郝新德 吳衛(wèi)華
(麗江機(jī)場航務(wù)部飛機(jī)機(jī)務(wù)組 云南 麗江 674100)
飛機(jī)是運(yùn)動(dòng)在空中的良好導(dǎo)體,容易被雷電擊中,據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì),飛機(jī)每飛行3000小時(shí),便可能遭受一次雷擊。而且雷擊對(duì)飛行的影響更是不容小覷,既可能造成航班延誤或取消,又可能對(duì)飛行安全構(gòu)成威脅,甚至造成嚴(yán)重事故。世界航空界對(duì)其非常重視,下面對(duì)雷擊的影響及機(jī)務(wù)的檢查工作作簡要的分析。
雷擊通常造成一些小圓孔狀的燒痕,直徑大約1/8in。此燒痕或集中于一處或隨機(jī)的分布于大面積范圍內(nèi),當(dāng)雷擊強(qiáng)度非常大時(shí),甚至可能造成直徑1/4或更大的孔,雷擊的其他跡象是蒙皮和鉚釘?shù)臒刍蛲噬?/p>
由于飛機(jī)各個(gè)區(qū)域遭受雷擊的可能性有所不同,因此對(duì)這方面的了解將對(duì)我們檢查雷擊有很大的幫助。根據(jù)飛機(jī)不同區(qū)域遭受雷擊的可能性將飛機(jī)劃分為三個(gè)區(qū)域(如圖1)。區(qū)域1為雷電最先接觸的部位,最容易遭到雷擊,如雷達(dá)罩、發(fā)動(dòng)機(jī)前沿、翼尖部分以及大翼后部區(qū)域;區(qū)域2為雷電接觸掃過的部位,發(fā)生雷擊的可能性次之;區(qū)域3為雷電可能掃過的部位,則遭到雷擊的可能性較小。但是強(qiáng)大的雷擊電流可以通過該區(qū)域傳遞到區(qū)域1和區(qū)域2。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),飛機(jī)各部分遭到雷擊的概率分別為:天線27%、大翼22%、尾翼21%、機(jī)身15%、發(fā)動(dòng)機(jī)8%、起落架4%。
雷擊的一般特征:蒙皮或機(jī)身接縫處出現(xiàn)燒蝕狀,蒙皮上有被擊破的小坑或洞,蒙皮及鉚釘附近由于雷擊產(chǎn)生的高溫而使油漆變色,搭地線、放電刷被斷,復(fù)合材料除了油漆變色,還可能發(fā)生分層或擊破等等。
圖1 飛機(jī)雷擊區(qū)域劃分
雷擊對(duì)飛機(jī)的直接影響是可見的,雷擊電弧引起的損傷表現(xiàn)為雷擊接觸點(diǎn)的凹陷、燒蝕和變色;復(fù)合材料除了變色和穿透損傷外,還有纖維分層;雷擊時(shí)的電磁力可能導(dǎo)致搭鐵帶損傷;當(dāng)雷擊發(fā)生時(shí),電流通過飛機(jī)結(jié)構(gòu),能量轉(zhuǎn)換為熱量,機(jī)體材料因抗熱性引起熔焊痕跡;雷擊時(shí)產(chǎn)生的聲沖擊波足夠強(qiáng)大時(shí),會(huì)導(dǎo)致薄的金屬蒙皮變形或擊穿復(fù)合材料蒙皮。
雷擊對(duì)飛機(jī)的間接影響不像直接影響那么直觀,由于雷擊所產(chǎn)生的高壓、強(qiáng)電流會(huì)引起對(duì)飛機(jī)線路和系統(tǒng)方面的損傷。有時(shí)甚至于引起電源在遇到較低強(qiáng)度雷擊且有較好保護(hù)下,飛機(jī)所遭到的損傷可以減少到一個(gè)可接受的程度,繼續(xù)執(zhí)行飛行。但是在低保護(hù)或無保護(hù)裝置下,它可能就會(huì)對(duì)飛機(jī)造成永久性的損傷,影響到系統(tǒng)的正常工作,這就需要做進(jìn)一步的處理,甚至于更換受損部件。直擊強(qiáng)大電流形成的磁場,所產(chǎn)生的雷擊電磁脈沖,就是通常講的二次雷擊,往往會(huì)對(duì)飛機(jī)上的電子或電氣設(shè)備如通訊系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)和操縱系統(tǒng)贊成影響。嚴(yán)重的會(huì)贊成系統(tǒng)的中斷損壞,發(fā)生飛機(jī)失事的重大事故。
機(jī)務(wù)人員在對(duì)飛機(jī)進(jìn)行雷擊檢查時(shí)有三個(gè)項(xiàng)目要完成。第一項(xiàng),檢查飛機(jī)外表面是否遭到雷擊;第二項(xiàng),檢查飛機(jī)內(nèi)部部件是否遭到雷擊;第三項(xiàng),檢查并操作檢查無線電與導(dǎo)航系統(tǒng)。
