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线上百家乐: 为飞机认证考虑新的雷电危害。20

时间:2018-11-18 21:40

来源:未知作者:admin点击:

线上百家乐  国家运输安全委员会确定这次事故的可能原因是:
 
“由于近场雷击产生的快速瞬态辐射电场不能工作,显示器关机。造成剩余飞行时间显示器丢失的原因是缺乏对机组人员进行受控电源复位的指导。
 
这一事件意义重大,因为显示故障的原因无法用美国联邦航空管理局(FAA)闪电认证要求和验证方法解释。显示单元故障不能使用DO-160《环境条件和机载设备测试程序》中详细描述的适当测试协议来再现。
 
因此,人们需要确定民用飞机认证是否需要新的电子场外部环境要求和新的设备测试方法(根据DO-160,第22章)。
 
这是本文的主题,分为两部分。第一部分概述美国国家交通安全委员会(NTSB)[2]报告中的主要观点,以方便读者阅读。第二部分包括说明材料,需要进一步界定可能的新的外部环境和设备测试方法。
 
在20世纪80年代和90年代,我们参与了几个与电子领域效应有关的活动,以用于认证目的。其中包括MIL-STD-464中的近场闪电环境、F-106雷暴研究计划的飞行数据,以及用于全机测试的所谓“冲击激励”方法的研究。所有这些都没有产生电子领域认证标准环境或测试要求,并且该主题一直处于休眠状态。
 
结论是,E场和H场在雷电能量耦合到飞机电子系统中都起着作用,并且需要重新审视如何考虑雷电E场和H场来进行认证。
 
 
第一部分:B787闪电事件的讨论〔2〕
 
事件描述
 
命中787的飞行员注意到三个飞行显示器没有功能。但是,由于没有显示部分丢失的检查表项,所以选择使用“所有显示丢失”的检查表的机组人员。该过程没有恢复对三个失败显示中的任何一个的使用。飞行员发现窗户热无法恢复。剩下的两个显示器被重新配置,机组人员在伦敦希思罗机场平稳着陆。
 
着陆后,LHR维修人员进行了闪电检查,发现沿机头五个位置有外部非结构性损伤。按照维护手动程序对飞机进行电源复位,显示器和其他受影响的系统恢复正常功能。经过联合维护人员的审查,飞机被批准派遣,并继续飞往休斯敦,没有发现进一步的故障。图1显示闪电附着点的位置和三个受影响的显示器。

波音和洛克韦尔·柯林斯(RC,制造了这种显示器)为了理解这一事件,进行了许多测试和数值计算电磁(CEM)模拟。主要结论如下:
 
波音787飞机经过检查,发现其防雷设计和认证完全符合。未发现异常;
类似地,对显示单元进行了测试,以证明它们符合适当的DO-160,第22章认证测试要求。没有例外;
波音和RC指出,雷电间接影响认证环境不包括雷电感应电场的规范。然后,他们进行测试和分析,以确定这可能是显示器消隐、错误信息和挡风玻璃热量损失的原因;
他们的测试和分析表明,雷电感应电场确实可以解释这一事件。
 
波音和RC电场测试
 
测试方法
 
波音和RC对显示单元进行了广泛的E-field测试。测试项目包括来自事件飞机的显示单元(DU)和示例(相同副本)DU。
 
电场环境以多种方式实现:
 
MIL-STD-464(3)近场环境,距试验对象10米远的雷击:
H场:2.2×109 A/m/s
E场:6.8×1011 V/m/s=680 kV/m/s
封闭DU的带电平行平板的放电
 
MIL-STD 464 C电场测试
 
波音和RC对事故飞机的一个示例显示器和两个显示器进行了MIL-STD-464[3]近击闪电测试。测试配置如图2所示。测试装置采用马克思发生器和斩波球间隙。被测的DU放置在两个平行金属板之间1米的距离。
 
测试导致了DU消隐和错误信息的产生。这将是假定的E场变化率约为680 kV/m/s。

在MIL-STD 464 C测试中,DU被放置在两个金属板之间。用马克思发生器将板充电到一定电压,并且该电压受到放电板的球隙的限制,从而产生大的dE/dt(dE/dt的值未提供,但假定至少为680kV/m/s)。我们注意到,这种放电电流还产生dI/dt和dH/dt,这是由球隙中的电流流动以及通向它的导体引起的。
 
对于本节描述的测试,平行板由其他电压发生器充电,例如用ESD枪对板施加静电荷。一旦板被充电到一定的电压,它们就用短路带放电。NTSB报告没有提供由该测试提供的E字段或dE/dt值,但是推测它们在MIL-STD-464C要求或更大的范围内。
 
图3显示了它们的一些配置。

波音飞机电场分析
 
波音公司还对雷击事件中驾驶舱内的电场进行了CEM分析。这大概是为了确定实验结果和驾驶舱中的电场从雷击到事件飞机附着点的预期值之间的任何相关性。
 
分析还检查了火花加热器保护装置(WHPU)中的火花隙装置是否会在雷电事件中激活(火花隙确实在实际事件中激活)。该分析使用了来自SAE ARP 5412的三个电流波形(A、D和H)。图4显示了一些模型特性。

E场测试从根本上涉及放电金属板包围DU的放电。这种放电迅速地将E场减小到零,从而产生大的DE/dt。然而,同时,放电电流同样迅速,在电流放电路径附近产生大的dI/dt以及大的dH/dt。这两种耦合源的定量和分离及其对DU电子学的影响没有在NTSB报告中提出。
 
对于MIL-STD-464测试,放电路径是斩波球,它确实离DU有一定的距离。即使如此,从板的边缘流动到球隙的放电电流提供了DU附近的DH/dt曝光。然而,对于其他平行板测试,放电电流路径似乎是紧邻DU。
 
作为一个例子,考虑NTSB报表的图16,图5中对此进行了分析。这表明放电电流的一个DU平行板测试镜头。峰值电流电平为491A。从放电路径开始的磁场0.1m(大概在DU的位置)显示为比MIL-STD-464dH/dt大68倍。这就提出了D/dt、DH/dt或组合是否是DU消隐的原因。

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