探討飛機機身雷擊的認識和處理

摘要:飛機機身鋁合金結構件的雷擊具有隱蔽性、長期性和複雜性的特點，如果不能及時正確地排除,容易產生安全隱患，影響飛行安全。飛機機身鋁合金結構件雷擊的預防和處理，直接涉及維修人員的排故水平、維修工程管理控制和預防體系的完善以及人力培訓等多方面因素。本文根據實際工作中的雷擊案例，來認識和識別機身雷擊，就典型機身雷擊的處理和預防控制的具體方法進行探討。

關鍵詞：飛機機身雷擊的認識  處理和預防

目錄

引言………………………………………………………3

第1章飛機機身雷擊損傷的認識………………………4

 1.1機身結構件雷擊的基本原理………………………4

1.2飛機常出現雷擊的位置……………………………4

1.3機身雷擊的允許損傷………………………………5

第2章機身雷擊的損傷處理…………………………12

2.1 飛機機身雷擊的臨時損傷處理邏輯……………12

2.2飛機機身雷擊的永久修理的邏輯………………19

結論………………………………………………23

引言

保障飛行安全是民用航空營運人、維修機構的永恆主題，也是每個航空營運人，航空器維修機構賴以生存的根本，保障飛行安全是通過一系列符合適航規章的維修，使航空器保持其固有可靠性和安全水平來實現的。然而任何飛機故障不正確的處理過程，都有可能直接影響航空器的飛行品質和操作特性。其中，鋁合金結構的雷擊和處理情況是比較複雜的一類現象，由於鋁合金結構件的雷擊具有經常性，隱蔽性和複雜性的特點，若不及時正確的處理，多種因素在同一時間窗口發生時，極易產生影響飛行安全的事件，對飛行的安全造成嚴重的威脅，甚至會由於受力結構件失效而發生空難。

飛機鋁合金的認識和處理，直接涉及維修人員的維修水平、維修工程管理控制和人員培訓等諸多方面的因素，任何一個因素都可能導致雷擊發生或監控不到位。客觀上，我們無法杜絕鋁合金結構件雷擊的發生，特別是在雷雨季節更是多發性的存在，但通過對其可控因素採取有效措施，進行鋁合金結構件雷擊發生的科學分析、處理和儘可能的預防，可以有效保證飛行安全，降低維修成本，增加航空公司的經濟效益。

本文根據實際案例的分析，針對飛機鋁合金結構件雷擊的發生，認識和出來來進行探討研究。

第1章飛機機身雷擊損傷的認識

1.1機身結構件雷擊的基本原理

1.1.1飛機雷擊的定義

飛機結構時由導電的材料製作成的（主要為鋁合金），或者是在複合材料的表面上有鋪有導電層。而雷擊的發生是由雲層瞬間到地面的過程，當飛機在經過雷區的時候，飛機的結構都提供了閃電一個到地面的路徑，是飛機成為了閃電的一部分。

1.1.2飛機雷擊的危害

     飛機在進行設計的時候就充分考慮到雷擊的發生，設計時就是依照雷擊保護來設計的。一旦遭受到雷擊的時候，可以將危險的雷擊電流分流到機身外表，並且通過機身帶離飛機本體，從而避免了機身機構的損傷和機上控制以及避免通訊設備的破壞，保障機身的乘客以及飛機本身的安全。但是儘管這樣，雷擊還是對飛機帶來了一定的影響後果，其中分為直接影響和間接影響。

（1）直接影響是指飛機雷擊過後飛機結構的物理損傷，雷擊強大的電流會形成高電壓擊穿飛機上的材料，如高壓電可以擊穿雷達罩，常見的是大小不一的洞。還有雷電在某一點形成的高電壓和高電流可以使飛機結構上的鋁合金結構瞬間熔化而形成穿孔。還可以將飛機結構上的複合材料發生燒蝕的現象，造成擊傷或分層等損傷。

（2）間接影響是指雷擊後產生的電磁場附加的瞬間高壓電和電流對設備或線路的損傷。產生的電磁場使飛機的設備磁化而無法正常的工作。飛機在雷暴區飛行部分電子設備不正常，如無線電羅盤被磁化，無線電通訊受幹擾等現象的出現。

