航空靜電，指的是在航空飛行時產生由靜電感應所產生的靜電。摩擦和靜電感應，都能使飛機帶電。當飛機靠近帶電的雲層時，在飛機上靠近雲的一側 ，就會感應產生與之相反的電荷。此外，由於發動機排出的廢氣中，正負離子不平衡也可使飛機帶電。
基本介紹
- 中文名：航空靜電
- 發現時間：一九三九年
- 特點：帶電
- 對象：飛機等航天設備
產生原因,靜電危害,預防措施,
產生原因
一根玻璃棒與絲綢摩擦後，如果把玻璃棒移近紙屑，就能把紙屑吸起來 ，這就是摩擦生電。除摩擦生電的現象外，當一個金屬物體靠近另一個帶電的物體時，在靠近帶電體一端的金屬會顯出與帶電體相反的電荷，另一端則顯出相同的電荷，此種現象叫靜電感應。
靜電危害
干擾無線電 早在一九三九年前後，就有人發現飛機飛行時，靜電起電和放電過程對飛機上的無線電設備產生嚴重的射頻干擾，特別是對中、長波導航系統的干擾尤為嚴重。飛機在飛行過程中，靜電不斷產生、積累，使飛機電壓上升。當電壓達到足夠高時，在機體突出部位的周圍空間形成的電場強度超過了空氣的擊穿場強，便會發生電暈放電。這種電暈放電，尤如一台無線電發射機，不斷向空間發射頻頻寬度達10--20兆赫的無線電波。不但對機上無線電通訊產生雜音干擾，而且對導航系統產生干擾。
羅盤不定向 飛機接近雲層或入雲時，無線電羅盤定向距離大大縮短，指示器的指針大幅度擺動或晃動性轉圈。同樣型號的無線電羅盤，裝的機型不同，反映不定向的影響也不同。這是因為在飛機外表的高阻介質面上，受摩擦和撞擊作用而產生靜電，當電壓達到足夠高時，就會產生橫跨介質表面的閃光放電。主要表現在座艙蓋的有機玻璃受水霧、冰晶撞擊帶正電荷，而鋁質機身帶負電荷，兩者之間的電位差高到一定程度時，便會擊穿介質表面的空氣，形成閃光放電。這種閃光放電，開始在座艙蓋框線周圍發生，當靜電電位更高時，向座艙蓋中部發展，形成淡藍色的閃光。夜航入雲後，座艙蓋周圍出現的藍色火花尤為明顯。在這種火花放電的作用下，將羅盤置於“接收機”工作狀態，耳機內無導航台信號，只有一片噪聲，而在“人工定向”位置，導航台信號仍可清晰地聽到。這說明，飛機入雲後，無線電羅盤不能定向是由於垂直天線接收的導航台信號為干擾噪音所淹沒的緣故。
遭遇雷擊 當飛機進入雷雨雲中，在很強的外電場作用下，使飛機感應起電。帶電的飛機又能在很大程度上影響周圍大氣中的電場強度，可能造成放電現象。在雷雨區飛行的飛機，飛行速度越大，飛機帶電的程度也越大，越有可能被閃電擊傷。閃電擊中飛機後，通過飛機內部的閃電，在爆炸點或接頭不好的地方可能引起火災。放電通過飛機的金屬結構部分，可使飛機的機械堅固性減弱，甚至破壞有鉚接的地方，燒傷、損壞飛機比較突出的機件。閃電還能擊傷飛行人員和損壞儀表、電氣裝置。
油箱燃爆 由於飛行和著陸滑跑過程中，油箱內的剩餘燃料不斷晃動，燃料與油箱壁、油箱內卡普隆布及其他機件劇烈摩擦，以及燃料本身分子之間的摩擦，都能產生大量的靜電荷。油箱中的靜電電勢一般能達數千伏甚至數萬伏的高壓。由於烴類燃料是電的絕緣介質，導電係數很小，靜電在油箱中消失慢，積聚快。燃料中積聚的靜電荷能否引起靜電失火，必須同時具備：靜電跳火的最低能量要達到零點二五毫焦耳，才能點著可燃混合氣；燃料蒸氣的著火濃度在百分之零點三到七點八體積；燃料蒸氣的著火溫度在攝氏二十四到七十五度（隨使用燃料牌號而不同）。因此，在夏季氣溫較高、溫度較大的情況下，個別飛機上由於油箱中的某個金屬導體接觸電阻很高，著陸後不久油麵靜電積聚，就可能發生油箱燃爆起火，燒毀飛機的現象。
