雷电防护技术在机外照明系统的实施

王悦++李承昊

摘 要：雷电是由大气层中温度、湿度等参数不同的气流相互摩擦运动而产生的，会对飞机的飞行产生一定的影响。飞机在飞行的过程中，难免会受到雷电的影响，尤其是会对机外的照明系统产生影响，严重时甚至会导致飞行事故的发生。为了确保飞机的飞行安全，基于现代科学技术的发展，对飞机机外照明系统的雷电防护技术进行了相关的研究和分析，以期为机外照明雷电防护技术的研究和应用提供一定的参考。

关键词：雷电防护技术 机外照明系统 技术实施

中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）12（b）-0071-02

雷电是飞机飞行过程中不可避免会遇到自然现象，雷电会导致大气电离，导致带导电的等离子气流的产生，等离子气流会产生泻放电荷或者中和电荷等离子体导电通道，这个通道会在大气层中产生雷电电磁脉冲，从而对飞机的机外照明系统产生影响，严重时甚至会导致飞机飞行事故的发生。随着现代飞机制造技术的不断发展，机外照明系统也发生了相应的变化，探究新时期雷电防护技术对机外照明系统的影响对维护飞机的安全飞行具有十分重要的意义。

1 机外照明系统雷电防护工作现状

随着现代航空技术的不断发展，很多新型的复合机械材料和微电子测控技术被广泛地应用到飞机制作过程中，飞机上携带的电子设备越来越多，这在一方面增加了飞机飞行的智能性，另一方面为适应各种气候条件提出了挑战，在一定程度上来说，现代飞机遭受雷击的几率有着一定的增加，在这种情况下，为了减少由于雷电导致的飞机事故，确保相关人员的生命财产安全，需要对飞机的抗雷电性能进行优化和提升。目前在飞机防雷电技术应用方面，主要是结合飞机防雷击的相关要求、雷电产生的原理以及飞机雷击不同的区域，对飞机机外照明系统采用直接雷击防护技术和感应雷击防护技术，来优化机外照明系统的雷电防护技术。

2 飞机机载电子产品对防雷电技术的要求

根据相关研究和分析，飞机机载电子电气产品对雷电的防护要求主要分为3个主要类型：一是飞机机构和部件对雷电技术的防护要求；二是飞机燃油系统对防雷电技术的要求；三是飞机电子电气系统对防雷电技术的要求。在飞机制造领域，尤其是在军用飞机制造方面，对雷击的防护标准主要有《飞机雷电防护要求及试验方法》《军用飞机雷电防护》等标准，在机外照明系统的防雷电技术方面的相关要求比较多，直接要求主要采用的是《飞机雷电防护要求及试验方法》中的相关条款要求和试验標准。

3 机外照明系统中雷电防护技术的应用和措施

3.1 飞机机外照明系统的组织和相关工作原理

不同的飞机在机外照明系统设置方面是不同的，但是总体来说，飞机的机外照明系统的控制方式主要有以下几个方面：首先，是控制盒是通过模拟的通信接口或者是数字通信接口接收不同的飞机飞行控制指令。其次，控制盒的驱动控制工作是根据相应的指令进行计算处理和信号处理的。另外，如果飞机上设置了闭环控制系统，这个系统还能够对机外照明工作状态进行实时监控。控制盒与机外照明系统之间是通过固定的检测接口来进行控制指令工作的，当机外照明系统的负载灯工作出现异常时，控制盒能够通过检测接口采集到相关的故障信息，根据控制管理协议要求进行关断输出处理，并且根据与上机位的通信接口与通信协议，及时调整机外照明系统中的负载灯工作状态。

3.2 飞机机外照明系统必须通过的抗雷电实验

机外照明灯、控制盒以及连接电缆构成了飞机的机外照明系统。当雷电对裸露在蒙皮外面的光源产生雷击作用时，光源的表面和灯具与飞机蒙皮机械之间的连接面就可能会产生熔断、击穿甚至是结构变形等物理畸形变化，如果雷电产生的部分能量传导或者是辐射到飞机机外系统中的控制盒，控制盒可能会出现电能性能失效或者是功能损坏等问题。从这个角度上来说，光源表面、裸露在飞机表面的结构件、控制盒接口处的电子元件是比较容易受到雷电干扰和破坏，因此，要根据机外照明系统的不同安全区域，对机外照明系统的开展以下抗雷击实验。

