航空器的雷擊防護(hù)

摘要：多年來，民用航空器遭遇雷擊事件頻頻發(fā)生，而且季節(jié)性強(qiáng)，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(jié)了許多寶貴的經(jīng)驗(yàn)，力圖將這些不安全事件發(fā)生的可能性和破壞性降到最低。

關(guān)鍵詞：氣象雷達(dá)；雷擊；

1.雷擊的原理

高空中有好多股氣流在不斷地運(yùn)動(dòng)。這些氣流方向不同，速度也不相同。氣流的運(yùn)動(dòng)使空氣中的積云有的向上沖，有的向下降。云和云之間的磨擦使云帶上不同種的電荷。由于同種電荷相排斥，因此正電荷或負(fù)電荷聚集到云的兩端。空氣流動(dòng)越快、云層越厚，帶的電荷就越多。積云所帶的電荷達(dá)到一定程度，就會(huì)穿過空氣放電，使兩種電荷中和。

2.飛機(jī)空中是如何遭遇雷擊的

雷擊時(shí)，飛機(jī)充當(dāng)?shù)膶?shí)際上是雷電的一段導(dǎo)體，雷電從其入口進(jìn)入，出口出去，入口一般是雷達(dá)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(jī)表面各區(qū)域?qū)щ娦阅芰己茫舜碎g搭接狀況理想，那么就一般不會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)燒毀，而飛機(jī)上的電子設(shè)備都有雷擊保護(hù)功能，也是不容易損壞的。

3.飛行中如何盡可能防止被雷擊

防雷擊最主要的方法還是繞過雷雨區(qū)飛行，這個(gè)主要就是依靠飛行員對(duì)雷達(dá)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(fā)現(xiàn)并遠(yuǎn)離雷區(qū)。

3.1.正確對(duì)待路徑衰減修正警告（PAC ALERT）：

相互干涉的降水形成衰減區(qū)，即所謂的雷達(dá)陰影區(qū)，PAC ALERT功能就會(huì)在最外面的距離圈處標(biāo)出一段黃色的弧，提醒飛行員存在衰減條件。只要增益設(shè)定在CAL位置，而且飛機(jī)距離雷雨區(qū)小于80海里，PAC ALERT就處于開啟狀態(tài)。當(dāng)與雷達(dá)波束干涉的降水很大時(shí)，雷達(dá)的衰減會(huì)很嚴(yán)重，導(dǎo)致沒有足夠的能量穿過天氣，沒能探測(cè)到背后的目標(biāo)就反射回了飛機(jī)，當(dāng)發(fā)生這種情況時(shí)，降雨后邊的天氣就被遮蔽住了，這部分被遮蔽的區(qū)域叫做雷達(dá)陰影區(qū)。

3.2.對(duì)增益調(diào)節(jié)的使用：

校正（CAL）是將雷達(dá)靈敏度設(shè)定在標(biāo)準(zhǔn)校正的反射水平上，這是正常操作時(shí)推薦的設(shè)定。如果需要的話，可以從CAL位順時(shí)針旋轉(zhuǎn)調(diào)高增益，增大雷達(dá)靈敏度，也可以逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)調(diào)低增益，降低雷達(dá)靈敏度。MAX增益相當(dāng)于增加了約一個(gè)半顏色等級(jí)，MIN增益相當(dāng)于減少了約一個(gè)半顏色等級(jí)。

3.3.人工俯仰調(diào)節(jié)：

首先推薦使用自動(dòng)位方式，在自動(dòng)位，雷達(dá)天線俯仰自動(dòng)控制。人工俯仰調(diào)節(jié)每個(gè)人的操作習(xí)慣以及不同的雷達(dá)系統(tǒng)都有稍許差異，下面是COLLINS雷達(dá)使用手冊(cè)對(duì)于人工位俯仰控制的操作建議。

—爬升俯仰設(shè)定：俯仰設(shè)定為7°就使得雷達(dá)掃描方向沿著飛行航跡，可以防止飛機(jī)穿越雷暴，同時(shí)還可消除地面雜波。

—下降俯仰設(shè)定：飛機(jī)下降到10.000英尺以下時(shí)，如果機(jī)組很忙碌，則+5°的俯仰設(shè)定是最佳的折衷。但是，這樣也有可能飛入在航跡下面生成并處在雷達(dá)波束以下的雷暴。所以，另一種10.000英尺以下的備用俯仰設(shè)定方法是，先設(shè)定為+2 °，然后隨著飛機(jī)的不斷下降逐步提高到+5°，這樣可以消除大部分地面雜波，并防止來自航跡下的雷暴威脅。

