某型號直升機空速管雷電間接效應防護設(shè)計研究

劉洋

【關(guān)鍵詞】間接效應防護 短路法 開路法 雷電抑制器

閃電是一種復雜的自然現(xiàn)象，主要是通過雷雨云中的電荷放電產(chǎn)生。現(xiàn)代直升機要求能夠適應復雜的飛行氣象條件，包括雷雨天氣。此外，在現(xiàn)代直升機的發(fā)展過程中，復合材料技術(shù)和微電子測控技術(shù)雖然能夠降低直升機結(jié)構(gòu)重量、提高系統(tǒng)的測控性能，但上述技術(shù)對雷電非常敏感，遭到雷擊時所造成的損失更大。因此，在遭到雷擊時，如何確保飛行器特別是現(xiàn)代民用直升機仍然能夠安全飛行和著陸，已成為現(xiàn)代直升機設(shè)計中一個必需解決的重要課題。

空速管是直升機機身上一個突出的部分，直升機進入雷區(qū)時，雷電電流會通過空速管內(nèi)部電阻和電纜耦合進入機身內(nèi)部從而造成間接效應影響，因而對空速管系統(tǒng)的雷電防護研究和設(shè)計是直升機雷電防護設(shè)計所要完成的重要任務之一。

針對雷擊過電壓和過電流及雷擊感應過電壓和過電流沿導線進入直升機內(nèi)部產(chǎn)生破壞的特征，設(shè)計采用吸收、抑制過電壓和過電流的方法來保護直升機內(nèi)部的人員和設(shè)備，最有效的方法就是加裝雷電抑制器。

1 試驗設(shè)備

某型號直升機的空速管安裝在位于機頭的雷達罩下部，左右各一個。空速管內(nèi)部安裝有電加熱器，通過兩根電源線連接至直升機內(nèi)部電源處?？账俟艿慕Y(jié)構(gòu)如圖1所示，其前部突出部分為全壓受感器。

2 試驗原理及內(nèi)容

雷電抑制器是一種非線性器件，具有兩相結(jié)構(gòu)，沒有加裝雷電抑制器時電路上的雷擊過電壓，遠超過電路允許電壓，該電壓能達到104V的數(shù)量級，在加裝雷電抑制器后，電壓值大大減小。

試驗電流波形采用雷電流分量A和H的縮比波形。采用短路法和開路法，測量加裝雷電抑制器前空速管加熱電源線上的感應電流和感應電壓?？账俟荛g接效應試驗電路布置如圖2所示，試驗電流為縮比A波1kA正負極性和縮比H波100A波形正負極性。采用短路法測量空速管加熱電源線上的感應電流，正負極性各放電三次；采用開路法測量加裝雷電抑制器前、后空速管加熱電源線上的感應電壓，正負極性各放電三次。

3 間接效應測試結(jié)果及分析

試驗數(shù)據(jù)列于表1中。

3.1 縮比A波雷電間接效應試驗

縮比A波峰值電流約1kA時，開路電壓約為520V，短路電流約為40A。試驗中加裝雷電抑制器后，感應電壓降至約110V。

3.2 縮比H波雷電間接效應試驗

縮比H波峰值電流約0.11kA時，開路電壓約為4000V，短路電流約為12A。試驗中加裝雷電抑制器后，感應電壓降至約100V。

試驗數(shù)據(jù)證明雷電電流的過電壓引起了雷電抑制器的作用，根據(jù)縮比模型理論外推并對比雷電抑制器指標，可知流過的電流小于其同流能力。

4 結(jié)論

空速管系統(tǒng)間接效應的防護，采用雷電抑制器抑制耦合進入機身內(nèi)部的感應電壓。試驗證明，雷電抑制器能很好的抑制感應電壓到電路可承受的范圍之內(nèi)，安裝雷電抑制器是減弱雷電間接效應的一種有效手段。

參考文獻

[1]鄢輝萍，民用直升機閃電間接效應適航驗證方法研究[J]，直升機技術(shù)，2014（01）：39-42.

[2]陳奇平，方金鵬，王萬富，整機雷電間接效應防護試驗的若干技術(shù)探討[J].微波學報，2012（08）：305-308.