专利名称：利用红外热像仪对飞机模型雷电电流分布的试验方法
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 勻喷涂金属铝，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。
具体实施例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，表面均勻喷涂金属铝，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ls， 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；(6)、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，放电后的温度减去放电前的温度即为温度变化值，计算获得每 个点的温度变化值；(7)、从试验件表面的温度变化分布得到被测试件表面的二维电流分布，从中可直观的看出哪些部位通过的电流较大，哪些部位通过的电流较小；(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可作为飞机防雷设计及布局的参考数据。实施例2一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
权利要求
一种利用红外热像仪进行雷电电流分布的试验方法，其特征在于按下述步骤进行(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。
2.根据权利要求1所述的利用红外热像仪进行雷电电流分布的试验方法，其特征在于 所述飞机模型为表面喷有导电涂层的飞机模型。
全文摘要
本发明公开了利用红外热像仪对飞机模型雷电电流分布的试验方法。步骤为利用飞机缩比模型代替飞机进行试验，将飞机模型放置于绝缘支架上；根据飞机遭受雷击时雷电通道选择接放电电极、接地位置；调整飞机模型横滚角度和红外热像仪位置；放电前拍摄试验件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；将飞机模型所在区域划分为40*40的网格，计算每个点温度变化值；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。特点设备少，试验成本低；与实际情况较为一致；试验准确性较高；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及相关由于遭受雷击模型测试。
文档编号G01R19/00GK101839938SQ201010146979
公开日2010年9月22日 申请日期2010年4月15日 优先权日2010年4月15日
发明者熊秀, 王龙, 范晓宇, 骆立峰 申请人:西安爱邦电磁技术有限责任公司