雷電防護技術在機外照明系統的實施

王悅++李承昊

摘 要：雷電是由大氣層中溫度、濕度等參數不同的氣流相互摩擦運動而產生的，會對飛機的飛行產生一定的影響。飛機在飛行的過程中，難免會受到雷電的影響，尤其是會對機外的照明系統產生影響，嚴重時甚至會導致飛行事故的發生。為了確保飛機的飛行安全，基于現代科學技術的發展，對飛機機外照明系統的雷電防護技術進行了相關的研究和分析，以期為機外照明雷電防護技術的研究和應用提供一定的參考。

關鍵詞：雷電防護技術 機外照明系統 技術實施

中圖分類號：TM862 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）12（b）-0071-02

雷電是飛機飛行過程中不可避免會遇到自然現象，雷電會導致大氣電離，導致帶導電的等離子氣流的產生，等離子氣流會產生瀉放電荷或者中和電荷等離子體導電通道，這個通道會在大氣層中產生雷電電磁脈沖，從而對飛機的機外照明系統產生影響，嚴重時甚至會導致飛機飛行事故的發生。隨著現代飛機制造技術的不斷發展，機外照明系統也發生了相應的變化，探究新時期雷電防護技術對機外照明系統的影響對維護飛機的安全飛行具有十分重要的意義。

1 機外照明系統雷電防護工作現狀

隨著現代航空技術的不斷發展，很多新型的復合機械材料和微電子測控技術被廣泛地應用到飛機制作過程中，飛機上攜帶的電子設備越來越多，這在一方面增加了飛機飛行的智能性，另一方面為適應各種氣候條件提出了挑戰，在一定程度上來說，現代飛機遭受雷擊的幾率有著一定的增加，在這種情況下，為了減少由于雷電導致的飛機事故，確保相關人員的生命財產安全，需要對飛機的抗雷電性能進行優化和提升。目前在飛機防雷電技術應用方面，主要是結合飛機防雷擊的相關要求、雷電產生的原理以及飛機雷擊不同的區域，對飛機機外照明系統采用直接雷擊防護技術和感應雷擊防護技術，來優化機外照明系統的雷電防護技術。

2 飛機機載電子產品對防雷電技術的要求

根據相關研究和分析，飛機機載電子電氣產品對雷電的防護要求主要分為3個主要類型：一是飛機機構和部件對雷電技術的防護要求；二是飛機燃油系統對防雷電技術的要求；三是飛機電子電氣系統對防雷電技術的要求。在飛機制造領域，尤其是在軍用飛機制造方面，對雷擊的防護標準主要有《飛機雷電防護要求及試驗方法》《軍用飛機雷電防護》等標準，在機外照明系統的防雷電技術方面的相關要求比較多，直接要求主要采用的是《飛機雷電防護要求及試驗方法》中的相關條款要求和試驗標準。

3 機外照明系統中雷電防護技術的應用和措施

3.1 飛機機外照明系統的組織和相關工作原理

不同的飛機在機外照明系統設置方面是不同的，但是總體來說，飛機的機外照明系統的控制方式主要有以下幾個方面：首先，是控制盒是通過模擬的通信接口或者是數字通信接口接收不同的飛機飛行控制指令。其次，控制盒的驅動控制工作是根據相應的指令進行計算處理和信號處理的。另外，如果飛機上設置了閉環控制系統，這個系統還能夠對機外照明工作狀態進行實時監控。控制盒與機外照明系統之間是通過固定的檢測接口來進行控制指令工作的，當機外照明系統的負載燈工作出現異常時，控制盒能夠通過檢測接口采集到相關的故障信息，根據控制管理協議要求進行關斷輸出處理，并且根據與上機位的通信接口與通信協議，及時調整機外照明系統中的負載燈工作狀態。

3.2 飛機機外照明系統必須通過的抗雷電實驗

機外照明燈、控制盒以及連接電纜構成了飛機的機外照明系統。當雷電對裸露在蒙皮外面的光源產生雷擊作用時，光源的表面和燈具與飛機蒙皮機械之間的連接面就可能會產生熔斷、擊穿甚至是結構變形等物理畸形變化，如果雷電產生的部分能量傳導或者是輻射到飛機機外系統中的控制盒，控制盒可能會出現電能性能失效或者是功能損壞等問題。從這個角度上來說，光源表面、裸露在飛機表面的結構件、控制盒接口處的電子元件是比較容易受到雷電干擾和破壞，因此，要根據機外照明系統的不同安全區域，對機外照明系統的開展以下抗雷擊實驗。

