下载文档原格式
民用飞机雷电试验中的模型设计与实验验证在民用飞机雷电试验中，模型设计和实验验证的重要性不言而喻。
这些试验可以评估飞机在雷电环境下的安全性能，并为飞机的设计提供宝贵的参考和改进意见。
本文将探讨民用飞机雷电试验中的模型设计与实验验证的关键要素，并阐述其对飞机安全性能的影响。
一、模型设计1. 客观性：民用飞机的雷电试验模型应具备客观性，即能够真实地模拟飞机在雷电环境下的受雷行为和受雷效应。
模型的几何形状、材料属性和电气特性等应与实际飞机尽可能接近，以确保测试结果的可靠性。
2. 结构完整性：模型应具备良好的结构完整性，能够承受雷电试验中产生的巨大电流和电磁力的冲击。
在模型设计过程中，需考虑强度、刚度、抗电弧能力等因素，以确保模型的结构完整性和稳定性。
3. 控制系统：为了保证试验的可重复性和准确性，模型设计中的控制系统起着至关重要的作用。
控制系统应能够实时监测模型的状态和试验参数，并能够对模型进行精确控制，以确保试验过程的准确性和可控性。
二、实验验证1. 试验环境的模拟：为了真实地模拟飞机在雷电环境下的受雷行为，实验验证需在合适的试验环境中进行。
试验环境的建立涉及到雷电产生装置、电涌发生器、地线和地下引线等多个方面，需要保证试验环境的稳定性和可控性，以获得可靠的试验结果。
2. 实验参数的确定：民用飞机雷电试验中，实验参数的确定十分重要。
实验参数包括雷电流波形、雷电流幅值、雷电击中位置等，其合理选择直接影响着试验结果的准确性和可靠性。
实验参数的确定需结合飞机的设计要求和实际应用情况，以得到符合实际情况的试验结果。
3. 数据分析与评估：实验验证的结果需要进行详细的数据分析和评估。
通过对试验数据的处理和分析，可以获得飞机在雷电环境下的响应和受雷效应等关键信息。
在实验数据分析过程中，需采用科学的方法和工具，以确保分析结果的准确性和可靠性。
通过模型设计和实验验证，可以全面评估飞机在雷电环境下的安全性能，为飞机的设计提供重要的参考依据。
飞机雷电直接效应防护试验标准与试验项目
一、介绍
飞机雷电直接效应（LPD）防护是在飞机设计过程中非常重要的一环，它能够给飞机
构型与构件提供关键的保护层，防止雷电直接效应对飞机构型及其组件造成的损伤。
为了
确保飞机LPD防护层的有效性，国际机场协会提出了《飞机雷电直接效应防护试验标准》，其中包含了具体的试验项目，以便确保飞机雷电直接效应防护层的有效性。
1、试验样品
本标准要求试验样品必须符合飞机各先进性能特性的设计标准，在结构和材料上都必
须和最终产品一致。
2、试验项目
（1）电弧灼烧试验：本试验用于测量电弧火花、热释电、跳火花和通过故障电路时
的回路中的绝缘材料的损伤程度；
（2）电弧火焰延伸测试：本试验用于测试电弧火花是否能够延伸到类似绞缆的复杂
配置形状中；
（3）电磁波效应测试：本试验可用于评估电磁波对介电材料以及涉及截面和构造的
安全性能，以确保电磁波不会传播到复杂的绞缆中；
（4）电磁脉冲试验：本试验主要是为了测量电磁脉冲对电子设备的损伤程度；
（5）传导效应测试：本试验主要是为了测量传导阻碍物件，例如电线缆、屏蔽罩、
接插件对电磁波传播效果的影响。
三、结论
通过依据国际机场协会提出的《飞机雷电直接效应防护试验标准》，可以明确地知道
飞机结构以及雷电直接效应防护层所需要满足的试验项目。
通过这些试验项目的测试，可
以更好的保护飞机的安全和结构的稳定性，对飞机的运行起到积极的作用。
广电计量—环境可靠性与电磁兼容试验中心/1.FAR-25和CCAR-25FAR-25《美国联邦航空条例第25部：运输类飞机适航条例》是由美国FAA（联邦航空管理局）颁布的，其中“25.581 闪电防护”、“25.954 燃油系统的闪电防护”、“25.1316 系统闪电防护”与雷电防护有关，分别对结构部分、燃油系统及机载电子设备的雷电防护能力作了要求，但没有规定防护能力的验证方法。
CCAR-25是由中国民航总局颁布的运输类飞机适航条例，与FAR-25内容基本相同。
适航条例对飞机的雷电防护能力提出了要求，飞机获取适航证前，需验证这些能力，当不能满足任一条款对飞机雷电防护的安全性要求时，适航审查当局将拒发适航证，飞机也不得进入航线。
飞机雷电防护适航审查的符合性方法通常有分析计算法、类比法和地面模拟雷电试验法。
分析计算方法主要用于飞机某些能得出准确解得局部结构和部件的计算。
类比法主要是将外形、结构和用途都基本相同的飞机或结构与部件，与已通过适航审查的飞机或结构与部件进行比对，确实相同则可认为满足要求。
地面模拟雷电试验法，主要用于新机型的研制、设计和老机型的改进或改型设计。
由于飞机外形的不规则性及机械结构与电气电子系统的多样性与复杂性，电场与磁场的精确解非常困难，故上述方法中地面模拟雷电试验方法最有效。
目前国内进行地面模拟雷电试验可参考的标准主要有两个RTCA/DO-160和GJB3567A。
2.RTCA/DO-160RTCA/DO-160《机载设备环境条件与测试规程》是由RTCA（航空无线电技术委员会）下属的SC135特别委员会起草制定的。