電擊傷人 飛機著陸後，地勤人員接收飛機，放機梯時 ，偶爾會遇上電擊，嚴重時可把人擊倒。這是因為飛機飛行時，機體上積聚很高的靜電電勢，在著陸中，搭地線沒接地把靜電導走，橡膠輪胎使飛機與地面絕緣。當地面人員放置機梯時，接觸到高電勢的機體，使靜電經人體導入地下。不過，靜電電壓雖然很高，但電流很小，一般為十幾到幾十微安，並且一經放電，電壓立即下降，故不會對人員產生致命的危險。
靜電起火 在大型運輸機的客艙內都鋪設有地毯，由於人在步行時以一定的速度與地毯接觸摩擦而產生靜電。如果在地毯上步行的人體帶有足夠大的電荷，人體的電位又達到兩千伏，如果靜電放電引起室內溫度異常上升或點燃了可燃蒸氣，就會發生爆炸或發生火災。
此外，在給飛機加油、用汽油清洗機件時，也可能因靜電起火，燒傷人員和飛機。
羅盤不定向 飛機接近雲層或入雲時，無線電羅盤定向距離大大縮短，指示器的指針大幅度擺動或晃動性轉圈。同樣型號的無線電羅盤，裝的機型不同，反映不定向的影響也不同。這是因為在飛機外表的高阻介質面上，受摩擦和撞擊作用而產生靜電，當電壓達到足夠高時，就會產生橫跨介質表面的閃光放電。主要表現在座艙蓋的有機玻璃受水霧、冰晶撞擊帶正電荷，而鋁質機身帶負電荷，兩者之間的電位差高到一定程度時，便會擊穿介質表面的空氣，形成閃光放電。這種閃光放電，開始在座艙蓋框線周圍發生，當靜電電位更高時，向座艙蓋中部發展，形成淡藍色的閃光。夜航入雲後，座艙蓋周圍出現的藍色火花尤為明顯。在這種火花放電的作用下，將羅盤置於“接收機”工作狀態，耳機內無導航台信號，只有一片噪聲，而在“人工定向”位置，導航台信號仍可清晰地聽到。這說明，飛機入雲後，無線電羅盤不能定向是由於垂直天線接收的導航台信號為干擾噪音所淹沒的緣故。
遭遇雷擊 當飛機進入雷雨雲中，在很強的外電場作用下，使飛機感應起電。帶電的飛機又能在很大程度上影響周圍大氣中的電場強度，可能造成放電現象。在雷雨區飛行的飛機，飛行速度越大，飛機帶電的程度也越大，越有可能被閃電擊傷。閃電擊中飛機後，通過飛機內部的閃電，在爆炸點或接頭不好的地方可能引起火災。放電通過飛機的金屬結構部分，可使飛機的機械堅固性減弱，甚至破壞有鉚接的地方，燒傷、損壞飛機比較突出的機件。閃電還能擊傷飛行人員和損壞儀表、電氣裝置。
油箱燃爆 由於飛行和著陸滑跑過程中，油箱內的剩餘燃料不斷晃動，燃料與油箱壁、油箱內卡普隆布及其他機件劇烈摩擦，以及燃料本身分子之間的摩擦，都能產生大量的靜電荷。油箱中的靜電電勢一般能達數千伏甚至數萬伏的高壓。由於烴類燃料是電的絕緣介質，導電係數很小，靜電在油箱中消失慢，積聚快。燃料中積聚的靜電荷能否引起靜電失火，必須同時具備：靜電跳火的最低能量要達到零點二五毫焦耳，才能點著可燃混合氣；燃料蒸氣的著火濃度在百分之零點三到七點八體積；燃料蒸氣的著火溫度在攝氏二十四到七十五度（隨使用燃料牌號而不同）。因此，在夏季氣溫較高、溫度較大的情況下，個別飛機上由於油箱中的某個金屬導體接觸電阻很高，著陸後不久油麵靜電積聚，就可能發生油箱燃爆起火，燒毀飛機的現象。
