發信人： yehd (pauken)    看板：Aero
日期： Fri Feb 27 06:19:32 1998
標題： 閃電對飛機的影響



本文係參考"BOEING Airliner" magazine 於1986年(十年前)
的一篇文章(Lightning and how it affects jet aircraft)
所撰寫. 撰寫目的是提供"閃電對於飛機系統的影響"一些概念.
本文撰寫於1996年初,筆者才疏學淺,加以時間迄今已愈兩年,
或許有些錯誤,歡迎各位同好,不吝指正.

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近二十年來,由於非金屬複合材料及越來越多的數位航空電子
設備和電子控制設備應用於噴射機上,因此,閃電對於噴射機
的影響,成為設計上必須審慎考慮的因素.
閃電對於新一代的噴射機是否和以往的影響一般呢?未來的
飛機會採取怎樣的改進呢?Boeing的飛機在設計時,就考慮了
此一大自然的電擊狀況,並就此一狀況在機體(AIRFRAME)與
航電(AVONIC)安裝上做了保護的考慮.每一架飛機都設計成避
免電擊和萬一遭電擊時的最佳狀況.為了了解遭電擊時,電流
的流動,BOEING做了許多實驗.
一般來說,飛機可就電擊機率而分為三區.
第一區是最易遭電擊區,大約是翼尖(WING TIP, HORIZONTAL 
STABILIZER TIP, or VERTICAL FIN TIP),鼻頭雷達罩(RADOME),
發動機進口的鐘形嘴(NACELLES at BELL MOUTH),外掛油箱(EX-
TERNAL FUEL TANK),水平安定面後緣(TRAILING EDGE OF 
HORIZONTAL STABILIZER),尾堆(TAIL CONE).
第二區是次於第一區而易被電擊區,大約是與第一區連接處周圍
18吋附近,發動機外部(不屬於第一區部分)的NACELLES和機身大部.
第三區是較不易電擊區,大約是機翼和水平安定面除了與NACELLES
相接的平面部分. 
數種方法用來保護飛機不會有直接或間接的影響.
電擊對飛機最直接的影響是結構.高量的電流會造成結構連接
處的融化.電流流過連接處亦會造成電弧和火花.就金屬結構的
觀點言,設計的理念是採用可允許最薄的機身蒙皮,以避免遭電
擊處燒穿;及提供低阻抗的框架連接,以避免電弧和火花,和結
構及油箱部分高阻抗區產生高熱. 金屬飛機的結構與蒙皮造成
了Faraday cage ,並保護了內部的人員和設備.
今日的飛機由於複合材料的進步而使得非金屬材料大量用於飛
機.為減低直接的電擊影響,導電材質覆蓋與保護系統就加於結
構上.用於非金屬電擊保護的方法早以用於金屬飛機,雷達罩
(radom)就是一例.在雷達罩外部不影響雷達的狀況下,貼上
diverter strips,以引導電擊電流流向機體.
間接影響是閃電的脈衝造成的電場與磁場.閃電接近飛機或觸
到飛機時,會在飛機的結構,電路線,液壓管線,和電子設備上感
應生成暫態的電壓及電流. 特別的防護罩,遮蔽,絕緣體,和接
地技術,用來避免此間接影響.
在LRU(註)間的電路線,盡量延機身金屬結構,或是裹以防護罩;
裝設暫態保護設備於LRU之內,例如:火花間隙(spark gap),然納
二級體(zener),MOV's (metal oxide varistors),順向二級體
(forward conducting diodes), 和"瞬間吸收器"(transzorbs).
下一代的飛機將使用光纖來傳遞信號,除了在光信號與電信號
的轉換之外,將較不會受閃電影響.
在電腦設備方面,使用同位元檢查(parity check),及編碼,和
多套系統,以防止脈衝造成的錯誤信號.
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(註)LRU : Line Replaceable Unit 線上可換件. 此處是較狹義
          的說法,泛指裝成箱狀,可快速拆裝的電子設備.


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* Origin: 國立中山大學 Formosa BBS * From: 140.109.249.21 [未通過認證]
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