航空電子設(shè)備維修中靜電危害及防護(hù)措施探討

李翔宇

(江西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江西南昌 330008)

在航空航天中，集成電路以及高分子材料在相關(guān)航空設(shè)備中應(yīng)用比較廣泛，相關(guān)技術(shù)和材料應(yīng)用，對(duì)于促進(jìn)航空電子設(shè)備科學(xué)技術(shù)含量提升具有重要價(jià)值，但是在相關(guān)電子設(shè)備維修和養(yǎng)護(hù)中，靜電問(wèn)題處理具有一定挑戰(zhàn)性。當(dāng)前，我國(guó)對(duì)于航空航天安全性關(guān)注度比較高，所以必須要切實(shí)做好航天電子設(shè)備靜電預(yù)防工作，降低靜電帶給電子設(shè)備和集成電路的不良影響，促進(jìn)航空航天事業(yè)的穩(wěn)定、安全發(fā)展。

1 航空電子設(shè)備維修中的靜電產(chǎn)生路徑

靜電是自然界中的一種客觀(guān)現(xiàn)象，指的是電子在外力作用下，由一個(gè)物體向另一個(gè)物體轉(zhuǎn)移，從而導(dǎo)致原物體中的正負(fù)電荷出現(xiàn)局部失衡情況，導(dǎo)致靜電效應(yīng)產(chǎn)生。靜電的產(chǎn)生由于不同的物質(zhì)形態(tài)也有不同特點(diǎn)[1]。物質(zhì)形態(tài)包含3 種，即固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)。在不同狀態(tài)的物體中靜電產(chǎn)生的機(jī)理也是不一樣的，但是就靜電的產(chǎn)生過(guò)程來(lái)看，都是一個(gè)接觸到電荷轉(zhuǎn)移再到形成偶電層，最后產(chǎn)生分離的過(guò)程，因此，在航空維護(hù)中，靜電防護(hù)需要從靜電產(chǎn)生的過(guò)程來(lái)探索對(duì)策。

航空電子設(shè)備在維修中，普遍存在一些靜電效應(yīng)，對(duì)航空電子產(chǎn)品會(huì)產(chǎn)生一定影響，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致安全事故。就靜電在航空電子設(shè)備中的產(chǎn)生情況來(lái)看，有多種形式，包含摩擦、沖撞、流動(dòng)、飛沫等[2]。與其他用途的電子產(chǎn)品不同，航空電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，就考慮到了靜電產(chǎn)生，所以在設(shè)計(jì)上，使用多樣化金屬，將高電阻類(lèi)、高分子材料作為重要生產(chǎn)材料，對(duì)于預(yù)防靜電產(chǎn)生有一定作用，可以減少靜電的積聚現(xiàn)象產(chǎn)生。這是從設(shè)計(jì)開(kāi)始就注重了靜電預(yù)防的問(wèn)題，不過(guò)，在航空電子設(shè)備維修中，更大程度上對(duì)靜電放電現(xiàn)象進(jìn)行防治，所以需要把握靜電放電的基本條件。

靜電放電是在物體上的靜電負(fù)荷達(dá)到一定程度后，產(chǎn)生靜電源；在靜電源附近存在靜電擊穿閾值低于靜電源所在物體的物體；靜電源和靜電易損之間能夠形成相互的能量耦合，滿(mǎn)足上述所有條件，才能達(dá)到靜電放電的程度[3]。

1.1 摩擦產(chǎn)生靜電

所有物體本身就帶有電荷，在一般情況下，同一物體內(nèi)正負(fù)電荷是平衡分布的，物體不帶電。而航空電子設(shè)備在進(jìn)行維修中，會(huì)有一定的接觸和摩擦等，維修工具和電子設(shè)備接觸、人的衣物和電子設(shè)備摩擦等，都可能導(dǎo)致物體內(nèi)的電荷移動(dòng)，從而導(dǎo)致物體上的電荷平衡狀態(tài)被打破，導(dǎo)致靜電出現(xiàn)。在航空電子設(shè)備維修中，除了直接摩擦產(chǎn)生的靜電外，對(duì)相關(guān)電子設(shè)備進(jìn)行加油、噴漆、擦灰等操作中，也可能導(dǎo)致靜電產(chǎn)生[4]。

