淺談直升機靜電危害及防護

崔康 王雯靖

摘要：隨著技術(shù)發(fā)展，直升機機載設(shè)備呈現(xiàn)集成化、多樣化特點，不同電子元器件越來越多應(yīng)用到直升機上，其對靜電的敏感性越來越高，需要在直升機的使用、維護、停放中做好靜電防護措施，避免因靜電對直升機造成損害，影響飛行安全。

關(guān)鍵詞：靜電防護;裝備維護;飛行安全

1靜電環(huán)境

1.1飛行中的靜電環(huán)境

直升機飛行中，機體表面、旋翼表面會與空氣中的粉塵、水蒸氣及其他物質(zhì)粒子相碰撞，連續(xù)碰撞使電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，大量電子脫離質(zhì)子束縛轉(zhuǎn)移到機體，產(chǎn)生靜電，機體搭接不好，可能導(dǎo)致局部電位差過大擊穿電子元件，甚至傷害到人員。飛行中發(fā)動機部件產(chǎn)生的高溫氣體與外界溫差較大，使電子容易脫離產(chǎn)生靜電，機上各類通信導(dǎo)航設(shè)備使用中產(chǎn)生的電磁波被機體材料吸收后也容易產(chǎn)生靜電[1]。

1.2停放及維修作業(yè)中的靜電環(huán)境

直升機在機坪停放過程中，受到自然條件中的風(fēng)、塵埃、雨滴等物質(zhì)的摩擦撞擊，不斷累積靜電荷，尤其是在空氣干燥的北方地區(qū)，靜電更容易產(chǎn)生。維修作業(yè)中使用的各類檢測修理儀器，在通電時產(chǎn)生的高頻電磁波被機體金屬吸收后相當(dāng)一部分會產(chǎn)生靜電[1]，在使用帶有靜電的工具在機上作業(yè)時，靜電會發(fā)生轉(zhuǎn)移使機體帶電。

1.3加油過程中的靜電環(huán)境

在飛機加油中，會產(chǎn)生大量的電荷，之后電荷分離，在流動的燃油、過濾器等表面產(chǎn)生大量靜電荷。燃油很容易把分離的電荷帶得很遠。如果沒有可利用的傳導(dǎo)回路，電荷在金屬表面積累，致使產(chǎn)生很高的電位能源。隨著電荷的不斷積累，產(chǎn)生足夠高的電位，在飛機油箱中產(chǎn)生這些電壓及其危險。如果這些電壓對低電位處產(chǎn)生的電弧正好與存在的燃油氣體結(jié)合，將會發(fā)生爆炸。已有研究表明，在飛機加油后，可產(chǎn)生13μA的電流和2.5kV的電位。由加油過程產(chǎn)生的場強可達到500kV/m，在1cm距離可能存在5kV電位[2]。

2靜電產(chǎn)生的危害

2.1降低機載設(shè)備可靠性

靜電具有吸附效應(yīng)，能夠大量吸附空氣中的粉塵和雜物。機載設(shè)備電路復(fù)雜，電路板、繼電器、匯流條等暴露在外部較多，不斷積累的靜電荷能加速設(shè)備上粉塵和雜物的積聚，容易造成設(shè)備短路，降低性能，加快老化。靜電積聚到一定程度，形成較大電位差，會對電子元器件造成擊穿效果，直接損壞設(shè)備，放電過程產(chǎn)生的熱能也會影響電子元器件，降低設(shè)備的可靠性。

2.2干擾通信導(dǎo)航系統(tǒng)

靜電放電能夠產(chǎn)生大量電磁噪聲，電磁噪聲作為一種電磁干擾源，能夠嚴(yán)重影響通信導(dǎo)航系統(tǒng)的工作。雷擊是最嚴(yán)重的電磁干擾源，它所輻射的電磁場頻率范圍大致為10Hz～300kHz，主頻在數(shù)千赫茲，持續(xù)時間可達幾個微秒乃至幾秒。相比雷擊，靜電放電量要小，放電的頻譜從0.1MHz-3000MHz，但覆蓋直升機上短波通信、超短波通信、羅盤、航管應(yīng)答機等設(shè)備。有資料表明，靜電積累到一定程度，瞬時放電給LW-9型羅盤帶來超過5°的誤差，同時也嚴(yán)重干擾電臺的話音質(zhì)量。