DO-160的适用对象包括了所有的航空飞行器，从轻型到重型，从小型到大型，它提供了一整套实验室测试方法以判定被测对象在模拟的环境条件下是否满足规定的性能指标要求。
目前，RTCA/DO-160已更新至F版本（2007年12月发布）。
RTCA/DO-160中的第22节为“雷电感应瞬变敏感度”，第23节为“雷电直接效应”。
雷电试验对民用飞机航空电子设备的性能评估民用飞机航空电子设备在保证航行安全和性能稳定方面起着至关重要的作用。
然而，雷电击中飞行器是一种常见的自然现象，可能对航空电子设备带来损坏和干扰。
因此，对民用飞机航空电子设备的性能评估是必不可少的，以确保飞行的安全和可靠性。
一、雷电试验的背景与重要性雷电试验是一种重要的评估手段，用于检验飞机航空电子设备在雷电冲击下的抗干扰能力和防护性能。
由于雷电在飞机飞行过程中的频繁出现，所以对航空电子设备进行雷电试验评估是非常必要的。
雷电试验可以模拟真实雷电环境，对设备在雷电冲击下的稳定性和可靠性进行检测，有助于提升设备的耐受能力和抗干扰性能。
二、雷电试验对航空电子设备的影响1.性能损害雷电击中飞机可能导致航空电子设备遭受直接的物理或电气损害，如元器件烧毁、电子线路破裂等。
这些损害会导致设备无法正常工作，严重影响航空器的飞行安全。
2.电磁干扰雷电产生的强电磁场会对航空电子设备产生干扰，可能导致设备产生误差或失灵。
这种干扰可能会干扰飞行导航系统、通信设备和仪器仪表等关键设备的正常运行，进而影响飞行的稳定性和安全性。
三、民用飞机航空电子设备性能评估的方法1.仿真模拟在雷电试验前，可以通过计算机仿真模拟的方法对航空电子设备进行性能评估。
借助计算机模型和雷电冲击的相关数据，可以仿真出雷电冲击对设备的影响，并评估设备的可靠性和防护性能。
2.试验评估试验评估是一种直接测试航空电子设备抗雷电干扰能力的方法。
该方法通过设计合理的雷电试验方案，模拟现实雷电环境，对设备进行冲击测试，评估其在雷电冲击下的工作状态和性能表现。
三、民用飞机航空电子设备性能评估的重点1.电磁兼容性电磁兼容性是指航空电子设备在实际使用过程中，与其他设备或环境中的电磁干扰源相互协调工作的能力。
雷电试验可以测试航空电子设备的电磁兼容性，以确保其能够正常运行，不受雷电冲击或其他电磁干扰的影响。
2.设备保护雷电试验也可以评估航空电子设备的防护性能，包括外壳的设计、防雷装置的设置等方面。
民用飞机雷电试验中的电磁辐射防护技术研究随着航空运输的发展，民用飞机的安全性显得尤为重要。
雷电是飞机飞行中常遇到的自然灾害之一，其余电磁辐射对飞机电子设备的影响不可忽视。
因此，研究民用飞机雷电试验中的电磁辐射防护技术势在必行。
1. 介绍雷电试验在正式讨论电磁辐射防护技术前，先简单介绍一下雷电试验的背景和目的。
雷电试验是为了验证飞机结构在雷电击中时是否能够正常工作，以及飞机系统和设备是否能够抵御电磁辐射的干扰。
通过模拟真实雷电环境，进行不同条件下的试验，以提高飞机的安全性和可靠性。
2. 电磁辐射对飞机的影响电磁辐射对飞机的影响主要分为两个方面：电磁兼容性和电磁干扰。
电磁兼容性是指飞机系统和设备在电磁环境下的正常工作能力。
电磁干扰则是由雷电引起的辐射波导致的飞机系统和设备的功能障碍。
电磁辐射对飞机的影响可能导致通信系统故障、导航设备失效、飞机自动驾驶系统异常等问题，危及飞行安全。
3. 电磁辐射防护技术为了解决电磁辐射对飞机的影响，研究人员开展了电磁辐射防护技术的研究。
这些技术主要有以下几个方面：(1) 材料防护：采用吸收性材料覆盖飞机结构，通过吸收电磁波来减少辐射波的传输。
(2) 屏蔽技术：在飞机结构与电子设备之间建立屏蔽结构，阻挡辐射波的进入。
(3) 接地技术：通过将飞机结构接地，将辐射波导入地下，减少对飞机内部设备的影响。
(4) 设备保护：对关键设备进行防护，如安装电磁屏蔽罩、增加设备内部屏蔽等。
4. 实际应用与发展前景电磁辐射防护技术已在民用飞机中得到了广泛应用。
各大航空公司和制造商在设计和制造飞机时，都会充分考虑电磁辐射防护技术的应用。
目前已有一些防护技术得到了比较成熟的应用，但仍有一些挑战需要解决，如防护材料的性能和重量，防护技术的成本等。
未来，随着科技的发展，电磁辐射防护技术将会更加完善和成熟。
可以预见的是，不仅民用飞机，军用飞机和航天器等也将受益于这些技术的进步。
通过电磁辐射防护技术的应用，飞机的安全性和可靠性将得到极大提升，为人类的空中旅行带来更多的信心和便利。
民用飞机雷电试验中的材料防护研究与应用随着航空技术的发展，雷电对民用飞机的安全构成了重大威胁。
雷电可能导致飞行中的事故和机身受损，因此对于民用飞机进行雷电试验的材料防护研究与应用显得尤为重要。
本文将探讨民用飞机雷电试验中的材料防护研究与应用的现状和未来发展方向。
1. 雷电对民用飞机的威胁雷电是一种自然灾害现象，由大气中产生的强电荷产生的闪电放电现象。
当飞机飞行在雷暴云层内或附近时，雷电可能直接打击飞机表面，从而对飞机结构和系统造成不可逆的损伤。