1.2飛機常出現雷擊的位置

發生雷擊的時候，至少是有兩個雷擊點的：一個是進口，另外一個是出口。由於飛機通常是在水平面上前進的，所以進口常常是在飛機的前部（如機頭，發動機吊架，翼尖等），而出口是在飛機的後部（後部翼尖、垂直和水平安定面的後部，起落架等）。由於在空中飛機是超前飛行的，那麼每一次雷擊都是沿著機身或發動機吊架往後走的，因此往往會留下多個雷擊點，由於南航深圳分公司是全320系列的機型，所以下面是320系列機型易受到雷擊區域的分部：

 

圖1-1 320系列易受雷擊分布圖

根據圖中所示遭受雷擊的可能性程度，可以分為三個部分：

區域一：這些表面是最有可能受到雷擊的區域（進口和出口）。

區域二：該區域的飛機表面是最容易受到從區域1開始的雷擊掃蕩的：

區域三：包括除了區域1和區域2以外的所有飛機表面，受到雷擊的可能性

       是較低的。但是該區域仍然可能被兩個雷擊點的電流穿過。

1.3機身雷擊的允許損傷

1.3.1機身雷擊僅僅在蒙皮結構上

    雷擊僅僅是發生在機身的蒙皮上的話，可以參考SRM手冊的章

53-11-11的Figure 001（Sheet1）的邏輯圖進行邏輯修理，下面圖示是雷

擊允許損傷的邏輯圖：

圖1-2 雷擊在蒙皮允許損傷的邏輯圖

首先是要確認雷擊機身蒙皮上損傷是否在要求的限制以內，該要求的限制會

後續的文章中指出，現在先假如滿足該要求的限制，然後通過邏輯圖的YES

步驟就要進行詳細的目視檢查以及檢查雷擊點的情況，如果雷擊點存在以及

條件允許的話就往右邊的YES方向行走，進行手冊要求的修理或者聯繫空客

公司。如果條件不允許的話，該處的雷擊損傷是允許結構50個飛行循環的

保留的。

   下面介紹在上圖中提到的要求限制，該處的限制主要是針對在一個隔框

BAY或一個長桁BAY來進行。如果在一個BAY中的雷擊點比較分散是一種情

況，臨一種情況是在一個BAY鐘的雷擊點十分集中，可以把部分雷擊點集中

看成一個集中單一的損傷。下面是針對這2種限制來進行說明。

圖1-3 雷擊點在蒙皮隔框BAY上

 1.雷擊點分散的情況。通過圖1-3所示，可以了解雷擊點分散在一個隔框

   BAY或長桁BAY上要求限制，第一：在一個長度在60mm的區域內，不

   能有超過3個雷擊點的痕跡，超過在該尺寸內超過這個數量的雷擊點，

   就不符合上述的要求限制。第二：在兩個雷擊點要有一定的距離，這個

   最小距離的要求計算方式是兩個雷擊點直徑之和的2.5倍，就是2.5*

   （D1+D2）,如果兩個雷擊點之間的距離小於這個值的話就也不滿足上述

   邏輯圖中的要求。

圖1-4 雷擊點在蒙皮隔框BAY上

  2.雷擊點集中的情況。通過圖1-4所示，可以了解雷擊點較為集中在一

    個隔框BAY或長桁BAY上的要求限制，首先把集中的雷擊點可以集中

    看成一個標記損傷，這個標記損傷是有尺寸要求，這個標記損傷的範

    圍是在直徑為7.2mm到25.4mm之間，在這個直徑範圍內的雷擊點損傷

    都可以看做是一個大標記損傷。其次，這個大的標記損傷離長桁或隔

    框的鉚釘排是有距離要求的，這個大的標價損傷要距離鉚釘排列最少

    20mm的距離才能滿足上述邏輯圖中的限制要求。

1.3.2機身雷擊在蒙皮結構的鉚釘上

    雷擊是發生在機身的蒙皮的鉚釘緊固件上的話，可以參考SRM手冊的

章53-11-11的Figure 001（Sheet2）的邏輯圖進行邏輯修理，下面圖示是

雷擊允許損傷的邏輯圖：

圖形1-5 雷擊在蒙皮緊固件上的允許損傷的邏輯圖

