航空器雷電防護技術

《航空器雷電防護技術》是2013年航空工業出版社出版的一本書籍，書籍的作者是合肥航太電物理技術有限公司。

基本介紹

• 中文名：航空器雷電防護技術
• 作者：合肥航太電物理技術有限公司
• 出版時間：2013年12月
• 出版社：航空工業出版社
• ISBN：9787516502969

內容簡介

自人類發明航空器以來，大氣雷電始終是揮之不去的夢魘，為保證飛行安全，人類與之進行了長期不懈的鬥爭，從而產生了航空器雷電防護科學並有了長足的發展。本書從航空器雷電防護設計、試驗與適航取證角度，論述了大氣雷電的一般知識、現代航空器雷電防護概況及航空器結構、燃油和機載設備的雷電防護設計、試驗與適航取證的基本方法。

圖書目錄

目錄

第1章　大氣電學與高電壓基礎

1.1　概述

1.1.1　大氣成分

1.1.2　大氣對流層

1.1.3　大氣電離層

1.1.4　大氣電模型

1.2　大氣離子

1.2.1　大氣的電離過程

1.2.2　大氣離子的行為

1.3　晴天大氣電場

1.3.1　晴天大氣電場參數

1.3.2　大氣傳導電流

1.3.3　大氣電路的歐姆定律

1.3.4　晴天大氣電場隨時間的變化

1.4　雲霧雨電學

1.4.1　非雷雨雲的荷電

1.4.2　積雨雲

1.4.3　積雨雲中的電結構

1.4.4　積雨雲中的起電機制

1.5　雷電過程

1.5.1　尖端放電

1.5.2　雷電

1.6　地球大氣電平衡

1.7　現代雷電學研究

1.8　高電壓基礎理論概述

1.8.1　物體帶電

1.8.2　點電荷

1.8.3　電場

1.8.4　電位

1.8.5　等勢線(面)