雷电的威胁主要体现在以下几个方面：1.1 结构破坏：雷电可能导致飞机结构的损坏，如机翼、尾翼等受到雷击后可能会出现裂纹或烧蚀。
这将直接影响飞机的安全性和飞行性能。
1.2 系统故障：雷电的能量极大，可能瞬间击穿飞机的电子系统或电缆，导致系统故障。
这可能导致飞机在雷电攻击后失去部分或全部的电力与航电系统。
1.3 电磁干扰：雷电产生的强磁场与电场会对飞机周围的电子设备产生干扰，导致仪表误差或通信中断等问题。
2. 材料防护的研究与应用为了有效防护民用飞机免受雷电的威胁，需要进行材料防护的研究与应用。
材料防护主要包括以下几个方面：2.1 导电材料的应用：导电材料具有良好的导电性能，能够在雷电撞击时有效分散电流，减少对结构和系统的损伤。
例如，飞机表面涂覆有导电涂层，可以将雷电能量引导到地面或其他安全区域，从而保护飞机本身。
2.2 绝缘材料的应用：绝缘材料可以减少电池与结构之间的电流流动，从而降低电池与结构之间的损伤程度。
例如，在飞机电缆中使用绝缘材料包裹电线，可以减少雷电对电缆的影响。
2.3 金属防护的应用：金属材料对雷电具有较好的抵抗能力，能够吸收或反射雷电的能量，从而减少对飞机结构和系统的损害。
因此，在飞机设计过程中，经常采用金属网格或金属层来加强飞机的防雷能力。
3. 材料防护的发展趋势在未来，材料防护的研究与应用将朝着以下几个方向发展：3.1 新型导电材料：研究人员正在开发新型导电材料，以提高导电性能和防护性能。
高效的民用飞机雷电试验方法研究飞机在飞行过程中经常遭遇雷电袭击，这对飞机及其乘客来说是极为危险的。
因此，民用飞机对于雷电击中的抵抗能力是必不可少的。
为了确保航空安全，科学家和工程师们一直在研究高效的民用飞机雷电试验方法。
本文将探讨这些方法，并分析其在提高飞机抗击雷电能力方面的贡献。
1.雷电试验室与模拟要研究民用飞机的雷电抗击能力，科学家和工程师们建立了雷电试验室。
在这个试验室中，可以模拟各种雷电击中飞机的情况，并通过实验来评估飞机的抵抗能力。
试验室中通过使用大型高压发生器产生雷电，并将其导引到飞机模型上。
这种模拟试验能够提供重要的实验数据来改进飞机的设计和材料选用。
2.飞机外壳的导电涂层为了提高民用飞机的雷电抵抗能力，研究人员还开发了一种导电涂层。
这种涂层可以在飞机外壳上形成一层导电膜，可以有效地将雷电击中的电流分散到飞机的整个表面。
导电涂层的使用可以减少雷电击中飞机的概率，并减轻击中时带来的破坏。
3.地面试验和实际飞行试验相结合除了在雷电试验室进行试验外，科学家和工程师们还进行了大量的地面试验和实际飞行试验。
在地面试验中，他们通过放置传感器和测试设备来测量飞机在雷电击中时的电流和电压变化。
而在实际飞行试验中，他们将设备安装在实际飞机上，并在不同天气条件下进行试飞。
这些试验为他们提供了真实的数据和经验，以进一步改进飞机的雷电抵抗能力。
4.雷达监测和预警系统在飞机飞行过程中，即使使用了各种雷电抵抗措施，也无法完全避免雷电的袭击。
为了提高飞行安全，雷达监测和预警系统变得尤为重要。
这些系统可以及时探测雷电的存在，并通过发出警报信号来警告飞行员。
当飞机进入雷电区域时，飞行员可以采取相应的措施来避免被雷电击中，以保护乘客和飞机的安全。
综上所述，高效的民用飞机雷电试验方法的研究对于提高飞机的抗击雷电能力至关重要。
通过建立雷电试验室、使用导电涂层、进行地面试验和实际飞行试验，以及使用雷达监测和预警系统，科学家和工程师们不断改进飞机的雷电抵抗能力，从而提高了飞机的飞行安全性。
民用飞机雷电试验中的材料防护技术研究与应用飞机在飞行过程中，可能面临雷电的威胁，这对飞机及乘客的安全构成了一定的风险。
因此，在飞机设计和制造过程中，需要采取合适的材料防护技术来保护飞机免受雷电的影响。
本文将对民用飞机雷电试验中的材料防护技术进行研究和应用，旨在提高飞机的安全性和可靠性。
1. 雷电的威胁与飞机安全雷电是大气中电荷分离产生的大电流放电，具有巨大的能量。
当飞机在飞行过程中遭遇雷电击中，可能导致飞机的电子设备受损、结构强度削弱甚至引发火灾等严重后果。
因此，研究雷电试验中的材料防护技术对于飞机的安全至关重要。
2. 材料防护技术的研究与发展2.1 导电涂层技术导电涂层技术是一种将导电材料涂覆在飞机表面的方法，使其具备导电性能。
导电涂层可以有效地将雷电击中点的电流分散到整个飞机表面，降低局部电流密度，减少雷电对材料的损伤。
研究表明，采用导电涂层技术可以显著提高飞机的防雷水平。
2.2 金属网格技术金属网格技术是在飞机表面嵌入金属网格来提高材料的导电性能。
金属网格可以形成多个导电路径，使雷电电流分散到整个飞机表面，减少电流浓度，从而防止雷电对飞机的损伤。
金属网格技术在民用飞机的雷电试验中已被广泛使用，并取得了良好的效果。
2.3 雷电耐磨涂层技术雷电耐磨涂层技术是一种将具有较高电阻率的材料涂覆在飞机表面的方法，能够有效防止雷电对飞机表面的损伤。
