圖3 雷擊損

11、傷部位的剖面圖燒傷特征比較明顯 2009年廈航B-5307飛機發(fā)生的雷擊燒蝕典型的金屬結(jié)構(gòu)雷擊損傷緊固件周圍小孔、燒蝕 典型的金屬結(jié)構(gòu)雷擊損傷典型的金屬結(jié)構(gòu)雷擊損傷表面涂層變表面涂層變色色典型的復(fù)合材料雷擊損傷典型的復(fù)合材料雷擊損傷燒蝕、表面涂層變色、丟失燒蝕、表面涂層變色、丟失 典型的復(fù)合材料雷擊損傷典型的復(fù)合材料雷擊損傷燒蝕、表面涂層變色、纖維損傷燒蝕、表面涂層變色、纖維損傷 雷擊損傷檢查的目的在于確認雷擊的范圍，損傷的程度。 雷擊后的檢查程序在AMM05-51-19雷擊后的檢查 檢查外部和內(nèi)部區(qū)域有無雷擊損壞 對無線電和導(dǎo)航系統(tǒng)進行檢查和工作性能檢查 檢查外部和內(nèi)部區(qū)域有無雷擊損壞概述

12、飛機遭受雷擊后,對飛機進行一般檢查找到受擊區(qū)域。 在飛機表面不同區(qū)域總是至少有 2 個雷擊點：進口點和出口點。 仔細檢查遭雷擊區(qū)域以查明損壞類型和數(shù)量。 檢查外部和內(nèi)部區(qū)域有無雷擊損壞概述 當閃電起初打擊前機身或發(fā)動機短艙時,它通常會越過機身表面或者機翼表面向后方移動。 在機翼表面上,雷擊將移動到發(fā)動機短艙后面或移動到前緣縫翼的伸出端后面。 當閃電最初打擊尾翼的后部或者機翼表面時,它將停留在那兒一直到雷擊電流停止。 檢查外部和內(nèi)部區(qū)域有無雷擊損壞概述 經(jīng)常發(fā)生雷擊的區(qū)域如下:(見后圖): (a) 機頭部分和雷達罩 (b) 發(fā)動機短艙 (c) 機翼尖端 (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。 檢查外部和內(nèi)部區(qū)域有無雷擊損壞概述 不經(jīng)常發(fā)生雷擊的區(qū)域如下（見后圖）: (a) 排泄管 (b) 皮托管 (c) 刀形天線 (d) 前緣縫翼的伸出端 (e) 后緣襟翼導(dǎo)軌整流罩尖端 (f) 起落架。 檢查外部和內(nèi)部區(qū)域有無雷擊損壞概述 雷擊會造成 2 類損壞: (a) 直接損壞: 1) 金屬表面有燒灼,溶化或顯示金屬變形跡象。 2) 非金屬表面灼傷,刺穿或分層。 (b) 間接損壞 損壞或受干擾的電氣/電子系統(tǒng)設(shè)備,導(dǎo)線屏蔽和屏蔽終端。檢查外部和內(nèi)部區(qū)域有無雷擊損壞概述 金屬結(jié)構(gòu)的直接損壞通常顯示為直徑大約為 1/8 英寸小的圓形熔化痕跡。 注: 溶化標記可能在小區(qū)

14、域內(nèi)。 (a) 在后緣表面,熔化痕跡會沿著更大的表面區(qū)域展開。 (b) 如果發(fā)生高強度雷擊,則可能會有 1/4 英寸直徑或更大的孔。 (c) 其它直接損壞的跡象可能是灼傷或變色的蒙皮和緊固件。 (d) 由于附近強烈的閃電電流作用,鋼結(jié)構(gòu)部件有形成強磁場情況。 檢查外部和內(nèi)部區(qū)域有無雷擊損壞概述 高強度雷擊會引起電氣/電子設(shè)備故障。 注: 當電氣系統(tǒng)受到保護,以避免電氣/電子導(dǎo)線和電纜遭受直接雷擊時會產(chǎn)生損壞的可能性。在不增壓區(qū)域內(nèi),高強度雷擊能夠產(chǎn)生電磁場,該不增壓區(qū)域的面積大到足以可能導(dǎo)致對電氣系統(tǒng)部件的破壞。 (a) 特別是,位于增壓機身外部的部件的問題。 (b) 導(dǎo)線屏蔽罩也會受干擾或退

15、化。 檢查飛機外表面 (1) 檢查認為受到雷擊的區(qū)域有無損壞跡象。檢查認為受到雷擊的區(qū)域有無損壞跡象。 檢查區(qū)域 1 表面是否有雷擊跡象。 1）檢查機頭雷達罩的外表面， 查看蜂窩夾心結(jié)構(gòu)有無燒灼點,刺穿和針孔； 2）如果在機頭雷達罩的外表面發(fā)現(xiàn)損壞,則檢查機頭雷達罩的內(nèi)表面，查看蜂窩夾心結(jié)構(gòu)有無燒灼點,刺穿和針孔。 3) 檢查金屬結(jié)構(gòu)有無孔或坑。查找灼傷的或變異常顏色的蒙皮或鉚釘。 4) 檢查復(fù)合材料蜂窩夾層部件的外表面。查找是否有變色的油漆和灼傷的,刺穿的或分層的蒙皮層。 告誡: 確認密封或修理所有損壞。如果不對損壞處進行密封或修理,如果濕氣進入會造成更多內(nèi)部損壞。 檢查飛機外表面 (2)