2.3危害電子元件

相比較其他影響而言，靜電對電子元件的危害最大，可能造成電子元件永久性報廢。隨著技術(shù)的進步，機載設(shè)備電子元件集成度越來越高，對靜電越來越敏感。電子元件集成度通常表現(xiàn)為線路面積小，耐壓降低，對靜電放電的抵抗力差[3]。現(xiàn)國產(chǎn)某新型直升機，將通信各個設(shè)備集成到通信管理器，集成度提高，需要更加注重靜電防護。

3預(yù)防靜電的一般防護措施

3.1搭鐵與接地

直升機上很多重要系統(tǒng)設(shè)備的控制和告警信號的顯示都是通過接地控制負線端實現(xiàn)的，搭鐵則是通過導(dǎo)線將直升機上所有金屬設(shè)備與機體連接起來，使靜電荷自由移動，經(jīng)過接地線導(dǎo)流到大地，平衡直升機各設(shè)備與機體之間的電勢，有效避免因靜電放電造成設(shè)備損壞。直升機上搭鐵通常有四種：一是直接通過螺栓構(gòu)成搭鐵，機載設(shè)備的螺栓固定件與設(shè)備、機體具有良好導(dǎo)通性;二是通過外接搭鐵線的方式進行，采用搭鐵線的機載設(shè)備通常與與機體直接接觸或有相對活動性;三是采用陽極處理的鉚釘鉚接搭鐵，例如尾梁、尾斜梁等非拆卸元件;四是采用專用的卡箍搭鐵，卡箍一般采用金屬墊片或金屬條的形式。評價搭鐵質(zhì)量好壞一般用接觸電阻值表示，即搭鐵元件之間的電阻值，不同元件之間的電阻值在技術(shù)資料中都有標(biāo)注，直升機維護工作中要嚴(yán)格遵守。接地是通過接地線連接機體與大地，使機體多余的靜電流通到大地，從而達到靜電平衡的目的。

3.2放電刷

直升機通常裝有靜電放電刷，主要作用是放掉多余的靜電。直升機在飛行中，旋翼旋轉(zhuǎn)與空氣高速摩擦，機體與空氣摩擦都會產(chǎn)生大量靜電，靜電積聚形成高電位差，造成嚴(yán)重隱患。通過靜電放電刷可有效將大量靜電聚集到放電刷，對空氣進行放電，平衡機體電荷，保護設(shè)備和人員。放電刷作為機體后緣及左右側(cè)尖銳元件，容易成為雷擊的出口，一旦發(fā)生雷擊，需要對放電刷外部狀態(tài)、物理阻值進行檢查測量，確保性能符合裝機要求。

3.3完善操作規(guī)程

直升機管理部門要積極發(fā)揮職能作用，完善操作規(guī)程，預(yù)防靜電對裝備產(chǎn)生的危害。一是做好靜電防護的各類標(biāo)識，在重要場合、重要位置處懸掛標(biāo)識，提醒操作人員;二是配發(fā)不易產(chǎn)生靜電的工作服，在對機載設(shè)備維修操作時，及時對使用的工具做好靜電消除工作;三是普及預(yù)防靜電知識，將預(yù)防靜電作為專業(yè)考核要點，提高一線維護人員的知識和能力。

4結(jié)束語

本文從直升機靜電環(huán)境出發(fā)，簡要分析靜電產(chǎn)生的原因和危害，提出幾點防護措施。靜電的產(chǎn)生具有隱蔽性特點，容易被人們忽視，維護過程中不去研究總結(jié)，加以防護，容易造成不可挽回的損失。一線維護人員要加強技能培養(yǎng)，拓寬防護知識，提高維修能力，確保裝備安全可靠。

參考文獻

[1]余衰炎，敬述征，李丹軍，淺談在直升機維修中對靜電的預(yù)防[J].移動電源與車輛，2020，02（012）：59-62.

[2]王天順，劉樹斌，呂朝暉，飛機靜電環(huán)境特性研究[J].飛機設(shè)計，2008，28（6）59-65.

[3]武文娟，電子元器件靜電防護措施[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2021，39（6）：46-48.

作者簡介：崔康，男，1994.11-，湖北隨州人，漢族，本科學(xué)歷，工學(xué)學(xué)位，助理工程師，研究方向：直升機維修。