该技术具有很好的耐磨性能，可以抵御空气动力学和环境因素的影响，同时还能起到隔离雷电电流的作用，提高飞机的防雷能力。
3. 材料防护技术的应用在民用飞机的设计和制造过程中，材料防护技术已经得到了广泛的应用。
通过在飞机表面涂覆导电涂层或安装金属网格，可以有效地分散雷电电流，降低局部电流密度，减缓雷电对飞机表面和内部设备的影响。
同时，采用雷电耐磨涂层技术可以提高飞机的耐磨性，减少外部环境对飞机的损害。
这些技术的应用可以有效提高飞机的防雷水平，增加飞机及乘客的安全保障。
飞机雷电防护的适航要求与试验飞机雷电防护的适航要求与试验自人类诞生以来，对雷电就产生了许多美丽的遐想和神话传说，也许正是雷电，使人类懂得了火，从而给人类带来最初的文明和进步，但对于人类的的航空活动来说，雷电则是危险的。
雷电是由大气层中不同湿度和温度的气流相对运动而形成的自然现象，一般分布在15千米左右以下的空间内，雷电电压可高达亿伏以上量级，当云层之间或云层对地之间的电场强度达到约1000千伏每米量级时，大气就会被电离，形成导电的等离子体气流，从而产生泄放和中和电荷的等离子体导电通道。
通道上电流巨大，温度极高，使通道上的气流瞬间膨胀，便产生了明亮耀眼的闪电和震耳欲聋的雷鸣。
在地球大气中，平均每天约发生800万次雷电。
其中幅值高达到200千安以上的雷电流占0.5%，电流的上升速率最高可达每秒1000千安培左右。
有统计表明，一架固定航线的飞机，平均每年要遭到一次雷击，由此造成的飞行安全事故时有发生，有些是灾难性的。
特别是现代先进飞机，为提高飞机飞行性能，大量采用了现代电子技术，如计算机飞控系统，通信导航系统，同时还大量采用了先进复合材料，如碳纤维复合材料等。
但遗憾的是，这些先进的电子技术和材料技术，对雷电相当敏感，遭到雷击后损失更大。
迄今为止，至少有2500架飞机被雷电击毁。
因此，将大气雷电环境给飞行安全带来的影响减至最小，一直是人们努力追求的目标。
为了减少损失，在相关适航条例中，对飞机的雷电防护设计提出了严格的要求，以此来确保飞机在雷电环境中的安全性。
因此，当设计一架新型飞机，或对已有飞机进行改进改型设计时，均需切实考虑飞机的雷电防护性能，并将其贯穿于飞机设计的始终。
由于电场位形对导电物体的几何分布敏感，而飞机的外形或结构往往又是非常复杂的，根据电磁场理论，采用常规的算法很难得出精确解。
因此，在飞机设计过程中，必须进行充分的的实验室雷电试验，依据有效地雷电试验数据指导设计，以满足飞机适航取证的要求。
民用飞机雷电试验中的电磁辐射防护设计近年来，随着民用航空业的蓬勃发展，飞机安全性和可靠性成为了广大乘客及相关行业的关注焦点。
其中，雷电试验是评估飞机抵御雷击能力的重要环节之一。
然而，在雷电试验中，由于强大的电磁辐射，可能对飞机搭载设备的正常运行产生负面影响，因此电磁辐射防护设计显得尤为重要。
本文将探讨民用飞机雷电试验中的电磁辐射防护设计问题，并提出相应解决方案。
一、电磁辐射的危害及防护需求雷电试验会产生巨大的电磁辐射，它可能对飞机上的各种电子设备和通信系统造成干扰，导致其运行不正常甚至损坏，从而威胁飞机的飞行安全。
而且，强大的电磁辐射也可能对机上人员的生命安全构成潜在威胁。
因此，设计一种有效的电磁辐射防护方案至关重要。
二、电磁辐射防护的原则和措施为了降低电磁辐射对飞机和机上设备的影响，以下是一些常见的电磁辐射防护原则和措施：1. 合理的布局设计：在设计飞机结构时，应考虑到电磁辐射的分布特点，合理安置关键设备和线路，尽量减少电磁辐射对设备的影响。
2. 电磁屏蔽设计：采用合适的屏蔽材料，将敏感设备包裹在屏蔽层中，阻挡大部分电磁辐射，从而保护设备免受干扰。
3. 接地保护：合理设置接地系统，将电磁辐射引流到地面，减小对设备的影响。
4. 电磁兼容性设计：在设备设计阶段，应充分考虑电磁兼容性，采取合适的屏蔽和隔离措施，确保设备能够正常工作并抗干扰能力强。
5. 系统设计优化：通过合理的功率分配和信号处理设计，减少电磁辐射对设备的影响。
三、电磁辐射防护设计的实践案例针对民用飞机雷电试验中的电磁辐射防护设计，我们可以借鉴一些实际案例的经验。
以下是其中的几个示例：1. 对关键设备进行屏蔽：通过使用电磁屏蔽材料，如金属薄板、电磁波吸收材料等，对飞行器内的关键设备进行屏蔽，减少电磁辐射的影响。
2. 设备布局的优化：通过合理的设备布局和线路走向，减少电磁辐射对设备之间的相互干扰。
3. 接地系统的设计：建立良好的接地系统，将电磁辐射引流到地面，减小对飞机内部设备的影响。
民用飞机雷电试验设备的性能验证方法随着民航业的快速发展，对民用飞机的安全性能要求也越来越高。
在飞机设计和生产过程中，雷电试验设备是必不可少的工具，用于验证飞机的雷电防护和耐久性能。
本文将介绍民用飞机雷电试验设备的性能验证方法。
一、引言雷电试验设备是用于模拟各种雷电环境下的电磁干扰，对飞机进行测试和验证。
它主要包括雷电发生器、雷电发射装置、测量与控制系统等组成。
通过验证设备的性能，能够确保飞机在雷电攻击下具备适当的防护和耐久性。