首先是要確認雷擊機身蒙皮鉚釘上損傷是否在要求的限制以內，該要求的限

制會後續的文章中指出，現在先假如滿足該要求的限制，然後通過邏輯圖的

YES步驟就要進行詳細的目視檢查以及檢查雷擊點的情況，這種情況的雷擊

點損傷是允許接受50個飛行循環再進行修理的。如果不滿足限制的話，就

要往NO的方形行走，就好參考手冊或聯繫空客馬上進行雷擊修理。

   下面介紹下在圖1-5提到的要求限制，該處的限制主要是要針對三種情

況的，第一種是隔框BAY或長桁BAY上的鉚釘排上的鉚釘。第二種是蒙皮縱

向搭接處的鉚釘排上鉚釘。第三種是蒙皮橫向搭接處的鉚釘排列上的鉚釘。

圖1-6 在隔框BAY或長桁BAY上的鉚釘

  1.上圖所示是第一種情況，是雷擊點在隔框BAY或長桁BAY上的鉚釘排上

    這種情況要分別對待，如果雷擊的鉚釘是在隔框上的鉚釘是一方面，另

    一方面是雷擊的鉚釘在長桁上的。現在做逐一說明。如果雷擊的鉚釘在

    隔框上的話，一個BAY內最多只能有2顆雷擊點的鉚釘，而且是可以相

    鄰的，在這個要求內是符合要求限制的。如果雷擊的鉚釘在長桁上的話，

    雷擊鉚釘的數量不能超過該BAY內這一排長桁數量總數的25%，而且每

    個雷擊鉚釘之間最少要間隔2個完好的鉚釘，如果長航雷擊鉚釘滿足這

    個要求的話是符合限制的。

圖1-7 雷擊在蒙皮縱向連接鉚釘上

 2.上圖所示的是第二種情況，是雷擊在蒙皮縱向連接的鉚釘上。在這種情

   況下，唯一的要求的每一個長桁BAY上只能有唯一一個雷擊點是在縱向

   連接處的。如果滿足這個限制的話，上述邏輯圖中的限制要求是可以滿

   足的。

圖1-8 雷擊點在蒙皮橫向連接鉚釘上

 3.上圖所示的是第三種情況，是雷擊點在蒙皮橫向連接的鉚釘上。在這種

   情況下，唯一的要求是每一個隔框BAY內不能超過2個雷擊的鉚釘，而

   且是不允許兩個雷擊的鉚釘是相鄰的。如果滿足這個限制的話，上述邏

   輯圖中的限制要求是可以滿足的。

1.3.3機身雷擊在蒙皮結構和鉚釘的結合處上

    雷擊是發生在機身的蒙皮結構和鉚釘結合處的話，可以參考SRM手冊

的章節53-11-11的Figure 001（Sheet3）的邏輯圖進行邏輯修理，下面圖

示是雷擊允許損傷的邏輯圖：

圖1-9 雷擊點在蒙皮結構個鉚釘的結合處

首先是要確認雷擊機身蒙皮和鉚釘的結合處上損傷是否在要求的限制以內，

該要求的限制會後續的文章中指出，現在先假如滿足該要求的限制，然後通

過邏輯圖的YES步驟就要進行詳細的目視檢查以及檢查雷擊點的情況，如果

雷擊點存在以及條件允許的話就往右邊的YES方向行走，進行手冊要求的修

理或者聯繫空客公司。如果條件不允許的話，該處的雷擊損傷是允許結構

50個飛行循環的保留的。

   下面介紹下該處的限制要求，這裡的限制要求是和1.3.2機身雷擊在蒙

皮結構的鉚釘上的限制要求是一樣，所以這裡就不再另外說明。唯一的區別

是要注意雷擊在蒙皮和鉚釘結合處的損傷尺寸。損傷在鉚釘頭上的面積不能

超過鉚釘頭總面積的25%，這是和1.3.2中限制的唯一區別。如果在該處的

限制滿足要求的話，圖1-9中的邏輯圖是可以進行的。

第2章機身雷擊的損傷處理

2.1 飛機機身雷擊的臨時損傷處理邏輯

2.1.1機身雷擊僅僅在蒙皮結構上的臨時修理

雷擊僅僅是發生在機身的蒙皮上的話，可以參考SRM手冊的章53-11-11-300-009的Figure 002（Sheet1）的邏輯圖進行邏輯修理，下面圖示是雷擊允許損傷的邏輯圖：

