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(民航西藏區(qū)局拉薩機(jī)場機(jī)務(wù)工程部,西藏 拉薩 850050)
雷擊是由于大氣層中靜電荷聚集到足夠多時擊穿空氣介質(zhì)而形成一種云層對云層,云之間或者云層對大地之間迅猛的放電現(xiàn)象。飛機(jī)機(jī)翼前緣、發(fā)動機(jī)前緣、雷達(dá)罩都是鋁合金導(dǎo)電材質(zhì),當(dāng)雷電發(fā)生時,飛機(jī)結(jié)構(gòu)就提供了一個“短路”的路勁,將飛機(jī)成為閃電路勁的一部分。根據(jù)空客公司統(tǒng)計結(jié)果,一架飛機(jī),平均每飛3000小時被雷擊一次,大多數(shù)飛機(jī)在15000英尺以下發(fā)生雷擊,由于這區(qū)間飛機(jī)高度不斷變化,會產(chǎn)生高度差引起正負(fù)電荷區(qū)間時,飛機(jī)起到搭橋作用,誘發(fā)閃電雷擊,其實這高度剛好飛機(jī)處于起降和進(jìn)近階段。雖然頻率不算高,但是在日常飛機(jī)維修中不容小看。因此我們平常過站維修認(rèn)真對待雷擊,綜合檢查,評估損壞。否則既可能造成航班延誤,甚至取消;又可能對飛行安全構(gòu)成威脅,嚴(yán)重會影響生命財產(chǎn)安全,因此業(yè)界對其非常重視。
當(dāng)雷擊事件發(fā)生后,機(jī)務(wù)人員在地面目視檢查發(fā)現(xiàn)飛機(jī)表面蒙皮或機(jī)身接縫處出現(xiàn)燒蝕狀,蒙皮上有漆層顏色變化、燒蝕點、凹陷或小洞;由于雷擊強度不一樣,小洞或凹陷直徑大小也不一樣,大多數(shù)在直徑大約在1∕4英寸左右,搭地線或放電刷折斷;機(jī)翼復(fù)合材料結(jié)構(gòu)除了漆色變色和擊穿外,還可能分層或材料丟失;發(fā)動機(jī)尾噴管表面燒蝕、缺口等。尤其是強雷擊會造成飛機(jī)結(jié)構(gòu)損壞和電氣設(shè)備,如通訊系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)和操縱系統(tǒng)的影響,嚴(yán)重會影響系統(tǒng)的工作,從而影響飛機(jī)的安全威脅,甚至?xí)l(fā)生飛機(jī)失事。
在飛機(jī)雷擊事件中,據(jù)統(tǒng)計各種可能的雷擊點,可以在飛機(jī)上分成以下區(qū)域(如圖1):
圖1 飛機(jī)表面遭受雷擊區(qū)域的等級劃分
區(qū)域1:該區(qū)域的飛機(jī)表面是最容易雷擊部位,如雷達(dá)罩、發(fā)動機(jī)前沿、翼尖部位以及大翼后部區(qū);
區(qū)域2:該區(qū)域飛機(jī)的表明是最容易受到從區(qū)域1開始的雷電掃蕩過部位;
區(qū)域3:包括除了區(qū)域1和區(qū)域2以外所有飛機(jī)表明,受到雷擊的可能性較低。
由于飛機(jī)結(jié)構(gòu)材料等不同,不同區(qū)域遭受雷擊的幾率不一樣,如下面表1所示:根據(jù)雷擊遭受可能性程度來劃分,各機(jī)身部分遭受雷擊統(tǒng)計結(jié)果:
