| 标题 | 浅谈飞机防雷的基本原理 |
| 范文 | 何敬宇 摘 要：雷击给飞机飞行带来了极大的危害，如何科学有效地减少雷击，就成为了研究者的重要课题。本文通过对雷击的危害、飞机防雷的原理展开分析，通过对防雷措施的探究，为其安全飞行提供了重要的建议。 关键词：飞机防雷；基本原理；安全措施 中图分类号：X954 文献标识码：A 1.雷击给飞行带来的危害 1.1飞机设备被雷击坏 由于雷电可以形成高压电，当雷电击中飞机后，雷电到达飞机的机头部分时，较高的电压会对雷达系统造成破坏，同时雷达也会被雷电击出许多个小孔，从而破坏雷达的正常工作，而雷电所形成的强大电磁场也会对飞机内部的电子设备造成严重伤害。 1.2电磁场干扰 雷电可产生强大的电磁场，如飞机在飞行中遭遇这种情况时，电磁场可以破坏飞机中的电子设备以及飞机内的通信设备，使飞机不能及时地同地面进行联系，飞机的飞行受到干扰，加大了飞机在飞行中的危险系数。 2.飞机防雷原理 2.1法拉第笼原理 从物理上讲法拉第笼是指一个密封的金属腔体，它是根据静电平衡原理利用金属空腔隔离静电影响采用的一种结构，这种结构后来被我们称为法拉第笼圆筒。法拉第笼对雷电产生的电磁有屏蔽作用，可以使处于在法拉第笼内的物体或人员免于受到雷电产生的电磁波的危害，从而保证了飞机内人员的人身生命财产安全。同时，基于嵌入式处理器和数字信号处理器（防雷系统）双处理器机载导航雷达系统的设计，着重于数字机载导航雷达系统架构，数字信号处理模块的硬件设计和软件算法，为防雷系统提供了整体方案。同时采用消除飞机航向控制中的噪声干扰和信号延迟问题的差分方法。 2.2 系统结构 防雷控制系统（PCS）是飞机上可以进行监控和数据采集（SCADA）、可编程逻辑控制器（PLC）或分布式控制系统（DCS）的设备，可以收集和传输在制造过程中获得的数据。PCS可以是相对简单的项目，其可以具有接收输入的传感器（通常称为主换能器），处理输入的控制器以及处理输出的接收器。更复杂的PCS设备本身可以是机器人，并执行许多任务。 PCS设备可以通过称为制造执行系统（MES）的中间件软件与飞机资源规划（ERP）应用程序进行通信。 防雷控制系统主要包括被控过程（或对象）、用于飞行过程参数检测的检测与变送仪表、控制器、执行机构、报警、保护和连锁等其他部件。其中，重点在于传感器。0级包含现场设备，例如流量和温度传感器以及最终控制元件，例如控制阀。1级包含工业化输入/输出（I / O）模块及其相关的分布式电子处理器。 2级包含监控计算机，其将来自系统上处理器节点的信息整理并提供操作员控制屏幕。3级是防雷控制控制水平，不直接控制过程，而是关注监控目标。4级是防雷控制调度水平。 2.3 运行方式 防雷控制可以使用反馈，也可以是开环的。控制也可以是连续的（汽车巡航控制）或引起一系列离散事件，例如草坪喷洒器上的定时器（开/关）或电梯上的控制（逻辑顺序）。温度传感器如果温度低于设定值，则打开热源，并在达到设定点时关闭热源。没有测量设定点和测量温度之间的差异（例如没有误差测量），并且没有调整除了全部或没有添加热量的速率。可编程逻辑控制器或PLC的常用控制装置用于读取一组数字和模拟输入，应用一组逻辑语句，并生成一组模拟和数字输出。例如，如果使用可调节的阀门将液位保持在水箱中，则逻辑声明将将深度设定值下的等效压力与传感器的压力读数相比低于正常低液位，并确定是否需要更多或更少的阀门开度保持水平不变。然后，PLC输出将计算阀位置的增量变化量。更大更复杂的系统可以由分布式控制系统（DCS）或SCADA等防雷控制系统控制。 3.防雷措施 飞机防雷可分为两部分，一部份是飞机在飞行中的防雷，另一部分是飞机在地面停泊状态下的防雷。