某型號(hào)直升機(jī)空速管雷電間接效應(yīng)防護(hù)設(shè)計(jì)研究

劉洋

【關(guān)鍵詞】間接效應(yīng)防護(hù) 短路法 開(kāi)路法 雷電抑制器

閃電是一種復(fù)雜的自然現(xiàn)象，主要是通過(guò)雷雨云中的電荷放電產(chǎn)生。現(xiàn)代直升機(jī)要求能夠適應(yīng)復(fù)雜的飛行氣象條件，包括雷雨天氣。此外，在現(xiàn)代直升機(jī)的發(fā)展過(guò)程中，復(fù)合材料技術(shù)和微電子測(cè)控技術(shù)雖然能夠降低直升機(jī)結(jié)構(gòu)重量、提高系統(tǒng)的測(cè)控性能，但上述技術(shù)對(duì)雷電非常敏感，遭到雷擊時(shí)所造成的損失更大。因此，在遭到雷擊時(shí)，如何確保飛行器特別是現(xiàn)代民用直升機(jī)仍然能夠安全飛行和著陸，已成為現(xiàn)代直升機(jī)設(shè)計(jì)中一個(gè)必需解決的重要課題。

空速管是直升機(jī)機(jī)身上一個(gè)突出的部分，直升機(jī)進(jìn)入雷區(qū)時(shí)，雷電電流會(huì)通過(guò)空速管內(nèi)部電阻和電纜耦合進(jìn)入機(jī)身內(nèi)部從而造成間接效應(yīng)影響，因而對(duì)空速管系統(tǒng)的雷電防護(hù)研究和設(shè)計(jì)是直升機(jī)雷電防護(hù)設(shè)計(jì)所要完成的重要任務(wù)之一。

針對(duì)雷擊過(guò)電壓和過(guò)電流及雷擊感應(yīng)過(guò)電壓和過(guò)電流沿導(dǎo)線(xiàn)進(jìn)入直升機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生破壞的特征，設(shè)計(jì)采用吸收、抑制過(guò)電壓和過(guò)電流的方法來(lái)保護(hù)直升機(jī)內(nèi)部的人員和設(shè)備，最有效的方法就是加裝雷電抑制器。

1 試驗(yàn)設(shè)備

某型號(hào)直升機(jī)的空速管安裝在位于機(jī)頭的雷達(dá)罩下部，左右各一個(gè)?？账俟軆?nèi)部安裝有電加熱器，通過(guò)兩根電源線(xiàn)連接至直升機(jī)內(nèi)部電源處。空速管的結(jié)構(gòu)如圖1所示，其前部突出部分為全壓受感器。

2 試驗(yàn)原理及內(nèi)容

雷電抑制器是一種非線(xiàn)性器件，具有兩相結(jié)構(gòu)，沒(méi)有加裝雷電抑制器時(shí)電路上的雷擊過(guò)電壓，遠(yuǎn)超過(guò)電路允許電壓，該電壓能達(dá)到104V的數(shù)量級(jí)，在加裝雷電抑制器后，電壓值大大減小。

試驗(yàn)電流波形采用雷電流分量A和H的縮比波形。采用短路法和開(kāi)路法，測(cè)量加裝雷電抑制器前空速管加熱電源線(xiàn)上的感應(yīng)電流和感應(yīng)電壓?？账俟荛g接效應(yīng)試驗(yàn)電路布置如圖2所示，試驗(yàn)電流為縮比A波1kA正負(fù)極性和縮比H波100A波形正負(fù)極性。采用短路法測(cè)量空速管加熱電源線(xiàn)上的感應(yīng)電流，正負(fù)極性各放電三次；采用開(kāi)路法測(cè)量加裝雷電抑制器前、后空速管加熱電源線(xiàn)上的感應(yīng)電壓，正負(fù)極性各放電三次。

3 間接效應(yīng)測(cè)試結(jié)果及分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)列于表1中。

3.1 縮比A波雷電間接效應(yīng)試驗(yàn)

縮比A波峰值電流約1kA時(shí)，開(kāi)路電壓約為520V，短路電流約為40A。試驗(yàn)中加裝雷電抑制器后，感應(yīng)電壓降至約110V。

3.2 縮比H波雷電間接效應(yīng)試驗(yàn)

縮比H波峰值電流約0.11kA時(shí)，開(kāi)路電壓約為4000V，短路電流約為12A。試驗(yàn)中加裝雷電抑制器后，感應(yīng)電壓降至約100V。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)證明雷電電流的過(guò)電壓引起了雷電抑制器的作用，根據(jù)縮比模型理論外推并對(duì)比雷電抑制器指標(biāo)，可知流過(guò)的電流小于其同流能力。

4 結(jié)論

空速管系統(tǒng)間接效應(yīng)的防護(hù)，采用雷電抑制器抑制耦合進(jìn)入機(jī)身內(nèi)部的感應(yīng)電壓。試驗(yàn)證明，雷電抑制器能很好的抑制感應(yīng)電壓到電路可承受的范圍之內(nèi)，安裝雷電抑制器是減弱雷電間接效應(yīng)的一種有效手段。

參考文獻(xiàn)

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