二、性能验证方法1. 设备标定为确保测试结果的准确性，首先需要对雷电试验设备进行标定。
标定工作主要包括下列几个方面：a. 标定电压：使用标准电压源对雷电发生器进行校准，精确控制输出的电压值。
b. 标定波形：采用示波器等设备对雷电发生器生成的波形进行测量和校准，确保输出的波形符合相关标准和要求。
c. 标定位置：确定飞机模型在雷电试验设备中的位置，确保测试结果的可靠性和可重复性。
2. 雷电波形验证为模拟真实雷电环境，雷电试验设备需要能够生成符合特定标准的雷电波形。
验证雷电波形的方法如下：a. 使用示波器等设备对生成的雷电波形进行实时监测和记录，确保其与标准波形吻合。
b. 进行波形分析，通过比较频谱特性、峰值电压、上升时间和下降时间等参数，验证雷电波形的准确性和合格性。
3. 雷电放电功率验证雷电放电功率是评价雷电试验设备性能的重要指标之一，它反映了设备对雷电能量的输出能力。
验证雷电放电功率需要执行以下步骤：a. 利用功率计或能量计等设备对放电暂态过程中的功率进行实时测量和记录。
b. 计算实际输出功率与设备规格参数之间的差异，并与相关标准进行比较，确保设备的性能满足要求。
4. 雷电耐久性验证雷电试验设备除了需要达到一定的放电功率外，还需要具备一定的持续工作时间。
验证雷电耐久性的方法如下：a. 设定合适的测试时间，并通过连续工作测试，检测设备的运行表现和稳定性。
b. 测试过程中，及时记录设备的工作状态、温度变化等参数，并与性能要求和标准进行比较。
民用飞机雷电试验中的模拟技术与实验验证在民用飞机雷电试验中，模拟技术与实验验证起着重要的作用。
通过模拟技术可以在实验室环境中对雷电击中飞机时可能发生的各种情况进行模拟和测量，从而为飞机的设计和改进提供重要参考。
在本文中，将探讨民用飞机雷电试验中的模拟技术以及实验验证的方法和意义。
一、模拟技术在民用飞机雷电试验中的应用在民用飞机雷电试验中，模拟技术可以通过模拟雷电击中飞机的过程和影响，提供关键的数据和参数，以评估飞机的安全性和电磁兼容性。
1. 模拟雷电击中过程通过模拟技术，可以模拟雷电击中飞机的过程，包括雷电通道的形成、雷电的传输和沿飞机表面的分布等。
模拟技术可以生成接近真实飞机雷电环境的电场和电流波形，从而为实验提供准确的输入条件。
2. 评估电磁兼容性模拟技术还可以帮助评估飞机在雷电击中时的电磁兼容性。
通过模拟雷电击中飞机时可能产生的电磁场，可以评估飞机各个系统的抗干扰能力，从而避免雷电对飞机电子系统的影响。
二、民用飞机雷电试验的实验验证方法为了验证模拟技术的准确性和可靠性，需要进行实验验证。
民用飞机雷电试验中常用的实验验证方法包括飞机模型试验和全尺寸试验。
1. 飞机模型试验飞机模型试验是通过缩小比例的飞机模型进行的试验。
模型试验可以在实验室环境中精确且可控地模拟雷电击中飞机的情况，收集与真实飞机雷电试验相似的数据。
这些数据可以用于验证模拟技术的准确性，评估飞机的安全性和电磁兼容性。
2. 全尺寸试验全尺寸试验是在实际飞机上进行的试验。
通过在真实的环境中进行雷电试验，收集飞机各个系统的响应数据和性能指标。
全尺寸试验可以验证模拟技术的可行性，并对飞机进行改进和优化。
三、民用飞机雷电试验中模拟技术与实验验证的意义民用飞机雷电试验中的模拟技术与实验验证对飞机的设计和改进具有重要意义。
1. 提高飞机安全性通过模拟技术和实验验证，可以评估飞机在雷电击中时的安全性。
根据实验结果，可以针对性地改进飞机的设计和结构，提高其雷电防护能力，确保飞行安全。
民用飞机雷电试验中的模型设计与实验验证方法研究近年来，民用飞机雷电试验的重要性得到了广泛认可。
雷电对飞机可能造成的损坏和飞行安全的影响被认为是颇具挑战的问题。
为了保障飞机在雷电环境下的安全运行，研究者们致力于开展雷电试验中的模型设计与实验验证方法的研究。
本文将介绍关于民用飞机雷电试验中的模型设计以及实验验证方法的研究进展。
一、雷电试验模型设计1.1 用于飞机雷电试验的物理模型为了模拟飞机受雷击时的物理过程，研究者通常采用尺寸减小比例的物理模型进行试验。
这些物理模型需要符合雷电试验的几个关键要求，如保证模型结构的相似性、飞机结构的比例尺、尺寸参数的准确测量等。
同时，在模型设计中还要考虑如何模拟雷电直接击中以及间接击中的情况。
1.2 用于飞机雷电试验的数值模型除了物理模型，数值模型也被广泛应用于飞机雷电试验中的模型设计。
数值模型能够通过计算机仿真来预测飞机在雷电环境下的响应。
通过数值模拟，研究者可以更加方便地对飞机的结构和材料进行优化设计，并且减少实验的时间和成本。
二、雷电试验实验验证方法2.1 飞机结构监测系统飞机在雷电试验过程中的结构响应需要被准确地监测和记录。
为了实现对飞机结构的实时监测，研究者们开发了基于传感器网络的飞机结构监测系统。
这些系统能够对飞机的应变、振动、温度等参数进行实时监测，并将监测数据进行存储和分析。
2.2 电磁场测量系统飞机在雷电试验中所受到的电磁场也需要被准确地测量。
电磁场测量系统通常由电场传感器和磁场传感器组成，可以记录下雷电击中飞机时的电场分布和磁场分布情况。
