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直接闪电测试与间接闪电测试

07/02/20

介绍

美国联邦航空管理局(FAA)估计，每年都会有一架飞机被闪电击中。为了防止潜在的灾难，飞机及其关键系统需要严格的验证测试和认证计划，满足所有适用的标准和法规。yabo官网入口

制造商必须确保不仅飞机骨架，而且它的电子、设备和关键部件，如油箱，能够承受雷击的影响。为了避免灾难性的失败，它们都必须按照预期继续执行。

因此，直接雷击试验是飞机设计和鉴定的关键部分。随着现代飞机的结构从铝发展到碳纤维等主要复合结构，这一点变得更加重要。此外，机械控制和机电仪表已经被电子航空电子系统所取代。总之，航空设计的这些变化增加了飞机对闪电影响的敏感性，导致标准和法规变得越来越严格。

直接闪电和间接闪电的区别

闪电可以通过直接或间接的闪电影响飞机及其系统。直接的打击可能会造成物理伤害，因为与雷击相关的高温或冲击，燃烧和粉碎材料的高电流。yabo娱乐vip如果电介质结构失效，如雷达罩和天线，闪电弧可以直接连接到内部结构/电缆，潜在地导致大电流出现在关键系统。

由于电磁耦合，雷击引起的快速变化的高电流可以在电气系统中诱发电流和电压。对于地面系统来说，即使是附近的一击(间接闪电)也会影响电力系统。

通过使用定制设备，Element可以重现与直接雷击相关的电流，并复制感应电流/电压，允许在飞机或地面系统上进行工程或认证测试。yabo官网入口

雷击试验标准和规范

法规和测试标准定义了飞机结构和系统防止雷击损坏的认证程序，以及定义了应考虑的雷击特性。yabo官网入口

由欧洲航空安全局(EASA)和美国联邦航空管理局(FAA)制定的民用法规给出了基本要求，欧洲民用航空设备组织(EUROCAE)和汽车工程师协会(SAE)委员会已经制定了关于如何实现这些要求的指导文件。

这两个委员会一起继续推动所使用标准的发展。Element积极支持EUROCAE工作组研究闪电标准，担任工作组秘书和ED-105A/DO-160第23节任务小组组长。

Element的飞机雷击服务涵盖各种商业和国防规格，旨在满足以下要求:

RTCA DO-160第22节
RTCA DO-160第23条
ed - 105 / ARP5416
mil - std - 461
DEF斯坦59 - 411

DO-160第22和23节(ED-105/ARP5416)为测试设备单元抵抗闪电影响的弹性提供了具体的指南。RTCA DO-160第23节重点讨论闪电的直接影响。由于磁场或电场耦合，飞机上的直接雷击也会引起间接电压瞬变，这些间接影响将在第22节中详细介绍。

考虑潜在的故障和失败

1996年发生了一架飞机在飞行中因中心燃料箱爆炸而解体的事件后，对运输飞机燃料箱的规定进行了修改。现在的设计要求包含预期磨损和撕裂或安装错误的公差。这对闪电测试要求有很大的影响，因为测试不仅必须包括标准的结构，而且还必须包括飞机寿命期内可能出现的故障/故障配置。制造商需要使用不同的变量，通过选择最坏情况的测试场景，预测并解决测试程序中的潜在故障和故障条件。

模拟最糟糕的情况

在模拟闪电进行测试时，必须仔细考虑如何进行测试的一些挑战，包括使用的波形和如何进行测试。使用最严重的参数来模拟“最坏情况”的闪电威胁，需要结合提供足够可管理的样品进行测试，但其结果可以被认为具有代表性。

闪电的测试方法

雷电测试是通过在实验室条件下再现雷电及其影响来进行的。根据所测试产品的类型和所模拟的条件，有多种可用的雷击测试方法。

直接雷击试验方法

直接雷电测试的两种主要方法是:

大电流测试在这里，闪电电弧可以复制雷击对飞机的影响，无论是在电弧连接位置的物理损伤，以及观察电流如何分布通过燃料系统和关键结构元素。

高电压测试这里复制了雷击的初始先导阶段，它会对天线、天线罩和挡风玻璃等介质材料施加压力。yabo娱乐vip

Element在阿宾顿的专业测试设施是英国唯一有能力测试直接雷击对航空结构影响的商业实验室(DO160/ED14 23节测试)，通过更短的测试周转时间，实现了上市时间优势。测试箱可容纳3 × 3.5米的样品尺寸，如果需要，也可以测试更大的样品。

间接雷电试验方法

间接雷电测试的两种主要方法是:

销注入测试雷电瞬变直接作用于电气产品和系统的引脚，以确定它们是否会造成任何损坏。这是评估间接打击效果最常用的测试方法之一。

电缆包测试它的设计目的是评估流过电缆屏幕和过编织的电流如何影响设备。电缆束测试有几种类型:单冲程、多次冲程和多次爆裂。单冲程方法复制初始返回冲程电流对设备的影响，而多冲程方法复制连续闪电附件在短时间内对飞机的影响。多次爆炸测试的目的是复制领导者离开飞机时可能导致设备故障的影响。

设备齐全的雷电模拟实验室还专门测试对电气设备和系统的间接影响。根据RTCA DO-160第22节，对所有波形方法和保护水平进行元件测试。对于具有独特或定制需求的项目，Element能够提供几乎任何波形瞬态，为广泛的产品提供覆盖范围。

静电测试

静电测试测试飞机材料，以确定积累的电荷是否对yabo娱乐vip油箱构成威胁。复合材料在燃料箱中使用的增加会导致静电的积累。

防静电测试其中复制了由于搬运(25千伏)或由直升机携带(300千伏)对弹药造成的电荷积聚的影响。

飞机瞬态水平试验(整机试验)

飞机上的关键航空电子系统需要在与飞机/安装相关的设备瞬态设计水平(ETDL)上进行测试。全车测试，在低电流，决定实际瞬态电平(ATL)必须大于ETDL。

作为其设计支持服务的一部分，Element能够支持确定ETDL，包括通过计算分析。Element还支持整车测试的所有阶段，从测试计划设计到数据分析。