1.2 設(shè)備自身積聚靜電

在飛機(jī)運(yùn)行中，航空器處于運(yùn)行狀態(tài)，此時(shí)航空器和空氣之間必然會(huì)產(chǎn)生摩擦，摩擦導(dǎo)致靜電產(chǎn)生，這些靜電積累在航空器表面。此外，在飛機(jī)的起飛和降落過(guò)程中，飛機(jī)底輪和地面之間會(huì)產(chǎn)生一定摩擦，也會(huì)產(chǎn)生靜電，這些靜電也會(huì)積聚在相關(guān)設(shè)備表面，不能及時(shí)釋放，這些靜電會(huì)通過(guò)導(dǎo)體進(jìn)入內(nèi)部電子設(shè)備中，進(jìn)而對(duì)設(shè)備帶來(lái)一定的電磁干擾。此外，一些經(jīng)典吸附作用也可能造成電子設(shè)備的表面灰塵不斷積累增多，這些也會(huì)加劇靜電產(chǎn)生，導(dǎo)致出現(xiàn)設(shè)備無(wú)法正常運(yùn)行的問(wèn)題。

2 航空電子設(shè)備維修產(chǎn)生靜電的危害

航空電子設(shè)備中產(chǎn)生靜電，危害是巨大的，這些危害可以按照靜電起電和靜電放電來(lái)劃分。在靜電起電中，因?yàn)殡姾梢苿?dòng)，導(dǎo)致靜電積聚，這種情況導(dǎo)致的危害相對(duì)較小，不會(huì)對(duì)相關(guān)航天電子設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重影響[5]。而靜電放電因?yàn)榍捌诜e聚的靜電會(huì)出現(xiàn)短時(shí)間釋放的情況，容易導(dǎo)致電子設(shè)備的誤動(dòng)作產(chǎn)生。考慮到相關(guān)航天電子設(shè)備的材質(zhì)不同，其積聚靜電能力也存在一定差異，所以在航空飛行中，相關(guān)電子設(shè)備可能會(huì)因?yàn)榉烹妼?dǎo)致故障問(wèn)題產(chǎn)生，嚴(yán)重的情況下會(huì)導(dǎo)致飛行安全受到威脅。

目前的航空電子設(shè)備數(shù)量和類(lèi)型眾多，但是靜電放電對(duì)電子設(shè)備產(chǎn)生的危害分為多種。第一，靜電有一定的吸附性，航空電子設(shè)備產(chǎn)生靜電，會(huì)大量吸附空氣中的灰塵和雜質(zhì)，長(zhǎng)期吸附，會(huì)導(dǎo)致電子元件表面蒙上一層灰塵，降低電子元件的絕緣性。在潮濕的空氣環(huán)境下，可能會(huì)導(dǎo)致污閃，造成電子設(shè)備短路問(wèn)題產(chǎn)生。第二，靜電積聚本身需要一個(gè)過(guò)程，而靜電放電卻可以在一瞬間完成[6]。在放電時(shí)會(huì)產(chǎn)生很多熱，這些熱量不能及時(shí)消散，尤其是在電子元件分布較密集、空間狹小的環(huán)境中，可能導(dǎo)致一些微小元件受損。第三，靜電放電還可能導(dǎo)致磁場(chǎng)產(chǎn)生，電磁干擾會(huì)導(dǎo)致局部電子元件功能異常和損壞，這些都會(huì)影響航空航天安全，事關(guān)重大，需要引起重視。