首先，要針對飛機機外照明系統中的外部照明設備，如，航行燈、著陸燈以及空中加油燈等相關外部設備進行直接雷電雷擊效應試驗。其次，針對機外照明系統中的外部設備進行間接雷擊效應試驗。最后，針對機外照明系統的內部設備，如，控制盒設備，進行雷電擊中瞬間的敏感度試驗。

需要注意的是對外部設備進行間接效應試驗目的是對雷電產生的干擾電流和電壓進行直接測量，這只是針對機外安裝設備進行的試驗。而對控制盒進行的瞬間敏感度試驗是對飛機電力電子設備在一定的干擾下能否正常工作進行測評的，試驗測試的對象是飛機所有的機載電子電力設備。

3.3 機外照明系統的直擊防雷電技術

機外照明系統的直擊雷防護技術主要有以下幾個：首先，是外形防雷電技術，這是根據飛機協議中的隱身要求，機外照明系統中的照明燈罩外露在飛機的外部，需要結合飛機蒙皮的實際情況對照明燈罩的產品外形進行設計。根據相關研究發現，由于雷電會在尖點處附著并且在該處產生能量的雷擊而發生放電現象，因此，在進行產品外形設計的時候要盡量保證外形平滑。其次，是燈罩鍍膜處理技術，雷電會對燈罩產生直接的雷擊作用，因此，采用真空蒸鍍技術對燈罩的表面進行導線鍍膜處理是提高照明燈燈罩整體導電性能的最優方法。最后，是燈罩與壓板導線連接處理技術，在飛機機外照明系統中，燈罩與壓板之間的連接由于材料材質的不同，會在連接部位產生一定的間隙，這個間隙的存在會對飛機機外照明系統的導電性能產生影響，因此，需要對燈罩和壓板的導線連接進行有效處理，在接縫處涂導電橡膠，以此將燈罩和壓板連接成為一個連續的金屬反射面，提高導電性能。

3.4 機外照明系統的感應雷電防護技術

雷電對機外照明系統中的控制盒影響主要體現在浪涌沖擊方面，通過控制信號和電流傳導等對控制盒內部產生危害，針對這一問題，目前主要是采用浪涌抑制器進行合理線路的設計，以此來對浪涌電流、電壓進行控制。在具體處理措施方面，主要是在控制盒所有的交直流電源端口和信號控制端口設計專用的可吸收浪涌沖擊的抑制線路，以此來防止外部電流進入到電子產品的內部，對控制盒與相關的電子電氣設備產生危害。由于雷電產生的浪涌沖擊能量是十分巨大的，因此，普通的濾波器和鐵氧體磁芯等傳統的防護方案是沒有效能的，在目前對浪涌沖擊采用的主要是氣體放電管、壓敏電阻以及半導體放電管等專用的設施設備。另外，直接將浪涌吸收器件與被保護的控制盒和其他電子產品設備進行并聯操作，以此來達到能夠承受浪涌沖擊能量的設備也是典型的防護措施之一。

4 結語

飛機機外照明系統的雷電防護技術的應用對提高飛機的安全飛行性能、減少飛機飛行安全事故的發生具有十分重要的意義。由于不同飛機在機外照明系統的設計方面是不同的，因此，在進行雷電防護技術應用和選擇的時候，要根據飛機機外照明系統設計的實際情況，通過直擊雷和感應雷兩個方面的防護技術，強化機外照明系統的雷電防護系統，以此來提升飛機飛行的安全性能。

參考文獻

[1] 桑龍，欒日濤.機外照明系統雷電防護技術研究[J].甘肅科技縱橫，2014（1）：24-27.

[2] 宋東駿.氣象雷電防護技術關鍵點的探討[J].科教導刊（上旬刊），2014（5）：192，237.

[3] 楊春光.直升機雷電防護關鍵技術研究[D].哈爾濱工業大學，2014.

[4] 李進秀，賀寧龍，趙志葉，等.飛機氣象雷達天線罩雷電防護技術分析[J].電子制作，2013（21）：39.

[5] 石金鋮，劉鴻池.探討自動氣象站的雷電防護技術[J].農民致富之友，2014（14）：290.