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

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

—高空俯仰設(shè)定（25，000英尺以上）：在陸地上空飛行，160海里范圍內(nèi)時(shí)，調(diào)整俯仰，使最外距離圈處出現(xiàn)一些地面雜波，保持這種狀態(tài)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(dá)波束在距離飛機(jī)80海里的范圍內(nèi)能量相當(dāng)集中，對(duì)于80海里以外區(qū)域，由于波束有了較大的發(fā)散，因此雷達(dá)應(yīng)主要用于對(duì)大局天氣的準(zhǔn)備及規(guī)避。另外，由于波束衰減的原因，兩個(gè)完全相同的雷雨，距離近的比距離遠(yuǎn)的雷雨顯示的強(qiáng)度要大，現(xiàn)在大多數(shù)飛機(jī)雷達(dá)使用了STC技術(shù)，就可以對(duì)衰減進(jìn)行補(bǔ)償，從而對(duì)遠(yuǎn)距離目標(biāo)進(jìn)行精確的觀測(cè)和顯示。這樣，距離飛機(jī)80海里以內(nèi)的目標(biāo)可以被精確地顯示（精確的顏色級(jí)），同時(shí)目標(biāo)的強(qiáng)度不會(huì)隨著離飛機(jī)距離的縮小而增大。靈敏度時(shí)間控制（STC）主要用于距飛機(jī)80海里內(nèi)的波束衰減補(bǔ)償，因此，推薦對(duì)天氣目標(biāo)的評(píng)估應(yīng)在距離飛機(jī)80海里以內(nèi)，對(duì)于80海里以外，雷達(dá)的主要作用應(yīng)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(diǎn)，第二處則是釋放電流的地方。

4.1.常見的雷擊點(diǎn)：

4.1.1.雷擊或電流釋放往往發(fā)生在后緣襟翼和下后機(jī)身部位。天線、水平安定面、垂直安定面、機(jī)翼的后邊緣也是易被雷擊損傷的部位。

4.1.2.在金屬結(jié)構(gòu)上，雷擊一般會(huì)造成燒蝕的小圓孔。這些小圓孔可能聚集在一起也可能獨(dú)立存在于一個(gè)較大的區(qū)域內(nèi)。蒙皮褪色或被燒過的痕跡也是曾經(jīng)受到雷擊的表現(xiàn)。

4.1.3.在復(fù)合結(jié)構(gòu)上，表漆掉色是損傷的表現(xiàn)。也可能表現(xiàn)為燒蝕、穿孔、分層。在復(fù)合結(jié)構(gòu)上有一些損傷是看不到的。這些損傷可以擴(kuò)展到那些可見的損傷部位。火弧和燒傷痕跡也可能發(fā)生在支撐結(jié)構(gòu)的連接部位。

4.1.4.飛機(jī)外表一般首先受到損傷。比如雷達(dá)罩、發(fā)動(dòng)機(jī)、大翼尖端、安定面尖端、升降舵、前緣縫翼尾部、后緣襟翼的整流錐、外部燈組件等等。另外一些伸出機(jī)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(tǒng)和外部燈光導(dǎo)線故障。盡管電源系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上是抗雷擊的，不過一些嚴(yán)重的雷擊還是可以對(duì)其造成嚴(yán)重破壞、

4.1.6.雷擊經(jīng)常伴隨著靜電的釋放，那么檢查放電刷的同時(shí)也要檢查機(jī)體表面。

4.2.雷擊后的應(yīng)對(duì)措施：

4.2.1.首先應(yīng)當(dāng)確認(rèn)是否真的遭遇雷擊。飛機(jī)落地后，地面維修人員應(yīng)和飛行人員充分溝通以了解飛機(jī)是否飛經(jīng)雷雨區(qū)，這是維護(hù)人員判明飛機(jī)是否遭受雷擊的重要手段。

4.2.2.查找雷擊點(diǎn)，重點(diǎn)檢查相關(guān)區(qū)域。如果判明飛機(jī)已遭受雷擊，參照相應(yīng)手冊(cè)，對(duì)相應(yīng)的無線電導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試檢查，然后再根據(jù)結(jié)構(gòu)修理手冊(cè)對(duì)發(fā)現(xiàn)的雷擊損傷部位進(jìn)行修復(fù)和處理。

4.2.3.對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)的搭接點(diǎn)（搭地線）進(jìn)行檢查測(cè)量，確保連接可靠，防患于未然。理想

狀況下，整個(gè)飛機(jī)結(jié)構(gòu)應(yīng)是一個(gè)大的等勢(shì)體，如果某些搭接處接地不可靠，在有大電流經(jīng)過時(shí)，會(huì)與其他結(jié)構(gòu)處形成電勢(shì)差，這種地方顯然更容易在雷擊時(shí)受到?jīng)_擊損傷。大多數(shù)搭接是通過機(jī)身上的鉚釘或螺釘實(shí)現(xiàn)的，另外一些搭接依靠材料類型、結(jié)合緊密度、物理結(jié)構(gòu)等來實(shí)現(xiàn)。