[发明专利]利用红外热像仪对飞机模型雷电电流分布的试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及雷电电流分布的试验方法，具体涉及利用红外热像仪对飞机模型雷电电流分布的试验方法。

背景技术

飞机在遭受雷击后，由于雷电放电电流具有上升速度快和幅值大的特点，可能对传递雷电电流的部位造成燃烧、熔蚀、结构变形等直接效应。雷电通道在飞机遭受雷击时，其进入点和离开点之间电流的流动，以及飞机不同部位的电感和电阻会导致各个部位所受影响大不一样。通过模拟雷电的大电流试验，考察飞机表面雷电电流的分布，可以为飞机的防雷设计提供参考和依据。现有技术由于没有合适的试验方法，存在只能对飞机的雷电电流分布进行仿真计算的缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种所需仪器少，试验方法简便，成本低，能较为准确的测试飞机模型雷电电流分布，为飞机的防雷设计提供参考和依据的利用红外热像仪对飞机模型雷电电流分布的试验方法。

为了克服现有技术的缺陷，本发明的技术方案是这样解决的：一种利用红外热像仪进行雷电电流分布的试验方法，按下述步骤进行：

(1)、使用飞机缩比模型替代飞机整机作为试验件，缩比模型为木质结构，表面均匀喷涂金属铝，将飞机模型放置于绝缘支架上；

(2)、根据飞机遭受雷击时雷电通道的进入点选择接放电电极的位置，再根据雷电通道的离开点选择接地位置，上述放电电极的位置一般包括机头、发动机前端、机翼翼尖、垂尾翼尖；接地依次对应位置为机腹尾部、机腹尾部、另一侧机翼翼尖、机腹前端，对于不同外形的飞机，其放电电极位置和接地位置有差异；

(3)、将放电电极和接地线用导电铜胶带固定于选定位置，将红外热像仪固定在支架上；

(4)、调整模型横滚姿态及红外热像仪位置，以便于在水平方向上拍摄最能体现电流分布的红外热图像，若需从多个方向进行拍摄，则必须分成多次试验进行，每次试验只拍摄一个方向；

(5)、使用冲击电流发生器对试验试件放电，调整放电的幅度和持续时间，使被测试件有足够的温度变化但又不造成被测试件损坏，放电前拍摄试验件的红外热图像作为基准图像，放电后立即拍摄温度升高后的红外热图像；

(6)、将放电后的红外热图像与放电前的图像进行比照处理，将飞机模型所在区域划分为40*40的网格，局部区域网格密度增加一倍，每个网格按一个温度点处理，以网格范围内各点温度的中间值作为该温度点的温度，计算获得每个点的温度变化值；

(7)、根据导体的温升与电流的关系分析，得到被测试件表面的二维电流分布；

(8)调整放电电极与接地位置，重复步骤(3)～(7)，完成所有位置的试验；

(9)最终得到的二维电流分布作为飞机防雷设计及布局的参考数据。

所述飞机模型为表面喷有导电涂层的飞机模型。

本发明与现有技术相比，具有以下特点：

a)、所用设备少，试验成本低；

b)、考虑了雷电通道入点和出点的多种组合，与实际情况较为一致；

c)、剔除试验前的温度差异，试验准确性较高；

d)、用二维网格表示试验结果，可直观体现电流分布状况。

广泛用于各种飞机模型的雷击测试。

具体实施方式

下面结合实施例对发明内容作进一步说明：

实施例1

一种利用红外热像仪进行雷电电流分布的试验方法，按下述步骤进行：

(1)、使用1∶25的某大型运输机缩比模型替代飞机整机作为试验件，缩比模型为木质结构，表面均匀喷涂金属铝，将飞机模型放置于绝缘支架上；

(2)、根据飞机遭受雷击时雷电通道的进入点选择接放电电极的位置，再根据雷电通道的离开点选择接地位置，上述放电电极的位置包括机头、机翼上的发动机前端、机翼翼尖、垂尾翼尖；接地依次对应位置主要包括机腹尾部、机腹尾部、另一侧机翼翼尖、机腹前端；

(3)、将放电电极和接地线用导电铜胶带固定于选定位置，将红外热像仪固定在支架上；

(4)、调整模型横滚姿态，以放电位置为机翼翼尖、接地位置为另一侧翼尖为例，需将飞机模型的横滚角度为90度，使机翼伸展方向与水平面垂直。将红外热像仪朝向模型背部，调整距离使飞机模型在红外热图像中得到最大显示，此布置可得到背部的电流分布，若将热像仪朝向模型腹部则可得到腹部的电流分布；

(5)、使用冲击电流发生器对试验试件放电，初始电流幅值为100A，持续时间1s，放电后试验件表面温度无明显变化，逐步增大电流幅值和持续时间，当电流幅度400A，持续时间5s时，试验件表面温度有明显变化，放电前拍摄试验件的红外热图像作为基准图像，放电后立即拍摄温度升高后的红外热图像；