16、檢查區(qū)域 2 表面是否有雷擊跡象。 注: 確保檢查了一個面停止而另一個面開始的區(qū)域。 (a) 檢查迎角傳感器(AOA)，空速管探頭、靜壓孔及其周圍區(qū)域是否有損傷、灼傷，刺破、褪色的噴漆和一般的蒙皮變形。 (b) 檢查金屬結(jié)構(gòu)有無孔或坑，查找灼傷或變色的蒙皮或鉚釘 (c) 檢查復(fù)合材料蜂窩夾心結(jié)構(gòu)部件外表面, 查找是否有退色的油漆、灼傷、刺穿、或分層的蒙皮。 檢查飛機外表面 （3）檢查可能發(fā)生雷擊的區(qū)域周圍的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，查找分層或脫膠。 注: 像分層那種看不見的損壞類型會延伸到可見損壞區(qū)域周圍的區(qū)域。可用儀器 NDI 方法或輕敲檢查查找分層。做輕敲打測試,使用一固體金屬盤,輕敲損壞區(qū)域附近的區(qū)

17、域(在主要結(jié)構(gòu)的實心層中該敲打測試不起作用)。如果區(qū)域分層,則聽到的聲音不同于實心粘接區(qū)域的聲音。檢查飛機外表面 (4) 檢查所有外部燈。 (a) 如果發(fā)現(xiàn)損壞的燈,檢查下列項目: 1) 損壞燈處的導(dǎo)線 2) 導(dǎo)線到跳開關(guān)。 (b) 對下列燈做測試: 防碰撞燈-操作試驗 應(yīng)急燈-操作試驗 檢查飛機外表面 (5) 檢查下列飛行操縱: (a) 如果方向舵顯示雷擊跡象,檢查這些項目有無損壞跡象: 表面鉸鏈、表面鉸鏈、 軸承、軸承、 粘結(jié)點。粘結(jié)點。 (b) 如果升降舵有雷擊跡象,則檢查這些項目有無損壞跡象: 表面鉸鏈、表面鉸鏈、 軸承、軸承、 粘結(jié)點。粘結(jié)點。 (c) 如果副翼顯示雷擊跡象,則檢查這

18、些項目有無損壞跡象: 表面鉸鏈、軸承、粘結(jié)點。表面鉸鏈、軸承、粘結(jié)點。 (6)如翼尖顯示雷擊痕跡,檢查翼尖,并檢查燃油通風(fēng)口和通氣油箱有無損壞痕跡。 雷達罩 易遭雷擊的復(fù)合材料部件表面有雷擊保護材料。復(fù)合材料之所以需要雷擊保護是因為它們的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性低，保護層可以減輕復(fù)合材料的燒傷和分層損傷。 雷達罩是雷擊保護特別注意的地方。由于雷達罩里面的雷達須要傳送信號，因此在雷達罩上不能使用保護層。它由安裝在外表面的導(dǎo)電條進行雷擊保護。這些導(dǎo)電條可以是實心的金屬條，也可以是由緊挨在一起的導(dǎo)電性小顆粒粘附在塑料條上做成。雷達罩雷擊后需要注意 對于出現(xiàn)的雷達罩放電條，搭鐵線等的破損，及時修復(fù)，使飛機保持良

19、好的防電水平雷達罩的導(dǎo)電條雷達罩的導(dǎo)電條受到雷擊后嚴重損傷的雷達罩天線 凸出的天線比較容易受到雷擊 甚高頻天線 高頻天線 固定式應(yīng)急定位發(fā)射機天線天線 甚高頻天線受到雷擊后可以在天線上面找到燒蝕點 高頻天線受到雷擊后，由于高頻耦合器和高頻天線是連接在一起，因此雷擊很容易引起耦合器損壞，高頻系統(tǒng)失效！放電刷 確保靜電刷完整、在位、無損。 檢查靜電刷是否燃燒，外部粗糙，靜電刷底座銹蝕等，放電針是否彎曲，被損變鈍。及電刷是否腐蝕（腐蝕區(qū)不應(yīng)超過1/3寬度）。電針座是否脫開等。 若發(fā)現(xiàn)靜電刷受損則需做電阻測試。檢查外部導(dǎo)線護罩 注: 如果不能識別雷擊出入點,或在雷擊進出點的區(qū)域內(nèi)沒有導(dǎo)線屏蔽終端，則不