3 航空電子設(shè)備維修中靜電防護(hù)措施應(yīng)用

3.1 完善防護(hù)體制

現(xiàn)階段，我國(guó)航空電子設(shè)備防護(hù)工作開(kāi)展中，還沒(méi)有形成完善的航空電子產(chǎn)品維護(hù)條例，相關(guān)管理體制不健全，導(dǎo)致對(duì)航空電子設(shè)備的維護(hù)和管理規(guī)范性不足。在開(kāi)展航空電子設(shè)備的管理和維護(hù)工作中，相關(guān)措施落實(shí)困難，所以，需要加速構(gòu)建完善的設(shè)備安全防護(hù)體制，以我國(guó)航空電子設(shè)備的實(shí)際情況為依據(jù)，促進(jìn)相關(guān)防護(hù)管理制度的有效落實(shí)。例如：在對(duì)航空電子設(shè)備的操作中開(kāi)展規(guī)范管理，根據(jù)不同工作要求及指示，確保相關(guān)工作都能夠嚴(yán)格按照規(guī)章制度來(lái)執(zhí)行，保證相關(guān)工作開(kāi)展有理有據(jù)，規(guī)范執(zhí)行，從多角度來(lái)開(kāi)展對(duì)航空電子設(shè)備的安全管理和防護(hù)。例如：航務(wù)管理部《關(guān)于加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)管理工作的通知》中指出，在企業(yè)中要積極開(kāi)展靜電防護(hù)體制宣傳和教育培訓(xùn)工作，讓機(jī)場(chǎng)相關(guān)維修管理人員能夠?qū)娇针娮釉O(shè)備的有效運(yùn)行進(jìn)行把握，明確相關(guān)規(guī)章制度，能夠按照規(guī)范化的維修章程和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行航空電子設(shè)備維修，做好必要的靜電防護(hù)措施[7]。結(jié)合航監(jiān)控公司的實(shí)際情況和維修工作需要，要進(jìn)一步修訂完善《航空電子設(shè)備管理辦法》，針對(duì)其中的設(shè)備管理進(jìn)行制度完善，確保相關(guān)操作都能有標(biāo)準(zhǔn)可以參考。另外，要進(jìn)一步提升航空電子設(shè)備監(jiān)管和維修保養(yǎng)水平，強(qiáng)化航空電子設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)監(jiān)測(cè)，促進(jìn)設(shè)備使用壽命不斷延長(zhǎng)，切實(shí)促進(jìn)航空電子設(shè)備整體運(yùn)行效益提升。

就航空電子設(shè)備維護(hù)工作，還需要進(jìn)一步完善相關(guān)檢修制度，做好對(duì)設(shè)備維修人員的設(shè)備維護(hù)管理知識(shí)和技能培訓(xùn)[8]。讓他們掌握航空電子設(shè)備靜電產(chǎn)生機(jī)制和危害，學(xué)習(xí)靜電防護(hù)的有效技術(shù)和措施，這樣他們?cè)陂_(kāi)展航空電子設(shè)備的維修處理中，才能夠把握靜電防護(hù)的要點(diǎn)，做好必要的靜電防護(hù)措施。同時(shí)，培訓(xùn)也能夠讓他們的安全意識(shí)得到強(qiáng)化，明確靜電產(chǎn)生的危害，從而提醒他們?cè)诤娇针娮釉O(shè)備維修中，切實(shí)強(qiáng)化靜電防護(hù)，確保航空電子設(shè)備整體運(yùn)行效益和目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)構(gòu)建完善的航空電子設(shè)備維修制度和靜電防護(hù)制度，促進(jìn)航空電子設(shè)備維修中靜電防護(hù)規(guī)范化進(jìn)行，切實(shí)提升航空電子設(shè)備的靜電防護(hù)效益，有效降低電子設(shè)備維修中的靜電產(chǎn)生，保證航空電子設(shè)備安全有序運(yùn)行。

