圖：雷電附著點實驗室。　攝影：馬楊

　　據悉，在地球大氣中，平均每天約發生800萬次雷電，每秒就有近100次閃電。關于雷電，人類有很多美麗的遐想和神話傳說，但是對于飛機來說，雷電卻是很危險的。

　　“一架飛機，平均每年要遭到一次雷擊。大型客機的尖端部位最容易遭受雷擊，比如機頭，翼尖、垂尾。”合肥工業大學電氣與自動化工程學院教授、中航工業基礎院飛機雷電防護首席專家段澤民說，雷電產生的巨大能量對飛機來說可能是災難性的，甚至導致飛機墜毀。

　　有資料顯示，迄今為止，至少有2500架飛機被雷電擊毀。為此，將大氣雷電環境給飛行安全帶來的影響減至最小，一直是人們努力追求的目標。

　　從2008年C919項目正式啟動時，段澤民就參與其中，主要是為C919的雷電安全開展前沿基礎研究及信號的技術攻關。此前他曾承擔我國首架ARJ21飛機、中法合作的EC175/Z15直升機的雷電防護工作，并分別獲得了美國聯邦航空局(FAA)、歐洲航空安全局(EASA)的認可。

　　“雷電防護直接關系到飛機的飛行安全。C919大型客機從無到有，雷電防護試驗貫穿全過程。”段澤民介紹，在實驗室模擬真實的雷電環境，對飛機的每一項設計方案和各零部件承受雷電的直接效應和間接效應能力進行考察及驗證，如果發現問題，再改進，直到實現雷電防護目標為止。

　　多項創新攻克雷電防護難題

　　此次C919大型客機的一大亮點是采用了大量先進復合材料，不僅使艙內噪音降低至60分貝，還使飛機重量減輕，但是關于復合材料的雷電防護卻是一個世界性難題。

　　“碳纖維復合材料有一個缺點就是電阻比較高，導電能力差，而機翼又是容易遭受雷擊的一個部位。”段澤民說，團隊承擔了C919全復合材料機翼雷電防護研究工作，提出了在機翼中設計雷電分流條肋的技術方案，解決了大尺寸復合材料雷電防護難題。

圖：段澤民教授在介紹C919大型客機。

　　“當雷電流通過機翼的時候，電位梯度會非常高，容易對飛機內部的電子設備安全造成威脅。”段澤民說，為了解決這個問題，必須在飛機機翼的防雷結構里增加一個能夠滿足飛機接地要求的金屬肋結構。

　　然而，增加金屬肋并不是一件容易事，金屬的性能必須考量周全。“既要滿足雷電安全要求，還不能增加太多重量，我們在做的時候克服了很多困難。”段澤民說，僅增加金屬肋一項就歷經2年，開展了數百次實驗，不斷找尋各種各樣的方案。

　　除了機翼，飛機機載外部電氣電子設備也是飛機雷電防護設計與試驗的難題。段澤民團隊對機載各類燈具，如著陸燈、標志燈開展防護設計研究及試驗驗證，為該類設備的設計定型提供了重要依據，并獲得國外聯合供應商的認可。

　　數十萬次“雷轟”錘煉C919

　　承擔C919雷電防護工作的實驗室就位于合肥井崗路附近，這也是我國目前唯一資質齊全的大型專業飛機雷電防護實驗室。

　　“轟，轟……”昨天(3日)記者在采訪時，不時聽到實驗室里傳來巨大的響聲。對段澤民來說，這一切已經非常熟悉，他告訴記者，實驗室是在模擬真實的雷電環境。通常情況下，每半小時響一次，最頻繁的時候每5分鐘就會響一次。

　　“目前C919的雷電防護試驗大約只完成了三分之一。如果按放了多少次電來算，起碼有十萬次以上，要對飛機各個部位進行雷電考核。”段澤民說，后續C919的結構件如雷達罩、方向舵、航電設備等均會在實驗室開展雷電及高強度輻射場試驗。“明年C919的雷電試驗將會達到一個高峰，因為在首飛前還要對它進行大量的雷電試驗工作。”

圖：高強輻射場實驗室。

　　不過備受關注的C919整機雷電試驗并不在合肥，段澤民說，由于大飛機整機運送過來比較困難，屆時他們將把飛機整機雷電試驗裝置運到現場對C919進行整機雷電試驗。

　　C919大型飛機到底能抗多大雷電?“雷電是由大氣層中不同濕度和溫度的氣流相對運動而形成的自然現象，平均每天約發生800萬次雷電，其中幅值高達200千安以上的雷電流占0.5%。”段澤民表示，從理論和試驗的情況來看，C919大型客機能承受住200千安雷電的打擊，抗雷能力非常強。

　　備受關注的C919首架機已經正式下線，C919的“繼任者”即國產大型寬體客機C929也已進入關鍵技術的研究階段。段澤民透露，他們團隊還將承擔C929的雷電防護工作，目前已經在做前期工作。

　　11月2日，我國自主研制的C919大型客機首架機正式下線，這是我國首款按照最新國際適航標準研制的干線民用飛機。

　　2008年C919項目正式啟動時，合肥工業大學教授段澤民就參與其中，主要承擔C919的雷電防護工作。能承受200千安雷電的C919，前后已進行了超過十萬次的雷電防護試驗，而這些雷電防護工作就是在合肥完成的，進行試驗的實驗室也是我國目前唯一資質齊全的大型專業飛機雷電防護實驗室。

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