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直击C919全机雷电防护试验现场 国产大飞机抗雷击能力特别强

2021-03-05 16:26:22

以下内容来源:安徽网,信息转载,仅供参考!

3月3日,中国商飞南昌基地C919 大型客机外场试验机库内一片忙碌。机库中的C919 大飞机106 架机,蓝白机身,绿色尾翼,格外引人注目。今年春节期间,由段泽民教授领衔的试验团队一直在进行C919 全机雷电防护试验。目前,相关工作已接近尾声,试验进展顺利,国产大飞机距离适航取证又近了一步。


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在中国商飞南昌基地机库内,合肥工业大学段泽民教授接受新安晚报记者采访


雷电试验坚守“余量原则”


一架飞机平均每年要受一次雷击,雷电防护技术是航空工业绕不开的课题,而这正是力争在年内交付的C919大型客机目前正在接受的考验。


在试验现场,客机周围布满了雷电回路导线系统与雷电回路支撑系统,雷电防护试验正在紧张进行着。“试验分两个阶段,即全机闪电间接效应试验与全机燃油系统雷电试验,第 一阶段前天刚结束。”段泽民忙得几乎连喝水的时间都没有。在过去的一个多月时间里,他紧盯每个环节,不敢有丝毫松懈。


这一切都是为了安全。记者了解到,此前开展的全机闪电间接试验主要解决的是飞机上电器设备及其电缆系统的雷电感应情况,即向飞机注入一个雷电波形,并对结果进行测量比对。段泽民介绍,飞机上的电子设备在安装前都有过雷电防护设计指标和雷电防护试验参数,然而数据达到标准并不是试验追求的结果。


“如果耐压值是1000 V,那么试验感应出来的过电压就不能超过500 V,也就是说测出来的信号必须是设计值的一半,才符合安全要求。”段泽民打了个比方,这类似于汽车要求载重5 吨,超过5 吨就走不动了。飞机设计规定必须要有安全余量,雷电安全也是这样,基于这样一个原则至少要保留2 倍的安全余量。在试验中一旦发现问题,科研团队就会迅速集结研究,找出Z可行的解决办法。


大飞机可承受200kA雷电打击


作为与欧洲空客A-320 和美国波音737 同级别的干线客机,C919 的航程Z 大可达5000 余公里,可以覆盖国内的主要干线。如果说全机间接试验是解决电的安全问题,那么全机燃油试验就是解决燃油安全问题。


记者了解到,飞机油箱基本都位于机背、机腹和翅膀上,Z 大的油箱在机身这一段,越往外越小,利用翅膀空间往里面装油。而油箱的Z 大问题是遭到雷击以后,不能因为火花设计不合理造成燃油起火。段泽民介绍,目前正在进行的二阶段全机燃油系统雷电试验,就要研究和考虑设计上这个庞大的油箱系统遭到雷击以后绝不能出影响安全的火花。


从理论和试验情况看,C919 能够承受200 kA雷电的打击,抗雷击能力特别强,这是业内共识。在试验机库内,与记者设想的“电闪雷鸣”的试验场景不同,相关试验工作正在相对安静的环境中开展。段泽民介绍,这与“缩比”的方式密不可分。


记者了解到,根据中国民用航空规章第25 部981条款,目前C919 的油箱系统就采用了缩比电流的雷电电流的测量。“随着技术的进步,我们的传感器已经很灵敏了,可以测到很小的信号,测出来以后再外推模拟,实现技术上的突破,这也是行业公认的惯例。”段泽民说。


自研装置首次用于民用机型


飞机在交付前,需经过数万次雷电打击。早在2008 年C919 项目启动,段泽民团队就肩负起了大飞机雷电防护工作。然而为C919 进行全机雷电防护试验,研发符合要求的波形发生器就是摆在国内雷电防护领域的难题,对团队来说也是第 一次。


在试验现场,两台迷彩外观的大型方舱露出真容,该套装置获得过安徽省2019年度科技进步一等奖。这是一对移动式飞机全机雷电试验装置,在试验开展之前,专门从合肥开到了南昌基地开展试验。“这两台装置互相配合,是我们团队自主研发的。”段泽民介绍,装置曾运用在中国研究制造的新一代大型运输机运-20 的全机雷电测试上,也是首次运用在C919中,这也是军民融合的典范,在此次项目中也发挥了决定的作用。


这些天来,雷电防护团队和飞机制造方通力合作,不断推进各项工作开展。“我们是负责雷电的发生和雷电感应的测试,但涉及到飞机的方方面面必须由制造方来做。比如我们要做什么,他们马上派人来把盖打开,打开以后把传感器装好,再由对方把盖关上。”段泽民说,为了飞机的安全必须这么做。


团队放弃春节假期奋战在一线


作为举世瞩目的项目,2021年是C919 适航取证的关键年。刚刚过去的春节假期,段泽民团队夙兴夜寐,试验攻关。


记者在现场看到,在这支大飞机雷电防护的试验团队中,有多张年轻的面孔。老家安庆的女孩姚玲是个“95 后”,目前跟随段泽民教授读博,也是整个团队在这次试验中待在基地Z久的女生之一,守着大飞机一起过除夕。姚玲说,C919 此次雷电防护试验工作周期紧,团队很多人每天早上六七点就来到现场,一直坚守到晚上十一二点。


在机舱开展测量的过程中,“90 后”团队成员王森只能半躺着进行测量,一待就是半天,直到中午和晚上吃饭的时候才能出来,辛苦不言而喻。然而对于能够学习和见证这项工作,他和很多人一样格外激动。“因为这是国产大飞机,跟大家在一起待久了就会有自豪感,这是我们参与做的。”


目前,接受雷电防护大考的C919 即将顺利“通关”,段泽民团队的工作也将迎来收尾。2021 年1 月,中国民用航空上海航空器适航审定中心完成了C919首次局方审定试飞。当前,C919 正朝着取证交付的目标推进。


“当然觉得很自豪,它标志着我们国家在民用飞机主要机型上和国际水平接轨了。”段泽民说,等飞机正式运营之后,他一定会去乘坐。




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