因为飞机在飞行中是没办法接触到地面的，所以飞机上无法安装避雷针，但飞机上也有自己专门的防雷装置。这种防雷装置叫做“防雷断路控制器”，它安装在飞机尾翼，它是像刷子一样排列在飞机的尾翼上。防雷控制断路器可以在较短的时间内进行防雷控制电流的检测与判断，从而进行动作来保护电路。主要有电压和电流两种类型，其中最主要是用于三相制电路中的中线，这样可以防止防雷控制导致的人身触电事故，在直接接触和间接接触两种不同的情形下需要进行不同的防雷控制保护器选择。在人触电时，零线对地的电压将不是0，可以是单相电压或者线电压，远远超出保护值，因此防雷控制保护器进行动作，让开关跳闸，切断电路，从而保障了人身的安全。电流型则主要用来保护变压器周围的人身安全，在人触电时，可以产生零序电流，使得电流被防雷控制保护器检测到，从而断开电路，保护人身安全。VigiDPN系统可以进行电流的动作保护，将相线和中性线同时进行切断，在电流过载等情况下，给人以直接的保护。对于这种情况，也可以采用不间断电源（UPS）、无功功率补偿器（SVG）等设备可以有效地减轻电压波动对于设备带来的影响，起到平波的作用，同时也减轻了对于线路的损耗，是相对科学有效的办法。在防雷控制时，可以对于零线火线同时进行保护，就算是线路接反，也可以及时地切断。防雷措施可以做到在飞机的飞行过程中进行小批量的操作，主要工作原理类似于流水线操作，可以减少资源的冗余与浪费的情况，让设备损失减到最低。 飞机的机载雷达可以有一定的防雷作用，可以使得机组人员有选择性地从低空雷达中接收预定的信号源，其中至少一个机组人员被提供有用于发起信号传输的装置，用于通过相同的信号导体将信号传输返回到系统的控制设备，借助这样的装置，机组人员能够在中心站接收信号源，并且装置用于使机组人员向至少一个其他机组人员发起信号传输，与其他程序传送的方式相同，都需要通过中央站。监测系统被安排用于传送多个低空雷达信号作为对应的信号高速线路上的调制高频载波，其中信号选择被布置为在信号交换中，通过每个机组人员站的信号分配线来进行选择性连接，信号高速线路被提供用于发起低空雷达信号传输的装置，提供用于将信号传输与信号交换的装置，电缆将低空雷达信号提供给机组人员。防雷系统信号作为调制部分，被放置于将防雷系统信号从信号交换分配给机组人员台的频率带之外的载波信号，在中心站处提供频率转换装置，用于将机组人员发起的防雷系统信号传输转换为所使用的频带。将来自程序交换机的防雷系统信号传输，此系统的其他机组人员能够用高频信号以简单的方式从信号高速线路导出信号。保证飞机的操作设备在遭受雷击时不受到損害，只有这样才可以提高飞机的飞行安全，让飞机内的人员的人身安全得到保证。 结语 飞机防雷技术发展迅速，因其易用性、稳定性、快捷性受到广大工程人员和通信人员的欢迎。我国各层次的开发研究人员正不断地改善当前飞机防雷技术的应用环境，为了充分利用防雷系统的价值，在当前社会生活中，各方面应用人员应加强自身的学习与探究，在合理的体系中力求飞机防雷价值的利用最大化。 参考文献 [1]蒋彩霞.飞机是如何防雷的[J].科学之友（A版），2008（3）：59. [2]高峰.飞机在空中如何避雷[J]. 聪明泉（EQ版），2008（9）：37. [3]周扬，伍瑞林，范昊澄.飞机防雷原理的介绍[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2009（9）：283. |
| 随便看 |
|
科学优质学术资源、百科知识分享平台，免费提供知识科普、生活经验分享、中外学术论文、各类范文、学术文献、教学资料、学术期刊、会议、报纸、杂志、工具书等各类资源检索、在线阅读和软件app下载服务。