HB 8613－2021 飞机雷电环境试验波形 Lightning environment and test waveforms of aircraft 2021－04－19发布 2021－07－01实施 中华人民共和国工业和信息化部 发 布 ICS 49.020 V 06 HB 8613－2021 I 目 次 前言…………………………………………………………………………………………………………… II 1 范围…………………………………………………………………………………………………………1 2 规范性引用文件……………………………………………………………………………………………1 3 术语和定义…………………………………………………………………………………………………1 4 标准雷电环境试验波形……………………………………………………………………………………2 4.1 概述……………………………………………………………………………………………………2 4.2 直接效应分析和试验的外部雷电环境波形…………………………………………………………2 4.3 间接效应分析和试验的外部雷电环境波形…………………………………………………………8 4.4 用于分析的外部雷电环境电流分量 B和C…………………………………………………………13 4.5 飞机雷电试验的外部雷电环境波形和分量…………… ……………………………………………15 4.6 间接效应分析和试验的内部雷电环境波形…………… ……………………………………………15 HB 8613－2021 II 前 言 本标准按照 GB/T 1.1－2009《标准化工作导则 第 1 部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。 本标准由中国航空综合技术研究所归口。 本标准起草单位：合肥航太电物理技术研究所、中国航空综合技术研究所。 本标准主要起草人：段泽民、司晓亮、李志宝、仇善良、张 力、张 松、吕海霞。 HB 8613－2021 1 飞机雷电环境试验波形 1 范围 本标准规定了模拟飞机雷电环境的试验波形。 本标准适用于飞机雷电直接效应和间接效应的防护设计、分析和试验。导弹、火箭、浮空器等飞行 器可参照执行。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GJB 3567－1999 军用飞机雷电防护鉴定试验方法 HB 6129－1987 飞机雷电防护要求及试验方法 HB 6167 .24－2014 民用飞机机载设备环境条件和试验方法 第24 部分：雷电感应瞬态敏感度试验 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 3.1 作用积分 action integral 当波形表示电流时，其作用积分是电流传递能量的能力的量度，为电流量 i(t)的平方在持续时间 T 上的积分，单位为 A 2s。[GJB 3567－1999，定义3 .5.6] 3.2 附着点 attachment point 雷电通道与飞机表面的接触点。[ HB 6129－1987，定义 1 .9] 3.3 击穿 breakdown 固体、液体、气体介质或组合介质，在高电压作用下，介质介电强度丧失的现象称之为击穿。 [GJB 3567－1999，定义3 .7] 3.4 直接效应 direct effects 当雷电电弧附着时伴随产生的高温、高压冲击波和电磁力对飞机所造成的燃烧、熔蚀、爆炸、结构 畸变和强度降低等效应。[ GJB 3567－1999，定义 3 .1] 3.5 驻留时间 dwell time 雷电通道附着在飞机一点上的持续时间。 3.6 闪络 flashover 当击穿过程发生在气体与液体或固体的交界面上时称为闪络。( HB 6129－1987，定义 1 .8) HB 8613－2021 2 3.7 间接效应 indirect effects 当雷电放电时伴随产生的强电磁脉冲感应引起的过电压或过电流(包括雷电流通过结构时的结构阻 性耦合)对飞机电气电子设备所造成的干扰或损坏。( GJB 3567－1999，定义3 .2) 3.8 雷电通道 lightning channel 雷电流沿击穿的电离通道流过的路径。 3.9 上升时间 rise time 电流或电压由其峰值的 10 %上升到90 %的时间。 4 标准雷电环境试验波形 4.1 概述 本标准定义了用于直接效应分析和试验的外部雷电环境的波形， 用于间接效应分析和试验的外部雷 电环境以及用于间接效应分析和试验的内部雷电环境的波形等。 4.2 直接效应分析和试验的外部雷电环境波形 用于直接效应分析和试验的外部雷电环境包括电压波形 A、B、C、D和电流分量 A、A H、B、C、 C*、D。 4.2.1 电压波形 A 直接效应电压波形 A为上升率(1000±500) kV/μs的波形，其幅值持续增加直到空气间隙击穿终止， 并导致试验件发生闪络或者击穿，同时其幅值迅速跌落至零。 典型直接效应电压波形 A见图 1 所示。 图 1 直接效应电压波形 A 4.2.2 电压波形 B 直接效应电压波形 B是单极性指数波，其在(1 .2±0 .24)μs上升到峰值，并在(50±10) μs衰减到半 峰值。 典型直接效应电压波形 B见图2 所示。 电压 击穿 时间±HB 8613－2021 3 图 2 直接效应电压波形 B 4.2.3 电压波形 C 直接效应电压波形 C是截断电压波形。规定试验件与试验电极之间的间隙击穿应发生在(2±1) μs， 对击穿时的电压幅值和击穿前的电压上升率不作要求。 典型直接效应电压波形 C见图3 所示。 图 3 直接效应电压波形 C 4.2.4 电压波形 D 直接效应电压波形 D是慢波前的电压波形，上升时间为 50 μs～250μs，衰减到峰值 50 %的时间不应 超过2000 μs。 典型直接效应电压波形 D见图 4 所示。 4.2.5 电流分量 A 直接效应电流分量 A可模拟成图 5 所示的衰减振荡波形或图 6 所示的单向波形。该波形的峰值电 流为(200±20) kA，在 500 μs内的作用积分为(2 .0×106±4×105)A2s，上升时间不大于 50 μs，电流衰减 到峰值 1 %的时间不大于 500 μs。 电压 击穿 时间 2μs50% 峰值电压 时间T2 T1T1＝(1 .2±0 .24)μs T2＝(50±10) μs HB 8613－2021 4 图 4 直接效应电压波形 D 图 5 以衰减正弦波模拟的直接效应电流分量 A 图 6 以单极性波形模拟的直接效应电流分量 A 4.2.6 电流分量 AH 直接效应电流分量 AH可模拟成见图 7 所示的衰减振荡波形或见图 8 所示的单向波形。该波形的峰 值电流为(150±15) kA，在 500μs内的作用积分为(0 .8×106±1.6×105)A2s，上升时间不大于 37 .5μs，电 流衰减到峰值 1 %的时间不大于 500 μs。 时间T1＝(50～250) μs击穿 50% 电压峰值 T2＝～2000 μs T1 T2 作用积分2.0×106 A2 s (500μs以内) 200kA 180kA 20kA ≤50μs时间 ≤500μs 200kA 峰值电流 时间 ≤500μs 作用积分2.0×106 A2 s (500μs以内) HB 8613－2021 5 图 7 以衰减正弦波模拟的直接效应电流分量 AH 4.2.7 电流分量 B 直接效应电流分量 B应模拟成单极性波形，即矩形波、指数波或线性衰减波。该波形平均电流幅 值为(2±0 .4)kA，持续时间为(5±0 .5)ms，传递电荷量为(10±1) C。 以矩形波模拟的直接效应电流分量 B见图9 所示。 以指数波模拟的直接效应电流分量 B见图 10 所示。 图 8 以单极性波形模拟的直接效应电流分量 AH 图 9 以矩形波模拟的直接效应电流分量 B 150kA