通过对电磁场数据的分析，研究者可以评估飞机结构在雷电环境下的脆弱性，并做出相应的改进措施。
2.3 电气响应监测系统在雷电试验中，飞机结构与大气中的雷电电流相互作用，产生了一系列的电气响应。
为了对这些电气响应进行监测，研究者们开发了电气响应监测系统。
该系统能够实时记录下飞机在雷电试验中的电压、电流等参数，并通过数据分析来评估飞机的防雷性能。
民用飞机雷电试验中的防护设计优化雷电试验是民用飞机研发和设计过程中非常重要的一环。
由于飞机在飞行中会经历各种自然环境的考验，雷电打击是其中最常见并且危险性较大的一种情况。
因此，在民用飞机的设计中，防护设计优化是必不可少的一部分。
本文将探讨民用飞机雷电试验中的防护设计优化，并提出一些相关的建议和措施。
一、背景介绍在综述之前，我们先来了解一下民用飞机在雷电试验中所面临的问题和挑战。
雷电是由大气层中形成的带电微粒在中空下降形成，当雷电接触到飞机时，会在表面产生强烈的电荷分布，进而引发电弧和电流，对飞机结构和系统产生不良影响。
因此，为了降低雷电对飞机的破坏，防护设计优化成为了一个重要的课题。
二、防护设计优化在民用飞机的设计中，有几个方面需要考虑，以优化防护设计。
1. 结构设计飞机的结构设计在雷电试验中起着关键作用。
首先，合理的材料选择是必不可少的。
一方面，需要选择具有较高电导率的金属材料，以便快速将雷电电荷分散到飞机各个区域，减少电弧和电流的形成。
另一方面，还需要考虑材料的重量和强度等因素，确保飞机的飞行性能和结构安全。
此外，还需要合理设计飞机的流线型结构，以减少雷电在其表面形成的分布。
2. 系统设计飞机的系统设计也是防护设计优化的一个重要方面。
首先，需要考虑雷电对机载设备的影响。
在设计过程中，应该选择具有一定抗雷电能力的设备，或者采取相应的防护措施，以防止雷电对设备的破坏。
另外，在系统布局上，应该合理分布各个设备的位置，避免雷电影响一个区域时对其他区域产生连锁反应。
3. 接地设计接地设计是民用飞机雷电试验中不可忽视的一个环节。
良好的接地系统可以快速将雷电电荷分散到地面，减少其对飞机的危害。
在接地设计中，需要选择适当的接地方法和材料，建立合理的接地网络。
此外，还需要注意接地系统的维护和检测，确保其正常工作。
4. 仿真模拟仿真模拟是优化防护设计的一种有效手段。
通过利用计算机模拟软件，可以模拟雷电试验的工作过程，分析飞机在雷电冲击下的响应和变形情况，进而优化防护措施。
(完整版)飞机雷电防护试验的有关标准1.FAR—25和CCAR—25FAR-25《美国联邦航空条例第25部：运输类飞机适航条例》是由美国FAA（联邦航空管理局）颁布的，其中“25.581 闪电防护”、“25。
954 燃油系统的闪电防护"、“25.1316 系统闪电防护”与雷电防护有关,分别对结构部分、燃油系统及机载电子设备的雷电防护能力作了要求，但没有规定防护能力的验证方法。
CCAR—25是由中国民航总局颁布的运输类飞机适航条例，与FAR-25内容基本相同.适航条例对飞机的雷电防护能力提出了要求，飞机获取适航证前，需验证这些能力，当不能满足任一条款对飞机雷电防护的安全性要求时，适航审查当局将拒发适航证，飞机也不得进入航线。
飞机雷电防护适航审查的符合性方法通常有分析计算法、类比法和地面模拟雷电试验法。
分析计算方法主要用于飞机某些能得出准确解得局部结构和部件的计算。
类比法主要是将外形、结构和用途都基本相同的飞机或结构与部件，与已通过适航审查的飞机或结构与部件进行比对，确实相同则可认为满足要求。
地面模拟雷电试验法，主要用于新机型的研制、设计和老机型的改进或改型设计。
由于飞机外形的不规则性及机械结构与电气电子系统的多样性与复杂性，电场与磁场的精确解非常困难，故上述方法中地面模拟雷电试验方法最有效。
目前国内进行地面模拟雷电试验可参考的标准主要有两个RTCA/DO—160和GJB3567A.2.RTCA/DO—160RTCA/DO-160《机载设备环境条件与测试规程》是由RTCA（航空无线电技术委员会）下属的SC135特别委员会起草制定的.DO—160的适用对象包括了所有的航空飞行器，从轻型到重型，从小型到大型，它提供了一整套实验室测试方法以判定被测对象在模拟的环境条件下是否满足规定的性能指标要求。
目前，RTCA/DO—160已更新至F版本(2007年12月发布)。
RTCA/DO—160中的第22节为“雷电感应瞬变敏感度”，第23节为“雷电直接效应”。
飞机设计第29卷飞机设计AIRCRAFT DESIGN Vol.29No.5Oct 2009第29卷第5期2009年10月文章编号：1673-4599（2009）05-0054-06飞机雷电防护设计与鉴定试验摘要：飞机遭受雷击后产生强大的雷电流，它严重的威胁飞行的安全。
本文分析了雷电造成的危害，并论述了飞机结构设计应为雷电流提供低阻抗的通路。
对雷击放电敏感的部位和部件，必须根据自身的重要性采取适当的雷电防护措施，以尽可能减少雷电对飞机的损害。