電擊傷人 飛機著陸後，地勤人員接收飛機，放機梯時 ，偶爾會遇上電擊，嚴重時可把人擊倒。這是因為飛機飛行時，機體上積聚很高的靜電電勢，在著陸中，搭地線沒接地把靜電導走，橡膠輪胎使飛機與地面絕緣。當地面人員放置機梯時，接觸到高電勢的機體，使靜電經人體導入地下。不過，靜電電壓雖然很高，但電流很小，一般為十幾到幾十微安，並且一經放電，電壓立即下降，故不會對人員產生致命的危險。
靜電起火 在大型運輸機的客艙內都鋪設有地毯，由於人在步行時以一定的速度與地毯接觸摩擦而產生靜電。如果在地毯上步行的人體帶有足夠大的電荷，人體的電位又達到兩千伏，如果靜電放電引起室內溫度異常上升或點燃了可燃蒸氣，就會發生爆炸或發生火災。
此外，在給飛機加油、用汽油清洗機件時，也可能因靜電起火，燒傷人員和飛機。
預防措施
人們認識自然，是為了克服自然和改造自然，從自然里得到自由。當人們認識了靜電的危害之後，就開始研究靜電起電的機理，尋求消除其危害的措施。
放電器第二次世界大戰後期，有人使用沾上導電液的棉線做放電器，裝在機翼或飛機的其他突出部位，使飛機在較低的電壓下，通過棉花纖維向大氣放電，降低了干擾程度。以後又出現鋼針式和橫針式放電器。根據試驗，鋼針式放電器比較好。所以，目前廣泛使用的是鋼針式放電器。有人做過試驗，在總放電電流為二、三毫安的條件下，使用棉線式放電器，可使噪聲電平減弱三十到五十分貝。但棉線式放電器的阻抗較大，有人曾用直升飛機做試驗，每增加一微安電暈放電電流，電壓約需升高二十四伏，在惡劣氣候下飛行時，飛機的電位仍然較高，為此，可適當增加放電器的數量。但放電器數目多到一定程度，再增加數目只能改變電流的分配，很少增加總放電電流。
抗靜電油漆 對飛機外表的高阻介質表面，特別是靠近天線系統的高阻介質表面，如天線罩，塗以表面電阻為十的七次方到十的九次方歐姆的抗靜電油漆，可以大大減弱閃光放電。但抗靜電油漆不能用於需要透明度好的座艙蓋上。所以，這些特殊部位的抗靜電問題，還有待進一步研究解決。
抗靜電添加劑 採用抗靜電添加劑來防止燃料靜電失火的方法，國內外都很重視，進行了大量的工作。抗靜電添加劑能增大燃料的導電率，使靜電荷消失較快，不致於積聚到火花放電的程度。為了提高燃料的導電率，加入燃料中的添加劑是一些電離物質，它一方面和油箱摩擦而增加電荷，但另一方面由於其導電率提高而使電荷消失加快。因消失的電荷遠遠大於增加的，從而得到的淨效應仍可減少燃料所帶的電荷量。抗靜電添加劑的加入量一般為一噸燃料約含一到三克。我國某研究所研製的一種抗靜電添加劑，經現場加油試驗，加入抗靜電添加劑後，油麵最高電壓幾乎下降為零。
搭鐵線 在飛機上各連線部位之間，如每根操縱拉桿的兩端，都安裝有金屬搭鐵線。金屬搭鐵線一般用很細的金屬絲編織而成，質地柔軟，既不妨礙操縱，又可將各連線件構成整個導體，消除連線處的接觸電阻，減少連結點之間的電位差，從而消除靜電放電的干擾。
搭地線 飛機機輪通常都安裝有搭地線，使飛機滑跑時，將機體的靜電和輪胎與地面摩擦產生的靜電導入地下，可以避免靜電傷人。
避開雷雨區 雷雨季節，天氣變化莫測。風雲驟變，無線電耳機中有較強烈的“咔嚓、咔嚓”的雜音，座艙蓋上有跳火花現象時，說明已接近雷雨雲，應立即急轉彎繞過雷雨區。若已誤入雷雨雲中，則應關閉無線電，飛機爬高，以避免遭遇雷擊或撞山。
