復(fù)合材料飛機閃電防護設(shè)計

陳 文，劉 銳

（中航通飛研究院有限公司，珠海519040）

1 概述

在飛行過程中，飛機遭受雷擊的事件在國內(nèi)外時有發(fā)生。飛機遭雷擊后，閃電產(chǎn)生強大的電流，形成電磁場、光輻射、沖擊波和電弧，嚴(yán)重影響飛行安全。隨著先進復(fù)合材料在飛機上的廣泛運用，以及電子電氣系統(tǒng)集成度及重要性的不斷提高，航空界對閃電防護的重視程度逐漸加深，相關(guān)科學(xué)研究的范圍和復(fù)雜程度也不斷加大，特別是全復(fù)合材料飛機的閃電防護[1]。因此，確保通用飛機具備良好有效的閃電防護設(shè)計，已成為保證飛機可靠性和安全性的一項必不可少的工作。

2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

2.1 國外研究趨勢和現(xiàn)狀

早期的飛機采用木制外殼和金屬操縱線纜，機體結(jié)構(gòu)無法作為閃電電流的通路，飛機被閃電擊中時，其結(jié)構(gòu)和操縱線纜通常會發(fā)生起火或解體，飛行員可能被流經(jīng)金屬腳蹬或操縱桿的電流擊傷。有時，燃油油箱被擊中后，甚至有可能起火爆炸，造成災(zāi)難性的事故。二戰(zhàn)以后，金屬飛機成為主流，因為金屬機體具有良好的導(dǎo)電性，使得因閃電而導(dǎo)致的災(zāi)難性事故大幅減少。但近年來，低導(dǎo)通性復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的使用，又對閃電防護提出了新的要求。2000年前后，SAE先后發(fā)布了一系列飛機HIRF和閃電防護的指導(dǎo)性文件，規(guī)范了航空業(yè)內(nèi)電磁兼容/閃電防護設(shè)計，通用飛機的相關(guān)設(shè)計工作變得有規(guī)可循。圖1為飛機雷電防護金屬絲網(wǎng)。

對國外成熟的飛機設(shè)計團隊而言，金屬飛機的閃電防護設(shè)計理論和方法已經(jīng)不具備太大的挑戰(zhàn)性。……