民用飞机静电防护设计

民用飞机静电防护设计

梁宇

中航西飞民用飞机有限责任公司陕西省西安市710089

摘要：为了能够对飞机的安全性和可靠性给予保障，首先便是需要对静电出现的机理和静电的放电类型做出一定要求，之后便提供出静电保护的相应措施，安装相应的静电器等。因此在本文之中，主要是针对了民用飞机静电保护的设计进行了全面的分析研究，同时也是在这基础上提出下文中内容，希望可以为同行业工作人员提供相应的参考价值。

关键词：民用；飞机；静电；防护设计；分析

引言：为了可以更好的保证飞机在飞行时的安全，在上个世纪二十年代便开始对飞机静电保护工作进行一定要求，由于早期飞机金属比重较大，并且金属是一个性能良好的导电体，使飞机在静电沉积的过程中并不容易出现灾难性的损失。但是随着目前飞机应用复合材料较多，其不导电材料的应用也是较多，使其静电保护的越来越重视。

1.民用飞机的静电出现机理分析

对于两种不同物质而言，在进行摩擦或者是撞击将会出现静电先决条件，对于任何两个相对运动的表面或物质表面间存在着接触点，将会导致出现摩擦起电等情况，摩擦起电可以产生在金属之间，或者是出现在非金属和非金属间等，其静电的大小主要是受到了摩擦或者是撞击的程度决定的，而产生静电速率和温度存在直接关系。飞机在高速飞行时，油车在给飞机进行加油时，致使飞机出现静电的主要原因，并且大小也受到了飞机的大小和飞行速度以及飞行环境等方面的影响，如果在一些较为干燥的环境中，那么这种情况则是比较严重的。所谓电荷能够积累达到几十万伏，并且飞机在静电放电的时会对飞机的通信和导航系统带来一定的干扰，同时也将会影响到驾驶舱的风挡损坏。如果没有合理的释放措施，将会使电荷不断的积累，同时也将会使其油箱出现爆炸等问题。

2.民用飞机静电放电的危害分析

2.1电晕放电

对于电晕而言，主要是飞机尖端位置放电，在飞机上的电荷点位和周围的空气具有着足够高的时候，将会出现离子流，并且也是从电极向外一直延伸到比较短的距离从而快速的小事，对于这种放电而言，在穿越区域也会存在着浅蓝色的亮光，这边是为电晕放电，由于电离层的空气在电气上是导电的，因为静电电荷自身便是可以集中到尖端和导体表面曲率大的位置，所以电晕放电主要是根据规则脉冲的方式去进行体现出来的，也是可以在比较宽的频率范围之内能够产生射频的干扰。所以必须要采取合理的措施去安排放电器可以在飞机结构上在出现电晕前便是能够将电荷进行逐渐的导走。

2.2流光放电

对于流光主要是介质表面放电。在绝缘或者是介电表面的流光出现在飞机飞行过程中被微粒打击的时候，在介电表面将会上传导电荷，在在充电的时候将会持续一直到某一个阀值的时候，介电表面将会出现电火花，出现宽频带的射频辐射。这样的情况下将会使其电荷把牢牢的拴住在了绝缘表面，并不能够自由的去逃走，这也是电荷积累到表面的重要因素。在飞机的介电表面上的电荷和飞机金属位置足够多的情况下，这个时候表面会存在着流光放电。对于流光放电而言将会直接的穿越飞机的壳体，同时和系统内的航空电子系统存在着相应的耦合。

此外流光能够在介电表面喷涂相应的导电体漆或较薄喷漆表面能够喷下一个电层，使其能够降低介质表面的绝缘电阻，比如在加热风挡去铺设相应的导电层，同时在雷达罩的外面去喷涂防雨蚀抗静电的涂层，布置合理的金属分流条和机体做出相应的搭接，这样也是能够更好的去避免静电电荷的积累，有效的避免流光放电的情况出现。

3.静电防护的搭接

3.1静电放电器的分析

针对于金属表面来说，由于摩擦起电的效益是需要聚集相应的电荷，也是可以通过电导率的金属蒙皮使其可以传输到机翼和安定面后援，等待静电放电点，之后可以通过放电器去进行合理的释放，这样也是能够使其聚集的电荷能够达到电晕的电流宽频噪音前便是能够进行合理的释放掉。但是这种放电也是会导致无线电的干扰，因此是要求了其放电阀值需要尽可能的减少，主要是把放电噪音能够降低到一个合理的范围内，使放电的速率可以达到限制无线电干扰前便是能够达到接受的水平内。除此之外针对于民用飞机而言，其静电的功能需要可以满足下属方面的要求：一是将其飞机上的静电荷放入到大气中。二是尽可能的去抑制放电所出现的噪声危害。三是对于放电器而言，不会成为雷电的附着点，对于民用飞机而言，一般情况下都是选择全热塑料的负荷材料，主要是因为导电粘结到了飞机的表面上，这样将会形成了从低阻飞机蒙皮到高组空气的放电通道，从而可以满足上述的功能需求。

3.2着陆接大地的分析

在飞机进行着陆的过程中，将会存在着一定的剩余静电电荷，由于飞机主要是装有了放电雨刷和电钢锁等装置，能够更加有效的泄放机体上所存留的静电荷，对其静电进行消除，更好的保持相同电位，这样的情况下能够更加有效的去避免牵引静电起火等情况。

3.3停机接大地的分析

在飞机比较长的时间停留在了停机坪上的时候，则是需要采取接大地的措施，从而能够有效的泄放机体上的残留静电何在，并且提供出相应的闪电保护，对飞机上的人员安全提供出一定的保证，通过利用飞机上的接地桩接大地的时候，等到电缆的一端接地桩另外一端接入机场的标准接地点。

3.4地面铺设的设施接大地分析

对于飞机和地面的的铺设设施而言，主要是相互连接前需要分别的接大地，避免人员出现触电和设备故障以及出现电火花。对于飞机来说，在地面进行加油的时候，需要能够保证一个良好的搭接，这样才可以有效的去避免出现跳火花方面的危险情况出现。在搭接和接地的时候，并不能够有效的去消除静电的情况出现，在搭接时仅仅只提供出静电电荷通路，这样才能有效避免出现电弧，此外也能减少危险性故障问题。

4.复合的材料飞机静电保护对策分析

所谓的摩擦静电积累来说，也是与飞机材料的电阻系统存在着较为直接的一个关系，在飞机飞行的时候，如果处于在了摩擦的环境当中，这样对于高电阻系数的材料将会积累一定程度的电荷，如果电阻系数比较大，那么在电荷积累到一定的情况下，所需要的时间相对来说比较短。对于碳纤维的复合材料来说，也是能够像是和金属类似，并且可以保证积累电荷，因此对于静电的积累而言，在飞机的位置和材料之间是并没有多大的关系，主要是受到了尖端原理影响。

总结：通过对上述的内容进行分析研究后得出，总之对于三种不同的静电类型都是存在着相对较为独立的防护措施，但是它们之间并不是完全独立的。静电放电器的安装可以更加有效得去泄放静电电荷，静电放电器的不治理了计算和工程的经验基本上是吻合的。飞机的复合材料都是容易进行积累电荷，但是静电泄放的原理则是和金属飞机没有本质上的区别，最后接地方法都需要根据相应工艺才能实现理想的静电泄放的效果。

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