導電纖維 飛機上的地毯中夾雜有直徑為零點零五到零點零七毫米的不鏽鋼絲導電纖維，消除靜電的效果很好。如果旅客穿的鞋子與導電纖維直接接觸，人體上電荷靠纖維傳導立即降低電壓。如果不直接接觸，導電纖維可通過電暈放電效應來消除人體上的靜電。
此外，為了減少飛機靜電放電對機上無線電設備的干擾，天線應儘可能安裝在遠離發生電暈放電的地方。採用脊背天線或複合天線，可以大大減小羅盤不定向的情況。
放電器第二次世界大戰後期，有人使用沾上導電液的棉線做放電器，裝在機翼或飛機的其他突出部位，使飛機在較低的電壓下，通過棉花纖維向大氣放電，降低了干擾程度。以後又出現鋼針式和橫針式放電器。根據試驗，鋼針式放電器比較好。所以，目前廣泛使用的是鋼針式放電器。有人做過試驗，在總放電電流為二、三毫安的條件下，使用棉線式放電器，可使噪聲電平減弱三十到五十分貝。但棉線式放電器的阻抗較大，有人曾用直升飛機做試驗，每增加一微安電暈放電電流，電壓約需升高二十四伏，在惡劣氣候下飛行時，飛機的電位仍然較高，為此，可適當增加放電器的數量。但放電器數目多到一定程度，再增加數目只能改變電流的分配，很少增加總放電電流。
抗靜電油漆 對飛機外表的高阻介質表面，特別是靠近天線系統的高阻介質表面，如天線罩，塗以表面電阻為十的七次方到十的九次方歐姆的抗靜電油漆，可以大大減弱閃光放電。但抗靜電油漆不能用於需要透明度好的座艙蓋上。所以，這些特殊部位的抗靜電問題，還有待進一步研究解決。
抗靜電添加劑 採用抗靜電添加劑來防止燃料靜電失火的方法，國內外都很重視，進行了大量的工作。抗靜電添加劑能增大燃料的導電率，使靜電荷消失較快，不致於積聚到火花放電的程度。為了提高燃料的導電率，加入燃料中的添加劑是一些電離物質，它一方面和油箱摩擦而增加電荷，但另一方面由於其導電率提高而使電荷消失加快。因消失的電荷遠遠大於增加的，從而得到的淨效應仍可減少燃料所帶的電荷量。抗靜電添加劑的加入量一般為一噸燃料約含一到三克。我國某研究所研製的一種抗靜電添加劑，經現場加油試驗，加入抗靜電添加劑後，油麵最高電壓幾乎下降為零。
搭鐵線 在飛機上各連線部位之間，如每根操縱拉桿的兩端，都安裝有金屬搭鐵線。金屬搭鐵線一般用很細的金屬絲編織而成，質地柔軟，既不妨礙操縱，又可將各連線件構成整個導體，消除連線處的接觸電阻，減少連結點之間的電位差，從而消除靜電放電的干擾。
搭地線 飛機機輪通常都安裝有搭地線，使飛機滑跑時，將機體的靜電和輪胎與地面摩擦產生的靜電導入地下，可以避免靜電傷人。
避開雷雨區 雷雨季節，天氣變化莫測。風雲驟變，無線電耳機中有較強烈的“咔嚓、咔嚓”的雜音，座艙蓋上有跳火花現象時，說明已接近雷雨雲，應立即急轉彎繞過雷雨區。若已誤入雷雨雲中，則應關閉無線電，飛機爬高，以避免遭遇雷擊或撞山。
導電纖維 飛機上的地毯中夾雜有直徑為零點零五到零點零七毫米的不鏽鋼絲導電纖維，消除靜電的效果很好。如果旅客穿的鞋子與導電纖維直接接觸，人體上電荷靠纖維傳導立即降低電壓。如果不直接接觸，導電纖維可通過電暈放電效應來消除人體上的靜電。
此外，為了減少飛機靜電放電對機上無線電設備的干擾，天線應儘可能安裝在遠離發生電暈放電的地方。採用脊背天線或複合天線，可以大大減小羅盤不定向的情況。