圖2-1 雷擊點僅僅在蒙皮上臨時修理

首先是要確認雷擊點的損傷是否滿足該邏輯圖中的要求限制（該處的要求限會在文章的下面中解釋），現在假設是已經滿足該邏輯圖的要求限制。就可以往下面的NO的方向走，就要通用打磨來消除這些雷擊的燒蝕損傷，但是擴大的範圍不能超過相關章節的飛行限制。如果雷擊燒蝕損傷已經去除，就可以往YES方向走，恢復表面的保護層處理，準許該章節內的臨時修理的要求。但是如果打磨雷擊燒蝕的損傷沒有完全去除的話，就要往NO的下面走，首先開始用小的尺寸鑽頭鑽孔來消除損傷，通過目視檢查來確認燒蝕損傷是否完全去除，如果沒有完全出去的話，每次允許用擴大0.4mm的鑽頭來進行擴大去除鑽孔。這裡最大允許擴孔到6.35mm,最完全出去燒蝕損傷之後，按照該章節的表格1和相關的緊固件章節來選取合適的緊固件，再孔上安裝緊固件。這個臨時修理的有效時限是有5000個飛行循環的，根據章節SRM 53-11-11-205-009做號臨時修理之後的每次檢查就可以了。

圖2-2 雷擊點在蒙皮上臨時修理的限制

  圖2-2所示解釋了在圖2-1中邏輯圖中指的要求限制，在兩個長桁或兩個

  隔框之間，燒蝕的痕跡不能超過5個，燒蝕雷擊燒蝕損傷要離相鄰的長桁

  或隔框鉚釘排最少有15mm,兩個相鄰的雷擊燒蝕點之間的距離最少有直

  徑之和的2.5倍就是2.5*（D1+D2）,在滿足上述要求的情況下，才滿足

  圖2-1的邏輯修理圖。

2.1.2機身雷擊在蒙皮結構緊固件上的臨時修理

   雷擊是發生在機身的蒙皮結構緊固件上的話，可以參考SRM手冊的章節

53-11-11-300-009的Figure 002（Sheet2）的邏輯圖進行邏輯修理，下面圖示是雷擊允許損傷的邏輯圖：

 

圖2-3 雷擊在蒙皮結構緊固件上的臨時修理

首先是要確認雷擊燒蝕的損傷是否滿足該邏輯圖中的要求限制（該處的要求

限制會在文章的後面中提到），現在先假設滿足該邏輯圖中的要求限制，接

著就是往YES的方向走，要鑽掉損傷的緊固件，然後目視檢查緊固件的孔確

保沒有找到損傷，接著就到測量緊固件孔，如果沒有損傷的話就往NO方向

走，按照表格2或相關的緊固件章節安裝緊固件，最後就參考51-75-12回

復表面保護層。如果緊固件孔還有損傷的話，就要往YES的方向走，要通用

擴孔的方法來出去損傷。每次允許擴大0.4mm的尺寸，擴大後都要做目視檢

查，直到沒有發現損傷為止，但是允許擴大到的最大尺寸是6.35mm。如果

在6.35mm的直徑內可以移除損傷的話，就可以往YES的方向走，安裝緊固

件件和恢復表面保護層。但是還要注意的是，要看損傷的鉚釘是否在連接的

區域。如果是在連接的區域的話，要參考53-11-11完成永久修理或者在下

一個航班飛行之間要聯繫空客。最後該臨時修理的時限是5000個飛行循環。

下面介紹下在圖2-3提到的要求限制，該處的限制主要是要針對三種情

況的，第一種是隔框BAY或長桁BAY上的鉚釘排上的鉚釘。第二種是蒙皮縱

向搭接處的鉚釘排上鉚釘。第三種是蒙皮橫向搭接處的鉚釘排列上的鉚釘。

圖2-4 雷擊在隔框BAY或長桁BAY上的鉚釘排上的鉚釘

  1.上圖所示是第一種情況，是雷擊點在隔框BAY或長桁BAY上的鉚釘排上

    這種情況要分別對待，如果雷擊的鉚釘是在隔框上的鉚釘是一方面，另

    一方面是雷擊的鉚釘在長桁上的。現在做逐一說明。如果雷擊的鉚釘在

    隔框上的話，在連接兩個長桁之間的隔框的所有鉚釘有損傷的鉚釘不能

    超過總數的50%。。如果雷擊的鉚釘在長桁上的話，在一個長桁BAY中，

    不能超過長桁上的鉚釘總數的50%。如果同時滿足這兩個要求限制的話，

    就滿足圖2-3的要求限制。

圖2-5 雷擊在蒙皮縱向連接鉚釘上臨時修理

  