在日常航線維修中,我們目視檢查到飛機(jī)機(jī)身表面的損傷和變色,通常主要表現(xiàn)在雷電所產(chǎn)生的電弧作用下,在雷電擊入點、機(jī)翼后緣、蒙皮接縫及放電點等處,集中的強電流會在瞬間產(chǎn)生大量熱量,會造成局部位置的金屬材料熔化、表面涂層燒焦,蒙皮留下凹坑或燒熔點。假如這些部位被雷擊中之后產(chǎn)生的電流會經(jīng)過機(jī)身表面金屬最后在機(jī)身經(jīng)由專門的放電設(shè)備釋放,從而降低雷擊對飛機(jī)機(jī)體表面損傷。
表1 雷擊概率統(tǒng)計表
但是往往電流大量產(chǎn)生的地方,在那一瞬間,電流會產(chǎn)生一定的破壞,通常會表現(xiàn)為擊中位置表面金屬被融化,機(jī)身蒙皮漆層變色、燒蝕點、凹陷或小洞,搭地線或放電刷折斷;機(jī)翼復(fù)料結(jié)構(gòu)除了變色和擊穿外,還可能分層或材料丟失;發(fā)動機(jī)尾噴管表面燒蝕、缺口、凹坑等,嚴(yán)重影響了機(jī)身表面的結(jié)構(gòu)。
2.2.1 雷電形成的高電壓會直接擊穿雷達(dá)罩,雖然雷達(dá)罩是玻璃纖維等絕緣材料制成,并有良好導(dǎo)體分流條,但是一瞬間產(chǎn)生的高壓、強電流沒能迅速傳導(dǎo)至機(jī)身,大量聚集產(chǎn)生的電荷形成高壓會擊穿雷達(dá)罩,損傷機(jī)頭里的機(jī)載雷達(dá)和導(dǎo)航通訊系統(tǒng)等。
2.2.2 雷擊過程所產(chǎn)生的強大電流會形成電磁場,而飛機(jī)內(nèi)部采用的有大量的電磁設(shè)備,所產(chǎn)生的雷擊電磁脈沖會使飛機(jī)設(shè)備磁化而無法正常工作,也可能使一些復(fù)合材料結(jié)構(gòu)產(chǎn)生分層和斷裂。如無線電羅盤被磁化,無線電通訊受干擾、舵面等。
2.2.3 雖然飛機(jī)上雷擊產(chǎn)生的電流大部分會通過機(jī)上安裝專業(yè)的放電設(shè)備放電,但是,一般情況下除了產(chǎn)生的巨大電流外還有相當(dāng)多的靜電,這些靜電不僅會通過雷擊產(chǎn)生,更會與外界空氣產(chǎn)生摩擦,會形成電荷。如果這些電荷沒有釋放,飛機(jī)落地時就可能造成巨大危險,通常情況下地面維修機(jī)務(wù)人員以及其他接近航空器器的相關(guān)人員,如果油灌車一旦靠近,就可能造成人員傷亡和設(shè)備故障。另外閃電擊中油箱話,可能會造成油箱燃燒,甚至?xí)ā?/p>
2.2.4 通常飛機(jī)雷擊會同時帶來了電阻熱,閃電電流流經(jīng)飛機(jī)結(jié)構(gòu),沿其路徑能量被轉(zhuǎn)換成熱量。電阻熱通常造成焊接痕跡,尤其在閃電電流短期存在過的地方這種痕跡最明顯;還有會產(chǎn)生聲振波,當(dāng)高強度震波會使薄金屬蒙皮變形或薄的合成蒙皮破裂。
首先我們檢查雷擊工作之前,聽從機(jī)組處得到關(guān)于飛機(jī)狀態(tài)信息,查閱以往飛行報告(PFR),完成雷擊所造成相關(guān)附加及關(guān)聯(lián)信息,并是否超過檢查整個表面發(fā)現(xiàn)損壞如孔、分層、脫落等允許限制,最終允許限制參見SRM相關(guān)章節(jié)。
當(dāng)飛機(jī)發(fā)現(xiàn)雷擊后按嚴(yán)格飛機(jī)維修手冊要求進(jìn)行檢查,如參考雷擊章節(jié)AMM TASK 05-51-18-200-001A進(jìn)行如下檢查。