20、需要進行外部導(dǎo)線屏蔽目視檢查。 (a) 在雷擊區(qū)域的進出點,目視檢查有無損壞導(dǎo)線護罩終端。 (b) 如果雷擊后飛行機組報告任何系統(tǒng)的問題,則對那個系統(tǒng)線路的導(dǎo)線屏蔽終端做一次目視檢查看是否損壞。 (c) 如果在導(dǎo)線護罩終端發(fā)現(xiàn)損壞,則檢查整個導(dǎo)線束。 檢查外部電線屏蔽。進行如下目視檢查： 若雷擊從機頭進入而從機尾出來，則檢查雷達罩與機尾內(nèi)部電線屏蔽。 若雷擊從一邊翼尖進入而從另一邊翼尖出來，則檢查機翼前緣與后緣內(nèi)部電線屏蔽。 若雷擊從發(fā)動機吊艙進入而從機尾出來，則檢查機翼前緣與吊艙內(nèi)部電線屏蔽。檢查外部電線屏蔽。進行如下目視檢查： 若雷擊從發(fā)動機吊艙進入而從對面機翼翼尖出來，則檢查吊艙、支柱與

21、機翼前、后緣內(nèi)部電線屏蔽。 若翼尖進入而從機尾出來則檢查吊艙、機翼前、后緣，機尾內(nèi)部電線屏蔽。 若雷擊從機頭進入而從一邊翼尖出來，則檢查雷達罩，機翼前、后緣內(nèi)部電線屏蔽。若發(fā)現(xiàn)損壞，及時修復(fù)。飛機內(nèi)部測試 若電擊致使系統(tǒng)故障，則對故障系統(tǒng)做全面測試。 若機組發(fā)現(xiàn)偏航，則應(yīng)對備用磁羅盤進行檢測。 確保燃油量指示系統(tǒng)正常。測試FQIS與油尺。對無線電和導(dǎo)航系統(tǒng)進行檢查和工作性能檢查 概述 (1) 飛機遭雷擊后的檢查等級由機組人員信息和事故后的飛機狀態(tài)確定。 例如,如果雷擊或出現(xiàn)異常后,在飛行時所有的 NAV/COM 系統(tǒng)被機組人員使用過,則不必要對所使用的系統(tǒng)進行檢查。只對于飛行中機組不使用的系統(tǒng)

22、或產(chǎn)生異常的系統(tǒng),進行附加檢查。 此外,即使雷擊后系統(tǒng)在飛行中被使用且未發(fā)現(xiàn)異常,但隨后的檢查表明損壞靠近系統(tǒng)天線,則對該系統(tǒng)進行附加檢查。 (2) 檢查和操作測試的等級由機組人員信息和事故中及事故后的飛機狀況來確定。檢查無線電和導(dǎo)航系統(tǒng)(1) 檢查下列系統(tǒng)天線是否損傷: (a) HF (b) VHF (c) VOR (d) DME (e) ATC (f) ILS (g) 自動測向 (h) 無線電高度計 (i) 指示電信標系統(tǒng) (2) 檢查機頭雷達罩 (a) 查找針孔,刺穿和有缺口的噴漆。 (b) 確保將雷達罩搭接帶正確連接到機身。 (c) 修理或更換損壞的避雷針帶。 (d) 如雷達罩損壞,檢

23、查天線和波導(dǎo)是否損傷。無線電和導(dǎo)航系統(tǒng)工作性能檢查 (1) 檢查 HF 系統(tǒng)(如果安裝的話)。 (a) 對每個 HF 系統(tǒng)的一些頻率進行工作性能檢查。 (b) 每個站位系統(tǒng)的接地檢查至少間隔 100 英哩。 (c) 監(jiān)視每個系統(tǒng)上的一些頻率以確認 HF 接收機操作。 無線電和導(dǎo)航系統(tǒng)工作性能檢查 (2) VHF 系統(tǒng), (a) 對每個高頻通訊系統(tǒng)傳感器的部分頻率進行加載檢查;確保所有的傳感器儀表指示正確。 (b) 對帶有當?shù)乜刂扑O(shè)備的每個 VHF 系統(tǒng)做地面檢查確保系統(tǒng)工作。 (c) 監(jiān)視每個系統(tǒng)上的一些頻率以確認甚高頻通訊系統(tǒng)接收機工作。無線電和導(dǎo)航系統(tǒng)工作性能檢查 (3) VOR 系統(tǒng) VOR 系統(tǒng)-操作測試, (4) ADF 系統(tǒng) (a) 自動測向儀系統(tǒng)-系統(tǒng)試驗, (b) 選擇一個當?shù)?AM 廣播或無方向信標(NDB)站,然后核實響亮且清楚的 ADF音頻是否聽到,以及 ADF 針是否指向所選的方向(站位)。 (5) 雷達系統(tǒng) (a) 氣象雷達(WXR)系統(tǒng)-操作測試, (b) 確認系統(tǒng)在相應(yīng)范圍內(nèi)讀出目