3.2 靜電敏感元件拆裝中做好靜電防護(hù)措施

在航空電子設(shè)備的維修保養(yǎng)中，重點(diǎn)應(yīng)該對(duì)相關(guān)電子設(shè)備中的靜電敏感元件進(jìn)行管理，在進(jìn)行這類(lèi)敏感元件的安裝前，就應(yīng)該要做好一次靜電損害處理工作，確保相應(yīng)元件能夠承受一定幅度的靜電放電[9]。在后期維護(hù)工作中，相關(guān)工作人員需要結(jié)合相應(yīng)維護(hù)手冊(cè)，針對(duì)靜電敏感元件做好靜電隔離處理，避免維護(hù)中再次出現(xiàn)靜電，導(dǎo)致二次損害產(chǎn)生。例如：在開(kāi)展機(jī)組可更換組件的一般維護(hù)工作中，考慮到整體的機(jī)組可更換組件在防靜電保護(hù)容器環(huán)境中，只留下兩個(gè)導(dǎo)線(xiàn)出入口，方便進(jìn)行泡沫密封處理。在開(kāi)展維護(hù)工作中，相關(guān)維修工作人員需要穿戴防靜電服裝，在手腕位置佩戴導(dǎo)電手腕。這個(gè)導(dǎo)電手腕可以存儲(chǔ)部分電量，可以保證相關(guān)工作人員在進(jìn)行靜電敏感元件拆除和安裝中，產(chǎn)生的靜電能夠及時(shí)傳導(dǎo)到導(dǎo)電手腕中。靜電手腕電阻要比航空電子設(shè)備電阻低很多，這樣可以有效防止靜電傳導(dǎo)到內(nèi)部的電子設(shè)備中，發(fā)揮靜電防護(hù)作用[10]。

靜電敏感元件拆裝要嚴(yán)格遵守靜電防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)要求，避免靜電防護(hù)的整體效果，最大限度地降低靜電風(fēng)險(xiǎn)。

3.3 促進(jìn)防護(hù)設(shè)備優(yōu)化和改進(jìn)

在開(kāi)展航空電子設(shè)備的日常維護(hù)維修工作中，除了應(yīng)用常規(guī)的接地法、隔離法以及中和法來(lái)進(jìn)行靜電預(yù)防外，還可以借助相關(guān)設(shè)備和技術(shù)，通過(guò)先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備使用，預(yù)防靜電。例如：使用防靜電涂液，可以有效降低活動(dòng)組件因?yàn)槟Σ廉a(chǎn)生的靜電量；也可以在維修車(chē)間中，進(jìn)行溫濕度的合理控制，確保設(shè)備溫濕度環(huán)境達(dá)到航標(biāo)要求，這樣也可以降低空氣中的靜電因子產(chǎn)生；此外，可以配備離子風(fēng)機(jī)使用，借助風(fēng)機(jī)吹出大量正負(fù)離子的電離，這樣可以和空氣中物體帶有的靜電離子產(chǎn)生中和效應(yīng)，達(dá)到靜電預(yù)防的效果[11]。

3.4 做好接地保護(hù)

目前的接地保護(hù)包含多個(gè)方向，這種保護(hù)措施可以充當(dāng)專(zhuān)門(mén)的防護(hù)措施，也能夠作為輔助方案。在航空電子設(shè)備應(yīng)用中，多數(shù)是通過(guò)連接外殼部分實(shí)現(xiàn)，因此相應(yīng)操作難度并不大，將航空電子設(shè)備和地面連接，即使產(chǎn)恒電荷，也會(huì)被導(dǎo)入大地，這樣可以避免電荷在設(shè)備上積聚，發(fā)揮靜電防護(hù)效應(yīng)[12]。且這種接地處理還能夠?qū)﹄妷和辉銮闆r進(jìn)行抑制，避免電子擊穿設(shè)備現(xiàn)象發(fā)生。在開(kāi)展接地保護(hù)措施應(yīng)用中，需要結(jié)合具體情況來(lái)進(jìn)行，需要充分考慮電子設(shè)備的接地銅線(xiàn)、設(shè)備性能、接地電阻等因素，一般來(lái)說(shuō)，接地銅線(xiàn)直徑應(yīng)該在4 mm以上。

