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中国航空学会 2007 年学术年会材料专题 49
某型雷达天线罩雷电防护技术的研究
蔡良元1 温磊1 冯便便2 崔溢1 段泽民3
1北京航空材料研究院北京 100095 2中国第一飞机设计研究院西安 710089
3合肥电物理技术有限责任公司合肥 230088
摘要飞机的雷达天线罩对雷击比较敏感,容易遭受雷击,雷击对飞行安全造成了极大的隐患,因此飞机的雷
达天线罩必须采取有效的雷电防护措施,保护天线罩和罩内天线等设备安全。本文介绍了某型雷达天线罩的雷
电防护措施、试验和结果,说明了天线罩雷电防护设计基本原则、雷电分流条的布置和选择原则。
关键词雷达天线罩雷电防护分流条
1 前言
雷电是大气环境中的一种自然现象,一般由起始高电流脉冲、持续电流和高电流反复脉冲组成。
在地球大气中,平均每天约发生 800 万次雷电。雷电电压可达亿伏以上量级,其中电流幅值高达 200kA
以上的雷电约占雷电总数的 2%左右,即全球每天约有 16 万次雷电流幅值达 200kA以上的雷电发生,
雷电等离子体通道可长达数千米以上,雷电流的变化率可达 105A/μs量级。巨大的雷电能量和巨大的
雷电电磁脉冲使得飞行事故时有发生,有些是灾难性的。美国军方七十年代 10 年间的雷击事故统计
表明,10 年间平均每年有一架飞机遭雷击而坠毁,各种等级事故每年则不下百起。统计表明,一架
固定航线的飞机,平均每年要遭到一次雷击。一架军用飞机,在其寿命周期内,平均要遭到两次雷
击。迄今为止,已有很多架飞机遭受雷击,并且造成了机毁人亡事故,这些雷击事故严重影响着航
空航天的安全。
由于复合材料的导电率低于金属材料,特别是具备透波性能的雷达天线罩,是一种绝缘材料结
构,遭受雷击时比其他结构更容易破坏,同时,未受保护的透波复合材料结构对机载电子、电气系
统电磁屏蔽没有保护能力,因强烈的闪电流使雷达罩内的天线发生损伤,并进入设备内导致系统出
现故障,因此必须采取有效的措施,解决雷达天线罩的雷电防护问题,保护天线罩和天线罩内的电
气设备。
本文叙述了某型雷达天线罩的雷电防护系统的设计,雷电防护系统的安装,雷电防护试验过程
和试验结果。
2 天线罩雷电防护系统设计
该型雷达天线罩位于飞机的机头,为玻璃钢 Nomex 蜂窝夹芯结构,为双曲形面,周边结构为金
属包边。电性能基本要求为:平均功率传输系数≥85%,最小功率传输系数≥75%。
天线罩雷电分区
根据GJB3567《军用飞机雷电方法鉴定试验方法》和HB6129《飞机雷电防护要求及试验方法》
要求,飞机雷电附着区域如图 1 所示[1][2],故确定该型雷达天线罩雷电环境为 1 区。
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图 1 飞机雷电附着区域示意图

天线罩雷电防护设计原则
位于 1 区的天线罩雷电防护设计原则如下:
(1) 天线罩位于雷电 1 区,这样连接雷击进入点与离开点之间的天线罩表面导电通道应
具有多次传输 200±20kA 峰值电流和在 1~2s 内传输 500C 电荷量的能力。
(2) 雷电防护系统应能可靠地运作,能有效地保护天线罩及罩内的电气设备,雷击落在
防护系统上,而不是落在