航空器的雷擊防護

摘要：多年來，民用航空器遭遇雷擊事件頻頻發生，而且季節性強，事故率高，極大的影響了飛行安全。目前，無論是飛行還是地面維修，都總結了許多寶貴的經驗，力圖將這些不安全事件發生的可能性和破壞性降到最低。

關鍵詞：氣象雷達；雷擊；

1.雷擊的原理

高空中有好多股氣流在不斷地運動。這些氣流方向不同，速度也不相同。氣流的運動使空氣中的積云有的向上沖，有的向下降。云和云之間的磨擦使云帶上不同種的電荷。由于同種電荷相排斥，因此正電荷或負電荷聚集到云的兩端。空氣流動越快、云層越厚，帶的電荷就越多。積云所帶的電荷達到一定程度，就會穿過空氣放電，使兩種電荷中和。

2.飛機空中是如何遭遇雷擊的

雷擊時，飛機充當的實際上是雷電的一段導體，雷電從其入口進入，出口出去，入口一般是雷達罩，翼尖等突出位置，出口一般在翼尖等位置，所以尖端突出的位置一般是雷擊出口。正常情況下，只要飛機表面各區域導電性能良好，彼此間搭接狀況理想，那么就一般不會出現結構燒毀，而飛機上的電子設備都有雷擊保護功能，也是不容易損壞的。

3.飛行中如何盡可能防止被雷擊

防雷擊最主要的方法還是繞過雷雨區飛行，這個主要就是依靠飛行員對雷達的使用技巧。下面就來討論一些操作技巧，以便及早正確的發現并遠離雷區。

3.1.正確對待路徑衰減修正警告（PAC ALERT）：

相互干涉的降水形成衰減區，即所謂的雷達陰影區，PAC ALERT功能就會在最外面的距離圈處標出一段黃色的弧，提醒飛行員存在衰減條件。只要增益設定在CAL位置，而且飛機距離雷雨區小于80海里，PAC ALERT就處于開啟狀態。當與雷達波束干涉的降水很大時，雷達的衰減會很嚴重，導致沒有足夠的能量穿過天氣，沒能探測到背后的目標就反射回了飛機，當發生這種情況時，降雨后邊的天氣就被遮蔽住了，這部分被遮蔽的區域叫做雷達陰影區。

3.2.對增益調節的使用：

校正（CAL）是將雷達靈敏度設定在標準校正的反射水平上，這是正常操作時推薦的設定。如果需要的話，可以從CAL位順時針旋轉調高增益，增大雷達靈敏度，也可以逆時針旋轉調低增益，降低雷達靈敏度。MAX增益相當于增加了約一個半顏色等級，MIN增益相當于減少了約一個半顏色等級。

3.3.人工俯仰調節：

首先推薦使用自動位方式，在自動位，雷達天線俯仰自動控制。人工俯仰調節每個人的操作習慣以及不同的雷達系統都有稍許差異，下面是COLLINS雷達使用手冊對于人工位俯仰控制的操作建議。

—爬升俯仰設定：俯仰設定為7°就使得雷達掃描方向沿著飛行航跡，可以防止飛機穿越雷暴，同時還可消除地面雜波。

—下降俯仰設定：飛機下降到10.000英尺以下時，如果機組很忙碌，則+5°的俯仰設定是最佳的折衷。但是，這樣也有可能飛入在航跡下面生成并處在雷達波束以下的雷暴。所以，另一種10.000英尺以下的備用俯仰設定方法是，先設定為+2 °，然后隨著飛機的不斷下降逐步提高到+5°，這樣可以消除大部分地面雜波，并防止來自航跡下的雷暴威脅。

—低空俯仰設定（10，000英尺以下）：在10.000英尺高度以下時，推薦俯仰設定在+2 °至+7°之間，+5°是一個很好的折衷選擇。

—中空俯仰設定（10，000–25，000英尺）：一般原則是將俯仰設定在使少量的地面回波顯示在屏幕外緣上。

—高空俯仰設定（25，000英尺以上）：在陸地上空飛行，160海里范圍內時，調整俯仰，使最外距離圈處出現一些地面雜波，保持這種狀態就能保證天線總是指向雷暴的反射部分。

3.4.顯示距離的選擇：

雷達波束在距離飛機80海里的范圍內能量相當集中，對于80海里以外區域，由于波束有了較大的發散，因此雷達應主要用于對大局天氣的準備及規避。另外，由于波束衰減的原因，兩個完全相同的雷雨，距離近的比距離遠的雷雨顯示的強度要大，現在大多數飛機雷達使用了STC技術，就可以對衰減進行補償，從而對遠距離目標進行精確的觀測和顯示。這樣，距離飛機80海里以內的目標可以被精確地顯示（精確的顏色級），同時目標的強度不會隨著離飛機距離的縮小而增大。靈敏度時間控制（STC）主要用于距飛機80海里內的波束衰減補償，因此，推薦對天氣目標的評估應在距離飛機80海里以內，對于80海里以外，雷達的主要作用應是參考性的天氣分析。

4.維修人員的地面檢查：

雷擊一般在兩處地方造成損傷，第一處就是雷擊點，第二處則是釋放電流的地方。

4.1.常見的雷擊點：

4.1.1.雷擊或電流釋放往往發生在后緣襟翼和下后機身部位。天線、水平安定面、垂直安定面、機翼的后邊緣也是易被雷擊損傷的部位。

4.1.2.在金屬結構上，雷擊一般會造成燒蝕的小圓孔。這些小圓孔可能聚集在一起也可能獨立存在于一個較大的區域內。蒙皮褪色或被燒過的痕跡也是曾經受到雷擊的表現。

4.1.3.在復合結構上，表漆掉色是損傷的表現。也可能表現為燒蝕、穿孔、分層。在復合結構上有一些損傷是看不到的。這些損傷可以擴展到那些可見的損傷部位?；鸹『蜔齻圹E也可能發生在支撐結構的連接部位。

4.1.4.飛機外表一般首先受到損傷。比如雷達罩、發動機、大翼尖端、安定面尖端、升降舵、前緣縫翼尾部、后緣襟翼的整流錐、外部燈組件等等。另外一些伸出機身的部件也是易受損傷的部位，比如起落架、污水排放口和皮托管等。

4.1.5.雷擊可以引起電源系統和外部燈光導線故障。盡管電源系統在設計上是抗雷擊的，不過一些嚴重的雷擊還是可以對其造成嚴重破壞、

4.1.6.雷擊經常伴隨著靜電的釋放，那么檢查放電刷的同時也要檢查機體表面。

4.2.雷擊后的應對措施：

4.2.1.首先應當確認是否真的遭遇雷擊。飛機落地后，地面維修人員應和飛行人員充分溝通以了解飛機是否飛經雷雨區，這是維護人員判明飛機是否遭受雷擊的重要手段。

4.2.2.查找雷擊點，重點檢查相關區域。如果判明飛機已遭受雷擊，參照相應手冊，對相應的無線電導航系統進行測試檢查，然后再根據結構修理手冊對發現的雷擊損傷部位進行修復和處理。

4.2.3.對飛機結構的搭接點（搭地線）進行檢查測量，確保連接可靠，防患于未然。理想

狀況下，整個飛機結構應是一個大的等勢體，如果某些搭接處接地不可靠，在有大電流經過時，會與其他結構處形成電勢差，這種地方顯然更容易在雷擊時受到沖擊損傷。大多數搭接是通過機身上的鉚釘或螺釘實現的，另外一些搭接依靠材料類型、結合緊密度、物理結構等來實現。