由于雷擊產(chǎn)生的損傷取決于雷擊的強(qiáng)度,且不是一成不變的,所以一旦發(fā)生雷擊后,在繼續(xù)飛行前必須對(duì)飛機(jī)進(jìn)行檢查,確保其處于適航狀態(tài)。檢查、評(píng)估和修復(fù)一般分為兩個(gè)階段。
圖2 飛機(jī)典型的雷擊損傷
第一階段,環(huán)繞飛機(jī)進(jìn)行總的檢查以找到雷擊和靜電放電的區(qū)域檢查區(qū)域,主要包括:雷達(dá)罩、風(fēng)擋,滑動(dòng)窗和固定窗的結(jié)構(gòu)和緊固件、前/主起落架以及艙門、機(jī)腹整流罩、機(jī)身和機(jī)翼、發(fā)動(dòng)機(jī)短艙和吊架、垂直和水平安定面、對(duì)HF通訊系統(tǒng)進(jìn)行功能測試。具體如雷達(dá)罩:從外觀檢查雷達(dá)罩加強(qiáng)條上有無燒蝕,變色,擊破或其他損傷。風(fēng)擋玻璃:外觀檢查風(fēng)擋玻璃框架有無燒蝕,變色或其他損傷。主、前起落架艙門區(qū)域:檢查輪艙門及附近區(qū)域有無燒蝕,變色,蒙皮上有無擊破或分層,艙門上的搭地線有無斷裂或損傷。主、前起落架(當(dāng)遭到雷擊時(shí),起落架已放下時(shí)檢查):外觀檢查起落架結(jié)構(gòu)件和連接部分有無燒蝕和其他損傷,檢查減震支柱有無燒熔點(diǎn)或油漆變色。機(jī)腹:檢查機(jī)腹螺釘、鉚釘、蒙皮及接縫處有無油漆變色,燒蝕點(diǎn)或蒙皮被擊破,通訊導(dǎo)航天線有無擊中被燒蝕。機(jī)身:檢查機(jī)身蒙皮鉚釘螺釘附近有無油漆變色,燒蝕或擊破。檢查探頭、放水口、暴露在外的一些傳感器以及相搭接處有無變色或被擊燒蝕,外部燈光及附近地區(qū)、APU尾噴部分有無變色或被燒蝕。大翼:檢查機(jī)翼上下及前后緣有無變色或燒蝕,檢查襟、縫翼及襟翼導(dǎo)軌、擾流板、付翼等有無燒蝕,變色擊破或其他損傷。檢查放電刷有無斷裂或損傷,檢查翼尖部分有無燒蝕或擊破等。尾翼部分:檢查垂尾、平尾、升降舵、方向舵蒙皮部分尤其是前后緣有無燒蝕,變色,擊破,分層或其他損傷。舵面絞接部分、搭地線有無損傷。發(fā)動(dòng)機(jī):檢查進(jìn)氣口、整流罩、尾噴口及吊艙區(qū)域有無燒蝕、變色、擊破、分層或其他損傷。
第二階段,對(duì)所發(fā)現(xiàn)的損壞跡象進(jìn)行細(xì)致檢查以發(fā)現(xiàn)損壞的數(shù)據(jù)。
總的原則是,如果在第一階段中未發(fā)現(xiàn)雷擊的區(qū)域,則飛機(jī)可繼續(xù)放行。如在第一階段發(fā)現(xiàn)雷擊區(qū)域則需進(jìn)行第二階段的檢查。
飛機(jī)發(fā)生雷擊后的修理包括臨時(shí)性和永久性修理。臨時(shí)性修理用時(shí)較少,飛機(jī)可以較快恢復(fù)運(yùn)行,但這不是最終解決方案。
臨時(shí)和永久修理的主要步驟包括:
(1)對(duì)輕微的損傷表面進(jìn)行打磨;
(2)在損傷處鉆孔,安裝緊固件;
(3)鉆孔后如損傷仍未消除則進(jìn)行擴(kuò)孔(但要在限制范圍內(nèi)),并安裝相應(yīng)的緊固件;
(4)對(duì)于不確定的損傷使用旋轉(zhuǎn)探頭進(jìn)行無損探傷(NDT),擴(kuò)孔后安裝襯套和緊固件;
(5)對(duì)于大的損傷采用補(bǔ)片修理或咨詢制造廠家如何修理;
(6)最后修復(fù)表面防護(hù)層。
飛機(jī)的設(shè)計(jì)不能避雷,但可以通過氣象雷達(dá)探測雨量強(qiáng)弱來判斷雷區(qū),進(jìn)而繞過雷區(qū),實(shí)現(xiàn)避雷。根據(jù)空客資料,絕大多數(shù)雷擊事件發(fā)生在15000英尺以下,因此起飛,著陸和保持階段是最容易發(fā)生雷擊的。在起降階段,可以利用ACARS系統(tǒng),及時(shí)獲得最新的氣象信息,對(duì)于避雷可以起到一定的作用。
總之,民航部門已對(duì)雷擊事件高度重視,正在不斷研究和完善預(yù)防措施,對(duì)在雷暴下飛行的潛在危險(xiǎn)逐一進(jìn)行研究,認(rèn)真預(yù)防,早準(zhǔn)備,勤演練,爭取將雷電對(duì)飛行的危害降到最低,為飛行安全提供最有力的保障。
[1]李幼蘭.空氣動(dòng)力學(xué)和維護(hù)基礎(chǔ)[M].兵器工業(yè)出版社,2006,7.