目視檢查雷達(dá)罩外表和導(dǎo)電條有無燒蝕痕跡、顏色變化、擊破或其他損傷。
目視檢查風(fēng)擋玻璃、固定窗、活動窗玻璃及窗框有無顏色變化、燒蝕痕跡或其他損傷。
目視檢查輪艙門及附近區(qū)域有無顏色變化或燒蝕痕跡、擊破和分層,搭地線有無斷裂或損傷。
外觀檢查起落架的結(jié)構(gòu)以及連接件等有無顏色變化、燒蝕痕跡或其他損傷,減震支柱是否燒蝕痕跡或油漆變色。
檢查機(jī)腹螺釘、鉚釘、蒙皮及接縫處有無油漆變色,燒蝕點或蒙皮被擊破,通訊導(dǎo)航天線有無擊中被燒蝕。
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。
檢查機(jī)翼上下表面及前后緣有無變色或燒蝕,檢查禁、縫翼及襟翼導(dǎo)軌、擾流板、副翼等有無燒蝕、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。
檢查垂尾、平尾、升降舵、方向舵蒙皮,尤其是前后緣有無顏色變化、燒蝕痕跡、擊破、分層或其他損傷;檢查放電刷、舵面鉸接部分、搭地線等有無顏色變化或燒蝕痕跡甚至斷裂。
檢查進(jìn)氣口、整流罩、尾噴口及吊艙區(qū)域有無顏色變化或燒蝕痕跡、擊破、分層和其他損傷。
19XU1和19XU2檢查有無損傷。
以上在雷擊后進(jìn)行全面檢查以對損害進(jìn)行估測,并確保飛機(jī)在主最低設(shè)備清單(MMEL)情況下至少能夠繼續(xù)使用,才能保證飛機(jī)飛行的基本功能和安全性能。
做好雷達(dá)系統(tǒng)的維護(hù)工作,及時準(zhǔn)確排除故障,確保雷達(dá)系統(tǒng)可靠性和精確性;對于雷達(dá)罩導(dǎo)電條、搭接帶、放電刷等損壞后應(yīng)及時修復(fù);因雷擊造成復(fù)合材料結(jié)構(gòu)穿孔或分層而保留一定期限修理時,需密封該損傷區(qū)域,避免水汽進(jìn)入;發(fā)動機(jī)尾噴管鈦合金表面雷擊時,用碳化硅砂紙打磨去除損傷;尾噴管后緣鋁合金表面雷擊時,用氧化鋁砂紙打磨去除損傷;由于無法準(zhǔn)確預(yù)知雷擊點的位置,其數(shù)量和損傷也和雷擊強度有關(guān),因此務(wù)必按照工作單完成雷擊后的全面檢查,測試和修理,嚴(yán)格按照MEL和SRM放行飛機(jī)。
總之,雷擊對飛機(jī)的影響較為常見,通常情況不僅影響航班正點率和航空公司的經(jīng)濟(jì)效率,更影響飛機(jī)的飛行安全,甚至?xí)韲?yán)重飛行事故。我們要認(rèn)真對待雷擊的危害性,要采取有效措施降低雷擊對飛行造成的危害。雖然飛機(jī)設(shè)計不能避雷,但是可以通過利用ACARS系統(tǒng),及時獲得最新的氣象信息,我們充分利用飛機(jī)上的氣象雷達(dá),探測雷區(qū),進(jìn)而繞過雷區(qū),從而實現(xiàn)避雷。當(dāng)飛機(jī)遭受雷擊后,我們按嚴(yán)格飛機(jī)維修手冊對飛機(jī)雷擊的基本原理和過程進(jìn)行檢查,找出雷擊的擊入點和擊出點,找出所有損傷,并要進(jìn)行綜合檢查,評價損壞,至少要根據(jù)MEL和SRM的條件確定是否可以繼續(xù)飛行,這樣會確保飛機(jī)安全和減少航班延誤有積極作用。