  2.上圖所示的是第二種情況，是雷擊點在蒙皮縱向連接處的鉚釘上，在這

     種情況在，要求縱向連接的一個BAY內不允許超過2個損傷的雷擊鉚

     釘，而且在同一鉚釘排上不允許有2個相鄰的鉚釘損傷。如果滿足這

     個要求的話，邏輯圖2-3就可以進行下去。

圖2-6 雷擊在蒙皮橫向連接鉚釘上臨時修理

 3.上圖所示的是第三種情況，是雷擊點在蒙皮橫向連接的鉚釘上，在這種

   情況下，要求橫向連接的每個隔框BAY上不能超過4個損傷的鉚釘，而

   且在一個鉚釘排上不能有相鄰的損傷。滿足這個限制的話，邏輯圖2-3

   就可以進行下去。

2.1.3機身雷擊在蒙皮和結構緊固件結合處的臨時修理

  雷擊發生在機身蒙皮和結構緊固件結合處的時候，可以參考SRM手冊的章節53-11-11-300-009的Figure 002（Sheet3）的邏輯圖進行邏輯修理，下面圖示是雷擊允許損傷的邏輯圖：

圖2-7 雷擊在機身蒙皮和緊固件結合處的臨時處理

首先是要確認雷擊損傷是否滿足在邏輯圖中限制要求（該處的限制要求和

2.1.2的雷擊在蒙皮緊固件上要求限制是一樣的，所以就不再另外說明了）。

現在假設是滿足限制要求的，則往左邊YES的方向走，鑽掉損傷的緊固件並

且目視檢查緊固件的孔，確保損傷之後就檢測緊固件孔。如果孔中已經沒有

損傷，只是蒙皮上還有損傷的話就往NO的方向走，打磨出去蒙皮表面的損

傷。如果打磨去除完損傷之後，就可以根據緊固件表2或3選擇緊固件完成

安裝。反之，如果在移除緊固件走，緊固件孔壁和蒙皮結合處都有損傷的話，

就要往YES的方向走了，通過對鉚釘孔的逐級擴大0.4mm,然後詳細的目視

檢查，直到孔壁中的損傷完全移除了，再接著考慮蒙皮上雷擊損傷，這裡孔

的最大直徑能到6.35mm。如果在擴孔的的過程中連蒙皮上的損傷一起移除

了，就可以參考緊固件表2或3選擇緊固件完成安裝。相反。如果蒙皮上還

有損傷的話，就要通過打磨來移除損傷之後，再緊固件表2或3選擇緊固件

完成安裝。這個臨時修理的有效時限是5000個飛行循環，最後根據相關章

節做好臨時修理後的檢測就可以了。

2.2飛機機身雷擊的永久修理的邏輯

2.2.1機身雷擊僅僅在蒙皮結構上的永久修理

    雷擊僅僅是發生在機身的蒙皮上的話，可以參考SRM手冊的章53-11-11-300-011的Figure 002（Sheet1）的邏輯圖進行邏輯修理，下面圖示是雷擊永久修理的邏輯圖：

圖2-7 雷擊在機身蒙皮上的永久修理

首先是要確認雷擊損傷是否滿足該邏輯圖中的限制要求（該處的限制和2.1.1

機身雷擊僅僅在蒙皮結構上的臨時修理中的圖2-2所示的限制一樣，這裡就不另

外再做解釋了），現在是假設雷擊損傷是滿足該邏輯圖中的限制要求的，這樣就往下NO的方向走。接著通過打磨的方法來去除雷擊燒蝕損傷，打磨的深度要求可以參考SRM章節53-11-11-283-001的相關要求。如果打磨完全去除損傷的話，則往YES的方向走，完成表面保護層的處理。如果打磨去除不了損傷的話，就要往下NO的方向走。開始要用最小的鑽來鑽孔和用旋轉探頭來做NTM的檢測要確保沒有損傷了，如果還有的話可以逐步擴大孔，最大可以擴到6.45mm,要每次擴孔的時候都要用NTM來檢查是，確保損傷的完全移除。在確保沒有損傷以後就可以安裝螺栓或緊固件了。

