某大型客机新型复合材料防雷击层的设计与应用

某大型客机新型复合材料防雷击层的设计与应用

【摘要】本文介绍了某大型客机复合材料结构防雷击的设计及措施,并给出了一种新型的复合材料防雷击层,对其防雷电机理、性能及在实际结构中的应用进行了介绍,为民用飞机复合材料结构防雷击的设计提供了参考。

【关键词】大型客机;复合材料;防雷击

0 引言

先进复合材料目前已广泛应用于各种飞机结构上,它具有比强度、比模量高、疲劳性能好、耐腐蚀、可设计性强和易于整体成形等许多优异的特性。虽然复合材料具有多方面优势,但是其导电性较金属材料差,复合材料部件遭受雷击时,部件很难在短时间内将电流导走,从而导致温度上升,温度过高将致使复合材料部件产生深度分层或被严重烧蚀,整个部件的强度、刚度大幅度下降,造成结构破坏,危及飞机安全。因此对大型客机复合材料雷击防护设计的研究具有重要意义。

1 复合材料结构的防雷击设计

根据FAA适航通报的相关规定,民用翼吊双发客机机体遭雷击区域一般分为ⅠA、ⅠB、ⅡA、ⅡB和Ⅲ区。

a)ⅠA区为直接雷击区,且雷电在此驻留的可能性非常小。此区是雷击的进入点,即最先接触到雷击的飞机表面。包括机头、翼梢小翼及翼尖、平尾翼尖、垂尾翼尖等。

b)ⅠB区为直接雷击区,且雷电在此驻留的可能性大。此区是雷击电流放电区。包括机身尾罩、翼梢小翼及翼尖后缘、平尾翼尖后缘、垂尾翼尖后缘等。

c)ⅡA区为扫掠雷击区,且雷电在此驻留的可能性非常小。飞机一旦遭到雷击,这种放电接触点在气流的冲刷下,不断顺气流方向跳跃移动的雷击称为扫掠雷击。这种雷击所扫过的飞机表面为扫掠雷击区。包括机头以后的机身表面、垂尾、翼身交界区、吊挂、发动机短舱等。

d)ⅡB区为扫掠雷击区,且雷电在此驻留的可能性大。此区包括平尾后缘、垂尾后缘、机身尾段等。

e)Ⅲ区是间接影响区,除Ⅰ、Ⅱ区以外的表面。如机翼表面、平尾表面等。

由于复合材料结构导电性能差,设计过程中必须考虑设置专用的雷电传输通道,防止结构遭雷击而损坏。目前常用的复合材料结构防雷电的措施有以下几种:

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