最后介绍了为确保雷电防护措施的可靠性而进行的验证试验方法。
关键词：损伤机理；防护设计；鉴定试验中图分类号：V221文献标识码：ADesign of Lightning Protection and Certification Test for AircraftWANG Tian-shun 1，LEI Hong 1，LI Feng 2，XIE Xiang-jun 2(1.Shenyang Aircraft Design &Research Institute ，Shenyang 110035，China )(2.PLA Military Representative Office in Shenyang Aircraft Industries （group ）Co Ltd.，Shenyang 110034，China )Abstract:Formidable lightning current is produced after the aircraft suffers lightning.It imperils volatile safety badly.The harm from lightning is analyzed in this paper ，and it is demonstrated that low impedance pass should be provided in structure design of aircraft for lightning current.Suitable measures for lightning protection of aircraft must be adopted according to oneself importance to the place and parts that are sensitive to discharge of lightning strike ，so that the damage to aircraft can be reduced by lightning strike.Eventually demonstration test means that assure reliability of measure for lightning protection is presentedKey words:damage mechanism ；protection design ；evaluation test 收稿日期：2009-03-10；修订日期：2009-09-16王天顺1，雷虹1，李锋2，解向军2（1.沈阳飞机设计研究所，辽宁沈阳110035）（2.中国人民解放军驻沈阳飞机工业（集团）有限公司军事代表室，辽宁沈阳110034）飞机在飞行中遭受雷击事件，在国内外时有发生。
雷击往往给飞机造成重大损失，尤其严重的是击穿飞机的油箱而引起爆炸。
飞机遭雷击后，雷电产生强大的电流，形成电磁场、光辐射、冲击波和电弧，这些现象都严重威胁飞机的安全。
1978年12月，美国一架C-130运输机在执行任务时，进入雷暴区后不久，燃油箱就遭到雷击，引起爆炸造成机毁人亡。
《国际航空》1996年第9期报道了一架B-2轰炸机在一次训练飞行中，在3000m 空中被雷电击中，造成机翼表面损坏。
第5期王天顺等：飞机雷电防护设计与鉴定试验1997年5月14日，我国某航空公司B757飞机执行上海至厦门航班任务时，进入福州管制区后，当飞机从两块积雨云之间穿过时，遭遇冰雹和雷击，飞机雷达罩、驾驶舱风挡及左发动机整流罩包皮等多处受损[1]。
雷电对飞机产生直接影响表现为燃烧、熔蚀、爆炸和结构变形等，雷电对飞机的放电还会引起电气和电子设备的损坏。
在电源、信号和控制电路中的雷电浪涌是由磁感应、容性耦合、雷电脉冲在结构件和接地线电阻上产生压降等3种成分组合而成。
飞机的雷电防护在飞机设计中占有相当重要的地位，现代飞机结构中采用非金属材料日渐增多，同时又越来越趋向于采用电传操纵和自主导航设备，因此，飞机的防雷击问题越来越受到航空界的普遍关注。
1雷电的损伤机理1.1物理效应在雷击前阶段，飞机周围高电场的引发是来自飞机尖端部位的电子流，如果电子流经过有易燃油气混合物存在的燃油口，就有可能发生点燃现象，若火苗窜入油箱，就会导致猛烈的燃油爆炸。
在雷电的高峰值电流阶段，会在几微秒内传送大量能量，将导致物质材料汽化，并能造成结构性破坏。
雷电电流流经飞机时，会在搭接不良的结构交接部位出现打火现象。
附着到整体油箱外壳上的雷电也会在油箱上烧出孔洞，或者使表面发热以致点燃存在的易燃气体。
在雷击的恒定电流阶段，会给飞机结构带来严重的燃烧和腐蚀性破坏。
如果在雷电电弧存在的整个时间内，雷电通道停止在飞机的某一点上，会导致在飞机的蒙皮上形成直径几厘米的孔洞。
1.2电磁效应电磁效应指的是由电流或电压使机载设备遭受破坏或失常，即使这些电流或电压可能是由于雷电电弧直接附着到一个外部的电气装置上引起的，例如翼尖的一个导航灯。