1.9　氣體放電的基本物理過程

1.9.1　原子的激勵和電離

1.9.2　氣體原子的電離

1.9.3　金屬電極的表面電離

1.9.4　氣體放電中負離子的產生

1.9.5　放電過程中帶電粒子的消失

1.9.6　雪崩放電

1.10　湯遜理論和巴申定律

1.11　流注理論

1.12　不均勻電場中的放電過程

1.12.1　電暈放電

1.12.2　極性效應

1.13　氣體介質的電氣強度

1.13.1　雷電衝擊電壓作用下氣體的擊穿

1.13.2　操作衝擊電壓作用下氣體的擊穿

1.13.3　大氣條件對氣體擊穿特性的影響

1.14　脈衝高壓發生器

1.14.1　脈衝高壓發生器的基本原理

1.14.2　波形要求與迴路參數的關係

1.14.3　多級脈衝電壓發生器

1.14.4　衝擊高電壓的測量

1.15　衝擊電流發生器

1.15.1　衝擊電流波形產生

1.15.2　衝擊電流的測量

第2章　航空器的雷電附著現象

2.1　概述

2.2　雷電附著點的定義

2.2.1　附著點定義

2.2.2　附著區域定義

2.3　航空器遭雷擊的環境

2.3.1　高度和飛行狀態

2.3.2　天氣氣象條件

2.3.3　遭雷擊時的即時環境

2.3.4　雷暴的迴避

2.3.5　雷擊發生的頻度

2.4　航空器遭雷擊的機理

2.4.1　電場效應

2.4.2　航空器上儲存的電荷

2.4.3　航空器觸發的雷電

2.5　掃掠雷擊現象

2.6　航空器觸發雷電的機理

2.6.1　觸發的雷電環境

2.6.2　航空器對觸發雷電的回響

2.6.3　觸發條件的預示

2.7　Atlas(阿特拉斯)Centaur 67事件

第3章　雷電對航空器的危害

3.1　概述

3.2　雷電對金屬結構的危害

3.2.1　產生凹痕和熔穿

3.2.2　磁力

3.2.3　結構界面處的凹痕

3.2.4　阻性加熱

3.2.5　衝擊波和過壓力

3.3　雷電對非金屬結構的危害

3.3.1　不導電複合材料

3.3.2　導電複合材料

3.3.3　其他工程塑膠

3.3.4　雷擊和閃光致盲

3.4　間接效應

3.4.1　報告

3.4.2　趨勢及後果

3.4.3　雷電直接效應和間接效應的區別

3.4.4　磁感應電壓

3.4.5　結構IR(電流乘電阻)電壓

3.4.6　間接效應的其他特性

3.4.7　關注的系統

3.5　雷電對燃油系統的危害

3.6　雷電對航空器外部安裝電氣裝置的雷電效應

3.7　雷電對推進系統的危害

第4章　直接效應與防護

4.1　引言

4.2　對金屬結構的直接效應及防護

4.2.1　對熔穿的防護

4.2.2　阻性加熱

4.2.3　磁力效應

4.2.4　聲衝擊波

4.2.5　跨越搭接帶、鉸鏈和接頭的電弧

4.2.6　接頭和搭接電阻

4.3　不導電複合材料的防護

4.3.1　損壞效應

4.3.2　損壞機理

4.3.3　用分流條防護

4.3.4　用導電塗層防護

4.4　導電複合材料的防護

4.4.1　碳纖維複合材料蒙皮的防護

4.4.2　碳纖維複合材料連線和連線處的防護

4.4.3　套用方面的考慮

4.5　風擋、座艙蓋和側窗戶

4.6　對推進系統的直接效應

4.6.1　螺旋槳

4.6.2　直升機轉子葉片

4.6.3　齒輪箱

4.6.4　渦輪發動機

4.7　直接效應試驗

4.7.1　試驗設備

4.7.2　試驗方法與標準

4.7.3　試驗實例(飛機複合材料部件的雷電掃掠試驗)

第5章　間接效應與防護

5.1　概述

5.2　基本概念

5.2.1　符號和單位

5.2.2　數學運算

5.2.3　材料特性

5.2.4　幾何平均距離(GMD)

5.2.5　電壓和電流

5.2.6　磁場效應

5.2.7　電場效應

5.2.8　波形分析

5.3　雷電間接效應設計項目中的步驟

5.4　雷電與高強度輻射場及核電磁脈衝的區別

5.5　雷電主要耦合機理

5.5.1　結構阻性電壓

5.5.2　磁感應電壓

5.5.3　容性產生的電流

5.6　確定電路回響的方法

5.7　航空器上測得的感應電壓示例

5.7.1　飛機機翼航行燈電路

5.7.2　飛機空速管電加熱除冰電路

5.8　航空器及其線路回響的數值分析

5.8.1　相互作用模型

5.8.2　雷電效應電磁仿真

5.8.3　雷電數值分析實例

5.9　間接效應防護設計

5.9.1　要求和目標

5.9.2　電子設備的位置

5.9.3　線路的位置

5.9.4　防護設計做法

5.10　接地的基本做法

5.10.1　基本考慮

5.10.2　互連線路的禁止

5.10.3　禁止層的接地

5.11　瞬態與規範之間的協調

5.12　機載設備間接效應試驗

5.12.1　針注入試驗

5.12.2　磁耦合注入試驗

5.12.3　系統顛覆試驗

5.12.4　試驗案例分析

5.13　飛機整機雷電間接效應試驗

5.13.1　基本假設

5.13.2　時域脈衝試驗

5.13.3　實測瞬變的外推

5.13.4　試驗布局

5.13.5　雷電瞬態分析測量

5.13.6　低電平連續波掃頻試驗

5.13.7　安全

第6章　航空器燃油系統的防護

6.1　概述

6.2　燃油的易燃性

6.3　通氣口

6.4　應急放油管和排油管

6.5　燃油管線中的電弧

6.6　燃油箱蒙皮的燒穿和熱點

6.7　油箱結構內的電流效應

6.7.1　重力加油口蓋

6.7.2　檢修口蓋

6.7.3　油箱密封劑

6.8　結構接頭

6.9　管道的連線和界面

6.10　燃油箱內的電氣線路

6.11　消除點燃源

6.11.1　油箱結構設計

6.11.2　提供適當的電接觸

6.11.3　封閉電弧

6.12　管路和複合材料油箱

6.13　不導電油箱

6.14　燃油系統檢查單

6.15　燃油系統的試驗和試驗技術

6.15.1　電氣連續性和電阻的測量

6.15.2　逐項試驗

6.15.3　油箱的全尺寸試驗

6.16　油箱試驗案例

6.16.1　機翼整體油箱口蓋雷電防護試驗

6.16.2　機翼油箱通氣口蓋電暈流光試驗

第7章　合格審定

7.1　概述

7.2　關於雷電防護的適航管理條例

7.2.1　機身的防護

7.2.2　燃油系統的防護

7.2.3　其他系統的防護

7.2.4　電子和導航系統的防護

7.3　其他航空器的雷電防護

7.4　CAAC關於雷電防護的基本要求

7.5　設計和驗證的雷電環境

7.5.1　近期的標準化活動

7.5.2　標準化環境

7.6　防護設計和合格審定的步驟

7.6.1　步驟(a)———區域的定位(雷擊區位置)

7.6.2　步驟(b)———制定雷電環境

7.6.3　步驟(c)———標識飛行關鍵的系統和部件

7.6.4　步驟(d)———制定防護準則

7.6.5　步驟(e)———設計防護

7.6.6　步驟(f)———驗證防護的充分性

7.7　合格審定計畫(CP)

7.8　試驗大綱

7.9　法國航空公司“6·1”空難簡析與飛機雷電防護標準