此外，還可以借助放電刷，有效預(yù)防電子設(shè)備靜電產(chǎn)生。放電刷是靜電放電刷，其功能是將飛機(jī)電子設(shè)備中的靜電放掉。在雷擊情況下，放電刷容易被損壞，這是因?yàn)榉烹娝⒆陨硇螒B(tài)比較特殊，放電刷一般是安裝在機(jī)翼或操作面后端尖銳元件，這類(lèi)元件最易遭受電擊。放電刷出現(xiàn)損傷，包含物理?yè)p傷和內(nèi)部損傷兩種[13]。物理?yè)p傷是指肉眼可以看到的放電刷表面的形態(tài)出現(xiàn)扭曲變形等情況；內(nèi)部損傷指的是放電刷內(nèi)部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)破壞，這種損壞容易導(dǎo)致電阻值產(chǎn)生變化，這些損傷在常規(guī)情況下需要通過(guò)兆歐表測(cè)量放電刷尖端來(lái)探測(cè)，或者是對(duì)放電刷底座電阻來(lái)確認(rèn)[14]。

3.5 正確張貼靜電防護(hù)標(biāo)記

在開(kāi)展航空電子設(shè)備的維修中，相關(guān)工作人員對(duì)于靜電防護(hù)意識(shí)不足，不能意識(shí)到靜電防護(hù)的重要性和關(guān)鍵點(diǎn)。對(duì)此，需要在航空電子設(shè)備表面張貼靜電防護(hù)標(biāo)記，旨在為維修工作人員提供參考標(biāo)識(shí)，讓他們?cè)陂_(kāi)展電子設(shè)備維修中，能夠注意靜電防護(hù)，保證規(guī)范操作，減少不必要的摩擦和接觸導(dǎo)致的靜電問(wèn)題產(chǎn)生。在進(jìn)行靜電防護(hù)標(biāo)記的張貼上，需要對(duì)精密程度高、可更換以及易維護(hù)的電子元件進(jìn)行靜電防護(hù)標(biāo)記，例如可以在設(shè)備架、金屬航線(xiàn)、印刷電路板等位置進(jìn)行張貼。此外，對(duì)直接用電源供電的電子設(shè)備，可以在頂蓋背面進(jìn)行防靜電標(biāo)記張貼。相關(guān)工作人員進(jìn)行拆卸電子設(shè)備中，也需要事先做好靜電防護(hù)措施，避免維修過(guò)程中產(chǎn)生靜電。