如果雷电将其防护玻璃损坏或烧穿其金属罩并接触到灯泡的灯丝，则电流将进入导线，从灯泡流至电源汇流条。
这种瞬时电流将导线烧毁或汽化，或者击穿绝缘物，破坏其他电气设备。
即使雷电不直接接触导线，也会在飞机的周围建立起变化的电磁场。
电磁场能够透过金属蒙皮，或者直接穿透诸如接缝、孔洞或其它非金属部位。
由于场随时间变化，因此会在飞机内部的电路中感应出瞬时电压和电流。
当雷电电流流经飞机构架上的高阻抗部位时，也会产生大的电压和电流。
雷电可以在电起爆装置及其发火线路等附件上感应出相当大的电流，单极屏蔽线虽然能够通过采用屏蔽和滤波的方法，把单极发火系统设计成在规定辐射环境中能保持安全和可靠使用，但是安全开关仍然易于因雷电电磁脉冲或其他形式的电磁干扰感应的大电流而发生电压击穿。
对于与电起爆装置并联的单极发火系统来说，虽然浪涌电流可以绕过安全开关，但是，由于电起爆装置的发火系统之间能够形成回路，因此雷电电磁脉冲在该环路中感应的浪涌电流照样能对其造成破坏。
若电起爆装置的发火线路处于辐射场中，能起接收天线的作用。
当电路的任一部分存在接地点时，则会提供共模电流的通路使电荷释放。
如果该通道的阻抗很高，就会积累更高的电压，足以在电起爆装置中引起电压击穿而导致非正常起爆。
由于雷电产生的辐射是脉冲的，因此可能存在极高的瞬时电压。
对于双脚线电起爆装置来说，如果两导线因弯曲而造成的不对称，那么这种辐射场将对电路构成更大的威胁[2]。
2防雷击设计2.1结构飞机结构的设计应该为雷电流提供低阻抗的通路，对雷击放电敏感的飞机系统和部件，必须根据自身的重要性采取适当的雷电防护措施，以尽可能减少雷电对飞机的危害，雷电防护措施的可靠性应通过分析或试验来验证。
整个飞机框架之间，以及蒙皮与飞机基本结构之间，必须有稳定的低阻抗搭接通路，以使强大的雷电电流安全通过而无过热，在任何间隙处都不会产生电火花。
在雷电电流流动的两个端点上，必须有良好的电气连接，如翼尖到翼尖，水平安定面到机身最前面的金属部件之间的整体电阻值都应小于50 mΩ。
传递雷电流所用的搭接线，在雷电弧不可能附着并有足够数量的搭接线来传递雷电流的情况下，单根铜线的截面应不小于4mm2。
对于雷电弧可能附着的搭接线，铜线的截面应不小于20 mm2。
如采用铝线，其截面的冲击载流能力应与铜线相当。
搭接线与其接头应采用压接，不允许用焊接方式连接。
55飞机设计第29卷由于雷电脉冲频谱的主要能量集中在10kHz 以下，因此雷电脉冲对窄缝隙的电磁穿透相对较小。
一个幅度为几万V/m的雷电脉冲，对窄缝隙的穿透场强只有几十V/m[3]。
因此良好的屏蔽设计对于降低雷电造成的危害是十分有效的。
在直接雷击区，雷击导电通道应有能力传输200kA的峰值电流和在1s～2s内传输200C的电量；在扫掠雷击区，雷击导电通道应有能力传输100kA的峰值电流，并且无高热和起火现象。
雷电电流可能进入飞机及可能流经的所有部位，均应采取雷电防护措施，如航行灯、闪光灯、燃油加油口盖、油量表口盖、加油套管、油箱通气管、天线、雷达天线罩、座舱盖、全静压管、翼尖和翼尾、油箱挂架、武器及其挂架、升降舵、方向舵、副翼、襟翼等。
无防护涂层的复合材料是不能用在直接雷击区和扫掠雷击区。
用在直接雷击区的复合材料，外表面应喷涂0.15mm厚的铝膜，或者用98g/m2的铝丝网与复合材料一次成形。
用在扫掠雷击区的复合材料，外表面应喷涂0.10mm厚的铝膜，或者用49g/m2的铝丝网与复合材料一次成形。
2.2空速管系统飞机雷电抑制器主要用于对飞机空速管系统的电源进行雷电防护，可有效的降低雷电危害，吸收、抑制雷击过电压和过电流[4]。
雷电抑制器由半导体陶瓷材料组成，其主要成分是锌、铋、锑、钴、锰等金属及其氧化物，经合理配比、模压、烧结、老化等各工序形成的一种新型非线性器件。
烧结后的基片具有两相结构，即由氧化铋构成的晶粒界层和由氧化锌构成的晶粒。
晶粒部分具有N型半导体特性，晶粒界层具有P型半导体特性，在晶粒与界层之间具有硅稳压管样的非线性伏安特性。
2.3燃油系统飞机燃油系统包括油箱、导管、通气口、放油口、加油口盖和检修门等。
燃油系统的维护口盖、通气口、放油口、加油口盖应尽量安置在放电电弧直接附着可能性很小的区域，以免油箱爆炸、燃烧。
设置在雷电初始附着区和扫掠冲击区的金属燃油箱，其铝蒙皮厚度至少为2mm[5]，油箱内部部件与其他结构设计应保证雷电电流流过油箱时，在其内部不产生点燃燃油蒸气的火花。
油箱及油箱内可能带静电的附件，均应搭接到基本结构，金属部位与基本结构的搭接电阻值应不大于2000μΩ。
复合材料整体油箱，应安置在遭受雷击概率较小的区域，并采用喷镀铝或铝丝网作为防护措施。
铝丝网在复合材料油箱蒙皮周边与飞机的雷击电流传输通路应有可靠的电连接，油箱蒙皮与骨架之间用紧固件连接时，要采取措施防止遭到雷击时这些紧固件处产生电火花。
每只油箱至少应有两处搭接到基本结构，油箱的防护设施与基本结构的搭接电阻值应不大于10mΩ。
安装在复合材料结构件上的燃油管与基本结构的搭接电阻值最大不应超过0.1Ω[6]。