2.2.2機身雷擊在蒙皮結構緊固件鉚釘上的永久修理

雷擊發生在機身的蒙皮緊固件鉚釘上的話，可以參考SRM手冊的章53-11-11-300-011的Figure 002（Sheet2）的邏輯圖進行邏輯修理，下面圖示是雷擊永久修理的邏輯圖：

圖2-8 雷擊在機身蒙皮緊固件上的永久修理

首先是要鑽掉損傷的鉚釘，用旋轉探頭做一個NTM的測試為了有一個詳細的

損傷評估。如果孔壁上沒有損傷的話就往左邊的NO方向走，安裝新的螺栓

或鉚釘緊固件恢復保護層就完成了。如果孔壁上有損傷的話就往YES的方向

走，通過逐步來擴大孔以達到去除損傷的目的，最大可以擴到6.45mm,每次

擴大孔都要做NTM檢查，這樣確保雷擊的損傷完全去除。如果這樣孔壁上的

損傷移除了，就往YES的方向走，安裝新的緊固件和恢復保護層就好了。如

果這樣損傷還是沒有完全移除的話，就往NO的方向走通過鉸孔來移除孔壁

的損傷，通過逐步鉸孔和NTM檢測來確保損傷的移除。如果損傷已經移除了

就可以往YES方向走選擇緊固件重新安裝恢復表面保護層就可以了。

2.2.3機身雷擊在蒙皮結構和緊固件鉚釘結合處的永久修理

雷擊發生在機身的蒙皮和緊固件鉚釘結合處上，可以參考SRM手冊的章53-11-11-300-011的Figure 002（Sheet3）的邏輯圖進行邏輯修理，下面圖示是雷擊永久修理的邏輯圖：

首先是要鑽掉緊固件，然後通過旋轉探頭來做NTM測試，完成損傷的評估報告。評估孔壁上是否有損傷，如果沒有損傷的話就往左邊NO的方向走，安裝新的緊固件之前要優先處理蒙皮上的雷擊損傷。埋頭孔處的損傷通過打磨可以增加埋頭窩的深度達到移除損傷的目的，而蒙皮表面上的深度也是可以通過打磨來移除的。這樣如果完全移除損傷的話就可以安裝新的螺栓或緊固件恢復表面保護層就可以了。如果還是沒有完全移除損傷的話，就要進行鉸孔，這樣做的目的是可以確保安裝一些表格中的特殊要求的螺栓緊固件。如果檢查孔壁上也有損傷的話，就可以通過逐步擴大孔的直徑來完成損傷的移除，最大可以擴到6.45mm的直徑。在逐步擴大孔的過程都要用旋轉探頭來做NTM確認損傷是否完全移除。如果損傷完全移除的話，以及埋頭窩和蒙皮表面的損傷都移除了就可以安裝新的緊固件了。如果在這裡通過鉸孔還是沒有能移除孔壁和蒙皮上的損傷的話，就要往NO的方向走，通過打磨的方式來移除，如果在要求的限制內打磨的方式還是沒能移除損傷的話，就繼續往下NO的方向走，這就回到上述的繼續通過鉸孔來移除損傷了。最後要確保損傷已經完全移除了以後才可以安裝新的緊固件。

 

結論

飛機維修工作是一項複雜的系統工程，飛機鋁合金結構件的雷擊認識和處理涉及到維修人員技術水平，維修工程管理控制等綜合因素的影響，也涉及多部門的溝通與協作，在典型雷擊案例處理過程中，只有不斷地提高維修人員的技術水平，加強各部門間的溝通協作，才能更有效地預防和控制飛機的雷擊的發生，使航空器適航性達到原有設計水平，保證飛行安全，增加航空營運人的經濟效益。