3.6 注重維修人員專(zhuān)業(yè)技能提升

目前，航空電子設(shè)備檢修工作中，靜電防護(hù)是重要部分之一，但是相關(guān)維修人員對(duì)于靜電防護(hù)的重視度相對(duì)不足，總體維修人員的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)有限等，為了解決設(shè)備維修人員在靜電防護(hù)方面知識(shí)的不足問(wèn)題，相關(guān)航空電子設(shè)備維修企業(yè)需要針對(duì)一線(xiàn)的設(shè)備維修工作人員定期安排專(zhuān)業(yè)技術(shù)知識(shí)和技能培訓(xùn)，讓他們能夠及時(shí)掌握防靜電類(lèi)型，對(duì)于靜電引起的故障和問(wèn)題處理有一定認(rèn)知，提升專(zhuān)業(yè)技術(shù)水平。對(duì)此，需要積極組織設(shè)備維修人員開(kāi)展培訓(xùn)，通過(guò)開(kāi)展航空電子設(shè)備的維修保養(yǎng)培訓(xùn)，進(jìn)一步要求全體工作人員要充分認(rèn)識(shí)當(dāng)前安全防護(hù)的重要性和必要性，時(shí)刻緊繃安全這根弦，堅(jiān)決杜絕麻痹思想。要求他們嚴(yán)格遵守靜電防護(hù)的規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn)，落實(shí)航空電子設(shè)備的日常維護(hù)保養(yǎng)制度。通過(guò)培訓(xùn)，能夠提高相關(guān)設(shè)備維修人員維修過(guò)程中處置的靜電防護(hù)能力，堅(jiān)決杜絕航空航天安全事故，避免相關(guān)電子設(shè)備的二次損壞，為航空航天提供可靠安全保障。培訓(xùn)可以以實(shí)踐動(dòng)手處理故障為主，理論教學(xué)為輔展開(kāi)。通過(guò)講師對(duì)航天電子設(shè)備基本結(jié)構(gòu)、工作原理、靜電安全防護(hù)、常規(guī)保養(yǎng)以及典型故障診斷等方面的講解，使參訓(xùn)人員學(xué)習(xí)并掌握了維修航空電子設(shè)備的基礎(chǔ)知識(shí)，提高了維修技能。除此之外，考慮到航空電子設(shè)備的市場(chǎng)應(yīng)用趨勢(shì)，還需要對(duì)設(shè)備維修人員開(kāi)展靜電防護(hù)和維修保養(yǎng)技術(shù)培訓(xùn)，針對(duì)不同類(lèi)型航空電子設(shè)備種類(lèi)繁雜等具體情況，在靜電防護(hù)安全知識(shí)基礎(chǔ)培訓(xùn)之上，還邀請(qǐng)電子設(shè)備廠(chǎng)家針對(duì)自己品牌或設(shè)備維修專(zhuān)項(xiàng)技能進(jìn)行培訓(xùn)，有效解決機(jī)場(chǎng)電子設(shè)備種類(lèi)繁雜、涉及面廣帶來(lái)的維保和靜電防護(hù)難題。結(jié)合航空電子設(shè)備投入使用情況，加大靜電防護(hù)技能培訓(xùn)力度，有針對(duì)性地開(kāi)展內(nèi)容豐富、形式多樣的靜電防護(hù)和電子設(shè)備維修培訓(xùn)，不斷提高設(shè)備維修人員的靜電防護(hù)技能，滿(mǎn)足快速發(fā)展的需要，確保設(shè)備維修人員整體專(zhuān)業(yè)性，確保他們?cè)诤娇针娮釉O(shè)備維修保養(yǎng)中的工作效率。

4 結(jié)語(yǔ)

開(kāi)展航空電子設(shè)備維修，很難避免維修中的靜電產(chǎn)生，在靜電積聚達(dá)到一定量后，就會(huì)產(chǎn)生質(zhì)變，導(dǎo)致靜電放電現(xiàn)象出現(xiàn)，瞬時(shí)放電現(xiàn)象會(huì)對(duì)相關(guān)機(jī)載電子設(shè)備正常運(yùn)行造成一定損害，容易導(dǎo)致飛機(jī)安全隱患問(wèn)題加劇。相關(guān)維護(hù)人員在進(jìn)行航空電子設(shè)備維護(hù)中，要結(jié)合自身維修積累的經(jīng)驗(yàn)，明確靜電放電帶來(lái)的危害，把握靜電產(chǎn)生和放電原理，通過(guò)綜合性措施應(yīng)用，完善安全防護(hù)制度，做好靜電敏感元件拆裝中做好靜電防護(hù)措施，促進(jìn)防護(hù)設(shè)備優(yōu)化和改進(jìn)、做好接地保護(hù)，在電子元件表面張貼防靜電標(biāo)識(shí)，注重維修人員專(zhuān)業(yè)技能提升等，通過(guò)多樣化措施應(yīng)用，確保航空電子設(shè)備維護(hù)任務(wù)的有效完成，有效消除靜電帶來(lái)的危害，確保航空電子設(shè)備安全有序運(yùn)行。