圖：雷電附著(zhù)點(diǎn)實(shí)驗室�！z影：馬楊
據悉，在地球大氣中，平均每天約發(fā)生800萬(wàn)次雷電，每秒就有近100次閃電。關(guān)于雷電，人類(lèi)有很多美麗的遐想和神話(huà)傳說(shuō)，但是對于飛機來(lái)說(shuō)，雷電卻是很危險的。
“一架飛機，平均每年要遭到一次雷擊。大型客機的尖端部位最容易遭受雷擊，比如機頭，翼尖、垂尾�！焙戏使I(yè)大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院教授、中航工業(yè)基礎院飛機雷電防護首席專(zhuān)家段澤民說(shuō)，雷電產(chǎn)生的巨大能量對飛機來(lái)說(shuō)可能是災難性的，甚至導致飛機墜毀。
有資料顯示，迄今為止，至少有2500架飛機被雷電擊毀。為此，將大氣雷電環(huán)境給飛行安全帶來(lái)的影響減至最小，一直是人們努力追求的目標。
從2008年C919項目正式啟動(dòng)時(shí)，段澤民就參與其中，主要是為C919的雷電安全開(kāi)展前沿基礎研究及信號的技術(shù)攻關(guān)。此前他曾承擔我國首架ARJ21飛機、中法合作的EC175/Z15直升機的雷電防護工作，并分別獲得了美國聯(lián)邦航空局（FAA）、歐洲航空安全局（EASA）的認可。
“雷電防護直接關(guān)系到飛機的飛行安全。C919大型客機從無(wú)到有，雷電防護試驗貫穿全過(guò)程�！倍螡擅窠榻B，在實(shí)驗室模擬真實(shí)的雷電環(huán)境，對飛機的每一項設計方案和各零部件承受雷電的直接效應和間接效應能力進(jìn)行考察及驗證，如果發(fā)現問(wèn)題，再改進(jìn)，直到實(shí)現雷電防護目標為止。
多項創(chuàng )新攻克雷電防護難題
此次C919大型客機的一大亮點(diǎn)是采用了大量先進(jìn)復合材料，不僅使艙內噪音降低至60分貝，還使飛機重量減輕，但是關(guān)于復合材料的雷電防護卻是一個(gè)世界性難題。
“碳纖維復合材料有一個(gè)缺點(diǎn)就是電阻比較高，導電能力差，而機翼又是容易遭受雷擊的一個(gè)部位�！倍螡擅裾f(shuō)，團隊承擔了C919全復合材料機翼雷電防護研究工作，提出了在機翼中設計雷電分流條肋的技術(shù)方案，解決了大尺寸復合材料雷電防護難題。
圖：段澤民教授在介紹C919大型客機�！�
“當雷電流通過(guò)機翼的時(shí)候，電位梯度會(huì )非常高，容易對飛機內部的電子設備安全造成威脅�！倍螡擅裾f(shuō)，為了解決這個(gè)問(wèn)題，必須在飛機機翼的防雷結構里增加一個(gè)能夠滿(mǎn)足飛機接地要求的金屬肋結構。
然而，增加金屬肋并不是一件容易事，金屬的性能必須考量周全�！凹纫獫M(mǎn)足雷電安全要求，還不能增加太多重量，我們在做的時(shí)候克服了很多困難�！倍螡擅裾f(shuō)，僅增加金屬肋一項就歷經(jīng)2年，開(kāi)展了數百次實(shí)驗，不斷找尋各種各樣的方案。
除了機翼，飛機機載外部電氣電子設備也是飛機雷電防護設計與試驗的難題。段澤民團隊對機載各類(lèi)燈具，如著(zhù)陸燈、標志燈開(kāi)展防護設計研究及試驗驗證，為該類(lèi)設備的設計定型提供了重要依據，并獲得國外聯(lián)合供應商的認可。
數十萬(wàn)次“雷轟”錘煉C919
承擔C919雷電防護工作的實(shí)驗室就位于合肥井崗路附近，這也是我國目前唯一資質(zhì)齊全的大型專(zhuān)業(yè)飛機雷電防護實(shí)驗室。
“轟，轟……”昨天（3日）記者在采訪(fǎng)時(shí)，不時(shí)聽(tīng)到實(shí)驗室里傳來(lái)巨大的響聲。對段澤民來(lái)說(shuō)，這一切已經(jīng)非常熟悉，他告訴記者，實(shí)驗室是在模擬真實(shí)的雷電環(huán)境。通常情況下，每半小時(shí)響一次，最頻繁的時(shí)候每5分鐘就會(huì )響一次。
“目前C919的雷電防護試驗大約只完成了三分之一。如果按放了多少次電來(lái)算，起碼有十萬(wàn)次以上，要對飛機各個(gè)部位進(jìn)行雷電考核�！倍螡擅裾f(shuō)，后續C919的結構件如雷達罩、方向舵、航電設備等均會(huì )在實(shí)驗室開(kāi)展雷電及高強度輻射場(chǎng)試驗�！懊髂闏919的雷電試驗將會(huì )達到一個(gè)高峰，因為在首飛前還要對它進(jìn)行大量的雷電試驗工作�！�
圖：高強輻射場(chǎng)實(shí)驗室。
不過(guò)備受關(guān)注的C919整機雷電試驗并不在合肥，段澤民說(shuō)，由于大飛機整機運送過(guò)來(lái)比較困難，屆時(shí)他們將把飛機整機雷電試驗裝置運到現場(chǎng)對C919進(jìn)行整機雷電試驗。
C919大型飛機到底能抗多大雷電？“雷電是由大氣層中不同濕度和溫度的氣流相對運動(dòng)而形成的自然現象，平均每天約發(fā)生800萬(wàn)次雷電，其中幅值高達200千安以上的雷電流占0.5%�！倍螡擅癖硎�，從理論和試驗的情況來(lái)看，C919大型客機能承受住200千安雷電的打擊，抗雷能力非常強。
備受關(guān)注的C919首架機已經(jīng)正式下線(xiàn)，C919的“繼任者”即國產(chǎn)大型寬體客機C929也已進(jìn)入關(guān)鍵技術(shù)的研究階段。段澤民透露，他們團隊還將承擔C929的雷電防護工作，目前已經(jīng)在做前期工作。
11月2日，我國自主研制的C919大型客機首架機正式下線(xiàn)，這是我國首款按照最新國際適航標準研制的干線(xiàn)民用飛機。
2008年C919項目正式啟動(dòng)時(shí)，合肥工業(yè)大學(xué)教授段澤民就參與其中，主要承擔C919的雷電防護工作。能承受200千安雷電的C919，前后已進(jìn)行了超過(guò)十萬(wàn)次的雷電防護試驗，而這些雷電防護工作就是在合肥完成的，進(jìn)行試驗的實(shí)驗室也是我國目前唯一資質(zhì)齊全的大型專(zhuān)業(yè)飛機雷電防護實(shí)驗室。