首先，要针对飞机机外照明系统中的外部照明设备，如，航行灯、着陆灯以及空中加油灯等相关外部设备进行直接雷电雷击效应试验。其次，针对机外照明系统中的外部设备进行间接雷击效应试验。最后，针对机外照明系统的内部设备，如，控制盒设备，进行雷电击中瞬间的敏感度试验。

需要注意的是对外部设备进行间接效应试验目的是对雷电产生的干扰电流和电压进行直接测量，这只是针对机外安装设备进行的试验。而对控制盒进行的瞬间敏感度试验是对飞机电力电子设备在一定的干扰下能否正常工作进行测评的，试验测试的对象是飞机所有的机载电子电力设备。

3.3 机外照明系统的直击防雷电技术

机外照明系统的直击雷防护技术主要有以下几个：首先，是外形防雷电技术，这是根据飞机协议中的隐身要求，机外照明系统中的照明灯罩外露在飞机的外部，需要结合飞机蒙皮的实际情况对照明灯罩的产品外形进行设计。根据相关研究发现，由于雷电会在尖点处附着并且在该处产生能量的雷击而发生放电现象，因此，在进行产品外形设计的时候要尽量保证外形平滑。其次，是灯罩镀膜处理技术，雷电会对灯罩产生直接的雷击作用，因此，采用真空蒸镀技术对灯罩的表面进行导线镀膜处理是提高照明灯灯罩整体导电性能的最优方法。最后，是灯罩与压板导线连接处理技术，在飞机机外照明系统中，灯罩与压板之间的连接由于材料材质的不同，会在连接部位产生一定的间隙，这个间隙的存在会对飞机机外照明系统的导电性能产生影响，因此，需要对灯罩和压板的导线连接进行有效处理，在接缝处涂导电橡胶，以此将灯罩和压板连接成为一个连续的金属反射面，提高导电性能。

3.4 机外照明系统的感应雷电防护技术

雷电对机外照明系统中的控制盒影响主要体现在浪涌冲击方面，通过控制信号和电流传导等对控制盒内部产生危害，针对这一问题，目前主要是采用浪涌抑制器进行合理线路的设计，以此来对浪涌电流、电压进行控制。在具体处理措施方面，主要是在控制盒所有的交直流电源端口和信号控制端口设计专用的可吸收浪涌冲击的抑制线路，以此来防止外部电流进入到电子产品的内部，对控制盒与相关的电子电气设备产生危害。由于雷电产生的浪涌冲击能量是十分巨大的，因此，普通的滤波器和铁氧体磁芯等传统的防护方案是没有效能的，在目前对浪涌冲击采用的主要是气体放电管、压敏电阻以及半导体放电管等专用的设施设备。另外，直接将浪涌吸收器件与被保护的控制盒和其他电子产品设备进行并联操作，以此来达到能够承受浪涌冲击能量的设备也是典型的防护措施之一。

4 结语

飞机机外照明系统的雷电防护技术的应用对提高飞机的安全飞行性能、减少飞机飞行安全事故的发生具有十分重要的意义。由于不同飞机在机外照明系统的设计方面是不同的，因此，在进行雷电防护技术应用和选择的时候，要根据飞机机外照明系统设计的实际情况，通过直击雷和感应雷两个方面的防护技术，强化机外照明系统的雷电防护系统，以此来提升飞机飞行的安全性能。

参考文献

[1] 桑龙，栾日涛.机外照明系统雷电防护技术研究[J].甘肃科技纵横，2014（1）：24-27.

[2] 宋东骏.气象雷电防护技术关键点的探讨[J].科教导刊（上旬刊），2014（5）：192，237.

[3] 杨春光.直升机雷电防护关键技术研究[D].哈尔滨工业大学，2014.

[4] 李进秀，贺宁龙，赵志叶，等.飞机气象雷达天线罩雷电防护技术分析[J].电子制作，2013（21）：39.

[5] 石金铖，刘鸿池.探讨自动气象站的雷电防护技术[J].农民致富之友，2014（14）：290.