機載VHF通信電臺閃電間接效應試驗與失效分析

(中國民航大學 適航學院，天津 300300)

1 引 言

據統計，在地球大氣中平均每天發生約800萬次閃電[1]，一架固定航線的商用飛機每年平均都要遭遇一次雷擊，航空史上已有2 500多架飛機遭到閃電擊毀[2]。閃電電磁脈沖(Lightning Electromagnetic Pulse,LEMP)具有功率高、頻帶寬、持續時間短等特點，極容易耦合進入電子設備內部造成干擾和損壞作用。

機載甚高頻(Very High Frequency,VHF)通信電臺可實現飛機與飛機、地面間的近距離通信，是航空領域最重要的通信方式之一。VHF通信受到干擾或損壞的情況時有發生，危害極大[3]。閃電對飛機的影響包括直接效應和間接效應兩種，前者是指閃電對飛機結構的物理損壞，如在金屬蒙皮上燒灼出孔洞等；后者是指閃電通過感應電壓或電流對內部設備產生干擾或損傷，造成其功能的暫時或永久失效[4]。閃電對機載VHF通信設備收發機產生的效應為間接效應。

隨著我國AG600和C919等民機型號工作的推進，國內機載設備的發展需求出現“井噴”趨勢，但目前國產機載設備的市場占比及相關研究情況并不理想。國內已經開展了飛機整機的閃電分區、閃電防護研究、電子設備艙、飛機燃油系統的防護試驗研究[5-8]，針對無人機系統和發動機電子控制器的閃電試驗研究也有報道[9-10]，但對于機載VHF通信電臺而言，其閃電間接效應相關研究卻鮮見報道。

本文針對VHF通信電臺進行閃電試驗研究，獲得機載VHF通信電臺的閃電敏感性能參數，提出閃電間接效應導致的失效判據，結合微電子器件與電路可靠性研究基礎[11-13]，對在閃電試驗中發生失效的設備進行失效分析，提出閃電防護加固措施。……